局域网和广域网概述@底层的技术_第1页
局域网和广域网概述@底层的技术_第2页
局域网和广域网概述@底层的技术_第3页
局域网和广域网概述@底层的技术_第4页
局域网和广域网概述@底层的技术_第5页
已阅读5页,还剩83页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、局域网和广域网概述局域网和广域网概述n第三章 底层的技术第三章 底层的技术学习重点:学习重点:了解局域网和广域网类型了解局域网和广域网类型掌握主要以太网类型及其主要特性掌握主要以太网类型及其主要特性掌握掌握CSMA/CDCSMA/CD,CSMA/CACSMA/CA工作原理工作原理 掌握主要连接设备掌握主要连接设备第三章 底层的技术3.1 3.1 局域网局域网LANLAN 局域网覆盖的范围较小,带宽较高,通常用于建筑局域网覆盖的范围较小,带宽较高,通常用于建筑内部,园区范围内的专用网络。内部,园区范围内的专用网络。 局域网分类局域网分类: (1) (1) 按拓扑结构分按拓扑结构分总线型总线型、树

2、型树型、环型环型和和星型星型。 (2) (2) 按使用介质分,可分为按使用介质分,可分为有线网有线网和和无线网无线网两类两类。 第三章 底层的技术主要局域网技术主要局域网技术 3.1.1 有线局域网:以太网 以太网是在以太网是在 20 20 世纪世纪 70 70 年代研制开发的一种基年代研制开发的一种基带局域网技术,使用同轴电缆作为网络媒体,采用载带局域网技术,使用同轴电缆作为网络媒体,采用载波多路访问波多路访问/ /冲突检测(冲突检测( CSMA/CD CSMA/CD )机制,以太网技)机制,以太网技术的正式标准是术的正式标准是802.3802.3标准。标准。 按速度发展分为:按速度发展分为

3、: 1.1.传统以太网(传统以太网(10Mbps10Mbps) 2.2.快速以太网(快速以太网(100Mbps100Mbps) 3.3.千兆以太网(千兆以太网(1000Mbps1000Mbps) 3.1.2 传统以太网 传统以太网数据率为传统以太网数据率为10Mbps,10Mbps,接入方法为载波多路访问接入方法为载波多路访问/ /冲突检测(冲突检测( CSMA/CD CSMA/CD )机制。)机制。n CSMA/CDCSMA/CD八字原理:八字原理:“先听后讲,边听边讲先听后讲,边听边讲”n (1(1)先)先侦听信道侦听信道,如果信道空闲则发送信息。,如果信道空闲则发送信息。n(2 2)如果

4、信道忙,则继续侦听,直到信道空闲时立即发送。)如果信道忙,则继续侦听,直到信道空闲时立即发送。n(3 3)发送信息后进行)发送信息后进行冲突检测冲突检测,如发生冲突,立即停止发送,如发生冲突,立即停止发送,并向总线上发出一串并向总线上发出一串阻塞信号阻塞信号(连续几个字节全(连续几个字节全1 1),通知总),通知总线上各站点冲突已发生,使各站点重新开始侦听与竞争。线上各站点冲突已发生,使各站点重新开始侦听与竞争。n(4 4)已发出信息的各站点收到阻塞信号后,等待一段)已发出信息的各站点收到阻塞信号后,等待一段随机时随机时间间,重新进入侦听发送阶段。,重新进入侦听发送阶段。3.1.2 传统以太网

5、 站点要求发送有载波?发送一帧信息有冲突?发出阻塞信号冲突 16?延时处理放弃发送另作处理一次发送结束图4.3 CSMA/CD发送过程流程图YNYNNY3.1.2 传统以太网 n 数据链路层有数据链路层有2 2个子层个子层:LLCLLC逻辑链路控制子层逻辑链路控制子层:负责数据链路层的:负责数据链路层的流量控制流量控制和和差错控制差错控制。MACMAC媒体接入控制子层媒体接入控制子层:负责:负责CSMA/CDCSMA/CD接入方法及接入方法及帧帧的组装。的组装。 (1 1)前同步码前同步码:物理层添加的:物理层添加的7 7个字节交替出现的个字节交替出现的0 0和和1 1,提,提 醒系统有帧到来

