第七章局域网ppt课件

1、第七章 局域网 结束放映学习目录学习要求内容简介内容简介本章以IEEE 802局域网标准为主线，介绍了局域网的基本知识和目前流行的几种局域网的工作原理，并对几种局域网做了简单比较，最后介绍了局域网的互连技术。前往终了学习要求1. 理解并掌握局域网定义、特点等基本概念；2. 理解并掌握局域网体系结构；3. 了解令牌总线介质访问策略；4. 掌握CSMA/CD原理；5. 掌握令牌环网与WLAN的基本概念；6. 掌握局域网的互连方式与原理。前往终了学习目录前往7.1 局域网基本知识 7.2 局域网体系结构 7.3 IEEE 802.3标准：以太网 7.4 IEEE 802.4标准：令牌总线局域网 7.

2、5 IEEE 802.5标准：令牌环局域网7.6 IEEE802.11标准：无线局域网 7.7 局域网互连 终了7.1 局域网基本知识局域网是在自20世纪70年代开始，随着微型计算机的出现并得到了广泛应用，应运而生的，今天的局域网技术仍然在快速的发展中，新型局域网层出不穷，并得到广泛应用。 7.1.1 局域网的定义及特征 7.1.2 局域网拓扑结构 7.1.3 局域网传输介质 7.1.4 局域网标准 本节内容提要：下一页上一页7.1.1 局域网的定义及特征 定义将小区域内(25千米之内)的各种通信设备互联在一起的通信网络 。 特点网络覆盖范围小25km以内）数据传输速率快41000Mbit/s

3、）误码率低10-810-10） 决定局域网特性的主要因素 传输介质网络拓扑结构介质访问控制策略 下一页上一页7.1.2 局域网拓扑结构 总线型结构 星型结构 环型结构 混合型结构 下一页上一页7.1.3 局域网传输介质 双绞线屏蔽双绞线(STP)和非屏蔽双绞线(UTP ） 同轴电缆基带同轴电缆传送一路信号和宽带同轴电缆 光纤 单模光纤和多模光纤FDDI光纤分布式数据接口） 微波传输和卫星传输下一页上一页7.1.4 局域网标准 局域网标准定义了传输媒介、编码和介质访问控制策略等底层功能 ，本章将简要介绍IEEE802系列的部分标准: IEEE 802.3 CSMA/CD载波监听多路访问/冲突检测

4、总线型介质访问控制协议及相应物理层规范。 IEEE 802.4 令牌总线型介质访问控制协议及相应物理层规范。 IEEE 802.5 令牌环型介质访问控制协议及相应物理层规范。 I EEE 802.11 无线局域网标准。 下一页上一页7.2 局域网体系结构 IEEE 802委员会在IEEE 802.1中定义了关于局域网的参考模型，本节将对该模型及其各层功能作详细介绍。 7.2.1 IEEE802.2标准 7.2.2 媒体访问层MAC） 7.2.3 逻辑链路控制层LLC） 本节内容提要：下一页上一页7.2.1 IEEE802.2标准LLC标准） OSI参考模型与IEEE 802模型比较 下一页上一

5、页7.2.1 IEEE802.2标准 LLC帧与MAC介质访问控制子层帧的关系 下一页上一页7.2.1 IEEE802.2标准 IEEE 802 系列标准 下一页上一页7.2.2 媒体访问层介质访问控制子层） 媒体访问控制策略: 中心问题解决相互冲突的用户间如何分配单独的广播信道。（在哪里控制、怎样控制） 集中式控制控制器集中控制、授权访问.如：轮询、约定、竞争） 分布式控制节点都使用MAC机制决定节点传输顺序） MAC帧通用格式 MAC子层提供的服务 数据请求目的地址、源地址、数据、优先级、类别） 数据指示目的/源地址、数据、优先级、类别、接收状态） 数据确认目的/源地址、数据、优先级、类别

