6第5章 局域网技术和组建

CH4 局域网技术和组建

4.1 局域网概述 4.2 局域网协议4.1节 4.2节

4.3 以太网 4.4 局域网的组建

4.3节 4.4节4.5节

4.1 局域网概述 局域网(Local Area Network,LAN) 是最常见、应用最广的一种网络形式，随 着整个计算机网络技术的发展和提高，得 到了充分的应用和普及，几乎每个单位都 有自己的局域网，有的甚至家庭中都有自 己的小型局域网。经常见到的局域网有： 网吧局域网、办公室局域网、校园网、酒 店局域网、企业内网等。

4.1节 4.2节

4.3节 4.4节4.5节

4.1 局域网概述 局域网的组成 计算机局域网由硬件系统和软件系统组成。4.1节 4.2节

工作站硬件系统 服务器

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局域网

网络连接设备 网络操作系统 软件系统 应用软件

(1)硬件系统

(2)软件系统在软件构成方面，局域网中使用了计算机网络操 作系统及相关应用软件。 NOS:常用的网络操作系统有Netware、 Windows NT、UNIX等。 应用软件：网络操作系统只是为了网络能正常工 作提供一个平台，网络要真正用起来，还需要相关的 专业应用软件，如校园网应有的校园网管理软件、多 媒体教学管理软件等。

局域网的种类(1)按照架设局域网方法分类

1)对等网对等网络是非结构化地访问网络资源。对等网 中的每一台设备可以同时是客户机和服务器。

网络中的所有设备可直接访问数据、软件和其 他网络资源。即每一台网络计算机与其他联网的计算 机是对等的，它们没有层次的划分。 主要针对一些小型企业，实现职员之间的资源 共享。

2)客户机/服务器网 客户机/服务器网络又叫服务器网络，在 客户机/服务器网络中，计算机划分为服务 器和客户机。基于服务器的网络引进了层次 结构，它是为了适应网络规模增大所需的各 种支持功能设计的。通常将基于服务器的网 络都称为客户机/服务器网络。 主要应用于大中型企业，它可实现数据 共享，对财务、人事等进行网络化管理，还 可召开网络会议；还可提供强大的WEB服 务等功能，几乎是一种近乎完美的局域网构 架方案。需要一台或多台高档服 务器，成本比较高。

3)无盘工作站网 无盘工作站顾名思义就是没有硬盘、软 驱，基于服务器网络的一种结构，无盘工作 站利用网卡上的启动芯片与服务器连接，使 用服务器的硬盘空间进行资源共享。 “无盘工作站网络”可以实现“客户机/ 服务器网络”的所有功能，在它的工作站上， 没有磁盘驱动器，但因为每台工作站都需要 从“远程服务器”启动，所以对服务器、工 作站以及网络组建的要求较高，但它的稳定 性、安全性一直为大众所看好，特别是被一 些安全

系数要求较高的企业所喜爱。

4.1 局域网概述

局域网中的数据通信被限制在几米至 几千米的地理范围内，能够使用具有中等或较高传输速率的物理信道，并且具有较低的误4.1节 4.2节

码率。局域网是专用的，由单一组织机构

所使用。

4.3节 4.4节4.5节

4.2 局域网协议 IEEE 802参考模型只对应OSI参考模型的数据链路层与物理层，它将数据链路层划分 为逻辑链路控制子层与介质访问控制子层。4.1节 4.2节

美国电气和电子工程师协会 (IEEE)是一个国际性的电子技术 与信息科学工程师的协会，是世 界上最大的专业技术组织之一

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4.2 局域网协议

4.1节 4.2节

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IEEE 802.1:局域网体系结构、互连，管理与性能测试等。 IEEE 802.2:定义了LLC子层的功能与服务。 IEEE 802.3:定义CSMA/CD总线MAC子层与物理层规范。 IEEE 802.4:定义了令牌总线MAC子层与物理层规范。 IEEE 802.5:定义了令牌环MAC子层与物理层规范。 IEEE 802.6:定义了城域网MAN MAC子层与物理层规范。 IEEE 802.7:定义了宽带技术规范。 IEEE 802.8:定义了光纤技术规范。 IEEE 802.9:定义了综合语音与数据局域网技术规范。 IEEE 802.10:定义了可互操作的局域网安全性规范。 IEEE 802.11:定义了无线局域网技术规范。 IEEE 802.12: 100Mb/s高速局域网访问控制协议及物理层技术规范； IEEE 802.14: 交互式电视网，包括Cable-Modem的技术规范； IEEE 802.15: 无线个人局域网的MAC子层及物理层技术规范； IEEE 802.16: 宽带无线局域网标准规范。 IEEE 802.17: 弹性分组环。

