局域网与广域网

1、关于局域网与广域网第1页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三2局域网局域网概述1、局域网的产生和发展2、局域网的特点 3、局域网的拓扑结构及传输媒体4、局域网的访问控制方式局域网内的传输设备 第2页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三3局域网概述-局域网的产生和发展为了共享软件、硬件资源和相互之间传送数据和文件，于是产生了近距离高速通信的要求，这就是局域网产生的背景。1972年Bell（贝尔）公司提出了两种环形局域网技术 1979年 ，DEC公司、Intel公司、Xerox公司共同协商制定了10M以太网标准规范，即Ethernet V1.0。1993

2、年，美国国家标准化工作委员会ANSI X3T9.5委员会提出了光纤分布式数据接口（FDDI）标准，使局域网的传输速率提高到了100Mbps,这一阶段的网络技术是共享传输通道、共享带宽的共享式局域网技术。 1993年开始，在开发快速以太网的同时，开始研究交换式网络技术 目前，局域网的最快速度已经达到了10Gbps。 第3页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三4局域网概述-局域网的特点特征(1) 网络所覆盖的地理范围比较小。 (2) 数据的传输速率比较高，从最初的1Mbps到后来的10Mbps、100Mbps，近年来已达到1000Mbps、10Gbps。(3) 具有较低的延迟

3、和误码率，其误码率一般为10-810-10。(4) 局域网络的经营权和管理权属于某个单位所有，与广域网通常由服务提供商提供形成鲜明对照。(5) 协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短便于安装、维护和扩充。(6) 一般仅包含OSI参考模型中的最低二层的功能，即仅涉及通信子网的内容。所以连到局域网的数据通信设备必须加上高层协议和网络软件才能组成计算机网络。优点（1）能方便地共享昂贵的外部设备、主机以及软件、数据。（2）便于系统的扩展和逐渐地演变，各设备的位置可灵活调整和改变。（3）提高了系统的可靠性、可用性。 第4页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三5局域网概述-局域网的拓

4、扑结构和传输媒体拓扑结构第5页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三6常见的局域网拓扑结构如下： 局域网的拓扑结构：局域网中各计算机之间的连接形式。 1星形结构网中的每一个节点设备都以中心节点为中心，通过连接线与中心节点相连，如果一个工作站需要传输数据，它首先必须通过中心节点。 局域网概述-局域网的拓扑结构和传输媒体优点：传输速度快，网络构形简单、建网容易、便于控制和管理。缺点：网络可靠性低，网络共享能力差，一旦中心节点出现故障则导致全网瘫痪第6页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三72树形结构网络是天然的分级结构，又称为分级的集中式网络。特点是网络成

5、本低，结构比较简单。 局域网概述-局域网的拓扑结构和传输媒体优点：任意两个节点之间不产生回路，每个链路都支持双向传输，网络中节点扩充方便、灵活，寻查链路路径简单。缺点：除节点及其相连的链路外，任何一个工作站或链路产生故障会影响整个网络系统的正常运行 第7页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三83总线型结构网络是将各个节点设备和一根总线相连。网络中所有的节点工作站都是通过总线进行信息传输的。局域网概述-局域网的拓扑结构和传输媒体优点：网络简单、灵活，可扩充性能好。可靠性高、响应速度快、共享资源能力强、成本低、安装使用方便，当某个工作站节点出现故障时，对整个网络系统影响小。缺

6、点：实时性较差。第8页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三94环形结构 网络中各节点通过一条首尾相连的通信链路连接起来的一个闭合环形结构网。结构较简单，系统中各工作站地位相等。 优点：网络中的信息按固定方向单向传输，系统中无信道选择问题 ；如某个工作站节点出故障，此工作站节点就会自动旁路，不影响全网的工作，可靠性高。 缺点：便于扩充，系统响应延时长，信息传输效率较低 。局域网概述-局域网的拓扑结构和传输媒体第9页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三10局域网概述-局域网的拓扑结构和传输媒体传输媒体1、局域网可使用多种传输媒体。2、双绞线最便宜，原来只

