现代网络技术 第4章 传统局域网
现代交换技术第4章分组交换技术
第4章 分组交换技术
2．分组交换的缺点
上面介绍了分组交换的诸多优点，但任何技术在具有优点 的同时都不可避免地具有一些缺点，分组交换也不例外。它的 这些优点都是有代价的。
(3) 分组交换技术的协议和控制比较复杂，如我们前面提到 的逐段链路的流量控制，差错控制，还有代码、速率的变换方 法和接口，网络的管理和控制的智能化等。这些复杂的协议使 得分组交换具有很高的可靠性，但是它同时也加重了分组交换 机处理的负担，使分组交换机的分组吞吐能力和中继线速率的 进一步提高受到了限制。
第4章 分组交换技术
第4章 分组交换技术
4.1 概述 4.2 分组交换原理 4.3 X.25协议 4.4 分组交换机 4.5 帧中继技术 思考题
第4章 分组交换技术
4.1 概 述
4.1.1 分组交换的产生背景
分组交换PS(Packet Switching)技术的研究是从20世纪60年代开 始的。当时，电路交换技术已经得到了极大的发展。电路交换技 术是最适合于话音通信的，但随着计算机技术的发展，人们越来 越多地希望多个计算机之间能够进行资源共享，即能够进行数据 业务的交换。数据业务不像电话业务那样具有实时性，而是具有 突发性的特点，并要求高度的可靠性。这就要求在计算机之间有 高速、大容量和时延小的通信路径。在计算机之间进行数据通信 时，传统的电路交换技术的缺点越来越明显：固定占用带宽，线 路利用率低，通信的终端双方必须以相同的数据率进行发送和接 收等。所有这些都表明电路交换不适合于进行数据通信。因此， 大约在20世纪60年代末、70年代初，人们开始研究一种新形式的、 适合于进行远距离数据通信的技术——分组交换。
现代通信网(郭娟)习题答案
主机 A 第五层 四、五层接口 第四层 三、四层接口 第三层 二、三层接口 第二层 一、二层接层协议
第四层
第三层协议
第三层
第二层协议
第二层
第一层协议
第一层
物理介质
8．仿照 OSI 的思想，以邮政系统中信件传递业务为例，说明该系统可以分为几层？对用户 而言，邮政系统的哪些变化是可见的？而哪些变化则是不可见的？
参考答案要点：
仿照 OSI 的思想，邮政系统中信件的传递也是分层实现的，根据系统功能分工的颗粒度 不同，可以分为不同的层次。下面以分为五层为例：
对用户而言，写（读）信件、邮局是可见的，其他层次均不可见。 9．假定某机构希望组建一个网络，要求网络能够支持文件传输业务、E-mail 业务，但不考 虑实时话音业务、多媒体业务。要求业务的实现方式与具体的物理网络无关，你认为该网络 逻辑上应分为几层才是合理的，物理上需要几种类型的网络单元，每一种的协议栈结构如 何。
参考 TCP/IP 协议栈。
10．请说明 OSI 和 TCP/IP 的分层模型和各层功能，并对比二者的特点。 1）OSI 参考模型分为七层，从下往上依次为：物理层、数据链路层、网络层、传输层、
会话层、表示层、应用层。 物理层主要负责通信线路上比特流的传输，其任务是透明地传送比特流。该层协议定义
传输中机械、电气、功能和过程特性；数据链路层主要负责在点到点的数据链路上进行帧的 传输；网络层主要处理分组在网络中的传输，其主要任务是完成分组在网中任意主机（终端） 间的传递；传输层协议负责为主机应用程序提供端到端的可靠或不可靠的通讯服务，对上层 屏蔽下层网络的细节，保证通信的质量，消除通信过程中产生的错误，进行流量控制，以及 对分散到达的包顺序进行重新排序等；会话层主要控制用户之间的会话，包括会话连接的建 立和终止、会话连接的控制、会话连接的同步；表示层主要处理应用实体间交换数据的语法， 其目的是解决格式与数据表示的差别；应用层是利用网络资源，直接向应用程序提供服务的 层，由用户终端的应用软件构成。
计算机网络介绍
范围内建立起来的计算机网络。
（3）广域网：广域计算机网（WAN, Wide Area Network）简称广域网。广域网在地理上 可以跨越很大的距离，连网的计算机之间的距离一般在几十公里以上，跨省、跨国甚至跨洲，网络 之间也可通过特定方式进行互联，实现了局域资源共享与广域资源共享相结合，形成了地域广大的
以当接头多时容易产生接触不良的隐患，这是目前运行中的以太网所发生的最常见
故障之一。
1.5 网络的传输介质 （3）光纤
