3.1.2局域网的关键技术 3.1.2局域网的关键技术
1.拓扑结构 拓扑结构 总线型、环形与星型。 总线型、环形与星型。
总线网可靠性高、扩充性能好、通信电缆长 可靠性高、扩充性能好、
度短、成本低， 度短、成本低，是用来实现局域网的最通用的拓扑结 著名的以太网的CSMA/CD;另一种是总线拓扑网 构，著名的以太网的 另一种是总线拓扑网 与令牌环相结合的变形， 与令牌环相结合的变形，其在物理连接上是总线拓扑 结构，而在逻辑结构上则采用令牌环， 结构，而在逻辑结构上则采用令牌环，兼有了总线结 构和令牌环的优点。 构和令牌环的优点。总线网的缺点是若主干电缆某处 发生故障，整个网络将瘫痪；另外， 发生故障，整个网络将瘫痪；另外，当网上站点较多 会因数据冲突增多而使效率降低。 时，会因数据冲突增多而使效率降低。
– 细缆方式
• BNC网卡 • BNC T型连接器 • 细同轴电缆（不能超过185m）
– 混合方式
• 室外用粗缆，室内用细缆
3.3.2 局域网的组网方法
2.双绞线组网方法
– – – – RJ-45以太网卡 交换机 5类或超5类非屏蔽双绞线（最长100m） RJ-45连接头
图3-5 单一交换机以太网结构
1.网卡的选型 网卡的选型 •数据传输速度：10/100/1000Mbps 数据传输速度： 数据传输速度 •传输介质类型：双绞线、粗缆、细缆、光纤 传输介质类型：双绞线、粗缆、细缆、 传输介质类型 •总线类型：ISA、PCI 总线类型： 总线类型 、 2.集线器的选型 集线器的选型 •普通 堆叠、智能 非智能、是否支持网管、端口数量 普通/堆叠 智能/非智能 是否支持网管、 非智能、 普通 堆叠、 及接口类型 3.交换机的选型 交换机的选型 •简单、自适应、大型、VLAN的支持 简单、自适应、大型、 简单 的支持
光纤 星型 1000m以上
3.2.2典型以太网 3.2.2典型以太网
100Mbps 以太网 •100Base-T4（3类UTP） （ 类 ） •100Base-TX （5类UTP） 类 ） •100Base-FX（多模） （多模）
千兆位以太网 万兆位以太网
3.3 局域网组网技术
3.3.1 局域网组网所需的设备
图3-6 两个交换机级联结构
3.3.2 局域网的组网方法
3.快速以太网组网方法
– 100/1000Mbps以太网卡 – 交换机 – 双绞线或光缆
• 100Base-TX双绞线100m • 100Base-FX多模光纤450m
3.3.2 局域网的组网方法
4.千兆位以太网组网方法
– 100/1000Mbps以太网卡 – 1000Mbps交换机 – 双绞线或光缆
3.1.2局域网的关键技术 3.1.2局域网的关键技术
1.拓扑结构 拓扑结构 总线型、环形与星型。 总线型、环形与星型。
星形网结构简单、实现容易、信息延迟确定。 结构简单、实现容易、信息延迟确定。
其缺点是通信电缆总长度长、传输媒体不能共享、 其缺点是通信电缆总长度长、传输媒体不能共享、中 央节点负担较重，形成瓶颈。 央节点负担较重，形成瓶颈。
图3-3 令牌环工作过程
3.1.2局域网的关键技术 3.1.2局域网的关键技术
3. IEEE 802标准 标准
IEEE在1980年2月成立了局域网标准化委员会（简称 在 月成立了局域网标准化委员会（ 年 月成立了局域网标准化委员会 简称IEEE 802 委 员会），专门从事局域网的协议制订，形成了一组的标准，称为IEEE 802 ），专门从事局域网的协议制订 员会），专门从事局域网的协议制订，形成了一组的标准，称为 标准。 标准。 IEEE 802.1是局域网的体系结构、网络管理和网际互连协议。 802.1是局域网的体系结构 网络管理和网际互连协议。 是局域网的体系结构、 IEEE 802.2集中了数据链路层中与媒体无亲的 集中了数据链路层中与媒体无亲的LLC协议。涉及与 协议。 集中了数据链路层中与媒体无亲的 协议 媒体访问有关的协议，则根据具体网络的媒体访问控制访问分别处理， 媒体访问有关的协议，则根据具体网络的媒体访问控制访问分别处理，其 中主要的MAC协议有：IEEE 802.3载波监听多路访问 冲突检测 协议有： 载波监听多路访问/冲突检测 中主要的 协议有 载波监听多路访问 冲突检测CSMA/CD 访问方法和物理层协议、 令牌总线（ 访问方法和物理层协议、IEEE 802.4令牌总线（Token Bus)访问方法和物 令牌总线 访问方法和物 理层的协议、 令牌环（ 访问方法和物理层协议， 理层的协议、IEEE 802.5令牌环（Token Ring)访问方法和物理层协议， 令牌环 访问方法和物理层协议 IEEE 802.6关于城域网的分布式他列总线 关于城域网的分布式他列总线DQDB（Distributed Queue Dual 关于城域网的分布式他列总线 （ Bus)的标准等 的标准等
表3-1 10M以太网各种类型的比较