7、用于低速（1Mbit/s2 Mbit/s）基带局域网。现在，10 Mbit/s甚至100 Mbit/s乃至1G bit/s的局域网也可使用双绞线。双绞线已成为局域网中的主流传输媒体。50同轴电缆可用到10Mbit/s，而75同轴电缆可用到每秒几百兆比特。3、光纤具有良好的抗电磁干扰的特性和很宽的频带，主要用于环型网中。其数据传输速率可达100 Mbit/s，甚至可达到10Gbit/s。 第10页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三11局域网概述-局域网的访问控制方式静态划分信道 动态媒体接入控制a) 随机接入b) 受控接入第11页，共130页，2022年，5月20日，23

8、点31分，星期三12局域网内的传输设备计算机： 服务器、客户机/工作站中继器(Reapter) 和集线器（Hub)网桥(Bridge)和交换机(Switch) 网络适配器或网卡第12页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三13局域网组网的两种模式对等模式(P2P模式)： 对等网络环境下的所有计算机地位平等，不存在对网络资源进行集中控制与管理的主机。每台机器都能以同样方式作用于对方，即都可以充当服务器角色为其他主机提供共享资源，也可以充当客户机的角色使用其他主机共享出来的资源。 主从模式(C/S模式） 在主从网络中，至少有一台服务器作为网络中的核心控制部件，对网络资源进行集中

9、的控制与管理。除了网络管理功能外，还可提供多种网络服务。 又被称为客户机/服务器(client/server)模式，简称C/S模式。 第13页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三14服务器在网络中为其它计算机提供服务的计算机。通常由高性能计算机(如小型机、专用服务器)承担：能够响应多用户的请求；处理速度快，通常采用多CPU来提高处理能力存储容量大，采用硬盘阵列来增加硬盘容量；安全性好；可靠性高，要求提供一定的冗余措施和容错性第14页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三15服务器的种类提供用户管理或身份验证的用户管理服务器 提供各种文件操作和管理功能的

10、文件服务器提供共享数据库和数据库管理系统(DBMS)的数据库服务器提供网络共享打印及其管理服务的打印服务器在局域网环境中提供TCP/IP应用时，还可能会有E-mail服务器、DNS服务器、FTP服务器和WEB服务器等。第15页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三16客户机/工作站客户机： C/S模式下提出服务请求并接受服务的计算机，通常由PC机或专用工作站担任。工作站： 对等网络环境下的所有计算机，它们地位平等，只能相互提供简单的共享。第16页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三17主机与OSI模型网络中的计算机统称为主机。主机不属于OSI的某一特定

11、层，而是被视为是一种涵盖了OSI所有七层的设备.第17页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三18网卡局域网中提供主机与通信介质相连的网络组件。其性能和质量直接影响网络运行性能。 第18页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三19网卡的主要功能数据的发送与接收 数据缓冲区越大越好，一般为2-64KB编码与解码： 曼彻斯特或差分曼彻斯特编码 帧的封装与拆卸 以太网帧、FDDI帧介质访问控制 CSMA/CD、令牌环第19页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三20网卡与OSI模型网卡的功能包括了物理层与数据链路层 ，我们通常将其归入数据链

12、路层设备。第20页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三21网卡的组成帧的装配与拆卸数据缓冲MAC子层协议控制电路编码与解码电路收发电路内部总线BNC/RJ-45AUI第21页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三22网卡地址每一块网卡在出厂时均获得一个唯一的地址，称为网卡地址。网卡地址有许多别名： 物理地址/硬件地址/MAC地址MAC地址的长度为48位的二进制数，或12位的十六进制数前24比特代表厂商标识，后24比特为产品的序列号。第22页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三23网卡的选购网络类型： e.g. Ethernet,

13、Token Ring, or FDDI网络介质 e.g. twisted-pair, coaxial, or fiber-optic cable计算机总线结构( ISA、EISA、VESA、PCI和PCMCIA) 服务器(PCI或EISA总线的智能型网卡) ，工作站(PCI总线的普通网卡)，笔记本电脑(PCMCIA总线或USB接口的便携式网卡)。PC机已不再支持ISA。传输速率：根据服务器或工作站的带宽需求并结合物理传输介质所能提供的最大传输速率来选择。 价格与品牌： e.g. INTEL、3COM、D-LINK第23页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三24中继器/集线

14、器物理层网络互连设备，集线器又称多端口中继器物理对网络进行扩展： 当网络段传输超出网络拓朴结构/网络传输介质决定的最大传输距离时，起中继、放大及整形作用，将其按原方向重新发送。网络扩展是以冲突域的增加和因此造成的网络性能下降为代价。 第24页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三25中继器/集线器连接的网络任何以中继器或集线器互连而成的网络段处于同一个冲突域中。即对每个主机而言，冲突的几率进一步增加。当网络的物理距离增大时，一个远端节点的信号由于在过长的传输介质上的较长时延,还会导致冲突无法检测。第25页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三26集线器的