6、、发送状态）下一页上一页7.2.3 逻辑链路控制层 LLC和其它大多数链路控制协议不同的特点： 必须支持多点访问链路是共享的） 和MAC层一起来规范对链路的访问。（包括链路访问的内容） LLC中的地址 MAC地址，即某站在网络中的物理地址，由MAC帧进行传送；SAP服务访问点地址，即进程在站中的地址，这由LLC帧负责传送。（站点编码、标识源/目的LLC用户） LLC子层提供的服务 类型1LLCl）：无确认的无连接服务数据报服务由高层协议软件提供必须的流量/差错控制机制）类型2LLC2）：面向连接服务虚电路类似HDLC）类型3LLC3）：确认的无连接服务(可靠的数据报-只用于令牌总线局域网)类型

7、4LLC4）：高速传送服务(城域网专用) 下一页上一页7.2.3 逻辑链路控制层 LLC帧结构：（目的/源服务访问点DSAP/SSAP、控制/数据字段）下一页上一页7.3 IEEE 802.3标准：以太网总线型局域网） 以太网以表示传播电磁波的以太Ether命名是局域网里使用最多的一种网络模型，它的结构很简单，采用的媒体访问控制方法就是后来成为IEEE 802.3标准的载波监听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)技术。 7.3.1 以太网媒体/介质访问策略 7.3.2 以太网的体系结构 7.3.3 以太网的组成 7.3.5 快速以太网本节内容提要：下一页上一页7.3 以太网媒体访问策略 以太网

8、几种实现形式 （表示：以Mb/s为单位的数据速率/信号方式/以百米计的最大段长度） 10Base2细缆网：10Mb/s/ 基带信号、同轴电缆50、D=5mm/最大长度约200m）10Base5粗缆网： 10Mb/s/同轴电缆50、D=10mm/最大长度500m ）10BaseT非屏蔽双绞线UTP： 10Mb/s/UTP/最大长度100m ）100BaseT快速以太网： 100Mb/s/UTP、STP）100BaseFX通过光缆的以太网：100Mb/s/两束多模光纤/最大长度2km）1000BaseT千兆位以太网：1Gb/s/光纤/几十km）下一页上一页7.3.1 以太网媒体访问策略多点接入、多

9、点访问-受控、随机访问方式） CSMA方式 （随机访问方式）非坚持CSMA空闲发送、忙则延时重新监听）1坚持CSMA空闲发送、忙则继续监听直到信道空闲）P概率坚持CSMA空闲以p发送同时以1-p监听，忙则一直坚持监听到信道空闲） CSMA/CD方式先听后说，边说边听） 基本原理 冲突检测方法 （边发送，边监听） 信号电平法接收信号电压摆动超过门限值认为发生冲突） 过零点检测法零点是否在每比特的中央出现） 自发自收法将收到信号与发送比特逐一比较是否一致） 冲突退避算法 ：=R*A*2N*f ：N冲突次数，R随机数，A计时单位可选总线周期），为本次冲突后等待重发的间隔时间下一页上一页7.3.2 以

10、太网的体系结构 物理层 物理信令PLS子层AUI附件单元接口）物理媒体连接件PMA子层 （MDI介质相关接口/MAU介质附件单元）下一页上一页7.3.2 以太网的体系结构 MAC帧 下一页上一页7.3.3 以太网组成传输介质、收发器、网卡、工作站） 传输媒体 ：粗缆/细缆/双铰线、10Mb/s/100Mb/s接收或发送数据：检测在总线上发生的数据帧的冲突；在总线和总线接口的电子设备之间进行电气隔离： 当收发器所连接的网卡或工作站出现故障时， 保护总线不受其影响。 收发器 网络适配器 （网卡）：实现MAC子层和一些物理层的功能。 工作站：连到网上的可编址设备，对用户数据本地处理/用户和网络间接口

