第 局域网体系结构PPT学习教案

1、会计学1第第 局域网体系结构局域网体系结构第1页/共39页8.1 局域网概述局域网概述 第2页/共39页8.1.1 局域网的概念、特点局域网的概念、特点 1. 局域网的定义与发展过程 在较小的地理范围内，利用通信线路将许多数据设备连接起来，实现彼此之间的数据传输和资源共享的系统称为局域网。它的发展般分为三个阶段：（1）60年代末至70年代初是萌芽阶段 。（2）70年代中期是局域网发展的一个重要阶段。 （3）80年代初期是局域网走向大发展的时期。利用光导纤维作为通信介质构成的高速主干环网，是目前许多局域网系统采用的一种结构形式，如清华大学和北京大学的校园网，都用光纤构成高速主干网。 第3页/共3

2、9页第4页/共39页8.1.2 局域网的应用局域网的应用 计算机局域网所具有的这些优点决定了它在社会各个领域有着广泛的应用，它可以用于办公自动化、工业生产自动化、企业管理信息系统、生产过程实时控制、军事指挥和控制系统、辅助教学系统、医疗管理系统、银行系统、软件开发系统和商业系统等方面，其中主要作用如下：1. 办公自动化 2. 工业生产自动化 3. 应用于教育领域 4. 计算机协同工作技术 第5页/共39页8.2 局域网的组成局域网的组成 第6页/共39页8.2.1 服务器服务器 网络使用一个专门的结点共享外围设备，该结点为网上所有的用户所共知，具有固定的地址，并为网上用户提供服务。这种提供服务

3、的结点称为服务器（Server）。常见的服务器类型有以下几种。1. 文件服务器给用户提供了操作系统中文件系统的各种功能。2. 打印服务器接有打印机，提供网络打印。3. 终端服务器又称为终端集中器，终端到其他结点之间的通信都通过终端集中器。 第7页/共39页8.2.2 工作站工作站 工作站又称为客户机。工作站是指当一台计算机连接到局域网上时，这台计算机就成为局域网的一个工作站。工作站与服务器不同，服务器是为网络上许多网络用户提供服务以共享它的资源，而工作站仅对操作该工作站的用户提供服务。工作站是用户和网络的接口设备，用户通过它可以与网络交换信息，共享网络资源。工作站通过网卡、通信介质以及通信设备

4、连接到网络服务器。现在的工作站都用具有一定处理能力的PC（个人计算机）机来承担。 第8页/共39页8.2.3 网络适配器（网络适配器（NIC） 网络适配器NIC（Network Interface Card）也就是俗称的网卡。网卡是构成计算机局域网络系统中最基本的、最重要的和必不可少的连接设备，计算机主要通过网卡接入局域网络。网卡一方面负责接收网络上传过来的数据包，解包后，将数据通过主板上的总线传输给本地计算机；另一方面它将本地计算机上的数据打包后送入网络。网卡和计算机的连接是通过总线扩展槽，根据连接的扩展槽不同，可将网卡进行分类。一般分为ISA总线网卡和PCI总线网卡。 第9页/共39页8.

5、3 局域网的体系结构局域网的体系结构 第10页/共39页8.3.1 局域网参考模型局域网参考模型 1.IEEE802参考模型 第11页/共39页第12页/共39页802.1网际互连802.2逻辑链路控制物理层物理层物理层物理层802.3媒体访问802.6媒体访问802.5媒体访问802.4媒体访问802.1寻址管理802.1体系结构网际互连逻辑链路控制LLC媒体访问控制MAC物理层第13页/共39页8.3.2 逻辑链路控制逻辑链路控制LLC子子层层 1. LLC向高层提供的服务有四种类型： 面向连接的服务确认无连接服务不确认无连接服务高速传送服务 2. 逻辑链路控制子层的服务访问点LLC SA

6、P 在一个主机的LLC子层上面应设有多个服务访问点，以便向多个进程提供服务。需用到两个地址：（1）MAC（介质访问控制）地址。（2）SAP地址。第14页/共39页第15页/共39页8.3.3 媒体访问控制媒体访问控制MAC子层子层 1. 媒体访问控制策略在所有的媒体访问控制技术中，最关键的参数是控制点和控制方法。集中方式具有以下的优点：能提供除了对媒体访问外的其他更高级的功能，如优先级控制、可靠性等。 每个站点的访问控制逻辑简单 避免对等实体间进行分布合作可能带来的问题 缺点：在整个网络中，如果控制点不能工作，则会导致整个网络瘫痪 由于所有对共享媒体的访问要经过控制站点的允许，可能会形成瓶颈，

7、降低效率。分布式媒体访问控制方式的优缺点正好与之相反。 第16页/共39页第17页/共39页MAC控制DACRCLLCSA由于采用不同的MAC协议，各MAC帧的确切定义不尽相同。但是所有的MAC帧的格式都大致类似。MAC帧各字段的含义如下： MAC控制字段：包括所有实现媒体访问控制所必须的协议控制信息。DA和SA：目的地址和源地址，用于指示接收端和发送端的MAC地址。 LLC：来自于LLC层的数据信息。CRC：循环校验字段，用于差错控制。 第18页/共39页8.4 IEEE802.3标准：标准：CSMA/CD 第19页/共39页8.4.1 802.3局域网概局域网概述述 规定了CSMA/CD访