15、选购主要考虑三个因素：接口类型、接口速率、是否可堆叠或自适应。接口类型： 主机接口通常为RJ-45接口；上连(uplink)端口有RJ-45接口、AUI粗缆接口、BNC细缆接口、光纤接口(少见到)等可选。第26页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三27Question Answer是否存在一种既能提供在物理上扩展网络的功能，同时又不会使冲突域增大的网络互连设备？数据链路层的网络互连设备网桥交换机第27页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三28网桥/交换机数据链路层上的网络互连设备，交换机又称多端口网桥；依据第二层地址进行网络流量过滤，忽略关于本地网络

16、的所有流量，转发目标地址不在本地的数据流量。具有物理上扩展网络，逻辑上划分网络的功能第28页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三29网桥/交换机具有流量过滤功能121位于同一网段的主机1到主机2的数据流量将不会通过交换机到达其他网段A001CD201B56LAN1/PORT120017D201B96LAN2 /PORT279E17D2019B6LAN4 /PORT12第29页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三30若主机1向主机2发送一个数据包，尽管两者在同一网段，但网络中的集线器会将会不加选择地向所有端口转发流量，从而引发广播风暴。集线器不具过滤功

17、能21第30页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三31网络分段使用智能网络互连设备以增加冲突域个数的方式减少冲突域的大小，称为网络的逻辑划分或网络分段。 智能网络互连设备包括：第二层设备：网桥 /交换机第三层设备：路由器第31页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三32网桥互连的两个网段属于两个不同的冲突域第32页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三33交换机的每个端口都关连了一个网络分段或冲突域第33页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三34交换机的选购背板带宽： 交换机接口处理器或接口卡和数据总线间所能吞

18、吐的最大数据量，也叫背板吞吐量。一台交换机的背板带宽越高，所能处理数据的能力就越强。 端口速率和端口数： 速率一般有10Mbps、100Mbps、1000Mbps、10Gbps和自适应。端口数目要满足组网规模要求 是否带网管功能： 网管是指网络管理员通过网络管理程序对网络资源进行集中化管理的操作，包括配置、性能和记帐管理等，反映了设备的可管理性及可操作性。带网管功能的交换机相应的则价格要贵。 第34页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三35交换机与集线器的比较相同点：多端口集中器物理上扩展网络。不同点集线器为物理层设备，只关注原始比特流的传送，不具备流量过滤功能和网络逻辑

19、划分功能。交换机为数据链路层设备，基于MAC地址在不同网段间进行流量过滤，从而具有逻辑分段功能。集线器只能实现半双工传送，而交换机可支持全双工传送 集线器提供共享带宽，交换机提供专用带宽 e.g. 24口/100M集线器，每个端口带宽100/24M 24口/100M交换机，每个端口带宽100M第35页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三36局域网组网技术以太网概述 共享式以太网 交换式以太网 第36页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三37局域网组网技术-以太网概述 1980年，DEC、Intel和Xerox三家公司联合提出了以太网规范。几乎所有的以

20、太网都遵从载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）的通信规则。 以太网分为共享式以太网和交换式以太网。 共享式以太网是建立在网络介质共享的基础上的 ;交换式以太网则是使用交换机作为中心控制设备，在同一时刻可以有多个节点互相通信。 第37页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三38局域网组网技术-共享式以太网共享式以太网组网规则 集线器的工作原理 共享式以太网的工作特点第38页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三39共享式以太网组网规则(1)共享式以太网的典型代表是使用10Base2、10Base5的总线型网络和以集线器为核心的10Base- T星型

21、网络 。(1) 10Base-5 第39页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三40共享式以太网组网规则(2)(2) 10Base-2 第40页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三41(3) 10Base-T 共享式以太网组网规则(3)第41页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三4210BASE-T10BASE-T是指采用UTP线缆进行组网的以太网，其中“T”为“Twisted Pair Wire”的缩写。采用星型拓朴为基本拓朴(注：一大突破)，星型拓朴的中心为集线器。采用RJ-45标准接口。网段最大长度为100m，最大节点数由集

