第一章 局域网技术基础
局域网的体系结构与标准 当前的局域网的拓扑结构和传输媒体 局域网的互联
1.1 概述
• 微机的广泛使用 • 为什么要实现互联 交换数据 设备共享 • 局域网的定义 在一个小区域范围内，将分散的微机系统互联 起来实现资源的共享和通讯 – 数据通信设备 – 范围 – 数据传输
局域网寻址
MAC地址 LLC用户地址(服务访问点)
单个
单个 单个 多址
单个
多址 广播 广播
广播
多址 多址 广播
广播
单个 多址 单个
广播
多址
1.2.5 局域网标准
• 局域网标准 适用于一个适中规模的地理区域，如校园网、 城域网等 建立在具有中、高数据速率、低时延及低差错 率的通信信道基础上 和广域网不同 和底板总线等网不同 • IEEE 802 标准系列 • FDDI 标准
局域网协议数据单元
用户数据
LLC PDU
ห้องสมุดไป่ตู้LH
MAC帧
MH
LH
MT
组地址
• 组地址 广播 – 标识某个范围内的全部实体的地址 多址 – 标识某个范围内的某一实体子集的地址 • 两级地址可能的组合 一个特定的用户可以被寻址； 在特定站上的一组用户或全部用户可以被寻址 在某些站上的全部用户或全部站上的全部用户 也都可以被寻址
集中式方案和分布式方案的比较
• 集中式方案 优点 – 可提供诸如优先权、保证带宽这样一些做法， 具有较大的控制访问能力 – 允许每个站有尽可能简单的逻辑 – 避免了协调问题 缺点 – 会出现影响全网的单点的故障 – 会发生瓶颈作用，使效率降低 • 分布式方案的优缺点与集中式方案相反
异步方法之一：循环
IEEE 802 标准系列
• IEEE网络规范，不仅应用于帧类型，还用于连接、网络介 质、错误校验算法、加密、融合技术等等。所有这些规范 都是在IEEE“项目802”小组领导下制定的，该小组致力于标 准化网络的物理部件。 • 在OSI模型由ISO标准化之前，IEEE即已开发了这些标准。 但IEEE 802标准仍被应用于OSI模型的各层。 • 为允许多个网络节点共享接入（与简单的点对点通信相 对），IEEE将OSI模型的数据链路层分割为两个子层： LLC（逻辑链路控制子层）和MAC（介质访问控制）子层,
使数据链路功能中与硬件有关的部分和硬件无关的 部分分开，降低研制互联不同类型物理传输接口数 据设备的费用。
• 位于数据链路层上部的子层LLC提供了一个通用接口，并 支持可靠性和流控制服务。下部子层MAC通常将目标计算 机的物理地址添加到数据帧上。IEEE关于Ethernet 和Token Ring技术的规范应用于数据链路层的MAC子层。
局域网(LAN)技术与组网工程
上海大学网络中心 唐黎平
本书主要内容
• 局域网体系结构和标准(第一章) • 网络系统类型 以太网(第二章、第三章) 环网(第五章) ATM(第九章) • 网络连接设备 交换器(交换机)(第四章) 路由器(第六章) • 网络技术 第三层交换(第七章) 虚拟局域网(第八章) • 组网工程与综合布线系统(第十章)
• 以“给每人轮流一次”的原理为基础，依次给每个 站分送机会 • 在此机会里，该站可以谢绝发送，或发送一定限度 的信息，这一限度通常以发送的最大数据量或最大 时间来表示 • 适用于平稳流的业务，不适合突发式的业务流 • 可以是集中式或分布式的
异步方法之二：预约
• 将媒体上的时间分成许多时隙，要发送时，一个站 需要预约某个扩充或未加限定的周期内的时隙 • 适用于平稳流式的业务 • 可以是集中式或分布式的
局域网数据链路控制
• 包含层3的三个基本功能 无连接的服务 面向连接的服务 复用 • 组播与广播
1.2.4 寻址
• 通信的三个要素 进程 主机 网络 • 两级寻址 MAC地址：标识局域网上的一个站 – 与网络上的物理连接点有关 LLC地址：标识一个LLC用户 – 与一个站内的特定用户有关
异步方法之三：竞争
• 不是用控制来决定轮到哪个站发送，而是用比较粗 糙和杂乱的方法来争夺时间 • 适用于突发式的业务 • 优点是实现简单，在轻负荷至中等负荷下效率较高。 • 在重负荷下性能会明显下降 • 必定是分布式的
1.2.3 局域网数据链路控制
• LLC与没有中间交换节点的两个站之间的数据帧的 传输有关 • 同传统链路层一样应该执行的功能 端到端的差错控制和确认 端到端的流量控制 • 在三个方面不同于传统的链路层 支持链路的多路访问特性 可以利用MAC子层来实现链路访问中的某些功 能 提供某些属于层3的功能
物理层
• 信号的编码/译码 • 前导码的生成/除去 • 比特的发送/接收
数据链路层
• 媒体访问控制子层（MAC） 发送时将数据组装成带有地址和差错检测字段 的帧 接收时拆卸帧，完成地址识别和差错检测 – 管理链路上的通讯 • 逻辑链路控制子层（LLC） 提供一个或多个服务访问点（SAP：Service Access Point）
1.2 局域网体系结构和标准
• • • • • 1.2.1 局域网参考模型 1.2.2 局域网媒体访问控制 1.2.3 局域网数据链路控制 1.2.4 寻址 1.2.5 局域网标准
1.2.1 局域网参考模型
• 局域网的特性 它用带地址的帧来传送数据 不存在中间交换，所以不需要路由选择 • 局域网所用到的OSI层次 物理层 数据链路层
1.2.2 局域网媒体访问控制
• 所有局域网均由共享该网络传输能力的多个设备组 成，需要有某些方法来控制对传输媒体的访问，以 便两个特定的设备在需要是可以交换数据 地点（where） 方法（how） – 受到拓扑结构限制和诸多竞争因素影响 – 集中方式或分布方式 – 在技术上分为同步（每个连接均被分配一个 专用规定的传输容量）或异步（动态分配传 输量，多少响应于连接的需要）
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802.1(A) 概述和体系结构 802.1(B) 网间互连 包括路由、网桥、网间互连通信 802.2 逻辑链路控制 关于数据帧的错误控制及流控制 802.3 Ethernet局域网 包括Ethernet介质和接口所有形式 802.4 Token Bus局域网 包括Token Bus介质和接口所有形式 802.5 Token Ring局域网 包括Token Ring介质和接口所有形式 802.6 MAN(城域网) 包括MAN技术、编址和服务 802.7 宽带技术咨询组织 包括宽带网络介质、接口和其他设备 802.8 光纤技术咨询组织 包括光纤介质使用以及不同网络类型技 术的使用 802.9 声音/数据集成网络 包括声音和数据通过单一的网络介质 传输的集成 802.10 网络安全性 包括网络访问控制、加密、验证或其他安全 主题 802.11 无线网络 对于多种广播频率及技术的无线网络标准 802.12 高速网络 包括100BASE VG-Any LAN在内的各种100 Mbps技术 802.14 交互式电视网