《局域网组建技术》PPT课件.ppt

第4章局域网组建技术,第4章局域网组建技术,学习目标:掌握常见的局域网拓扑结构和特点理解IEEE802标准，理解两类介质访问控制的原理掌握主要的局域网组网设备的功能与选择了解局域网可采用的技术掌握虚拟局域网（VLAN）技术,4.1局域网概述,4.1.1局域网的特点网络所覆盖的地理范围比较小。通常不超过几十公里，甚至只在一幢建筑或一个房间内。具有较高的数据传播速率，通常为10Mbps100Mbps，高速局城网可达1000Mbps（千兆以太网）。协议比较简单，网络拓扑结构灵活多变，容易进行扩展和管理。具有较低的延迟和误码率，其误码率一般在10-810-10之间，这是因为传输距离短，传输介质质量较好，因而可靠性高。局域网络的经营权和管理权属于某个单位所有，与广域网通常由服务提供商提供形成鲜明对照。便于安装、维护和扩充，建网成本低、周期短,4.1局域网概述,4.1.2局域网的拓扑结构总线型拓扑结构环型拓扑结构星型拓扑结构,4.1局域网概述,1.总线型拓扑结构所有的站点都直接连接到一条作为公共传输介质的总线上，所有结点都可以通过总线传输介质发送或接收数据，但一段时间内只允许一个结点利用总线发送数据。,4.1局域网概述,2.环型拓扑结构所有的结点通过通信线路连接成一个闭合的环。在环中，数据沿着一个方向绕环逐站传输,4.1局域网概述,3.星型拓扑结构是由一个被称为中央节点的节点和一系列通过点到点链路接到中央节点的节点组成的,4.2局域网协议和体系结构,4.2.1IEEE802标准概述IEEE802.1概述，局域网体系结构以及寻址、网络管理和网络互连。IEEE802.2定义了逻辑链路控制（LLC）子层的功能与服务。IEEE802.3描述CSMA/CD总线式介质访问控制协议及相应物理层规范。IEEE802.4描述令牌总线（tokenbus)式介质访问控制协议及相应物理层规范。IEEE802.5描述令牌环（tokenring）式介质访问控制协议及相应物理层规范。IEEE802.6描述城域网（MAN）的质访问控制协议及相应物理层规范。IEEE802.7描述宽带时隙环介质访问控制方法及物理层技术规范；IEEE802.8描述光纤网介质访问控制方法及物理层技术规范；。IEEE802.9描述语音和数据综合局域网技术。IEEE802.10描述局域网安全与解密问题。IEEE802.11描述无线局域网技术。IEEE802.12描述用于高速局域网的介质访问方法及相应的物理层规范。,4.2局域网协议和体系结构,IEEE802协议的结构图,4.2局域网协议和体系结构,4.2.2局域网的体系结构局域网只涉及OSI的物理层和数据链路层,4.2局域网协议和体系结构,4.2.3IEEE802.3协议是一个使用CSMA/CD媒体访问控制方法的协议标准。CSMA/CD的工作原理即先听后发，边发边听，冲突停止，随机延时后重发。具体过程如下：当一个站点想要发送数据的时候，它检测网络察看是否有其他站点正在传输，即侦听信道是否空闲。如果信道忙，则等待，直到信道空闲。如果信道闲，站点就传输数据。在发送数据的同时，站点继续侦听网络确信没有其他站点在同时传输数据。因为有可能两个或多个站点都同时检测到网络空闲然后几乎在同一时刻开始传输数据。如果两个或多个站点同时发送数据，就会产生冲突。当一个传输节点识别出一个冲突，它就发送一个拥塞信号，这个信号使得冲突的时间足够长，让其他的节点都有能发现。其它节点收到拥塞信号后，都停止传输，等待一个随机产生的时间间隙（回退时间BackoffTime）后重发。,4.2局域网协议和体系结构,4.2.4IEEE802.5协议早期局域网存在一种环形结构，而环形网中采用令牌技术来进行访问控制。为此IEEE组织为其定义了IEEE802.5协议，阐述了令牌环（TokenRing）技术。令牌环中主要有下面的三种操作截获令牌并且发送数据帧。接收与转发数据。取消数据帧并且重发令牌。,4.3架设局域网的硬件设备,4.3.1网络适配器（网卡）网卡又名网络适配器（NetworkInterfaceCard），简称NIC。它是计算机和网络线缆之间的物理接口，是一个独立的附加接口电路。任何的计算机要想连入网络就必须确保在主板上接入网卡。网卡的作用是将计算机要发送的数据整理分解为数据包，转换成串行的光信号或电信号送至网线上传输；同样也把网线上传过来的信号整理转换成并行的数字信号，提供给计算机。,4.3架设局域网的硬件设备,4.3.2局域网的传输介质双绞线双绞线电缆可以分为两类：屏蔽型双绞线（STP）和非屏蔽型双绞线（UTP）同轴电缆同轴电缆由内、外两个导体组成，且这两个导体是同轴线的，所以称为同轴电缆光导纤维光导纤维简称为光纤。光纤由纤芯、包层及护套组成。纤芯由玻璃或塑料组成，包层则是玻璃的，使光信号可以反射回去，沿着光纤传输,4.3架设局域网的硬件设备,4.3.3集线器集线器的英文称为“Hub”。