4.2 局域网协议IEEE 802 标准之间的关系： IEEE802 IEEE 802.1体系结构和网络互连 逻辑链 路控制 介质访 问控制 物理层 IEEE 802.2逻辑链路控制 IEEE 802. 3 IEEE IEEE IEEE IEEE 802. 802.5 802.6 802.7 4 物理层 数 据 链路层 OSI/RM

4.2.1 IEEE 802.3以太网

4.1节 4.2节

4.3节 4.4节4.5节

在共享介质的网络中各计算机节点都 通过共享介质发送自己的帧，其他节点 都可从介质上接收这个帧。仅有一个节 点发送时，才可发送成功；当有两上或 两个以上节点同时发送，共享介质上的 信息是多个节点发送信息的混合，目标 节点无法辨认，则发送失败。信息在共 享介质上混合称为冲突。如果各节点随 机地发送，冲突必然会发生。

4.2.1 IEEE 802.3以太网 IEEE 802.3标准定义了基带总线以太 网(Ethernet)。Ethernet的核心技术是 随机竞争型介质访问控制方法，即带有冲 突检测的载波侦听多路访问(CSMA/CD) 技术。CSMA/CD:carrie sense multiple access/collison detect

4.1节 4.2节

4.3节 4.4节4.5节

4.2.1 IEEE 802.3以太网载波侦听多路访问(CSMA/CD) CSMA技术又称为“先听后说(LBT)”,它是减少4.1

节 4.2节

冲突的关键技术。 常用的退避算法类型有： 1)坚持型CSMA 2)非坚持型CSMA

4.3节 4.4节4.5节

4.2.1 IEEE 802.3以太网载波侦听多路访问(CSMA/CD) 1)坚持型CSMA4.1节 4.2节

如果共享介质空闲就立即发送； 如果介质忙则继续监听，直到空闲立即发送 若发生冲突，等待一个随机长的时间再监听优点：只要介质空闲，站点就立即发送 缺点：如果有两个以上的站点有数据发送，冲突就不可避免。

4.3节 4.4节4.5节

4.2.1 IEEE 802.3以太网载波侦听多路访问(CSMA/CD)

2)非坚持型CSMA4.1节 4.2节

如果介质空闲就立即发送； 如果介质忙则不再侦听，等待一随机时间后再发送。

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采用随机的重发延迟时间可以减少冲突的可能性。但其缺 点是；即使有几个站有数据要传送，介质仍然可能处于空闲 状态，介质利用率较低。

4.2.1 IEEE 802.3以太网

两个概念4.1节 4.2节

传播时延：一个帧从一个站出发到达另一个站之间 的时间。

4.3节 4.4节4.5节

传输时延：一个站发送一帧所用的时间，即开始发 送帧头到发送帧尾结束之间的时间。

4.2.2 IEEE 802.4令牌总线在总线拓扑中利用“令牌”(一种特定的帧) 作为控制节点访问公共传输介质的确定型介质访 问控制方法。任何一个节点只有在取得令牌后才 能使用共享总线去发送数据。4.1节 4.2节

4.3节 4.4节4.5节

4.2.3 IEEE 802.5令牌环当环正常工作时，令牌总是沿着物理环单向逐站传送， 传送顺序与节点在环中排列的顺序相同。如果节点A有数据 帧要发送，它必须等待空闲令牌的到来。当节点A获得空闲 令牌之后，它将令牌标志位由“闲”变为“忙”,然后传送 数据帧。

4.1节 4.2节

4.3节 4.4节4.5节

4.3 以太网一般来说，以太网具有的如下特征： 1. 共享媒体：所有网络设备依次使用同一通信 媒体。 2. 广播域：需要传输的帧被发送到所有节点， 但只有寻址到的节点才会接收到帧。 3. CSMA/CD:以太网中利用载波监听多路访 问/冲突检测方法以防止冲突或更多节点同时发送。 4. MAC 地址：媒体访问控制层的所有 Ethernet 网络接口卡(NIC)都采用48位网络地 址。这种地址全球唯一。

4.1节 4.2节

4.3节 4.4节4.5节

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