22、线器的端口数决定，各端口共享带宽。基带传输，数据传输速率为10M。可采用若干个中继器或Hub进行网段的扩展，但也遵循关于中继器与Hub的5-4-3-2-1规则。第42页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三43集线器的工作原理(1) 集线器也就是常说的Hub，是一个物理层设备。集线器是一种共享的网络设备，即每个 时刻只能有一个端口在发送数据。 集线器和它所连接的设备组成了一个单一的冲突域。当网络中节点过多时，冲突将会很频繁，此时利用Hub连网并不适合，这也限制了以太网的可扩展性。第43页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三44集线器的工作原理(2)第4

23、4页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三45共享式以太网的工作特点 带宽共享 带宽竞争 冲突检测/避免机制 不能支持多种速率第45页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三46共享式以太网的工作特点带宽共享 共享式以太网是基于广播的方式来发送数据的 ,这就造成了只要网络上有一台主机在发送帧，网络上所有其他的主机都只能处于接收状态，无法发送数据 。在任何一时刻，所有的带宽只分配给了正在传送数据的那台主机。 第46页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三47共享式以太网的工作特点带宽竞争 共享式以太网是一种基于“竞争”的网络技术，也就是说

24、网络中的主机将会“尽其所能”地“ 占用”网络发送数据。因为同时只能有一台主机发送数据，所以相互之间就产生了“竞争”。 第47页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三48共享式以太网的工作特点冲突检测/避免机制 第48页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三49CSMA/CDCSMA/CD（Carrier Sense Multiple AccessCollision Detection）是采用争用技术的一种介质访问控制方法。具体过程如下： (1) 发前先听 （2）边发边听 （3）强化冲突 （4）冲突时退避第49页，共130页，2022年，5月20日，23点

25、31分，星期三50站点装配帧并准备发送侦听信道忙否？启动发送并检测冲突冲突否？发送完成？发送冲突加强信号冲突次数增1冲突次数16？计算随机延迟时间等待延迟时间后再次启动发送发送成功发送失败YNYNNYYN工作原理归结： 先听后发、边听边发、冲突停止、随机延迟后重发。第50页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三51若干说明如何判断信道忙或空闲？ 以差分Machester编码为例，若信道存在电平跳变，则判断为忙，否则判为空闲 如何检测冲突？比较法-将侦听信号与原始的发送信号进行比较以判断是否发生冲突。编码违例判决法-分析侦听到的信号是否符合原始的编码规律，如差分Manches

26、ter编码规律。 如何随机延迟？ 采用二进制指数后退算法：一般地，第n次冲突后的等待时间从0到2n-1中选取；达到10次后，随机等待的最大时隙固定在1023；16次冲突后，控制器不再动作，报告发送失败。 第51页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三52共享式以太网的工作特点不能支持多种速率 在共享式以太局域网中的网络设备必须保持相同的传输速率，否则一个设备发送的信息，另一个设备不可能收到。 单一的共享式以太网不可能提供多种速率的设备支持。 第52页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三53交换式以太网 1、交换式以太网的概念 2、交换机的工作原理第53

27、页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三54交换式以太网-1、交换式以太网的概念 交换式以太网是指以数据链路层的帧为数据交换单位，以以太网交换机为基础构成的网络。交换式以太网允许多对节点同时通信，每个节点可以独占传输通道和带宽。它从根本上解决了共享以太网所带来的问题。 第54页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三55交换式以太网-2、交换机的工作原理第55页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三56交换机的工作原理（1）交换机数据帧的转发第56页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三57交换机的工作原理（2）交换

28、机地址管理机制第57页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三58交换机的工作原理（3）MAC地址表 交换机的MAC地址表也可以手工静态配置，静态配置的记录不会被老化。由于MAC地址表中对于同一个MAC地址只能有一个记录，所以如果静态配置某个目的地址和端口号的映射关系以后，交换机就不能再动态学习这个主机的MAC地址。 第58页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三59交换机的工作原理（4）交换机数据转发方式 直接交换 存储转发交换 改进的直接交换第59页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三60交换机的工作原理（5）通信过滤 交换机建立

29、起MAC地址表后，它就可以对通过的信息进行过滤了。以太网交换机在地址学习的同时还检查每个帧，并基于帧中的目的地址做出是否转发或转发到何处的决定。 第60页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三61交换机的工作原理（6） STP：生成树协议 （IEEE 802.1D） 第61页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三62虚拟局域网和无线局域网 虚拟局域网无线局域网第62页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三63虚拟局域网1、虚拟局域网概念虚拟局域网是以局域网交换机为基础，通过交换机软件实现根据功能、部门、应用等因素将设备或用户组成虚拟工

