计算机网络-局域网(2)

1、第五章 局域网（2）Local Area Network (2)COURSE2022-6-28CN-Chapter525.6 局域网的扩展 把多个局域网通过一种工作在链路层的设备连接起来，该设备就称为网桥Bridge。 网桥工作在链路层的MAC子层，不对网络层的分组头进行检查。 注意比较网络层的路由器（下一章）。2022-6-28CN-Chapter535.6.1 网桥的基本原理 网桥可以有两个或多个端口，每个端口与一个网段（局域网）连接。 根据内部的站表，将一个端口收到的帧转发到对应的端口。 仅在同一个网段中通信的帧，不会被网桥转发到另一个网段去，因而不会加重网络的负担。 网桥通过内部的端口

2、管理软件和网桥协议来实现上述操作。2022-6-28CN-Chapter545.6.1 网桥的基本原理2022-6-28CN-Chapter555.6.1 网桥的基本原理为什么用网桥连接多个局域网： 各部门根据自己的需要选择合适的局域网类型，因此需要用网桥把这些不同类型的局域网连接起来。 一个单位在地理上分散。这时在较集中的地方建立多个局域网，用网桥把它们连接起来。 把逻辑上单一的LAN分为多个局域网，以调节负荷。2022-6-28CN-Chapter565.6.1 网桥的基本原理不同MAC子层的LAN通过网桥连接。2022-6-28CN-Chapter575.6.1 网桥的基本原理2022-

3、6-28CN-Chapter585.6.1 网桥的基本原理 分割LAN以满足时延要求。 提高可靠性：网络故障时，隔离故障网段。 安全保密：拦截可疑的帧，分割网络以保障信息安全。2022-6-28CN-Chapter595.6.1 网桥的基本原理网桥的问题： 先存储和查找站表，然后转发，增加了时延； MAC协议转换也带来时延； 在MAC子层没有流量控制，缓冲区可能溢出，帧可能丢失； 适合用户数不太多，通信量不太大的局域网，否则有可能产生“广播风暴”。2022-6-28CN-Chapter5105.6.1 网桥的基本原理网桥之间的点到点链路2022-6-28CN-Chapter5115.6.2 两

4、种常用的网桥一、透明网桥或生成树网桥。(transparent or spanning) 路由选择由各网桥自己来决定。 所谓“透明”是指局域网上的每个站并不知道所发送的帧将经过哪几个网桥，而网桥对各站来说是看不见的。 网桥接收到帧，根据站表决定是丢弃此帧还是转发此帧。 问题：站表如何建立？2022-6-28CN-Chapter5125.6.2 两种常用的网桥 在安装网桥之初，所有的站表为空。网桥采用扩散(flooding)算法。 扩散算法：把每个到来的、目的不明的帧，输出到连在此网桥的所有LAN中（除了发送该帧的LAN）。 逆向学习(backward learning)法：网桥可以看见所连接的

5、任一LAN上传送的帧，查看源地址，就知道在哪个LAN上可以访问哪些机器。2022-6-28CN-Chapter5135.6.2 两种常用的网桥例：4个局域网和2个网桥。B1在LAN2看到来自C的帧，就知道经过LAN2肯定能够到达C。于是在站表中添上一项，注明发往C的帧，应选用LAN2。2022-6-28CN-Chapter5145.6.2 两种常用的网桥 问题：当网桥加电、断电或迁移，网络的拓扑结构会改变，这时怎么办？ 时间更新：每当增加站表项时，均在表中注明帧的到达时间。网桥中的一个进程定期扫描站表，清除时间早于当前时间若干分钟的全部表项。 如果机器在几分钟内无动作，那么发给它的帧必须采用散

6、发形式，一直到它自己发出一帧为止。2022-6-28CN-Chapter5155.6.2 两种常用的网桥 到达帧的路由选择取决于：源LAN和目的LAN。 如果源LAN和目的LAN相同，则丢弃该帧。 如果源LAN和目的LAN不同，则转发该帧。 如果目的LAN未知，则进行散发。 为提高可靠性，设置并行网桥。但是带来的问题是：兜圈子。2022-6-28CN-Chapter5165.6.2 两种常用的网桥2022-6-28CN-Chapter5175.6.2 两种常用的网桥 解决方法：用生成树算法，保障局域网在逻辑上是一个生成树。 以LAN为节点，网桥用连线表示。生成树保证任两个LAN之间只有唯一一条

7、路径。 树的生成：每个网桥广播其序列号（全球唯一），选择序列号最小的网桥为根，然后按照根到每个网桥的最短路径来构造生成树。2022-6-28CN-Chapter5185.6.2 两种常用的网桥2022-6-28CN-Chapter5195.6.2 两种常用的网桥二、源站选路网桥 透明网桥的缺点：没有最佳地利用带宽，因为它仅仅利用了拓扑结构中的一个子集。 802委员会内部的不同意见：支持CSMA/CD和令牌总线的选择了透明网桥；而令牌环的支持者偏爱一种称为源站选路网桥(source routing)。2022-6-28CN-Chapter5205.6.2 两种常用的网桥 源站选路的核心思想：假定