类型 数据传输 速率 传输介质 拓扑结构 最大段长 10Base5 10Mb/s 10Base2 10Mb/s 10Base-T 10Mb/s 10Base-F 10Mb/s
基带同轴电 缆 总线 500m
基带同轴电 缆 总线 185m
非屏蔽双绞 线 星型 100m
3.1.2局域网的关键技术 3.1.2局域网的关键技术
2.局域网的介质访问控制方式 局域网的介质访问控制方式 令牌总线媒体访问控制 （Token Bus） ） CSMA/CD媒体访问控制采用总线争用方式，具有结构 媒体访问控制采用总线争用方式， 媒体访问控制采用总线争用方式 简单、在轻负载下延迟小等优点，但随着负载的增加， 简单、在轻负载下延迟小等优点，但随着负载的增加，冲突 概率增加，性能将明显下降。 概率增加，性能将明显下降。采用令牌环媒体访问控制具有 重负载下利用率高、网络性能对距离不敏感以及具有公平访 重负载下利用率高、 问等优越性能,但环形网结构复杂 存在检错和可靠性等问题。 但环形网结构复杂， 问等优越性能 但环形网结构复杂，存在检错和可靠性等问题。 令牌总线媒体访问控制是在综合了以上两种媒体访问控制优 点的基础上形成的一种媒体访问控制方法， 点的基础上形成的一种媒体访问控制方法，IEEE802.4提出的 提出的 就是令牌总线媒体访问控制方法的标准。 就是令牌总线媒体访问控制方法的标准。
几种2 几种2层以太网接入交换机
一种高性能第3层交换机的外形 一种高性能第3
一些路由器的外形
一些设备的外形
用户拨号接入
IEEE 802.11 无线局域网
局域网互连
• 网络互连设备
3.3.2 局域网的组网方法
1.同轴电缆组网方法
– 粗缆方式
• • • • AUI网卡 粗缆的外部收发器 收发器电缆（2个收发器之间最小距离2.5m，最大长度50m） 粗同轴电缆（不能超过500m，可使用最多4个中继器）
图3-2 Token Bus工作过程
3.1.2局域网的关键技术 3.1.2局域网的关键技术
2.局域网的介质访问控制方式 局域网的介质访问控制方式 令牌环媒体访问控制 （Token Ring） ） 令牌环在物理上是一个由一系列环接口和这些接口间 的点—点链路构成的闭合环路 各站点通过环接口连到网上。 点链路构成的闭合环路， 的点 点链路构成的闭合环路，各站点通过环接口连到网上。 对媒体具有访问权的某个发送站点， 对媒体具有访问权的某个发送站点，通过环接口出径链路将 数据帧串行到环上；其余各站点边从各自的环接口入径链路 数据帧串行到环上； 逐位接收数据帧，同时通过环接口出径链路再生、转发出去， 逐位接收数据帧，同时通过环接口出径链路再生、转发出去， 使数据帧在环上从一个站点至下一个站地环行， 使数据帧在环上从一个站点至下一个站地环行，所寻址的目 的站点在数据帧经过时读取其中的信息；最后， 的站点在数据帧经过时读取其中的信息；最后，数据帧绕环 一周返回发送站点，并由其从上撤除所发的数据帧。 一周返回发送站点，并由其从上撤除所发的数据帧。
3.1.2局域网的关键技术 3.1.2局域网的关键技术
2.局域网的介质访问控制方式 局域网的介质访问控制方式 •CSMA/CD •Token Bus •Token Ring
3.1.2局域网的关键技术 3.1.2局域网的关键技术
2.局域网的介质访问控制方式 局域网的介质访问控制方式 具有冲突检测的载波监听多路访问CSMA/CD(Carrier 具有冲突检测的载波监听多路访问 Sense Multiple Access/Collision Detection) CSMA/CD是一种常用争用的方法来决定对媒体访问权 是一种常用争用的方法来决定对媒体访问权 的协议，这种争用协议只适用于逻辑上属于总线拓扑结构 只适用于逻辑上属于总线拓扑结构的 的协议，这种争用协议只适用于逻辑上属于总线拓扑结构的 网络。在总线网络中，每个站点都能独立地决定帧的发送， 网络。在总线网络中，每个站点都能独立地决定帧的发送， 若两个或多个站同时发送帧，就会产生冲突， 若两个或多个站同时发送帧，就会产生冲突，导致所发送的 帧都出错。因此，一个用户发送信息成功与否， 帧都出错。因此，一个用户发送信息成功与否，在很大程度 上取决于监测总线是否空闲的算法， 上取决于监测总线是否空闲的算法，以及当两个不同节点同 时发送的分组发生冲突后所使用的中断传输的方法。 时发送的分组发生冲突后所使用的中断传输的方法。
3.1.3 LAN的组成 LAN的组成
软件（NOS，通信协议） 硬件（资源硬件，通信硬件） • 网络操作系统 UNIX、Netware、Windows NT Server、 Windows2000/2003/2008 Server、Linux等。 • 通信协议 TCP/IP NetBEUI：MicroSoft IPX/SPX：Novell
第3章 计算机局域网
本章内容
局域网的基本概念 局域网组网技术与方法 交换式局域网 典型局域网组网案例