计算机局域网

局域网的特点与组成局域网工作模式介绍

计算机局域网

局域网的定义局域网(LAN)，是将有限范围内的各种数据通信设备互连在一起的通讯网络。局域网由连接各个主机及各工作站所需的软件和硬件组成，主要功能是实现资源共享、数据传输、信息交换和各种综合信息服务。局域网路由器防火墙文件服务器共享打印机局域网集线器广域网广域网局域网的组成网络上的每个节点都装有网络接口卡(NIC,简称网卡)，网卡通过传输介质把节点相互连接起来双绞线、同轴电缆、光纤或者无线电波

网络服务器工作站网络接口卡传输介质工作站工作站网络打印机网络上的每台设备(如工作站、服务器、打印机等)都称为是网络中的一个“节点”计算机局域网(LAN)的特点为一个单位所拥有，地理范围有限使用专门铺设的传输介质进行连网数据传输速率高(10Mbps～1Gbps)、延迟时间短可靠性高、误码率低(10-8～10-11)建网成本低、周期短协议简单、结构灵活、便于管理和扩充局域网的拓扑结构总线型局域网环型局域网星型局域网网络上的节点网络拓朴结构是指网络上各个节点相互间的连接形式总线拓扑结构所有的计算机通过相应的硬件接口直接连接到一公共的传输介质上，该公共传输介质即称为总线(BUS)。任何一个计算机发送的信号都沿着传输介质双向传播，而且能被所有其他计算机所侦听到。但在同一时间内只允许一个结点利用总线发送数据。当一个结点利用总线以“广播”方式发送数据时,其他结点可以用“监听”方式接收数据。总线型网络的结构图如图：总线拓扑结构总线型网络的优点是:布线容易，可靠性高，易于扩充;另外，这种结构的网络结点响应速度快、共享资源能力强、设备投入量少、成本低、安装使用方便。总线型网络的主要缺点有:对总线的故障敏感,任何总线的故障都会使得整个网络不能正常运行;随着网络用户数量的增加，总线型网络的通信效率大大下降，用户数量受到限制。常见网络有:10BASE-2以太网、10BASE-5以太网。星型拓扑结构星型网络是由中央结点和通过点到点通信链路链接到中央结点的各个计算机组成的。采用集中控制，即任何两台计算机之间的通信都要通过中央结点进行转发，中央结点通常为集线器(Hub)/交换机(Switch)。它具有信号再生转发功能，同时它又是网络的中央布线的中心,各计算机通过集线器/交换机与其他计算机通信，星型网络又称为集中式网络，如图所示。星型拓扑结构星型网络的优点是建网容易，网络控制简单，故障检测和隔离方便。其缺点是网络中央结点负担过重，形成瓶颈;电缆长度和安装工作量大;各结点的分布处理能力较低。常见的星型网络有:10BASE-T以太网、100BASE-T以太网等.环型拓扑结构环型网络是将各个计算机与公共的缆线连接，缆线的两端连接起来形成一个封闭的环，数据在环路上以固定的方向流动,如图所示：环型拓扑结构环型网络的主要优点是:结构简单、容易实现;由于路径选择简单，因此通信接口、管理软件都比较简单。主要缺点是:结点故障会引起全网故障;由于环路封闭，因而不利于系统扩充;在负载轻时，信道利用率低。最常见的采用环型拓扑的网络有令牌环网。局域网的硬件组成

局域网的硬件是指接入网络的各种网络设备、计算机以及连接所有设备的传输介质。局域网的硬件系统它是由网络服务器、用户工作站、网络适配器、传输介质以及通信设备组成。局域网的硬件组成

1.网络服务器

网络服务器是网络的核心计算机设备。网络服务器的性能好坏，直接关系到整个网络的服务质量，因此，在网络系统组建中，总是将最先进的技术首先应用于服务器，这些首先应用于服务器的先进技术常被称为服务器技术。局域网的硬件组成2.网络工作站/客户机在网络环境中，工作站或客户机是网络的前端窗口，它的基本功能是使用户能够通过它们实现对网络共享资源的访问。在工作站配置上主要选择原则如下：1.工作站配置要满足用户能够访问网络资源、享受到网络服务的需求。2.工作站配置要满足用户离开网络后独立工作环境的需求。

