100Base-T
根网桥
指定端口 指定端口
根端口 非根网桥
非指定端口
10Base-T 生成树协议工作原理
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●STP工作步骤 （1）确定根网桥 （2）确定指定端口和指定网桥 （3）确定根端口 （4）确定阻塞端口 （5）确定转发端口 ●STP的不足与改进 （1）二层数据网的收敛时间过长 （2）网络拓扑容易引起全局波动 （3）缺乏对现有多VLAN环境的支持
100Base-TX：采用两对（4根）芯线的5类（含超5 类）非屏蔽双绞线或者屏蔽双绞线作为传输介质；
100Base-T4：采用四对（8根）芯线普通3、4、5类 （含超5类）双绞线作为传输介质；
100Base-FX：采用光纤作为传输介质。
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●千兆以太网
千兆以太网的数据传输率达到了1000Mbps，即 1Gbps，又称吉比特以太网。千兆以太网技术有两个标准： IEEE 802.3z和IEEE 802.3ab。
46-1500B
DATA
4B
FCS1
802.1Q
带标签帧 DA SA TAG T/L
DATA
FCS2
TPID TCI 2B 2B PRI CFI VID 3bit 1bit 12bit
以太网标准帧与带标签帧比较
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重新计算
●VLAN的工作原理
交换机
1
2
AA
Vlan 10
To PC2
3
4
AA
Vlan 20
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4.2 局域网的体系结构与标准
目前计算机局域网标准主要是由IEEE发布的，所以局域
网体系结构也是与IEEE发布的标准相关。IEEE 802.1A标
准详细规定了将数据链路层划分成了两个子层，即介质访
问控制（Media Access Control，MAC）子层和逻辑链路
控制（Logical Link Control，LLC）子层。
IEEE 802.11系列接入规范基本特性比较
IEEE 802.11b
IEEE 802.11a
IEEE 802.11g
IEEE 802.11n
1999年9月 1999年9月 2003年6月 2009年9月
2.4GHz
5GHz
2.4GHz
2.4/5GHz
Hale Waihona Puke 312或243
15
11Mbps
54Mbps
54Mbps
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●物理层设备——集线器 集线器（Hub）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，同时把所有节点集中在以它为中 心的节点上。集线器工作在OSI参考模型第1层，即“物 理层”，又被称为物理层设备。 ●数据链路层设备——网桥 网桥（Bridge）是早期的两端口二层网络设备，用来 连接不同网段的计算机网络设备
●万兆以太网
10GBase-SR 10GBase-LR 10GBase-ER 10GBase-LX4 10GBase-SW 10GBase-LW 10GBase-EW
IEEE 802.3ae
10GBase-LRM 10GBase-KR 10GBase-KX4 IEEE 802.3aq
10GBase-CX4
第4章 局域网技术
4.1 局域网概述 4.2 局域网的体系结构与标准 4.3 以太局域网 4.4 局域网设备 4.5 生成树协议（STP） 4.6 虚拟局域网（VLAN） 4.7 无线局域网（WLAN）
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4.1 局域网概述
局域网是数据通信网络的重要组成部分，也是目前用 户接触和引用最为广泛的一种网络。它主要包括以太局域 网和无线局域网两种，本章将分别对它们进行介绍。局域 网技术涉及到了在OSI网络分层模型中的最底下两层，即 物理层和数据链路层（TCP/IP协议体系结构中物理层和数 据链路层是集中划分在网络接口层）。本章首先介绍局域 网的体系结构与相关标准。
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●快速以太网
快速以太网（Fast Ethernet）是指传输速率为 100Mbps，遵循802.3标准的以太网技术。
IEEE 802.3u在MAC子层上仍采用CSMA/CD作为介 质访问控制方法，保留了MAC帧格式，最小帧长仍是64 字节。
快速以太网标准中定义了以下三种不同的快速以太网 规范：
结构ATM 局域网
802.14 有线电视
网物理层
数据 链路层
物理层
802.7 宽带技术
IEEE 802标准系列
802.8 光纤技术
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●介质访问控制方法 CSMA/CD是载波侦听多路访问/冲突检测（Carrier Sense Multiple Access with Collision），具有对冲突进行 检测和阻止的功能。CSMA/CD的介质访问控制原理分为 四个部分：侦听、发送、检测和冲突后处理，可以用以下 十六个字简要概括：先听后发，边听边发，冲突停止，延 迟重发。 CSMA/CD的优点是控制简单，易于实现；网络负载 轻时，有较好的性能；延迟时间短、速度快。缺点是网络 负载重时，性能急剧下降达到70％-80％以上；冲突数量 的增长也会使网络速度大幅度下降。