8、问方法和物理层技术规范。最典型的网络是以太网（Ethernet）。现在的以太网也采用星状拓扑。 1. 组网方式基于802.3的总线局域网通常有四种组网方式：（1）10Base5网络（2）10Base2网络 （3）10BaseT网络 （4）10BaseF网络 第20页/共39页第21页/共39页LLC子层发送数据封装发送介质访问管理接收介质访问管理接收数据解封MAC子层发送数据编码接收数据解码第22页/共39页8.4.2 CSMA/CD介质介质访问控制协议及以太网访问控制协议及以太网 1. 载波侦听多路访问协议CSMA载波侦听多路访问CSMA（Carrier Sense Multi Access

9、）又称为“先听后说”，是减少冲突的主要技术。具体方法是网中各站在发送信息帧之前，先监听信道，看信道是忙或闲，如信道闲（即没有别的站往信道上发送信息帧）就发送信息帧；否则，就推迟自己的发送行动。推迟的时间，选择一种退避算法决定。根据退避算法，载波侦听多路访问可以分为三种类型：非坚持型CSMA1-坚持型CSMAP坚持型CSMA。 第23页/共39页第24页/共39页8.5 IEEE802.5标准：标准：令牌环局域网令牌环局域网 第25页/共39页8.5.1 令牌环局域网络令牌环局域网络 IBM令牌环是一种星形环形结构，即结构上呈星形，但将各工作站连成环。 IBM令牌环是一种星形环形结构，即结构上呈

10、星形，但将各工作站连成环。环站是计算机、文件服务器和终端设备，设备入网时均需要带一个适配器。环站是计算机、文件服务器和终端设备，设备入网时均需要带一个适配器。线集中器是一个连接设备，环站通过线集中器将传输介质构成环网。传输介质可以是双绞线、光纤或宽带电缆，或是它们的混合，形成多介质网络。网桥作为IBM令牌环之间的连接设备。信关实质上是一个网间连接器 。环形网络一直用于局域网和广域网中。 第26页/共39页8.5.2 令牌环工作原理令牌环工作原理 第27页/共39页*8.5.3 令牌环令牌环MAC子层协议子层协议1. IEEE802.5MAC帧格式SDEDAC字节 111令牌帧SDFCAC字节

11、111数据帧DAINFOSA2或62或60FCSEDFS411PPPTMRRR访问控制字段格式如下：第28页/共39页FFRRCCCCDA：目的地址SA：源地址FCS：帧校验序列。FS：帧状态。 ACAC第29页/共39页第30页/共39页*8.5.4 令牌总线局域网令牌总线局域网1.令牌总线网的工作原理：（1）网络在启动后，只有获得令牌的站才能向网上发送数据。 （2）令牌在逻辑环上是根据地址传递的 。（3）逻辑环上任何一个站保持令牌的时间是一定的 。（4）逻辑环在稳定状态下的操作由数据传送和令牌传递两个阶段交替进行。（5）令牌总线型网络具有优先级控制。（6）在非稳定状态下，逻辑环上所有使用令

12、牌的站有逻辑环的维护功能。（7）总线上的站可以加入逻辑环，也可以不加入逻辑环。第31页/共39页PAFCSDDASADATA-UNITFCSED前导码 帧开始帧控制 目标地址源地址数据帧校验序列帧结束定界符3.令牌总线介质访问控制控制方法主要包括：（1）逻辑环的初始化（2）插入环算法（3）退环算法（4）故障控制。第32页/共39页*8.6 快速以太网与千快速以太网与千兆以太网技术兆以太网技术*第33页/共39页IEEE802.3委员会于1992年提出制定快速以太网标准。在IEEE802.3基础上，把传输速率从10Mbps提高到100Mbps，并于1995年6月，正式把它定为快速以太网标准IEE

13、E802.3u。在IEEE802.3基础上，把传输速率从10Mbps提高到100Mbps，并于1995年6月，正式把它定为快速以太网标准IEEE802.3u。包括：100Base-TX100Base-T4100Base-Fx。*8.6.1 快速以太网快速以太网第34页/共39页*8.6.2 千兆位以太网千兆位以太网1.千兆位以太网是IEEE802.3标准的扩展，在保持与以太网和快速以太网设备兼容的同时，提供1000Mbps的数据带宽。千兆位以太网的关键是利用交换式全双工操作部件构建主干网络，连接超级服务器和工作站。可有多种网络拓扑结构。它基于以太网结构，保留了IEEE802.3以太网标准帧格式以及IEEE 802.3的网络管理功能，且网络管理原理保持不变，现存的软件（如LAN协议）都可运行。 第35页/共39页第36页/共39页第37页/共39页*8.6.3 交换式局域网