6、。醒系统有帧到来。(2 2)帧首定界符帧首定界符SFDSFD:1 1个字节个字节10101010111010101011作为帧开始信号。作为帧开始信号。(3 3)目的地址目的地址DADA:下一站物理地址。:下一站物理地址。(4 4)源地址源地址SASA:前一站物理地址。:前一站物理地址。(5 5)长度长度/ /类型类型:值小于:值小于15181518表示长度字段,否则表示定义表示长度字段,否则表示定义 服务的上层协议。服务的上层协议。(6 6)数据数据:从上层协议封装的数据。:从上层协议封装的数据。(7 7)CRCCRC: : 差错检信息。差错检信息。帧格式帧格式3.1.2 传统以太网 n 实

7、现方法实现方法(1 1)10BASE510BASE5:粗缆以太网。:粗缆以太网。(2 2)10BASE210BASE2:细缆以太网。:细缆以太网。(3 3)10BASE-T: 10BASE-T: 双绞线以太网。双绞线以太网。(4 4)10BASE-FL10BASE-FL:光纤链路以太网。:光纤链路以太网。n 比较基带与宽带:比较基带与宽带: 基带传输基带传输(BASE)-(BASE)-又叫数字传输,是指把要传输的数据转换又叫数字传输,是指把要传输的数据转换为数为数 字信号字信号,使用固定的频率在信道上传输,使用固定的频率在信道上传输。 宽带传输宽带传输( (Broadband)-)-将信道分成

8、多个子信道,分别传送音频、将信道分成多个子信道,分别传送音频、 视频和数字信号。传输视频和数字信号。传输模拟信号模拟信号,传输距离更远。,传输距离更远。3.1.3 快速以太网 在在MACMAC层与传统以太网原理相同,在物理层,使层与传统以太网原理相同,在物理层,使用不同的用不同的发送方法发送方法和和不同的媒体不同的媒体来达到来达到100Mbps100Mbps。 快速以太网共有快速以太网共有3 3种实现方法:种实现方法: 100BASE-TX 100BASE-TX用于用于两对两对5 5类类UTPUTP或或1 1类类STPSTP 100BAST-T4 100BAST-T4用于用于四对四对3 3,4

9、 4或或5 5类类UTPUTP 100BASE-FX 100BASE-FX用于光纤,需用于光纤,需两对两对光纤光纤 3.1.4 千兆以太网 千兆千兆以太网以太网是建立在以太网标准基础之上的是建立在以太网标准基础之上的技术技术。千兆以太。千兆以太网和大量使用的以太网与快速以太网完全兼容,并利用了原网和大量使用的以太网与快速以太网完全兼容,并利用了原以太网标准所规定的全部技术规范,其中包括以太网标准所规定的全部技术规范,其中包括CSMA/CDCSMA/CD协议、协议、以太网帧、全双工、流量控制以及以太网帧、全双工、流量控制以及IEEE 802.3IEEE 802.3标准中所定义标准中所定义的管理对

10、象的管理对象。 目前千兆以太网实现分为二线和四线两类,分别为:目前千兆以太网实现分为二线和四线两类,分别为:(1 1)100BASE-SX100BASE-SX:用光纤发送:用光纤发送短短波长激波长激光光信号。信号。(2 2)100BASE-LX100BASE-LX:用光纤发送:用光纤发送长长波长激波长激光光信号。信号。(3 3)100BASE-CX100BASE-CX:用屏蔽双绞线发送:用屏蔽双绞线发送电电信号。信号。(4 4)100BAST-T100BAST-T:使用双绞线电缆。:使用双绞线电缆。 3.1.5 无线局域网:IEEE 802.11 无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产