11、 ：如：微机、工程工作站数据的封装和解封：发送时加地址和校验字段/接收时剥去首部和尾部链路管理：实现CSMA/CD协议编码和解码：负责比特流编译码。下一页上一页7.3.4 快速以太网 （802.3u保留旧的分组格式、接口及程序规则，将响应从100ns减少到10ns，均使用集线器，不使用分接头。）100Base-T4：3类UTP，4对非屏蔽双铰线，25Mbit/s*4bit/周期=100Mbit/s100Base-TX：5类UTP，2对非屏蔽双铰线，125MHz、全双工。100Base-FX：两束多模光纤，全双工，站点与集线器可达2km吉比特以太网:1000Mb/s下一页上一页7.4 IEEE

12、802.4标准：令牌总线局域网 下一页上一页 基本原理 一种在总线拓扑中利用“令牌(Token)”作为控制节点访问公共传输介质的确定型介质访问控制技术。（物理上总线网，逻辑上令牌环网。先行站PS- 后继站NS-末站-首站） MAC帧格式 前同步码：用来实现收、发两端的时钟同步；起始字段和结束字段：用来确定帧的边界；帧控制字段：决定了本次发送的是MAC控制帧还是数据帧/p212目的地址和源地址：其规定与IEEE802.3的地址字段相同 7.5 IEEE 802.5标准：令牌环局域网(美国84年推出) 基本原理 一种在环形拓扑结构中，利用令牌来控制网络各个站点有序地介质访问，不会产生任何冲突。 下

13、一页上一页7.5 IEEE 802.5标准：令牌环局域网 令牌环中站的体系站构 （MIC介质接口连接器/TCU干线耦合器、转发器、环接口） 下一页上一页7.5 IEEE 802.5标准：令牌环局域网 令牌环的工作过程 截获令牌与发送帧接收帧与转发帧撤消帧与重新发令牌 令牌环MAC帧格式 令牌帧 (起始、访问控制、结束字段各占1Byte)下一页上一页7.5 IEEE 802.5标准：令牌环局域网 保证令牌不丢失(无令牌计时器TNT/有效桢计时器TVX)清除无效帧M=0M=1, M=1 再次经过时被清除出环路）保证环路的最小时延令牌长度3Byte，环路至少容纳24 bit） 令牌环的维护 (采用集

14、中方式控制) 数据帧(非令牌帧) 下一页上一页7.6 IEEE802.11标准：无线局域网 IEEE 802.11的模型 下一页上一页7.6 IEEE802.11标准：无线局域网 无转移：BSS内部移动BSS基本服务集转移：ESS内BSS间的移动ESS扩展服务集转移：ESS间的移动 802.1l标准中定义了三种物理媒体 红外：波长850950nm，速率1Mb/s和2Mb/s直接序列扩频：2GHz ISM超短波波段，最多可用7个通道， 每个通道的数据率为1Mb/s到2Mb/s跳频扩频：2.4GHz ISM波段，数据率为1Mb/s到2Mb/s。 三种状态的站 下一页上一页7.6 IEEE802.1

15、1标准：无线局域网 IEEE 802.11协议体系结构 分布式协调功能 点协调功能 下一页上一页7.6 IEEE802.11标准：无线局域网 吞吐量：最大限度发挥无线介质接入功能。节点数：数百个节点并可跨越多个蜂窝小区通信。与主干网的连接：与有线局域网互联。服务范围：100-300m的直径范围。传输的稳健性和安全性：保证可靠性传输，防止干扰和窃听。越区频道切换/遨游：一个蜂窝小区移动到另一个小区。动态配置：寻址和网络管理上动态加入、删除、重定位终端等。在同一地区的网络的运行：多个无线网同一地区入网引起电池能耗：能耗强的电源适用无须执照：提高普及率 无线局域网的最重要的指标需求 下一页上一页7.6 IEEE802.11标准：无线局域网 无线局域网的应用 ：扩展局域网/跨建筑互联/移动接入/特定网络 扩展局域网 单蜂窝小区的无线局域网配置 下一页上一页7.6 IEEE802.11标准：无线局域网 跨建筑的互联 多蜂窝小区无线局域网配置 移动接入 特定网络 下一页上一页7.7 局域网互连 下一页上一