30、作组或逻辑网段的技术，其最大的特点是在组成逻辑网时无须考虑用户或设备在网络中的物理位置。虚拟局域网可以在一个交换机或者跨交换机实现。第63页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三64虚拟局域网2、虚拟局域网使用的以太网帧格式 第64页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三65虚拟局域网3、虚拟局域网的优点 提供了一种控制网络广播的方法 提高了网络的安全性 简化了网络管理 提供了基于第二层的通信优先级服务第65页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三66虚拟局域网4、虚拟局域网的组网方法 VLAN的划分可以根据功能、部门或应用而无须考虑

31、用户的物理位置。 静态VLAN第66页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三67虚拟局域网动态VLAN：动态VLAN是指交换机上以连网用户的MAC地址、逻辑地址（如IP 地址）或数据包协议等信息为基础将交换机端口动态分配给VLAN的方式。 基于MAC地址的VLAN基于路由的VLAN用IP广播组定义虚拟局域网第67页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三68虚拟局域网5、VLAN数据帧的传输第68页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三69虚拟局域网6、VLAN间的互连方法 传统路由器方法 采用路由交换机第69页，共130页，2022年

32、，5月20日，23点31分，星期三70为什么需要无线局域网？有线网络所存在的使用限制：具有空旷场地的建筑物内；具有复杂周围环境的制造业工厂、货物仓库内；机场、车站、码头、股票交易场所等一些用户频繁移动的公共场所内；缺少网络电缆而又不能打洞布线的历史建筑物内；受自然条件影响而无法实施布线的环境，如存在河道；在一些需要临时增设网络节点的场合，如体育比赛场地、展示会等 无线局域网的应用走上前台。无线局域网(Wireless Local Area Network，)就是指采用无线传输介质的局域网，简称WLAN。第70页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三71无线局域网标准支持无线

33、局域网的技术标准主要有：蓝牙技术：手机或PDA为主要设计对象HomeRF技术：主要服务为家庭无线网络IEEE 802.11系列：无线局域网标准第71页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三72IEEE 802.11标准的组成覆盖无线局域网的物理层和MAC子层：物理层标准规定了无线传输信号等基础规范，如802.11a、802.11b、802.11d、802.11g、802.11h 。MAC子层标准包括802.11e、802.11f、802.11i。IEEE 802.11系列：无线局域网标准第72页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三73无线局域网 1、无

34、线网络技术概述2、无线局域网介质访问控制规范3、无线局域网设备 4、无线局域网间如何通信5、无线局域网的组网模式第73页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三74无线局域网1、无线网络技术概述 蓝牙技术（2）蓝牙技术与PAN（3）Home RF技术（4）IEEE 802.11标准第74页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三75无线局域网2、无线局域网介质访问控制规范IEEE 802.11协议的介质访问控制MAC层又分为2个子层：分布式协调功能子层与点协调功能子层。分布式协调功能子层使用了一种简单的CSMA算法，没有冲突检测功能。按照简单的CSMA的介质

35、访问规则进行如下两项工作。（1）如果一个节点要发送帧，它需要先监听介质。如果介质空闲，节点可以发送帧；如果介质忙，节点就要推迟发送，继续监听，直到介质空闲。（2）节点延迟一个空隙时间，再次监听介质。如果发现介质忙，则节点按照二进制指数退避算法延时，并继续监听介质。如果介质空闲，节点就可以传输。 第75页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三76无线局域网3、无线局域网设备无线网卡 第76页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三77无线局域网3、无线局域网设备无线访问接入点无线访问接入点（AP）则是在无线局域网环境中，进行数据发送和接收的集中设备，相当于有

36、线网络中的集线器。 第77页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三78无线局域网3、无线局域网设备无线网桥第78页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三79无线局域网无线路由器无线路由器则集成了无线AP的接入功能和路由器的第三层路径选择功能。天线天线（Antenna）的功能则是将信号源发送的信号由天线传送至远处。天线一般有所谓定向性(Uni-directional)与全向性(Omni-directional)之分，前者较适合于长距离使用，而后者则较适合区域性之应用。 第79页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三80无线局域网4、无线