光纤又叫光缆（光导纤维的简称），它由纤芯、包层和保护层组成，如图1-12 所示。由于光纤具有损耗低、频带宽、数据传输率高、抗电磁干扰力强等特点，多 用于高速的网络主干铺设。
图 1-12 光纤
1.5 网络操作系统
网络操作系统（NOS, Network Operation System）是指能使网络上的计算机方 便而有效地共享网络资源，为用户提供所需的各种服务的操作系统软件。
当前网络操作系统按其功能可以分为以下三种常见结构：专用服务 器结构网络、主从式结构网络、对等式网络。
1.5 网络操作系统
3．按信息交换方式分：电路交换、报文交换、分组交换、混合交换、信元交换。 （1）电路交换网：如电话网； （2）报文交换网：如电报网； （3）分组交换网：如X..25 网； （4）混合交换网（同时采用电路和分组交换）：如帧中继网；
（5）信元交换网：如ATM 网。
1.3 计算机网络的分类
4．按传输技术分：广播型网络，点到点网络。 （1）广播型网络：如传统以太网（广播、组播）;
1.4 网络的拓扑结构 典型应用：以太网交换机、集线器（HUB）、ATM 交换机等，如图1-3 所示。
图 1-2 星型拓扑结构
图 1-3 星型拓扑结构的应用
局域网组建方法通过无线网络连接设备
局域网组建方法通过无线网络连接设备在如今信息化飞速发展的时代，局域网的构建成为了现代生活中不可或缺的一环。
传统上，局域网的组建通常使用有线网络连接设备，然而随着无线技术的不断进步和普及，通过无线网络连接设备建立局域网也成为了一种便捷的选择。
本文将介绍通过无线网络连接设备建立局域网的方法和步骤，帮助读者了解并成功搭建属于自己的无线局域网。
一、了解无线网络连接设备的基本概念在开始搭建无线局域网之前，我们需要了解一些基本的无线网络连接设备。
常见的无线网络连接设备包括无线路由器、无线网卡和无线桥接器等。
1. 无线路由器：无线路由器是一种可以将互联网信号转换为无线信号并连接无线设备的设备。
它通常具有多个以太网接口，可以通过有线方式将局域网扩展到更多设备上。
2. 无线网卡：无线网卡是一种可以将无线信号接收和发送的设备。
它可以插入到电脑或其他设备的接口上，通过无线信号与无线路由器进行通信。
3. 无线桥接器：无线桥接器是一种可以将有线设备转换为无线设备的设备。
它可以将有线接口连接到无线网络上，实现无线扩展和无线连接。
二、搭建无线局域网的步骤下面将介绍通过无线网络连接设备建立局域网的具体步骤。
请注意，在进行下列步骤之前，确保您已经购买了合适的无线网络连接设备，并准备好了相应的网络线缆和电源适配器等。
1. 安装和连接无线路由器a. 将无线路由器的电源适配器插入到电源插座，并将无线路由器的电源线连接到无线路由器的电源接口。
b. 将一个以太网电缆的一端插入无线路由器的LAN口，另一端插入电脑的网络接口。
c. 打开电脑的网络设置界面，检查是否成功连接到无线路由器。
2. 设置无线网络a. 打开电脑上的浏览器，输入无线路由器的默认IP地址（通常为192.168.1.1或192.168.0.1），进入无线路由器的管理界面。
b. 输入默认用户名和密码（通常为admin/admin），登录到无线路由器的管理界面。
c. 根据无线路由器的操作指南，在管理界面上设置无线网络的名称（SSID）和密码。
第4章 练习题(附参考答案)
第4章练习题及参考答案一、判断题（正确Y，错误N）1~10: YNYYY YNNYY1.现代通信指的是使用电波或光波传递信息的技术。
通信的任务就是传递信息。
12.现代通信就是传递信息，因此书、报、磁带、唱片等都是现代通信的媒介。
23.通信系统中的发送与接收设备称之为“终端”。
14.在通信系统中，计算机既可以用作信源也可以用作信宿，接收和发送的都是数字信号。
15.通信系统中信源和信宿之间必须存在信道，才能实现信息的传输。
16.光纤是绝缘体，不受外部电磁波的干扰。
17.微波可以按任意曲线传播。
28.~9.微波可以经电离层反射传播。
210.与同轴电缆相比，双绞线容易受到干扰，误码率较高，通常只在建筑物内部使用。
111.光纤通信、微波通信、卫星通信、移动通信，它们的任务都是传递信息，只是其传输介质和技术各有不同。
112.微波中继站之间的距离大致与塔高平方成正比。
一般为50公里左右。
