数据通信与控制网络

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1、数据通信与控制网络1第3章局域网技术及其以太网主要内容3.1局域网概述3.2局域网协议3.3网络互联技术3.4以太网及其组网方式3.5高速以太网技术简介3.6工业以太网23.1局域网概述局域网经历了三代：第一代是以CSMA/CD和标记环为代表，提供终端到主机的联接，支持客户机/服务器结构，运行在中等数据率；第二代以FDDI为代表，满足对LAN骨干网的要求，支持高性能工作站；第三代以千兆位以太网与ATM局域网为代表，提供多媒体应用所需的吞吐量和实时传输的质量保证。33.1局域网概述局域网的研究始于70年代，以1975年美国施乐Xerox公司推出的实验性以太网（E

2、thernet）和1974年英国剑桥大学研制的剑桥环网为典型代表。目前，Novell公司的Netware、IBM公司的令牌环网、3COM公司的3COMEther系列网、Microsoft公司的WindowsNT、Datapoint公司的ARCNET网等是局域网市场流行最广的网络。43.1局域网概述3.1.1局域网的组成与特点局域网：在较小的地理范围内，利用通信线路将众多微机等设备连接起来，实现相互间的数据传输和资源共享的系统称为计算机局域网络。局域网基本组成包括如下部分：（1）服务器（Server）（2）客户机（Client）。（3）网络硬件设备。（4）通信介

3、质。（5）网络操作系统和局域网络协议等软件。53.1局域网概述局域网特点：（1）以微机为主要建网对象。大部分局域网中没有中央主机系统，只有多种微机及外设，可以说局域网是专为微机而设计的网络系统。（2）地理覆盖范围有限。通常网络分布在一座办公大楼或集中的建筑群内，为一个部门所有，涉辖范围一般只有几公里。一般来说，局域网的覆盖范围在10km之内。至多不超过25km。（3）通信传输速率高且误码率低。局域网一般为基带传输，传输速率一般为10～100Mbps，甚至更高。因为传输距离短误码率很低，一般在10-9～10-12范围内，能支持计算机间高速通信。63.1局域网概述

4、（4）可采用多种通信介质。如低廉的非屏蔽双绞线、同轴电缆或价格昂贵的光纤等。（5）一般采用灵活方便的分布式控制和广播式通信传输控制方式，可靠性较高。结点的增删比较容易。（6）建网周期短且便于管理和扩充。局域网由于范围小，又为部门所有，因此建网周期短、成本低，因此维护管理和扩充都十分方便。73.1局域网概述3.1.2局域网分类局域网通常划分成三类：一般局域网（LAN）、高速局域网（HSLN）和计算机化分组交换机（CBX）。三类局域网的主要特性见表。特性一般局域网高速局域网计算机化分组交换机传输媒体双绞线、同轴电缆、光纤CATV同轴电缆双绞线拓扑结构总线、树、环总

5、线星线传输速率（Mbps）l～20509.6～64最大距离（km）2511转接技术报文分组报文分组线路转接支持设备数100～100010100～100083.1局域网概述1、一般局域网（LAN）LAN可以支持小型机、大型机、终端和其他外围设备的互连。最常见的LAN的类型是采用同轴电缆的总线/树型网。也可选择采用双绞线、同轴电缆、甚至光纤的环型网。LAN的传输速率为1Mbps～20Mbps。美国电气和电子工程师协会（IEEE）成立的IEEE802委员会制定了LAN的标准，其标准称为IEEE802标准。93.1局域网概述2．高速局域网（HSLN）HSLN是为大型机

6、和大容量存贮设备之间高吞吐量而设计。HSLN的主要集中于采用CATV同轴电缆的总线结构，HSLN可达到很高的数据速率（标准的是50Mbps），但距离和所联设备数非常有限。HSLN主要用于计算机房的装置。一般不用于小型机、微型机和一些不太贵的外设。HSLN的标准由美国国家标准局（ANSI）所属的一个委员会，即ANSX3T9.5委员会制定。103.1局域网概述3．计算机化分组交换机（CBX）CBX是一种数字专用分组交换机，用于处理声音和数据的转接。通常采用星型或层星型拓扑结构，用双绞线将端结点连到转接点。LAN和HSLN采用报文分组转接，而CBX则采用电路转接。C

7、BX中，对单个端结点的数据速率一般较低，但保证一定的频带宽度。当连接建立之后，网络中基本无延迟。CBX主要适用于语音传输、终端-终端和终端-主机的数据传输。113.1局域网概述HSLN可以提供相当高的数据传输速率，但由于价格昂贵，所联设备和传输距离的限制，所以，应用面非常狭窄。而LAN和CBX的应用范围都非常广。从技术上而言，LAN发展得较快，现在已试图将LAN的技术应用于CBX。从开放系统互连的角度看，LAN的通用性更大。国际上有关LAN下三层的标准已趋于成熟。以下所有局域网均指LAN。123.1局域网概述3.1.3局域网的层次结构局域网对应了ISO/OSI

8、参考模型的最低两层：其中物理层用来建立