37、局域网间如何通信建立到WLAN的连接后，节点会像其它802网络一样传送帧。WLAN不使用标准的802.3帧。WLAN帧的类型有三种：控制帧、管理帧和数据帧。 第80页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三81无线局域网5、无线局域网的组网模式 自组网络（Ad-Hoc）模式基础结构网络（Infrastucture）模式无线Internet接入 第81页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三82无线局域网的组网方式一：对等网络 最简单的无线局域网结构，又称Ad-Hoc方式。由一组有无线网络接口的计算机组成。同一Ad-Hoc网络中的计算机要有相同的工作组名、E

38、SSID和密码。配置简单，在管理和预先设置方面没有要求。可以实现点对点与点对多点连接。但不能连接外部网络。适用于用户数相对较少的网络规模。 第82页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三83无线局域网的组网方式二：基础结构网络(Infrastucture)最常见的无线局域网构建模式，又称Infrastucture方式。以AP为中心，实现对网络访问集中控制。 其弱点是AP成为单故障点；可与有线网络结合起来使用 第83页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三84无线网络与有线网络的互连示例 第84页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三8

39、5广域网 广域网概述广域网技术实例广域网设备第85页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三86广域网-广域网概述1、广域网的特性 2、广域网类型 3、广域网通信方式第86页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三87广域网-广域网概述WAN局域网路由器局域网路由器主机主机结点交换机中继线Modem路由器Modem多路复用设备第87页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三88广域网-广域网概述范围广：地区、国家、洲际、全球建立在电信网络的基础上应用环境复杂：线路、技术、协议、设备 介质：双绞线、同轴、光纤、地面微波、卫星 传输速率：主干网

40、高，但接入速率低 误码率高：复杂的错误控制技术，开销拓扑结构：点到点连接构成的网状结构公共服务：电信服务商 第88页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三89广域网-广域网概述2、广域网类型PSTN：公用电话交换网。X.25：公共分组交换网，使用X.25协议进行分组交换的数据通信技术。Frame Relay：帧中继，一种高速的在链路层进行分组交换的技术。ISDN：综合业务数据网，一种可以在电话线路上同时提供音频、视频和数据服务的数字网络。DDN：数字数据网，一种利用数字信道提供半永久性连接电路的数字网络。xDSL：数字用户线，一种利用电话线路进行数字传输的高速接入技术。AT

41、M：异步传输模式，一种基于异步时分多路复用的、采用信元交换代替分组交换的技术。交换式多兆位数据服务SMDS 第89页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三90广域网-广域网概述3、广域网通信方式 为了向高层协议提供面向连接的服务和无连接的服务，广域网采用两种通信方式：虚电路方式和数据报方式。关于虚电路和数据报两种通信方式在前面章节已详细介绍，这里不再赘述。 第90页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三91广域网技术实例-公用电话交换网PSTNPSTN简介 PSTN是一种以模拟技术为基础的电路交换网络。在众多的广域网互连技术中，通过PSTN进行互连所要求

42、的通信费用最低，但其数据传输质量及传输速度也最差，同时PSTN的网络资源利用率也比较低。 第91页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三92广域网技术实例-公用电话交换网PSTN通过PSTN可以实现的访问： 拨号上Internet/Intranet/LAN；两个或多个LAN之间的网络互连； 和其它广域网技术的互连 PSTN采用的技术： PSTN提供的是一个模拟的专有通道，通道之间经由若干个电话交换机连接而成。 第92页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三93广域网技术实例-公用电话交换网PSTNPSTN组成结构 本地环路准长途干线长途干线准长途干线本地

43、环路中心交换局长途局端局长途局端局 数字传输模拟传输模拟传输第93页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三94广域网技术实例-公用电话交换网PSTN通过PSTN接入因特网 因特网计算机用户MODEMMODEM池RS-232访问服务器端局E1Ethernet第94页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三95广域网技术实例-公用电话交换网PSTNPSTN特点 没有差错控制的电路交换网络，通信时独占一条通道；每路语音信号在端局转换被转换成64kb/s的PCM编码数字信号（PCM编码技术）；多路PCM信号在汇接局复合成更高速率的信号E1/T1；计算机之间可以通过

