《网络互联技术》（第2版） 课件 项目3 局域网组网技术

项目3局域网组网技术【项目背景】机房网速很慢，网络中心主任林老师到机房勘察发现网络中有大量广播，经过分析认为网速很慢是使用U盘导致计算机感染病毒，需要通过全网杀毒方式恢复网速。在网络中心兼职的小李同学困惑地问：为什么一台计算机感染病毒，会影响整个机房的计算机？林老师解释说，这是局域网（以太网）传输机制造成的。1．知识目标（1）了解局域网体系结构。（2）了解以太网技术。（3）了解以太网中的广播和冲突。

2．技能目标使用交换机组建办公网。3．素质目标（1）通过配置国产交换机，增强读者对中国制造的认同感以及民族自豪感。（2）培养读者整理知识笔记的习惯，按照标准格式制作实训报告。（3）培养读者保持工作环境干净的习惯，实现整洁的物料放置，遵守6S管理规范。（4）培养读者在实训现场的良好安全意识，懂得安全操作知识，严格按照安全标准流程进行操作。【项目目标】3.1局域网【知识准备】【技术介绍】3.1局域网1．局域网定义局域网指在地理位置有限范围内，将各种设备互联在一起，实现高速数据传输和资源共享的网络。局域网通常出现在企事业单位、学校等组织内部，用于实现组织内部设备的互联互通。【技术介绍】3.1局域网1．局域网定义影响局域网传输效率的要素包括网络拓扑、传输介质与MAC方法。局域网具有以下特点。①

覆盖范围小，一般为数百米到数千米，可以覆盖一所学校或一个园区企业。②

数据传输速率高，最高速率达100Gbit/s。③

误码率低，采用基带传输，使用高质量传输介质，传输质量高。④

支持多种传输介质。⑤

组网简单，建网成本低，周期短，便于管理和扩充。【技术介绍】3.1局域网

2．局域网体系结构局域网覆盖范围小，不进行大规模路由选择，IEEE802通信标准规划为两层架：物理层和数据链路层。为了细化局域网通信过程，IEEE802通信标准把数据链路层细分为两个子层，分别是MAC子层和LLC子层。【技术介绍】3.1局域网2．局域网体系结构（1）物理层功能物理层：建立、维护和撤销网络中的物理连接，处理网络通信过程中的机械、电气和规程特性，实现在连接的物理介质上传输与接收比特流。【技术介绍】3.1局域网2．局域网体系结构（2）数据链路层功能IEEE802标准设计LLC和MAC功能层，实现数据链路层通信功能，为通信提供不同共享介质访问方法。【技术介绍】2．局域网体系结构（2）数据链路层功能数据链路层将收到IP数据包，封装成在不同介质传输数据帧（帧）；数据链路层还进行顺序控制、差错控制和流量控制，把不可靠的物理链路变为可靠的物理链路。【技术介绍】（2）数据链路层功能①MAC层MAC层靠近物理层，负责MAC方式实现。不同类型的局域网使用不同MAC规则，实现对设备的物理寻址。②LLC层LLC层靠近网络层，向网络层提供服务。LLC子层位于MAC子层之上，被所有底层共用。LLC子层需要屏蔽MAC子层连接的物理介质差别，向网络层提供标准化的连接服务。【技术介绍】3．IEEE802通信标准中常用的局域网通信标准IEEE802通信标准中，常用的11个局域网通信标准列表如下。①IEEE802.1──通用网络概念及交换机标准等。②IEEE802.2──逻辑链路控制标准等。③IEEE802.3──带冲突检测的载波监听多路访问（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，CSMA/CD）方法及物理层规定。④IEEE802.4──令牌总线结构、访问方法及物理层规定。⑤IEEE802.5──令牌环访问方法及物理层规定等。3.2以太网技术【知识准备】【技术介绍】3.2以太网技术1．以太网

最初以太网使用一根粗同轴电缆作为传输介质，在2500m（每500m装一台中继器）内，实现计算机终端之间通信。【技术介绍】3.2以太网技术1．以太网

以太网采用广播方式通信：无论哪一台计算机发送信息，都把信息广播到共享信道，所有计算机都能收到广播信号。只有一台计算机网卡能识别接收信号。其中，星形以太网使用集线器组网，使用第二代CSMA/CD协议通信。【技术介绍】3.2以太网技术1．以太网