11、物。无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它以它以无线信道无线信道作为传输媒介,能实现宽带业务的无线接入、作为传输媒介,能实现宽带业务的无线接入、远距离无线传输及认证计费等功能。其优点如下远距离无线传输及认证计费等功能。其优点如下: 1.1.移动性移动性: :n不需要局限特定访问地点不需要局限特定访问地点n笔记本、笔记本、PDAPDA可以自由变换位置可以自由变换位置 2. 2. 低成本低成本n避免铺设线缆、租用线路的月租费避免铺设线缆、租用线路的月租费 3. 3. 高可靠性高可靠性 n避免线缆故障造成的网络瘫痪避免线缆故障造成的网络瘫痪n抗干扰、加密算法确保安全。抗干扰、加密算法确

12、保安全。3.1.5 体系结构n基本服务集基本服务集BSSBSS和扩展服务集和扩展服务集ESSESSn1.1.基本服务集基本服务集由固定的或移动的由固定的或移动的无线站无线站及可能的称为及可能的称为接入点接入点APAP的中央基站构成。的中央基站构成。3.1.5 体系结构n1.1.扩展服务集扩展服务集由两个或更多的具有由两个或更多的具有接入点接入点APAP的的BBSBBS构成。构成。该基础结构该基础结构网络中,一网络中,一个个BBSBBS的各站的各站可不通过可不通过APAP通信,但不通信,但不同同BBSBBS站不行站不行。3.1.5 体系结构n物理层实现物理层实现:定义了若干标准,只需了解。定义了

13、若干标准,只需了解。nMACMAC层实现层实现:CSMA/CACSMA/CAn(1 1)发送结点在检测出媒体空闲后,先发送一个小帧)发送结点在检测出媒体空闲后,先发送一个小帧 RTS(RTS(特殊请求特殊请求) ),该帧包含了他需要占用媒体的时间;,该帧包含了他需要占用媒体的时间; n(2 2)接收站发送一个)接收站发送一个CTS(CTS(准备发送准备发送) )帧确认发送结点的请帧确认发送结点的请 求。该帧以广播方式发给所有站。求。该帧以广播方式发给所有站。n(3 3)发送站发送所有帧。)发送站发送所有帧。n(4 4)接收站确认所收到的帧。)接收站确认所收到的帧。3.2 点对点广域网n1.1.

14、点对点广域网概述点对点广域网概述n n广域网(广域网(Wide Area NetworksWide Area Networks,WANWAN)n距离远、带宽小、延时大距离远、带宽小、延时大3.2.1 物理层n56k56k调制解调器调制解调器n调制,就是把数字信号转换成电话线上传输的模拟信号;解调,即把模拟信号转换成数字信号。n上载速率33.6kbps,下载数据率为56kbps.nDSLDSL技术技术 DSL(Digital Subscriber Line)数字用户线路,是通过铜线或者本地电话网提供数字连接的一种技术。 包含ADSL,VDSL,HDSL,SDSL等xDSL。 3.2.1 物理层n

15、ADSL(非对称数字用户环线),用于要求很快的下载速度,但上传速度较慢可以接受的互联网接入领域;nSDSL(对称数字用户环线),用于对下载和上传速度都有较高要求的短距离网络连接。n电缆调制解调器电缆调制解调器Cable ModemCable Modem 它利用有线电视网进行数据传输,主要面向计算机用户的终端,它是连接有线电视同轴电缆与用户计算机之间的中间设备。3.2.2 数据链路层1.PPP1.PPP点对点协议点对点协议nPPPPPP协议是目前使用最广泛的广域网协议,这是因为它协议是目前使用最广泛的广域网协议,这是因为它具有以下特性:具有以下特性: n能够控制数据链路的建立;能够控制数据链路的