8、每个站在发送帧时，都已经清楚地知道发往各目的站的路由，因此在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部中。 如何知道路径？ 源站以广播方式发送一个发现帧用于探测。该帧沿网络中的所有可能路由传送。在应答返回时，途经的网桥把它们的标识纪录在应答帧中。源站从这些路由中选择出一条最佳路由。2022-6-28CN-Chapter5215.6.2 两种常用的网桥三、透明网桥与源站选路网桥的比较2022-6-28CN-Chapter5225.7 高速局域网 FDDI 100BASE-T 100VG-AnyLAN Isochronous Ethernet HIPPI Fiber Channel 1000BASE-T

9、2022-6-28CN-Chapter5235.7.1 FDDI 光纤分布式数据接口FDDI：光纤令牌环网。 基于802.5令牌环标准的令牌传递MAC协议； 使用802.2 LLC协议，与802局域网兼容； 多模光纤介质，双环拓扑提供容错能力； 100Mbps； 1000个物理连接（双连接站为500个） 最大站距2km，环路长度100km。2022-6-28CN-Chapter5245.7.1 FDDIFDDI常用在园区的主干网上。2022-6-28CN-Chapter5255.7.1 FDDI FDDI的构成： 利用主环和次环提供故障下的自恢复； 双连接站和单连接站； FDDI与802.5区

10、别：因为FDDI环路可能很长，因此允许在环上同时有多个帧。 异步帧：常规的令牌方式； 同步帧：由主站每隔125s（8000次采样）产生同步帧，传送PCM或ISDN数据。2022-6-28CN-Chapter5265.7.1 FDDI2022-6-28CN-Chapter5275.7.2 快速以太网100BASE-T FDDI曾被认为是下一代LAN，但是除了主干网市场外，它很少被使用。 原因：站点管理复杂，价格昂贵。 教训：KISS (Keep It Simple, Stupid). FDDI的失败为LAN的发展留下了一个空当。 由大量网桥、中继器连接的LAN象是用泡泡糖和铁丝网连接起来的。20

11、22-6-28CN-Chapter5285.7.2 快速以太网100BASE-T =100Base-T。 在双绞线上传送100Mbps基带号的以太网。仍然实用CSMA/CD协议。 用户只需新的网卡和Hub即可。 1995，IEEE 802.3u标准。保持最短帧不变，最大电缆长度为100m。2022-6-28CN-Chapter5295.7.2 快速以太网100BASE-T三种物理层标准：2022-6-28CN-Chapter5305.7.3 100VG-AnyLAN 也是一种实用集线器的100M高速局域网。 VG-Voice Grade; Any-可以使用多种介质，支持802.3和802.5的

12、数据帧。 但是在MAC层使用的是新的协议：需求优先级协议：一般的数据为低优先级；时间敏感的多媒体数据为高优先级。 无冲突局域网。 IEEE 802.12标准。2022-6-28CN-Chapter5315.7.4 Isochronous Ethernet 是一种提供常规的10Mbps信道和6Mbps等时信道的组合网络技术。 6Mbps主要用于传送视频图像、语音等时信号。2022-6-28CN-Chapter5325.7.5 HIPPI 高性能并行接口HIPPI(High-Performance Parallel Interface)：一种特殊的高速局域网络，主要用于超级计算机与外设的高速接口。

13、 来自于Los Alamos国家实验室的研究成果。最初是用于数据通道，而不是LAN。 HIPPI以交叉式交换机，提供800Mbps速率，传输距离25m。 2022-6-28CN-Chapter5335.7.5 HIPPI2022-6-28CN-Chapter5345.7.6 Fiber Channel 产生背景：HIPPI的后继者。用光纤代替HIPPI中的双绞线。 处理数据通道和网络连接。 基本结构：连接输入和输出的交叉式交换机。简单情况下可以是点到点连接。2022-6-28CN-Chapter5355.7.7 千兆以太网 1998年的802.3z标准。主要用于主干网和高带宽网络。 其物理层可

14、以用：现有的以太网；光纤通道。 1000BASE-X系列：光纤通道(300-550m)；STP(25m)。 1000BASE-T：4对5类UTP（25-100m）。2022-6-28CN-Chapter5365.8 无线局域网 无线局域网的优势：容易建立；站点可以在一定范围内移动。 结构： CM控制模块：到无线局域网的接口，具有网桥或路由功能。相当于蜂窝移动通信中的基站。 UM用户模块：普通局域网与无线网的接入。2022-6-28CN-Chapter5375.8 无线局域网 所有基站通过有线主干网连接。 单小区：系统只有一个CM。 多小区：系统有多个CM。例如一个办公室就是一个小区。 可以提供二个大楼之间的点到点的无线连接。2022-6-28CN-Chapter5385.8 无线局域网CMUM单区2022-6-28CN-Chapter5395.8 无线局域网CMCMCMUMUMUMUMUMUMUMUMUMUM多区2022-6-28CN-Chapter5405.9 局域网的网络操作系统 局域网的系统软件：网络操作系统。 NOS：位于网络用户与计算机网络之间。具有网络管理功能。 NT系列：Windows 2000 Server/Professi