113.中低轨道通信卫星相对于地面是静止的。
214.同步轨道上的卫星数目是有限的。
115.卫星通信是微波接力通信向太空的延伸。
1 016.传输信息量与传输速率是相同的概念。
217.模拟信号是随时间而连续变化的物理量，包含无穷多个值。
118.信道的带宽总是指信道上所能通过的信号的频带宽度。
219.;20.FDM和TDM是指将任意多路信号复合在同一个信道中传输。
221.无线电广播中的中波段和短波段都采用调幅方式用声音信号调制载波信号，而且都利用电离层反射传输信号。
222.调频广播比调幅广播的声音质量好，原因是调频广播的传输频带较宽，且外界信号不会对声音的频率形成干扰。
123.在有线电视系统中，通过同轴电缆传输多路电视信号所采用的信道复用技术是频分多路复用。
124.采用频分复用技术传输的多路信号一定是模拟信号。
125.在蜂窝移动通信系统中，所有基站与移动交换中心之间均通过光纤传输信息。
226.如果一个基站覆盖的区域内因手机密集而导致频率资源缺乏，应该扩大基站覆盖的区域范围。
电脑网络技术中的局域网与广域网的搭建与配置
电脑网络技术中的局域网与广域网的搭建与配置在当今信息技术高速发展的时代，电脑网络技术对于现代社会和企业的运营起着至关重要的作用。
网络的搭建与配置是网络技术的基础，而其中局域网和广域网是网络搭建中最常见也最为关键的两种网络结构。
本文将对局域网和广域网的搭建与配置进行详细探讨，以帮助读者了解并应用这两种网络结构。
一、局域网的搭建与配置局域网（Local Area Network）是指在一个相对较小的范围内，如家庭、办公室或建筑物等，通过网络连接起来的多台计算机和设备。
局域网的搭建和配置主要包括以下几个步骤。
1.网络设备准备在搭建局域网之前，需要准备好必要的网络设备，包括路由器、交换机、网线等。
路由器作为局域网中的核心设备，用于连接不同子网；交换机用于连接同一子网中的多台设备；网线则用于将设备与交换机或路由器相连接。
2.网络拓扑规划在搭建局域网时，需要根据实际需求规划网络的拓扑结构。
主要有星型、总线型和环形等常见拓扑结构。
通常情况下，星型拓扑结构更为常见和稳定，因此可以作为局域网的首选拓扑结构。
3.IP地址规划每个连接到局域网的设备都需要有一个唯一的IP地址，以便在网络中进行识别和通信。
在搭建局域网时，需要进行IP地址规划，确保每个设备都可以被正确识别和连接。
可以采用静态IP地址或动态主机配置协议（DHCP）来为设备分配IP地址。
4.网络设备配置在搭建局域网之前，需要对网络设备进行相应的配置。
对于路由器和交换机，需要设置相应的IP地址、网络掩码、默认网关等信息。
同时还需进行相应的安全策略配置，如访问控制列表（ACL）等，保护局域网中的数据安全。
5.网络测试与优化配置完成后，需要进行网络测试，确保所有设备正常连接并进行通信。
同时还可以通过网络优化手段，如调整设备的传输速率、优化网络带宽等，提升局域网的性能和稳定性。
二、广域网的搭建与配置广域网（Wide Area Network）是指连接在较大地理范围内的多个局域网或单独的计算机。
精品课件-现代通信网(郭娟)-第四章 以太网
2020/12/1
发送帧
CSMA/CD工作过程
装配帧
CSMA/CD含有两方面的 内容：载波侦听(CSMA)
Y 总线忙？ N
启动发送并检测冲突
和冲突检测(CD)。 四个步骤：
2020/12/1
MAC地址 网卡上的硬件地址可用来标志插有该网卡的计算机。 路由器上，网卡上的硬件地址可用来标志插有该网卡
的路由器的某个接口。 路由器由于至少同时连接到两个网络上，因此它至少
有两块网卡和两个硬件地址。
1A-24-F6-54路-1由B-器0E00-00-A2-A4-2C-02
1Gbit/s
1Gbit/s
1Gbit/s
10Gbit/s
通用名称
Xerox以太网 Ethernet I Ethernet II 10Base5(粗缆) 10Base2(细缆) 10BaseT 100BaseTX 100BaseFX
1000BaseSX
1000BaseLX
1000BaseT
10GbE
IEEE编号
DIX DIX 802.3 802.3 802.3 802.3u 802.3u 802.3z 802.3z 802.3ab 802.3ae
距离