16、建立;n能够对能够对IPIP地址地址进行进行分配分配和和使用使用;n允许同时采用多种网络层协议;允许同时采用多种网络层协议;n能够配置和测试数据链路;能够配置和测试数据链路;n能够进行错误检测;能够进行错误检测;n有协商选项,能够对网络层的地址和数据压缩等进有协商选项,能够对网络层的地址和数据压缩等进行协商。行协商。 3.2.2 数据链路层2.PPP运行过程3.3 交换广域网3.3 交换广域网历史最悠久的广域网数据传输技术。X.25协议是指用分组方式工作并通过专用电路和公用数据网连接的终端使用的数据终端设备(DTE)和数据电路终端设备(DCE)之间接口的协议。 目前网络发展的最新技术,是建立在

17、电路交换和分组交换基础上的一种新的交换技术3.3.2 帧中继3.3.2 帧中继体系结构帧中继通常是作为广域网来帧中继通常是作为广域网来连接一些局域网和主机。连接一些局域网和主机。DTEDTE: :数据终端设备,连接用数据终端设备,连接用户到网络的设备。如:路由户到网络的设备。如:路由器或网桥。器或网桥。DCEDCE: :数据电路端接设备,网数据电路端接设备,网络中的交换机。络中的交换机。知识回顾局域网技术局域网技术n 传统以太网传统以太网n 快速以太网快速以太网n 千兆以太网千兆以太网广域网技术广域网技术n 点对点广域网点对点广域网n 交换广域网交换广域网 X.25 X.25 帧中继帧中继 A

18、TMATM本讲内容:本讲内容: ATM技术技术链路层协议链路层协议 l HDLCl PPP 接入技术接入技术l ISDNl DCC3.3.3 ATM1.1.什么是什么是ATMATM 一种数据传输技术,它以一种数据传输技术,它以信元信元为信息传输、复用和交换的为信息传输、复用和交换的基本单位,具有基本单位,具有高数据传输率高数据传输率。2.2.什么是信元什么是信元 信元是固定长度的数据交换单元,有信元是固定长度的数据交换单元,有5 5个个字节首部和字节首部和4848个个字字节的信息字节组成,采用节的信息字节组成,采用硬件硬件对信元进行处理,缩短信元的处对信元进行处理,缩短信元的处理时间。理时间。

19、3.3.应用范围应用范围 ATMATM技术实现的通信网可支持语音、数据及图像传送,提供技术实现的通信网可支持语音、数据及图像传送,提供专用专用高带宽高带宽传输。传输。3.3.3 ATM3.ATM3.ATM网络特点网络特点采用面向连接并预约传输资源的方式采用面向连接并预约传输资源的方式 传输路径(TP)物理连接(电线、电缆、卫星等)。 虚通道(VP)两个交换机之间的一条或一组连接。 虚电路(VC)属于同一报文的信元都沿着一条虚电路传输。 无逐段链路的差错控制和流量控制无逐段链路的差错控制和流量控制 (1)运行是在误码率很低的光纤传输网上 (2)预约资源机制保证网络中传输的负载小于网络的传输能力。

20、3.3.3 ATM采用透明的网络传输方式采用透明的网络传输方式 语义透明-在传送信息时不产生错误。 时间透明-用最短的时间将信息从源点送到目的点。具有统计复用功能具有统计复用功能兼容性好兼容性好 AAL层把不同电信业务转换成统一的ATM标准,实现使用同一个网络来承载各种应用业务的目的。 3.3.3 ATM4.ATM4.ATM层次层次(1 1)物理层物理层:定义传输媒体、位传输、电信号和光信号的转换。:定义传输媒体、位传输、电信号和光信号的转换。(2 2)ATMATM层层:负责共享物理链路的:负责共享物理链路的虚电路虚电路和和ATM网络中的信元传输信元传输。(3 3)应用适配层应用适配层(AAL