DEC、Intel和Xerox联合提出第一代以太网协议，在此基础形成10Mbit/s以太网标准和规范。随着交换技术出现，网络架构从共享式向交换架构发展，推动百兆、千兆、万兆乃至十万兆以太网标准出现。如今，IEEE802.3已成为最重要的局域网标准之一。【技术介绍】3.2以太网技术2．CSMA/CD协议

总线拓扑环境中：多台计算机同时发送信号，在共享信道上造成信号叠加，产生冲突。以太网使用CSMA/CD协议解决冲突。为了避免冲突，计算机在发送前，先侦听信道是否空闲，如果空闲，立即发送信号；如果忙碌，等待一段时间，再发送数据。【技术介绍】2．CSMA/CD协议

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CSMA/CD工作流程如下。①

载波监听：发送前，侦听信道空闲，如空闲，发送数据；如忙碌，则等待，直到信道空闲。②

多路访问：每个站点（计算机）发送数据，同时被多个站点接收。③

冲突检测：发送数据同时，对冲突检测，如两个站点同时发送，信号叠加使线路上电压摆动值超过正常值一倍，判断冲突产生。判断产生冲突，立即停止发送，等待随机时间，再重新尝试发送数据。这种机制网络传输效率和稳定性，降低数据产生冲突可能。【技术介绍】3.2以太网技术3．广播和冲突

广播和冲突都是以太网传输现象，下面分别介绍。（1）广播早期以太网，计算机将数据封装成帧，通过广播方式传输。广播能到达范围称广播域。同一广播域内计算机都能处理目的地址为广播地址（FF-FF-FF-FF-FF-FF）帧。【技术介绍】3.2以太网技术3．广播和冲突

（2）冲突网络中两台计算机同时发送数据，它们发出信号在共享信道碰撞，称冲突。冲突域是连接在共享介质上所有节点集合。所有节点竞争同一带宽。通过CSMA/CD解决网络中冲突。【技术介绍】3.2以太网技术4．网卡和接口以太网中计算机连接网络设备连接器，称网络接口卡（NetworkInterfaceCard，NIC），也称网卡。网卡是组网关键部件，实现接收、发送、封帧、拆帧、纠错、缓存等重要功能。但是，交换机转发数据网口，称接口（Interface）。【技术介绍】3.2以太网技术4．网卡和接口需要特别说明，网络设备的物理接口，简称网口、接口或端口。在这里，接口和端口含义一致。但在软件领域，端口有两种含义，一是TCP/UDP服务端口，这种端口由专用的端口号标识；二是虚拟接口，如交换机虚拟接口（SwitchVirtualInterface，SVI）。【技术介绍】3.2以太网技术5．MAC地址

在以太网中，使用MAC地址识别物理设备。MAC地址是网络设备上唯一标识的硬件地址，记录在硬件芯片，称硬件地址或物理地址。MAC地址的长度为48位（6字节），采用十六进制进行表示，如00-D0-F8-11-22-33，表示为00D0.F811.2233，表示格式如下：MM-MM-MM-SS-SS-SS或MMMM.MMSS.SSSS【技术介绍】3.2以太网技术5．MAC地址

MAC地址前24位是厂家标识，向IEEE申请获得，该标识也称组织唯一标识符（OrganizationUniqueIdentifier，OUI）；后24位是设备序列号。使用MAC地址，唯一标识局域网中一台计算机或一个接口。在DOS中，使用“IPconfig/all”命令查询MAC地址。【技术介绍】3.2以太网技术6．以太网帧

帧是以太网中信息传输最小单位。IP包发送到数据链路层设备（如网卡），网卡在IP数据包外，添加MAC地址信息、校验信息，将IP数据包封装成帧。以太网中传输帧有两种格式：Ethernet_II格式和IEEE802.3格式。【技术介绍】3.2以太网技术7．以太网帧类型根据以太网帧目标MAC地址，将帧分为单播帧、广播帧和组播帧。单播帧收发方式和广播帧收发方式如所示。①

单播帧：点对点传输，仅由指定目标节点接收，不会被其他设备处理。②

广播帧：MAC地址为全1（