? 500米 500米 500米
185米 100米 100米 400米
260米 550米 550米 5km
100米
65米 40公里
介质
同轴
同轴
同轴
2020/12/1
Ethernet 帧结构
发送方网络适配器将IP分组 (或其它网络层分组) 封装到 Ethernet 帧中。
《现代通信技术》课件
频率和波长
在无线通信中，频率和波长是密不可分的概念。频率越高， 波长越短，波长和频率之间存在倒数关系。频率高意味着 信号传输距离短，但具有更高的信息传输速率。
● 04
第四章 互联网技术
互联网的基本原 理
互联网的基本原理包括IP地址的分配、域名解析以及数据 包交换。IP地址是互联网中设备的标识符，域名解析则将 易记的域名映射到IP地址，数据包交换是信息在网络间传 输的方式。
互联网协议
TCP/IP协议
传输控制协议/互 联网协议
DNS协议
域名系统
HTTP协议
超文本传输协议
01 电子邮件
快捷的信息传递方式
02 文件传输
将文件传输到远程主机
03 远程登录
远程控制其他计算机
互联网安全
防火墙
监控网络通信 防止未经授权的访问
加密通信
保护数据传输的安全性 防止数据被窃取
权限控制
蜂窝通信系统
GSM
全球系统移动通信
LTE
长期演进
5G
第五代移动通信技 术
CDMA
码分多址
01 WiFi
无线局域网
02 蓝牙
短距离通信技术
03 ZigBee
低功耗短距禖通信技术
移动通信网络
移动通信标准
3G 4G 5G
移动通信协议
TCP/IP HTTP SMTP
移动通信安全
加密技术 认证协议 防火墙
区块链技术
区块链技术是一种基于分布式账本、智能合约和加密货币的 新型通信技术，具有去中心化、安全性高等特点。
虚拟现实与通信
虚拟现实技术可以实现3D图像传输，提供交互式体验， 并实现视听融合，为通信领域带来全新体验和可能性。
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- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
IEEE还考虑到可能有人并不愿意前来购买“地
址块”。
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
对于接收的数据帧，有三种不同的帧类型：
单播帧（unicate）：接收到的帧的MAC地址与本站 的硬件地址相同。 广播帧（broadcast）：发送给所有站点的帧（全1 地址）。 组播帧（multicase）：发送给一部分站点的帧。
LLC 子层
MAC 首部
MAC 数 据 MAC 帧
MAC 子层
图4-5 LLC PDU 和MAC帧的关系 《现代网络技术》
第4章 传统局域网
4.2.2 逻辑链路控制LLC子层
1. 逻辑链路控制子层的服务访问点LLC SAP 一个主机中可能有多个进程在运行，它们可能同时 与其他的一些进程（在一个主机或多个主机中）进行 通信。
图4-7 LLC帧结构
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
4.2.3 介质访问控制MAC子层
在局域网中，介质访问控制要解决的重要问题之 一是寻址问题。网络寻址首先要对网络主机进行唯一 标识，并通过该标识确定主机在网络中的位置。802 标准为局域网主机规定网络地址（也叫物理地址）的 命名方法。 IEEE还规定：地址字段的第1个字节的最低位 为I/G比特。
负责传送。
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
2. LLC子层提供的服务
LLC子层向上可提供四种不同类型服务： (1) 操作类型1服务（LLC1）。 (2) 操作类型2服务（LLC2）。 (3) 操作类型3服务（LLC3）。
(4) 操作类型4服务（LLC4）。这是一种高速传送服
务。
《现代网络技术》
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
图4-6 MAC地址与SAP地址
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
可见在网络中的进程通信时，需要有两种地址：