按照中小型规模的网络对工作站的使用要求，工作站硬件配置一般包含10/100Mb/s传输速率的网卡、能够运行WindowsXP的硬件环境等即可。局域网的硬件组成网卡就是计算机的网络通信控制器主要功能：实现节点之间的数据通信网卡及其安装笔记本电脑使用的网卡网络中每个节点(工作站或服务器)都必须安装网卡，不同类型的网络，需安装使用不同类型的网卡由于芯片组集成度的提高，现在网卡的功能大多已集成在芯片组中，即所谓的“集成网卡”3.网卡网卡的具体功能1在计算机与网络之间建立一个通信链路(link)，通过传输介质发送信息和接收信息2将数据分成帧(frame)、以帧为单位发送和接收信息3将计算机的输出转换为适合网络传输的信号(并－串转换、电平转换···)每块网卡均由生产厂家分配一个全球惟一的MAC地址，该地址就是使用这块网卡的节点MAC地址网卡转换成串行信号发送到网络计算机需发送的信息以并行方式送至网卡局域网的硬件组成传输介质为实现网络中的数据通信提供了物理连接。在计算机网络中，经常根据所使用的传输介质是否有形，将传输介质分为两大类：即有线传输介质和无线传输介质。现在常用有线传输介质有双绞线电缆、同轴电缆和光缆。无线传输介质包括：无线电调幅(AM)与调频(FM)、微波(Microwave)、红外线(IR)和卫星通信等。4.传输介质双绞线电缆同轴电缆光纤从结构上看，光纤由纤芯和包层构成。其中纤芯的折射率n1略高于包层的折射率n2。光纤的结构如图所示。

纤芯

包层

光线在光纤中的折射红外线通信方式卫星通信方式局域网的硬件组成5.通信连接设备通信连接设备主要有集线器、交换机、路由器等。集线器（Hub）是指将多条以太网双绞线或光纤集合连接在同一段物理介质下的设备。“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备。局域网的软件组成1.网络操作系统网络操作系统是负责管理计算机网络中各种软、硬件资源的系统软件。网络操作系统不仅具有单机操作系统的功能，而且还具有对整个网络资源进行协调管理，实现计算机之间高效可靠的通信和网络服务的功能，是网络用户与计算机网络之间的接口。通过网络操作系统我们可以实现对网络资源的访问及对网络进行管理。局域网的软件组成2.网络应用软件网络应用软件直接为用户提供各种网络业务服务。例如，数据库管理系统：Oracle、SQLSever等；办公自动化系统：Notes等；浏览器软件：IE等。3.网络通信软件网络通信软件提供网络设备间的通信处理功能。它包括两大类，一类是像路由器、交换机等网络设备所自带的软件；另一类是网络协议软件。

局域网工作模式

局域网模式概述1.对等网的定义

对等网（Peer-to-PeerNetworks）是指网络中没有专用的服务器（Server）、每台计算机的地位平等，每台计算机既可充当服务器又可充当客户机（Client）的网络工作模式。局域网模式概述2.C/S与B/S模式简介

C/S和B/S网络模式本质上是不对等的，即网络中的计算机被分为服务器与客户机两种，服务器负责为全体客户提供有关服务（如WWW服务、邮件服务、FTP服务等），而客户机是一种单用户工作站，它负责向服务器发送服务请求并处理相关的事务。局域网模式概述2.C/S与B/S模式简介

C/S模式中用户请求的任务由服务器端程序与客户端应用程序共同完成，不同的任务要安装不同的客户端软件。

B/S模式中，客户端只需安装浏览器（如IE浏览器），用户通过浏览器向服务器发送请求，然后服务器接收并处理相应请求将结果返回给浏览器显示出来。局域网模式概述2.C/S与B/S模式简介

C/S网络模式B/S网络模式局域网模式概述对等网络的优点较容易实现和操作组网成本较低可使用人们熟悉的操作系统来建立比基于服务器的网络有更大的容错性

载波监听多路访问协议CSMACSMA（CarrierSenseMultipleAccessProtocols）主要功能：增加一个载波监听协议（发送前监听）。站点在为发送帧而访问传输信道之前，首先监听信道有无载波，若有载波，说明已有用户在使用信道，则不发送帧以避免冲突。载波侦听过程目的：检查是否已经有结点利用总线在发送数据载波监听多路访问协议的分类1-坚持型CSMA（1-persistentCSMA）“坚持”：在监听到信道忙时，仍坚持听下去，一直监到信道空闲为止。原理：优点：减少了信道空闲时间；缺点：增加了发生冲突的概率；非坚持型CSMA（non-persistentCSMA）“非坚持”：一旦监听到信道忙，就不再坚持听下去，而是延迟一段随机时间后重新再监听。原理:优点：减少了冲突的概率；缺点：增加了信道空闲时间，数据发送延迟增大；p-坚持型CSMA（p-persistentCSMA）

适用于分隙信道。原理：若站点有数据发送，先监听信道；若站点发现信道空闲，则以概率p发送数据，以概率q=1-p延迟至下一个时隙发送。若下一个时隙仍空闲，重复此过程，直至数据发出或时隙被其他站点所占用；若信道忙，则等待下一个时隙，重新开始发送；若产生冲突，等待一随机时间，然后重新开始发送练习1以下几种CSMA协议中，（）协议在监听到介质是空闲时仍可能不发送。A1-