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4.6 虚拟局域网（VLAN）
虚拟局域网即VLAN，是Virtual Local Area Network 的缩写，对应的技术标准是IEEE 802.1Q。VLAN是一种 通过将局域网内的设备逻辑的而不是物理的划分成一个 个网段从而实现虚拟工作组的新兴技术。
VLAN1 VLAN2 VLAN3
7Gbps
20/40/80/16 0MHz
2GHz
WLAN可以实现不同的组网方式，最基本的为基础 架构模式和自组网模式的组网方式。
DS
AP1 STA1 BBS1
AP2 STA2 BBS2
WLAN基础架构模式
A D H
B E
F
C G
I
Ad-hoc网络的物理结构图
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技能训练三 交换机实现VLAN间通信
VLAN组网示例
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人力资 源部
市场部
财务部
●VLAN的帧格式
802.1Q标准定义了一种新的帧格式，它在标准的以太 网帧的源地址后面加入了一个Tag（标签）头。Tag头定义 了以太网帧所属的VLAN，通过Tag头来区分Tag帧属于哪 个VLAN。
802.3 标准帧
6B 6B 2B
DA SA T/L
IEEE 802.3ak
10GBase-ZR 10GBase-ZW
Cisco私有标准
10GBase-T IEEE 802.3an
万兆以太网的标准与规范
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4.4 局域网设备
由于局域网是工作在物理层和数据链路层上的，所以 局域网的设备都是二层以下的。在常见的网络设备中，包 括网络接口卡、交换机、网桥和集线器。
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4.5 生成树协议（STP）
生成树协议是通过生成树算法（Spanning Tree Algorithm，STA）计算出一条到根网桥的无环路路径来避 免和消除网络中的环路，它是通过判断网络中存在环路的 地方并阻断冗余链路来实现这个目的。通过这种方式，它 确保到每个目的地都只有唯一路径，不会产生环路，从而 达到管理冗余链路的目的。
802.10可互操作的 局域网的安全机制
802.1体系结构、网络互连
802.2逻辑链路控制LLC
802.3 CSMA/CD
MAC 物理层
802.4 总线令牌
网 MAC 物理层
802.5 令牌环形
网 MAC 物理层
802.6 城域网
MAC 物理层
802.9 语音数据
综合
局域网
802.11 无线
局域网
802.12 星型拓扑
VVllaann1100 pp11 pp22 VVllaann2200 pp33 pp44
PC1 PC2 人事部
PC3 PC4 财务部
单交换机上VLAN的工作
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4.7 无线局域网（WLAN）
规范号
发布时间 工作频段 非重叠信 道数 最高接入 速率
频带
调制方式
OFDM/DSS S/CCK OFDM/16~ 256QAM
OSI/RM
应用层
表示层
会话层
传输层 网络层 数据链路层 物理层
局域网体系结构
LLC子层 MAC子层
物理层
数据链路层
IEEE 802.1A有线局域网体系结构
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●IEEE 802的标准
IEEE 802指IEEE标准中关于局域网和城域网的一系列 标准。规范定义了网卡如何访问传输介质，如何在介质上 传输数据的方法，还定义了网络设备之间连接建立、维护 和拆除的途径。
◇训练目的： 掌握Vlan基本配置步骤 Vlan的建立 Vlan端口的划分 Vlan的删除 ◇训练要求： 参考组网拓扑图，做好数据规划。 互相配合完成实验内容和任务。 详细记录每个步骤的操作结果。 ◇训练环境： packet tracer软件
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网桥
网桥
MAC地 址表
接口管理 网桥协议
软件
实体
站地址 接口
A1 B1 C1 D2 E2 F2
接口1
缓存
接口2
网段A ABC
网段B DEF
网桥连接两个物理网段示例
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●以太网交换机 在数据网络设备中还有一种是工作在数据链路层的， 它以更多端口、同样可隔离冲突的特性取代了网桥，这就 是交换机。 以太网交换机的工作过程 以太网交换机的结构 以太网交换机的模式 以太网交换机的种类 除了具有集线器和网桥的功能，交换机还提供了更先 进的功能，如虚拟局域网（VLAN）和更高的性能。