21、)(AAL):接入:接入现有网络现有网络到到ATMATM设施上,并分割成固设施上,并分割成固定长度定长度ATMATM信元。信元。 AAL1-支持恒定数据率的应用,视频、话音。 AAL2-支持低数据率通信量和短帧通信量。 AAL3/4-面向连接和无连接的数字服务。 AAL5-为无连接的分组协议而设计。3.3.3 ATM5.ATM5.ATM与与IPIP技术比较技术比较(1)从定义上看从定义上看:ATM是ITU-T提出的标准,它基于QoS,技术的先进性以及兼容性,适用于实时性强,多媒体通信等高端业务。但协议庞杂,运行维护困难。IP是由IETF标准化,具有包容性包容性和开放性开放性,但也决定了IP要提

22、供电信级的服务还有一段路要走。 (2) ATM是技术驱动技术驱动的产物,而IP则是市场驱动市场驱动的产物。(3) IP协议所具有的最大优势最大优势在于,它可以运行在任何介质和网络任何介质和网络上,可以保证异种网络的互通。随着IPv6,各种协议算法的发展,话音、视频话音、视频业务及传统的数据通信数据通信业务转移到IP网上。3.3.3 ATM6.ATM/IP6.ATM/IP技术的融合技术的融合 (1)(1)网络叠加模型网络叠加模型 LANE和MPOA,同时依托TCP/IP协议栈和ATM信令,两者在结构上呈叠加关系,TCP/IP协议栈位于ATM协议之上,通过适当的格式、地址转换实现网络互连互通。 (

23、2)(2)网络集成型模型网络集成型模型 选路等第三层以上的任务由传统的TCP/IP协议栈完成;而交换、传输则由ATM硬件来实现。由于它将IP软件模块与ATM硬件集成在一起,将ATM作为一个传输层设备使用。如:标记交换、IP导航器、MPLS等。缺点:互联、传输效果缺点:互联、传输效果低下,技术难度高低下,技术难度高3.4 连接设备 1. 1.转发器转发器 物理层设备,可扩展局域网的长度。不是连接物理层设备,可扩展局域网的长度。不是连接2 2个局域网,个局域网,是把一个局域网的两个网段连接起来。转发每一个位,无过是把一个局域网的两个网段连接起来。转发每一个位,无过滤功能,是再生器而不是放大器。滤功

24、能,是再生器而不是放大器。n集线器集线器: :多端口转发器,多端口转发器,应用于使用星型拓扑结构的网络中,应用于使用星型拓扑结构的网络中,连接多个计算机或网络设备。连接多个计算机或网络设备。 3.4 连接设备 2. 2.网桥网桥 数据链路层设备。连接两个LAN,它能够解析它所接受的帧,根据MAC地址来转发帧。如果数据包的目标地址与源地址位于同一段,就可以把它过滤掉。n透明网桥透明网桥: :对任何数据站都完全透明,用户感觉不到它的存在。当网桥被加入系统或从系统删除,各站都无需重新配置。3.4 连接设备 3. 3.交换机交换机 二层交换机二层交换机是数据链路层设备,可以识别数据包中的MAC地址信息

25、,根据MAC地址进行转发,并将这些MAC地址与对应的端口记录在自己内部的一个地址表中。 三层交换机三层交换机就是路由器,网络层设备。比传统路由器更快、更多得接收、处理和发送分组。3.4 连接设备交换机的特点交换机的特点3.4 连接设备交换机的作用交换机的作用3.4 连接设备MAC地址表学习过程地址表学习过程3.4 连接设备3.4 连接设备3.4 连接设备交换机对帧的转发交换机对帧的转发(1)单播帧转发单播帧转发3.4 连接设备广播、组播和未广播、组播和未知单播帧的转发知单播帧的转发3.4 连接设备 4. 4.路由器路由器 工作在第三层的网络互联设备。连接不同传输速率并运行于各种环境的局域网和广