44、Modem 连接到PSTN上进行通信，传输速率不超过64kb/s，主要有33.6Kbps（V.24标准）和56Kbps(V.90标准)。 第95页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三96广域网技术实例-xDSL（数字用户线）xDSL简介xDSL是各种类型DSL(Digital Subscribe Line，数字用户线路)的总称，包括ADSL、RADSL、VDSL、SDSL、IDSL和HDSL等。 xDSL是利用现有的、广泛应用的普通电话线，实现数字信号的高速传输的一种接入网技术，以满足用户音频、视频、数据等多媒体信息的通信需求。 第96页，共130页，2022年，5月20

45、日，23点31分，星期三97广域网技术实例-xDSL（数字用户线）xDSL实现技术xDSL的实现技术包括：ADSL 非对称数字用户线（我国使用最广泛）RADSL 速率自适应非对称数字用户线HDSL 高比特率数字用户线VDSL 甚高比特率数字用户线SDSL 单线对HDSL数字用户线第97页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三98广域网技术实例-xDSL（数字用户线）xDSL的调制方式 2B1Q（脉冲幅度调制PAM的一种）CAP（无载波幅度相位调制）DMT（离散多音频调制） 第98页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三99广域网技术实例-xDSL（数字用

46、户线）（4）ADSL技术 ADSL（非对称数字用户线， Asymmetric Digital Subscriber Line ）是我国使用最广泛宽带接入技术，它有两种标准：G.992.1（G.dmt）；G.992.2（G.lite）。 第99页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三100广域网技术实例-ADSLADSL系统构成 PSTN因特网电话交换机DSLAM分离器ATU-C机架局端DSLAM: DSL接入复用器ATU-C: 局端ADSL Modem分离器ATU-R电话机计算机用户端ATU-R: ADSL Modem电话双绞线本地环路第100页，共130页，2022年，5

47、月20日，23点31分，星期三101广域网技术实例-ADSLADSL的特点 上行速率与下行速率不相同，这是与因特网访问特点相适应的：下载数据量远大于上传数据量：FTP、WWW、视频点播；低的上行速率使近端串扰较低，这样可以简化用户端设备的设计使成本降低；另外仅使用一对铜线，可直接利用原有的电话线；还有就是语音和数据同时传输，互不干扰：使用频分复用技术语音：04kHz，数据：30kHz1.1MHz；用户端和局端都需要安装话音/数据分离器；上网时不用拨号，永远在线（打电话仍需拨号）。 第101页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三102广域网技术实例-ADSLADSL应用方式

48、 IPPPPL2TPATM、VCIP TunnelATM、VCIP TunnelL2TPPPPPPPoEEthernetATMEthernetATM10Base-TEthernet10Base-TPPPoEPPPIPNSP服务网关ATU-R(ADSL Modem)计算机第102页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三103广域网技术实例-公用分组交换网X.25 X.25简介 X.25是在70年代由CCITT制定的关于数据终端设备DTE和数据电路设备DCE之间的接口。目的是在PSTN的基础上提供面向连接的分组数据通信服务。X.25网络是第一个面向连接的网络,也是第一个公共数据

49、网络.其数据分组包含3字节头部和128字节数据部分.它运行10年后,20世纪80年代被无错误控制,无流控制,面向连接的新的叫做帧中继的网络所取代。90年代以后,出现了面向连接的ATM网络。X.25协议是CCITT（ITU）建议的一种协议，它定义终端和计算机到分组交换网络的连接。分组交换网络在一个网络上为数据分组选择到达目的地的路由。X25是一种很好实现的分组交换服务，传统上它是用于将远程终端连接到主机系统的。 第103页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三104广域网技术实例-公用分组交换网X.25（2）X.25的组成 非分组终端X.25网卡主机LANRouterDCED

50、CEDCEDCEPSEPSEPSEPSEPC机X.25X.25X.25X.25第104页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三105广域网技术实例-公用分组交换网X.25（3）X.25的层次 物理层网络层数据链路层物理层链路访问层分组层物理层链路访问层分组层DTEDCEX.21LAPBX.25分组协议第105页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三106广域网技术实例-公用分组交换网X.25（4）X.25的组网方式 第106页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三107广域网技术实例-公用分组交换网X.25（5）X.25的特点X.25

