第3章 计算机局域网络技术及应用

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1、第3章计算机局域网络技术及应用【本章目标】计算机局域网是常见的且容易实现的通信网络。本章首先介绍局域网的定义和特点，然后介绍局域网的体系结构、常见的介质存取控制技术，以太网技术及其性能分析与应用，重点是以太网和高速以太网技术2【本章内容】1计算机局域网络概述：特点，分类，IEEE802局域网络标准及协议2局域网介质存取控制技术：以太网的介质存取控制方法，令牌环访问原理，令牌总线访问原理3以太网技术：以太网的特征，帧格式，以太网卡4高速以太网技术：快速以太网，交换式以太网，千兆以太网，万兆以太网5计算机局域网络性能分析6计算

2、机局域网技术的应用重点：CSMA/CD33.1计算机局域网络概述3.1.1计算机局域网络的特点3.1.2计算机局域网络分类3.1.3IEEE802局域网络标准及协议43.1.1计算机局域网络的定义局域地区网络（LocalAreaNetworks，简记为LAN）。在下列方面LAN与其它类型的数据网络不同，通信常被限制在中等规模的地理区域内，例如一座办公楼、一个仓库或一所学校，能够依靠具有较高数据率的物理信道，并且这种信道具有始终一致的低误码率”。53.1.1计算机局域网络的特点①由于网络的地理范围不大，通信介质费用所占的比重

3、不大。常用的通信物理介质有双绞线、同轴电缆及光纤等；②信道具有较宽的通信频带，数据传输速率较高；③有高度互连的特性和扩充的灵活性；④网络中不一定需要中央主机结点，而只需向用户提供分散有效的数据处理及计算功能即可；⑤信道中电文传送控制的方法与机构比较简单可靠；⑥当网络中某一站发生故障时不会影响整个系统的运行；⑦实现网络系统的费用不多，通常属于一个事业/企业单位所有，而不属于公用服务业；⑧建网周期短，见效快，成本低，社会效益大。63.1.2计算机局域网络分类（1）按网络拓扑结构分类。总线型局域网星型局域网树型局域网环型局域网（

4、2）按局域网通信介质类型分类。有线局域网:双绞线网、光纤网、同轴电缆网无线局域网：无线局域网、微波网73.1.2计算机局域网络分类（3）按介质访问控制方式分类。共享介质局域网交换局域网虚拟局域网VLAN（4）按传输的信号方式分类。基带网：基带网传送数字信号，信号占用整个频道，但传输范围较小。宽带网：传输模拟信号，同一信道上可传输多路信号，它的传输范围较大。在局域网中基带网使用的比较多。83.1.3IEEE802局域网络标准及协议图2-1IEEE802体系结构与OSI体系结构的对应关系9图2-2IEEE802部分标准之间的关

5、系103.2.1介质存取控制技术概述3.2.2以太网的介质存取控制方法3.2.3令牌环访问原理3.2.4令牌总线访问原理3.2.5三种介质存取控制技术的比较3.2局域网介质存取控制技术113.2.1介质存取控制技术概述MAC协议:规定了MAC子层所提供的介质存取控制方法所采用的技术。局域网的MAC子层采用的是异步控制技术。在异步控制方式中，工作站可以随便的接入，网络可以根据工作站的请求分配带宽，可以分为循环、预约、竞争三种方式。121．循环方式在循环方式中，每个工作站轮流得到发送权限，所有的站点按照一定的顺序传递发送权限。

6、发送权限顺序的控制可以是集中式的，也可以是分布式的。如轮询（Polling）是循环式集中控制方式，令牌总线（TokenBus）是循环式分布控制方式。循环方式优点在于重负载时候效率高，而负载不高的时候效率低。132．预约方式预约方式是按信道的时间划分为若干时间段，若工作站要发送数据，则必须提前预约所需要占用的时间段。预约方式适用于那种需要长时间连续传输数据的通信方式，如语音通话和长文件的传输。143．竞争方式在竞争方式中，每个工作站通过竞争获取发送权限。这种竞争是无序的，适用于分布式控制。总线结构中CSMA/CD协议就是采用

7、的竞争控制方式。竞争方式的优点在于在负载不高的情况下，效率高；当重负载时，导致冲突机会增大，网络性能就会急剧下降。153.2.2以太网的介质存取控制方法（1）以太网的典型结构最初的以太网是将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠，因为总线上没有有源器件。这种局域网被叫做总线结构局部网络16（2）以太网提供的服务以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付。当目的站收到有差错的数据帧时就丢弃此帧，其他什么也不做。差错的纠正由高层来决定。如果高层发现丢失了一些数据而进行重传，但以太网并不知道这是

8、一个重传的帧，而是当作一个新的数据帧来发送。17（3）为了通信的简便以太网采取了两种重要的措施采用较为灵活的无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据。以太网对发送的数据帧不进行编号，也不要求对方发回确认。这样做的理由是局域网信道的质量很好，因信道质量产生差错的概率是很小的。181.具有冲突