26、域网。 与其他设备的区别与其他设备的区别: (1) 路由器每个接口有物理地址和逻辑地址。 (2) 只对分组中的目的地址与分组到达的接口地址匹配的 分组起作用。 (3) 转发分组时要改变物理地址。3.4 连接设备路由器的作用路由器的作用3.4 连接设备路由器的特点路由器的特点3.4 连接设备第三章第三章 底层的技术底层的技术本章总结及补充知识介绍本章总结及补充知识介绍1. 1. 局域网和广域网概述局域网和广域网概述2. 2. 广域网接入技术广域网接入技术lHDLCHDLC协议协议lPPPPPP协议协议lISDNISDN协议协议lDDCDDC拨号控制中心拨号控制中心 3.5 底层技术总结1.局域网

27、和广域网定义局域网和广域网定义3.5 底层技术总结2.局域网的不足局域网的不足3.5 底层技术总结3.5 底层技术总结3.广域网与广域网与OSI参考模型参考模型3.5 底层技术总结4.广域网广域网连接方式连接方式3.5 底层技术总结专线连接方式专线连接方式3.5 底层技术总结电路交换方式电路交换方式3.5 底层技术总结专线和电路交换方式专线和电路交换方式-链路层协议链路层协议3.5 底层技术总结分组交换链接模型分组交换链接模型3.5 底层技术总结广域网接入和互联广域网接入和互联HDLCHDLC协议协议 HDLC(高级数据链路控制)协议由IBM的SDLC(同步数据链路控制)协议演变而来。3.5

28、底层技术总结HDLCHDLC概述概述3.5 底层技术总结HDLCHDLC帧格式帧格式数据和控制报文均以数据和控制报文均以帧标准格式传送。帧标准格式传送。信息帧(I帧)监控帧(S帧)无编号帧(U帧)3.5 底层技术总结HDLCHDLC状态检测状态检测 3.5 底层技术总结配置配置HDLCHDLC时间范围为0-32767s3.5 底层技术总结HDLC协议特点3.5 底层技术总结DHLCDHLC协议使用限制协议使用限制 3.5 底层技术总结广域网接入和互联广域网接入和互联PPPPPP协议协议 PPP(PPP(点到点点到点) )协议是在协议是在SLIP(SLIP(串行线互联网协议串行线互联网协议) )

29、的基础上的基础上发展起来,提供点到点链路上传递、封装网络层数据包的发展起来,提供点到点链路上传递、封装网络层数据包的链路层协议。链路层协议。3.5 底层技术总结PPPPPP概述概述3.5 底层技术总结PPPPPP的特点的特点3.5 底层技术总结PPPPPP协议的组成协议的组成LCPLCP:管理PPP数据链路,包括建立、拆除和监控数据链路等。NCPNCP:协商所承载的网络层协议的类型及其属性。3.5 底层技术总结PPPPPP会话的建立会话的建立链路建立链路建立:发送LCP报文检测链路的可用情况。验证阶段验证阶段:根据PPP的验证选项来决定是否验证。网络层协商阶段网络层协商阶段:发送NCP报文来选

30、择并配置网络层协议。3.5 底层技术总结PPPPPP会话流程会话流程3.5 底层技术总结PPPPPP验证验证-PAP-PAP正确发ACK,错误发NAK消息3.5 底层技术总结CHAPCHAP验证验证主验证方:主验证方:发起验证请求,包括用户名和一个随机数值。被验证方被验证方:利用MD5算法对报文ID、密码和随机数生成一个摘要摘要,并传回摘要摘要和自己的用户名用户名。密码选取密码选取:本端端口配置的默认CHAP密码或根据主验证方用户名查找的对应密码。主验证方主验证方:用MD5算法对报文ID、本地保存的被验证方的密码和原随机数生成一个摘要。与收到摘要对比,相同则发送ACK,不同发送NAK。3.5 底层技术总结PAPPAP与与CHAPCHAP对比对比3.5 底层技术总结PPPPPP基本配置基本配置3.5 底层技术总结配置配

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

评论

0/150

提交评论