(1) MAC地址，唯一标识主机在局域网中的站地址或 物理地址，该地址由MAC帧负责传送。 (2) SAP地址，标识进程在某一个主机中的地址，即 LLC子层上面的服务访问点SAP地址，该地址由LLC帧
图4-2 局域网802参考模型与OSI/RM的对比
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
物理层的主要功能： 信号的编码与译码； 为进行同步用的前同步码的产生与去除； 比特的传输与接收。
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
有关接入各种传输介质的问题都属于MAC子层，其
主要功能： 负责物理层基础上的无差错的通信； 将上层传递下来的数据封装成帧进行发送，接收时 进行相反的过程，即将帧拆卸；
ห้องสมุดไป่ตู้
率）；
较低的时延和较低的误码率； 各站为平等关系而不是主从关系； 能进行广播（一站向其他所有站发送）或多播（一 站向多个站发送，又称为组播）。
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
两者相比，局域网更具备如下的主要优点：
(1) 能方便地共享昂贵的外部设备、主机以及软件、 数据。从一个终端可访问全网； (2) 便于系统的扩展和逐渐地演变； (3) 提高了系统的可靠性、可用性和残存性；
10Base5
粗同轴电 缆 细同轴电 缆
适合于主干
10Base2
200 m
30
低廉的网络
10BaseT
10BaseF
双绞线
100 m
1024
易于安装和 维护
远程工作站 连接
光纤
2000 m
1024
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
4.3.3 MAC子层和帧结构
1. 帧格式 图4-8表示了两种标准的MAC帧结构，它们都是由 7个字段组成。 前导码 帧首定界符（SFD） 目的地址（DA） 源地址（SA）
(a) 共享总线以太网；(b) 共享式以太网；(c) 交换式以太网 《现代网络技术》
第4章 传统局域网
图4-11给出了使用四个交换式集线器的网络拓扑。
设有10个工作站分配在三个楼层中，构成了三个局域 网，即：
LAN1：（A1，A2，B1，C1），LAN2：（A3，B2，
C2），LAN3：（A4，B3，C3）
第4章 传统局域网
第4章 传统局域网
4.1 局域网概述 4. 2 局域网的体系结构 4.3 以太网和IEEE802.3标准 4.4 令牌环网和IEEE802.5标准
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
4.1 局域网概述
一般来说，局域网有以下主要特点： 为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限； 所有的站共享较高的总带宽（即有较高的数据传输速
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
环接口有监听和发送两种模式，如图4-12(b)、(c)
所示。在监听模式时，数据在环接口经过1比特时延后 输出到环上。只有当站点抓住令牌时才可以进入发送 模式。在发送模式下，接口截断输入输出连接，并将 自己的数据放到环上。
802.10 —可互操作的局域网安全规范(SILS)
802.11—无线局域网(Wireless LAN)。 802.12 —优先级高速局域网(100VG ANY LAN)。 802.14—电缆电视(Cable-TV)。
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
高层数据
网络层及以上
LLC 首部
LLC 数 据 LLC PDU
802.5 Token Ring 介质访问
802.5 物理
802.6 MAN 介质访问
MAC 介质访问 物理
802.3 物理
802.6 物理
图4-4 IEEE802 体系结构 《现代网络技术》
第4章 传统局域网
802.1(A)—概述、体系结构。
