局域网组建技术案例教程 第1章 局域网组网的理论基础

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1、第1章局域网组网的理论基础局域网基础1.1新型局域网技术1.2局域网互连设备1.3局域网操作系统1.4TCP/IP1.5——本 章 学 习 目 标——局域网是计算机网络最简单的网络类型，本章主要介绍局域网的基础理论知识，通过对这些内容的学习，读者应掌握以下知识点。（1）局域网的理论基础（2）新型局域网技术（3）局域网硬件设备（4）局域网操作系统（5）TCP/IP1.1局域网基础1.1.1局域网的定义及其特点局域网（LocalAreaNetwork，LAN）是指把有限的地理范围（一般不超过几公里，比如一个机房、一幢大楼、一个学校或一个单位）内的计算机、

2、外设和网络互连设备连接起来，形成以数据通信和资源共享为目的的计算机网络系统。从应用角度看，局域网具有以下4个方面的特点。（1）局域网覆盖有限的地理范围，计算机之间的连网距离通常小于10km。适用于校园、机关、公司、工厂等有限范围内的计算机、终端及各类信息处理设备连网的需求。（2）数据传输速率高（10～100～1000Mbit/s），误码率低。（3）决定局域网特性的主要技术要素为拓扑结构、传输介质和介质访问控制方法。（4）局域网一般属于一个单位所有，工作站数量不多，一般在几台到几百台左右，易于建立、管理与维护。1.1.2局域网的基本组成（1）工作站（2

3、）服务器（3）外围设备（4）网络互连设备（5）传输介质1.1.4局域网的参考模型图1-2局域网参考模型与OSI参考模型的对照图OSI/RM是OpenSystemInterconnection/ReferenceModel的缩写，中文意思为开放系统互连参考模型。是由ISO（InternationalStandardOrganize国际标准化组织）制定的标准化开放式计算机网络层次结构模型，又称ISO’sOSI参考模型。1．物理层物理层涉及在通信信道上传输的原始比特流，作用是确保在一段物理链路上二进制信号的正确传输。其主要功能包括信号的编码/解码，同步前导

4、码的生成与去除，二进制位信号的发送与接收。为确保位流的正确传输，物理层还具有错误校验功能，以保证位信号的正确发送与正确接收。2．数据链路层局域网参考模型将数据链路层又分为两个独立的部分：逻辑链路控制子层和介质访问控制子层。（1）逻辑链路控制（LLC）子层（2）介质访问控制（MAC）子层1.1.5局域网常用的拓扑结构1．局域网常用拓扑结构的类型（1）总线型拓扑结构。一般采用同轴电缆或光纤作为传输介质，所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到总线上，任何一个站点发送的信号都可以沿着传输介质传播，而且能被总线上其他所有站点接收。总线型拓扑结构的通信方式一般

5、采用广播的形式，通过CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）介质访问控制方法来减少和避免冲突的发生。CSMA/CD方式遵循“先听后发，边听边发，冲突停发，随机重发”的原理控制数据包的发送，工作流程如图1-4所示。（2）环型拓扑结构。由连接成封闭回路的网络节点组成的，每一个节点与它左右相邻的节点连接。环型拓扑结构通常使用令牌（Token，是决定环上的哪个站可以发送信息的特殊信息包）来决定哪个节点可以访问通信系统。（1）在环形网络中信息流只能是单方向的，每个收到信息包的站点都向它的下游站点转发该信息包。（2）只有获取了令牌的站点才可以发送信息。（3）

6、目标站是从环上复制信息包。（3）星型拓扑结构。由通过点到点链路接到中心节点的各站点组成的，传输介质通常采用双绞线。（4）混合型拓扑结构。是由星型结构和总线型结构结合在一起，兼顾了星型网与总线型网络的优点，解决了星型网络在传输距离上的局限，也解决了总线型网络在连接用户数量上的限制，更能满足较大网络的拓展。2．常用拓扑结构的比较拓扑结构优点缺点总线型拓扑结构电缆长度短，易于布线和维护；一个节点出现故障不会影响其他节点的连接，可任意拆走故障节点；结构简单，节点扩展、移动方便；从硬件的角度看，传输介质是无源元件，十分可靠这种结构不是集中控制，故障检测需要在各

7、个站点上进行，不易进行故障控制环型拓扑结构只有获取令牌的站点才能发送数据，不会出现信道争用问题负载较轻时，利用率低星型拓扑结构利用中心节点可集中控制整个网络；单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网，容易检测和隔离故障，便于维护；任何一个连接只涉及到中央节点和一个站点，控制介质访问的方法和协议十分简单每个站点直接与中心节点相连，需要大量电缆和接口；属于集中控制网络，一旦中心节点崩溃，整个网络都会瘫痪混合型拓扑结构结合了多种拓扑结构的优点，适合于大型网络的构建1.2新型局域网技术某公司在发展之初对网络要求不是很高，而且人员又少，于是就采用路由器对网

8、络进行简单分段，局域网的每个广播数据包都发送到该网段的所有设备，而不管这些设备是否需要。随着公司规模不断扩大