51、是面向连接的，它支持交换虚电路服务；数据传输率一般为 64K bps。 X.25提供DTE到DTE之间的差错控制：错包校验处理，丢包、乱包、重复包处理 X.25提供DTE到DTE之间的流量控制、拥塞控制、死锁控制等。 第107页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三108广域网技术实例-数字数据网DDN DDN是一种利用数字信道提供数据通信的传输网，它主要提供点到点的数字专线通信服务。 主要由通信介质、专线Modem、数字交叉连接设备等组成。 DDN的组成 DDN主要以硬件为主，对应OSI模型的低三层。主要有四大部分组成：本地传输系统、DDN节点、局间传输及网同步系统、网络

52、管理系统。 第108页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三109广域网技术实例-数字数据网DDN本地传输系统本地传输系统由用户设备和用户环路（包括用户线和网络接入单元）组成。用户设备通常是数据终端设备（DTE）、电话机、传真机、计算机等。用户线是一般市话用户电缆。网络接入单元可为基带型或频带型、单路或多路复用传输设备等。DDN节点DDN节点的功能主要由两大部分组成：复用和交叉连接。DDN利用电信网的数字通道工作，通常采用时分复用技术。第109页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三110广域网技术实例-数字数据网DDN局间传输及网同步系统局间传输及网同

53、步系统由两部分组成：局间传输和同步时钟供给。局间传输是指节点间的数字通道以及各节点通过与数字通道的各种连接方式组成的各种网络拓扑。在我国，目前主要采用T1（2048Kbps）数字通道，少部分采用E1数字通道。同步时钟供给则是由于DDN是一个同步数字传输网，为了保证全网所有设备同步工作，必须有一个全国统一的同步方法来确保全网设备的同步。网络管理系统。对于一个公用的DDN来讲，网络管理至少包括：用户接入管理，网络资源的调度和路由管理，网络状态的监控，网络故障的诊断、报警与处理，网络运行数据的收集与统计、计费信息的收集与报告等。第110页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三11

54、1广域网技术实例-数字数据网DDN 网络业务DDN网络业务分为专用电路、帧中继和压缩话音/G3传真、虚拟专用网等业务。 DDN专线与电话专线的区别在于：DDN专线是半固定非交换式的物理连接，采用PVC通信方式，可人工灵活配置 DDN专线与X.25的区别在于：X.25 是分组交换网，具有3层协议，保证数据包在两个DTE之间可靠传输。DDN不具有自动交换功能，只有物理层接口，提供两个相邻DTE之间的数据快速传输，但通信的正确性由DTE自己提供。 第111页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三112广域网技术实例-帧中继（Frame Relay） FR是由X.25分组交换技术基

55、础上演变而来的，为了提高网络的传输率，FR放弃了X.25的差错控制和流量控制功能 第112页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三113广域网技术实例-帧中继（Frame Relay） （1）帧中继的特点 首先，帧中继采用统计复用技术为用户提供共享的网络资源，提高了网络资源的利用率。 其次，帧中继在OSI模型中仅实现物理层和链路层的核心功能，这样以来大大简化了网络中各个节点机之间的处理过程，有效的降低了网络时延。 第三，帧中继提供了较高的传输质量。 第四，从网络实现角度，帧中继只需对现有数据网上的硬件设备稍加修改，同时进行软件升级就可以实现，操作简单，实现方便。第113页，

56、共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三114广域网技术实例-帧中继（Frame Relay）帧中继的应用一般来说帧中继技术适用于以下情况:当用户需要数据通信，其带宽要求为64Kbps2Mbps,而参与通信的各方多于两个时，使用帧中继是一种较好的方案； 当数据业务量为突发性时，由于帧中继具有动态分配带宽的功能，选用帧中继可以有效的处理突发性数据。 第114页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三115广域网技术实例-交换式多兆位数据服务 SMDS(Switched Multi-megabit Data Service) 是用于连接多个LAN，并进行高速数据传

57、输的系统。SMDS是采用交换技术，用来连接多个局域网；SMDS的设计是针对突发的数据通信的；SMDS标准速率是45Mbps，也支持低于45Mbps的速率；SMDS提供无连接的数据传输服务第115页，共130页，2022年，5月20日，23点31分，星期三116广域网技术实例-BISDN/ATM 综合业务数字网ISDN（Integrated Service Digital Network)就是在一个网络系统中可以传送和处理各种类型的数据，向用户提供多种业务服务，如电话、传真、视频以及数据通信等。 第二代B-ISDN需解决两大技术问题： 高速传输-光纤通信技术，如WDM 高速交换-异步传输模式ATM:信元交换 第116页，共130页，2022年，5月20日