802.1(B)—寻址、网络管理、网间互连及高层接口。 802.2—逻辑链路控制(LLC)。这是高层协议与任何一种 局域网MAC子层的接口。 802.3—CSMA/CD。定义CSMA/CD总线网的MAC子层
层次。另一方面，不同的网络拓扑结构，其访问控制的方
法也各不相同，远不像广域网那么简单。
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
OSI参考模型 应用层 表示层 会话层 传输层 网络层 数据链路层 物理层 服务访问 点 SAP 逻辑链路控制LLC 介质访问控制MAC 物 理 层 传输介质 IEEE802 参考模型 的范围
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
（a）
（b）
（c）
图4-1 局域网拓扑结构
(a) 星形网；(b) 环形网；(c) 总线网
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
4. 2 局域网的体系结构
4.2.1 IEEE802参考模型 局域网的体系结构与广域网相比有很大的区别。 由于局域网只是一个计算机通信网，它用带地址的帧 来传送数据，而且网络中不存在中间交换，所以不要求有 路由选择问题，因此它不需要网络层，而只有最低的两个
(4) 响应速度较快；
(5) 各设备的位置可灵活调整和改变。有利于数据处 理和办公自动化。
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
通常局域网按网络拓扑进行分类，主要有：
星形网（图4-1(a)）。它是集中式控制。近年来由于 集线器（HUB）的出现和双绞线大量用于局域网中， 星形网以及多级结构的星形网获得了非常广泛的应用。 环 形 网（ 图 4-1(b)）。 最 典 型 的 就 是 令 牌 环 形 网 （Token Ring）。 总线形网（图4-1(c)）。各站直接连在总线上。
数据，并且假定不考虑协议开销，那么802.3网络的利
用率U等于：
L/ R 1 U d /V L / R 1 α
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
从上面的公式可以知道，U和α成反比，随着α的增
大，802.3网络的利用率U将下降。为了提高吞吐率和 利用率U，应尽量减小α，这可以通过适当增加帧的长 度来实现。U与α的关系如图4-9所示。
和物理层的规范。
802.4—令牌总线网(Token Bus)。定义令牌传递总线网 的MAC子层和物理层的规范。
802.5—令牌环形网(Token Ring)。定义令牌传递环形网
的MAC子层和物理层的规范。
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
802.6—城域网MAN。定义城域网的MAC子层和物
理层的规范。 802.7—宽带技术。 802.8—光纤技术。 802.9—综合话音数据局域网接口(LAN-ISDN)。
实现和维护MAC协议；
比特差错检测； 寻址。
《现代网络技术》
第4章 传统局域网
与介质访问无关的部分都集中在逻辑链路控制LLC
子层，其主要功能： 建立和释放数据链路层的逻辑连接； 提供与高层的接口； 差错控制；
给帧加上序号。
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第4章 传统局域网
高 层
高 层
LLC MAC 局域网 MAC 物理层 物理层 LLC
1B DSAP
1B SSAP
1或2B
控 制
可变B 数 据
信息 PDU
0
N(S)
P/F
N(R)
监督 PDU
无编号 PDU
1 0
1 1
S
M P/F M
P/F
N(R)
DSAP—目的服务访问点； SSAP—源服务访问点； L/G=0—单个DSAP L/G=1—组DSAP； C/R=0— 命令帧； C/R=1—响应帧
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第4章 传统局域网
A4 B3 C3
VLAN1 A3 B2
VLAN3 C2
A1
A2
VLAN2 B1 C1
图4-11 3个虚拟局域网VLAN1、VLAN2、VLAN3的构成
《现代网络技术》
第4章 传统局域网