第5章局域网

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1、第5章局域网【本章内容简介】局域网是计算机网络的基础和重要组成部分。本章从局域网的特点、体系结构、协议标准、拓扑结构入手，主要介绍了介质访问控制法、以太网、交换式以太网和虚拟局域网基本概念和应用。【本章重点难点】重点掌握传统以太网工作原理及组网方法，熟悉高速以太网、交换式以太网、虚拟局域网的功能和实现技术。5.1局域网概述5.1.1局域网的特点随着局域网技术的快速发展，它的体系结构、协议标准都在不断地发生变化，技术特征与性能参数也发生了一些改变。与广域网相比，局域网具有如下特点：1．覆盖范围小2．传输率高3．误码

2、率低4．单位专用5．易于实现5.1.2局域网的分类1．按拓扑结构分类根据拓扑结构可把局域网分为总线型局域网、星型局域网等。2．按传输介质分类根据传输介质可把局域网分为双绞线局域网、同轴电缆局域网和光纤局域网。如果局域网采用无线电波，则称这类局域网为无线局域网。3．按介质访问控制方法分类根据介质访问方法的不同，可把局域网分为以太网、令牌网和ATM网等。4．按线路中传输的信号形式分类根据线路传输信号形式不同，可把局域网分为基带局域网和宽带局域网。5.2局域网体系结构5.2.1IEEE802参考模型局域网的IEEE参考

3、模型与OSI/RM的对应关系如图5-1所示，其参考模型只相当于OSI/RM的低两层。图5-1IEEE802参考模型与OSI/RM的比较5.2.2IEEE802标准IEEE802已经公布的主要标准如表5-1所示。表5-1IEEE802的主要标准5.2.2IEEE802标准IEEE802系列标准及相互之间的关系如图5-2所示。图5-2IEEE802标准间的关系5.3介质访问控制方法1．CSMA／CD的发送工作过程CSMA/CD的发送流程可简单地概括为四点：先听后发，边听边发，冲突停止，随机延迟后重发。2．CSMA/C

4、D的接收工作过程信道上连接的每个站点时间都在监听总线，如果有信息帧到来则接收，得到MAC帧后再查看该帧的目的地址是不是本站点的地址，如果是则复制再做下一步处理，否则，就丢弃该帧。5.3.1带有冲突检测的载波侦听多点访问方法（CSMA/CD）令牌环访问控制方法的主要原理是使用一个称之为“令牌”的控制标志，所谓“令牌”就是一种信息发送许可证，它是一个特殊的帧，沿环形网依次向每个站点传递，只有获得令牌的站点才有权利发送信息。令牌环访问控制方法的原理如图5-3所示。5.3.2令牌环访问控制方法（TokenRing）图5-

5、3令牌环访问控制方法原理从物理结构上看，令牌总线网是总线型局域网，各站点共享总线信道，可是从逻辑上看，它又是一种环型的局域网，如图5-4所示。令牌总线局域网中只有在逻辑环上的站才有机会获得令牌，而不在逻辑环上的站点只能通过总线接收数据或响应令牌保持时间。5.3.3令牌总线访问控制方法（TokenBus）图5-4令牌总线结构示意图以太网是典型的总线局域网，网中没有控制节点，任何结点发送信息都是随机的，网中结点都只能平等地争用发送时间，以太网的介质访问控制方法采用CSMA/CD。表5-2列出了一些以太网规范的发展情况

6、。5.4.1以太网概述5.4以太网表5-2以太网规范的发展局域网中一般采用以数据块为单位的同步方式，待发送的数据加上一定的控制类信息构成帧，以太网帧结构如图5-5所示。5.4.1以太网概述图5-5以太网帧结构以太网帧的发送流程如图5-6所示，帧的接收过程如图5-7所示。5.4.1以太网概述图5-6以太网帧的发送流程图5-7以太网帧的接收流程1．细同轴电缆以太网细同轴电缆以太网也称10Base-2，10是指网络的数据传输速率为10Mbps，Base是指基带传输，2是指最大的干线段为185m，图5-8表示有两个网段和

7、一个中继器的细同轴电缆以太网。5.4.2传统以太网组网技术图5-8细同轴电缆以太网2．粗同轴电缆以太网粗同轴电缆以太网也称10Base-5，5是指最大的干线段为500m，该网是标准以太网，图5-9表示有两个网段和一个中继器的粗同轴电缆以太网。图5-9粗同轴电缆以太网5.4.2传统以太网组网技术3．双绞线以太网双绞线以太网也称10Base-T，T表示采用双绞线，一个基本的10Base-T连接如图5-10所示。图5-10双绞线以太网5.4.2传统以太网组网技术双绞线、粗缆和细缆三种连接器外观形式如图5-11所示。图5

8、-11三种连接器示意图5.4.2传统以太网组网技术1．100Mbps以太网100Mbps以太网代号为IEEE802.3u，它是IEEE802.3标准的扩充协议。2．1000Mbps以太网千兆以太网标准为802.3z和IEEE802.3ab标准，分层参考模型如图5-12所示。3．10Gbps以太网10Gbps以太网的标准IEEE802.3ae，也叫万兆以太网。5.4.3高速