计算机网络技术及应用 第04章 局域网技术

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1、局域网技术第4章本章要点：局域网基本概念与介质访问控制方法以太网、令牌环网、FDDI与令牌总线网无线局域网和虚拟局域网局域网是分组广播式网络，在广播通信网络中，所有的工作站都连接到共享的传输介质上，任何站点发出的数据包其他站点都能接收。共享信道的分配技术是局域网的核心技术，而这一技术又与网络的拓扑结构和传输介质有关。4.1局域网概述局域网是当今计算机网络技术应用与发展非常迅速的一个领域。企业、政府部门乃至住宅小区内的计算机都通过局域网连接，达到资源共享、信息传递和数据通信的目的。而信息化进程的加快，更加需要通过局域网进行网络

2、互连。因此，理解和掌握局域网技术也就显得更加实用。1．局域网的发展局域网的发展始于20世纪70年代，至今仍是网络发展的一个重要领域。20世纪80年代以后，随着网络技术、通信技术和微型机的发展，多种类型的局域网纷纷出现，越来越多的制造商投入到局域网的研制潮流中，一些标准化组织也致力于局域网的有关标准和协议的制定与研究。到了20世纪90年代，局域网更是在速度、带宽等方面有了更大进展，并且在局域网的访问、服务、管理、安全和保密等方面都有了进一步的改善。目前常见的局域网类型包括：以太网、光纤分布式数据接口（FDDI）、异步传输模式（

3、ATM）、令牌环网（TokenRing）、交换网Switching等，它们在拓扑结构、传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有许多不同。其中应用最广泛的当属以太网（一种总线结构的局域网），是目前发展迅速也比较经济的局域网。2．局域网的定义局域网（LocalAreaNetwork,LAN）是将分散在有限地理范围内（如一栋大楼，一个部门）的多台计算机通过传输介质连接起来的通信网络，通过功能完善的网络软件，实现计算机之间的相互通信和资源共享。美国电气和电子工程协会（IEEE）于1980年2月成立了局域网标准化委员会（简称802委员

4、会），专门对局域网的标准进行研究，并提出了局域网的定义。局域网是允许中等地域内的众多独立设备通过中等速率的物理信道直接互连通信的数据通信系统。与其他网络相比，局域网有三个不同的特征：覆盖范围、传输技术和拓扑结构。3．局域网的基本组成要构建局域网，首先要有基本组成部件。局域网是一种计算机网络，因此需要计算机，主要包括大、中、小型机或PC。要将计算机互连在一起，也需要传输介质，这种介质可以是同轴电缆、双绞线、光缆或辐射性介质等。从计算机的组成来看，一台独立计算机不包含网卡（网络适配器），但在构建局域网时，网卡却是不可或缺的部件。

5、另外，还需要将计算机与传输介质相连的各种连接设备，例如，DB-15和RJ-45接口连接设备等。具备了上述4种网络部件后，即可构建一个基本的局域网的硬件平台。有了局域网硬件环境后，还需要控制和管理局域网正常运行的软件，即所谓的网络操作系统（NOS）。它在每个计算机原有的操作系统上增加网络所需的功能。综上所述，组成局域网必不可少的5个组成要素有：计算机、传输介质、网络适配器、网络连接设备和网络操作系统。为了扩展局域网的规模，有时候需要在局域网中划分子网，此时将需要路由器、交换机等连接设备。4．局域网的特点覆盖范围小，通常只限于一

6、座或若干座建筑群，如一座办公楼、一所学校等。一般在10km范围内。数据传输速率高，通常为2Mb/s~100Mb/s，有的可达到1000Mb/s以上。数据传输可靠，误码率低。根据需要使用多种传输介质，既可以使用同轴电缆，也可以使用双绞线或光缆等。网络结构简单、建网容易、布局灵活、便于扩展。安全性好。4.2介质访问控制方法决定局域网特性的主要技术有三种：传输数据的介质、连接各种设备的拓扑结构和共享资源的介质访问控制方法。这三种技术在很大程度上决定了传输数据的类型、网络的响应时间、吞吐量和利用率，以及网络应用等各种网络特性。其中最

7、重要的是介质访问控制方法，它对网络特性具有十分重要的影响。所谓介质访问控制是指分配介质使用权的机制（Mechanism）、策略（Strategy）或算法（Algorithm），解决当“局域网中共用信道使用产生竞争时，如何分配信道的使用权”的问题。介质访问控制方法对共享介质的使用，目前主要有带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）、令牌总线（TokenBus）与令牌环（TokenRing）方法。其中CSMA/CD、TokenBus用于总线型拓扑的局域网，TokenRing用于环型拓扑的局域网。1．以太网的介质访问控制带

8、有冲突检测的载波侦听多路访问（CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection，CSMA/CD）方式适用于总线型和树型拓扑结构，主要解决如何共享一条公用广播传输信道。其原理是：在网络中，任何一个工作站在发送信息前，要侦听网络中有无其他工作站在发送信