它的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，所以它具有在物理上扩展网络的功能，属于物理层设备。集线器可以把所有节点集中在以它为中心的节点上，不具备任何智能，它只是简单的把电信号放大，然后转发给所有接口。集线器通常具有如下功能和特性：可以是星型以太网的中央节点，工作在物理层；对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大此信号网络的传输距离；一般采用RJ-45标准接口；以广播的方式传送数据；无过滤功能，无路径检测功能；不同速率的集线器不能级联；所连接的客户端都在一个冲突域中,4.3架设局域网的硬件设备,4.3.4交换机交换机（Switch）又称为网桥。在外形上交换机和集线器很相似，并且都应用于局域网，但是交换机是一个拥有智能和学习能力的设备。交换机接入网络后可以在短时间内学习掌握此网络的结构以及与它相连计算机的相关信息，并且可对接收到的数据进行过滤，而后将数据包送至与目的主机相连的接口。因此交换机比集线器传输速度更快，内部结构也更加复杂。,4.3架设局域网的硬件设备,交换机通常具有如下功能和特性：可以是星型以太网的中央节点，工作在数据链路层；可以过滤接收到的信号，并把有效传输信息按照相关路径送至目的端口；一般采用RJ-45标准接口；参照每个计算机的接入位置，有目的的传送数据；有过滤功能和路径检测功能；不同类型的交换机和集线器可以相互级联；所连接的客户端都在一个独自的冲突域中。,4.4局域网主要技术,以太网（Ethernet）令牌环（TokenRing）FDDI（FiberDistributedDataInterf，光纤分布式数据接口）,4.4局域网主要技术,4.4.1以太网系列标准以太网按IEEE802.3规范生产的以太网产品简称为标准以太网标准以太网在物理层可以使用粗同轴电缆、细同轴电缆、非屏蔽双绞线、屏蔽双绞线、光纤等多种传输介质，10BASE-5称为粗缆以太网10Base-2又称为细缆以太网10BASE-T,4.4局域网主要技术,以太网系列快速以太网IEEE802.3u，可支持100M的数据传输速率100Mbps快速以太网标准可分为：100BASE-TX、100BASE-FX、100BASE-T4千兆以太网允许在全双工和半双工两种方式下工作。使用802.3协议规定的帧格式。在半双工下使用CSMA/CD协议。与10Base-T和100Base-T兼容。万兆以太网与10Mb/s、100Mb/s、1Gb/s以太网的帧格式完全相同。只使用光纤作为传输媒体。只工作在全双工方式下。,4.4局域网主要技术,4.4.2令牌环网IEEE802.5标准定义了令牌环网的国际规范令牌环网在物理层提供4Mbps和16Mbps两种传输速率；支持STP/UTP双绞线和光纤作为传输介质，但较多的是采用STP，使用STP时计算机和集线器的最大距离可达100m，使用UTP时这个距离为45m。4.4.3FDDI以光纤为传输介质，传输速率可达100Mbps，采用单环和双环两种拓扑结构。但为了提高网的健壮性，大多采用双环结构,4.4局域网主要技术,4.4.4无线局域网无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）使计算机与计算机、计算机与网络之间可以在一个特定范围内进行快速的无线通信，因而在与便携式设备的互相促进中获得快速发展，等到了广泛应用。通过射频（RadioFrequency，RF）技术来实现数据传输。WLAN设备通过诸如展频（SpreadSpectrum）或正交频分复用（OrthogonalFrequency-DivisionMultiplexing，OFDM）这样的技术将数据信号在特定频率的电磁波中进行传送。在WLAN网络中包含以下组件：工作站无线AP（无线接入点）,4.5虚拟局域网,4.5.1虚拟局域网概述以局域网交换机为基础，通过交换机软件实现根据功能、部门、应用等因素将设备或用户组成虚拟工作组或逻辑网段的技术，其最大的特点是在组成逻辑网时无须考虑用户或设备在网络中的物理位置。VLAN可以在一个交换机或者跨交换机实现。4.5.2虚拟局域网的优点广播风暴防范增强局域网的安全性成本降低简化项目管理或应用管理增加了网络连接的灵活性,4.5虚拟局域网,4.5.3VLAN的划分根据端口来划分VLAN根据MAC地址划分VLAN根据网络层划分VLAN,本章小结,局域网具有传输范围小、速度快和误码率低等特点；常见的局域网拓扑结构有总线型、星型和环形；局域网在传输数据时，为避免冲突，常采用CSMA/CD和令牌环技术；在组建局域网时，选用相应的网络设备和介质；为避免局域网的一些缺陷，广泛采用的虚拟局域网（VLAN）技术。,Thankyou,