计算机网络技术及应用（第4版）课件 任务3.1 剖析局域网

《计算机网络技术及应用》剖

析

局

域

网|通信|互联|共享|信息|

数据|

某公司因业务扩展的需要，要增设一个由8名工作人员组成的商务部。计算机中心的技术人员小张要负责将这个新部门的8台计算机搭建成一个办公室的小型局域网，并连入到公司的网络中。他首先根据网络建设规模画出了拓扑结构图（如图所示），然后规划好每个网络设备的放置位置，再按计划采购了网络设备并安装好，最后根据公司原有的网络规划对新办公室的计算机进行了网络设置，就顺利的完成了任务。公司的网络问题的提出特点与分类体系结构标准介质访问控制方法010203——CONTENTS——目录01局域网的特点与分类局域网的关键技术特点和分类12301网络拓扑结构星型网络、总线型网络、环型网络等02数据传输介质有线（双绞线、同轴电缆、光纤）/无线局域网03介质访问控制方法以太网、令牌环网和令牌总线等5局域网的关键技术网络所覆盖的地理范围比较小；数据的传输速率比较高；具有较低的延迟和误码率；局域网的经营权和管理权属于某个单位；局域网体系结构只涉及通信子网的内容，最多包含OSI参考模型中的低三层功能；

协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短、便于管理和扩充。1、局域网的特点局域网的特点和分类（1）按网络的拓扑结构划分，可分为星型网络、总线型网络、环型网络等。（2）按信息的交换方式分类，可分为交换式局域网、共享式局域网等;（3）按网络的传输介质划分，可分为双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络和无线局域网等。（4）按网络的介质访问控制方式划分，可分为以太网（Ethernet）、令牌环（TokenRing）网和令牌总线（TokenBus）网等。2、局域网的分类局域网的特点和分类02局域网的体系结构与标准局域网的体系结构IEEE802标准

局域网的IEEE802参考模型与OSI/RM的对比IEEE802参考模型局域网的体系结构对于局域网来说，物理层是必需的，它负责定义机械、电气、规程和功能方面的特性，以建立、维持和拆除物理链路，在两个节点间透明地传送比特流。物理层具体规定了局域网所使用的信号、编码、传输介质、拓扑结构和传输速率。（1）物理层局域网的体系结构数据链路层也是必需的，它负责把不可靠的传输信道转换成可靠的传输信道，采用差错控制和帧确认技术传送带有校验的数据帧。为了使数据帧的传送独立于所采用的物理媒体和介质访问控制方法，IEEE802标准把数据链路层分为介质访问控制（MAC）子层和逻辑链路控制（LLC）两个子层，将硬件和软件的实现有效地分离。（2）数据链路层局域网的体系结构LLC子层与介质无关，实现数据链路层与硬件无关的功能，包括：数据帧的组装与拆卸、帧的收发、差错控制、流量控制和发送顺序控制等功能，并为网络层提供面向连接和无连接两种类型的服务。LLC负责屏蔽掉MAC子层的不同实现，从而向网络层提供统一的格式和逻辑接口（服务访问点）。由MAC子层提供LLC和物理层的接口。不同类型的局域网MAC层不同，而LLC层相同。①LLC子层局域网的体系结构局域网中的多个设备一般共享公共传输媒体。传输数据时，首先要解决由哪些设备占用媒体的问题。所以必须设置介质访问控制功能。MAC子层还要负责把物理层的0、1比特流组建成帧，并实现帧的寻址和识别，以及产生帧检验序列和完成帧检验等功能。目前，IEEE802已规定的介质访问控制标准有著名的带冲突检测的载波监听多路访问（CSMA/CD）、令牌环（Token-Ring）和令牌总线(Token-Bus)等。②MAC子层局域网的体系结构IEEE802标准系列

IEEE802.3标准最为常用，它定义了四种不同介质10Mbps以太网规范：10Base-2使用细同轴电缆，最大网段长度为185m，基带传输方法；10Base-5使用粗同轴电缆，最大网段长度为500m，基带传输方法；10Base-T使用双绞线电缆，最大网段长度为100m；10Base-F使用光纤，传输率为10Mbps。

其中10Base-Ｔ应用最为广泛，10表示传输速度，单位为Mbps；Ｔ表示传输介质为双绞线；Base表示基带；如果是BROAD，则表示宽带。

IEEE802标准系列03介质访问控制方法令牌总线CSMA/CD令牌环01局域网一般采用共享介质的方式，以节约成本，有效地提高设备利用率。02但要防止多个站点同时访问造成的冲突或信道被某一站点长期占用。03介质访问控制方法主要是解决介质使用权的算法或机构问题。04介质访问控制方法是局域网最重要的基本技术，与局域网的拓扑结构、工作过程和网络性能有密切关系。介质访问控制方法

信道分配方法：“争用”

网络拓扑结构：总线型

标准协议：：IEEE802.3要点先听后发，边听边发，冲突停止，随机延迟后重发。1、带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）B向

D发送数据CDAE匹配电阻（用来吸收总线上传播的信号）匹配电阻不接受不接受不接受接受B只有D接受B发送的数据1、带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）冲突现象可以用单一车道上同时有两个方向的车行驶来说明：单一车道上要让两个方向的车通过，就必须是不同时刻经过。、总线结构的以太网只能以单工方式工作，否则就会发生冲突。在一个以太网中所有相互之间可能发生冲突的集合称为一个冲突域。

冲突的产生图3-5CSMA/CD的发送流程发送帧装配帧冲突吗？发送完成？冲突加强Y总线忙？启动发送计算后退延迟时间结束，发送成功等待后退延迟时间YYNNNCSMA/CD的工作原理–发送流程一个结点发送时，其他结点都处于接收状态。当一个结点接收完数据后，首先要判断帧的长度。凡小于规定帧的最小长度必然是冲突后的废弃帧，则丢弃。如果帧长正常，则检查帧目的地址，与本结点地址相匹配，则接收该帧，否则丢弃。下一步进行CRC校验。正确则MAC子层将帧中LLC数据送LLC子层，完成数据帧的接收。CSMA/CD的工作原理–接收流程要点

用令牌来控制对介质的访问，只有得到令牌才能发送或接收信息。

信道分配方法：“轮转”网络拓扑结构：环状。

标准协议：IEEE802.5基本原理2、令牌环（TokenRing）AT=0T（c）帧循环一圈后,A将数据帧回收并放出空令牌AT=0TData（a）A有数据要发送,它抓住空令牌（b）AT=1A将令牌修改为数据帧头,并加挂数据发送TDataCData目的站点从环上拷贝数据TDataCTDataCTDataC2、令牌环（TokenRing）操作举例在物理总线上建立一个逻辑环，

令牌在逻辑环路中依次传递，数据帧的传送在总线上进行。要点标准协议：IEEE802.４。网络拓扑结构：总线型。3、令牌总线（TokenBus）基本原理令牌总线物理结构令牌总线逻辑结构特点：在物理上是一个总线网，在逻辑是一个令牌环网。

3、令牌总线（TokenBus）控制简单，易于实现；网络负载轻时，有较好的性能：30％－40％以内延迟时间短、速度快网络负载重时，性能急遽下降：70％－80％以上冲突数量的增长使网络速度大幅度下降为此要限制网段规模，通常的做法是用交换机或路由器把一个大的网络分割成若干较小的网段（子网）。比较不同