笔试_第三章_局域网基础

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局域网交换机的工作原理 交换式局域网中各节点之间的发送数据 必须经过“端口/MAC地址映射表”，交 换机根据该表中的端口和MAC地址的信 息可以准确进行数据并发交换。
P35
网卡，全称为“网络接口卡”(NIC)。 常见的网卡有双绞线网卡，光纤网卡。 其中双绞线网卡对应的是RJ-45接口。 注意：网卡没有按照帧长度分类的方法 网卡的物理地址，也叫MAC地址、 Ethernet物理地址。是购买网卡时就已 经固化了的。总共六个字节，前三个字节 代表网卡生产商。
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IEEE802标准
① IEEE 802.1标准包括局域网体系结构、网络互连，以及网络 管理与性能测试； ② IEEE 802.2标准定义了逻辑链路控制LLC子层功能与服务； ③ IEEE 802.3标准定义了CSMA/CD总线介质访问控制子层与 物理层标准； ④ IEEE 802.4标准定义了令牌总线介质访问控制子层与物理层 规范； ⑤ IEEE 802.5标准定义了令牌环介质访问控制子层与物理层规 范； ⑥ IEEE 802.6标准定义了城域网介质访问控制子层与物理层规 范； ⑦ IEEE 802.11标准定义了无线局域网访问控制子层与物理层 的标准； ⑧ IEEE 802.15标准定义近距离无线个人局域网访问控制子层 与物理层的标准； ⑨ IEEE 802.16标准定义宽带无线局域网访问控制子层与物理 18 / 46 层的标准；
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P34 CSMA/CD的工作原理
广播发送，冲突不可避免 先听后发、边听边发、冲突停止、延迟重发
待发帧 置碰撞次数计数器N=0 否 Y
媒体忙？ N
延迟随机时间
N 发送帧 N 发送完？ Y N 碰撞？ Y 碰撞次数N=N+1 发送失败 N>=16? Y
发送成功
发送Jam
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以太网帧结构 见35页靠上图示
① 源地址：2或6个字节，发送方网卡MAC地 址； ② 目的地址： 2或6个字节，接送方网卡 MAC地址； ③ 数据字段：高层数据，通常是IP数据报 ，46~1500； ④ 检验和（FCS）：4个字节，帧CRC检验， 用于检测错误
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以太网网卡
提醒
100 Base-T是快速以太网在物理层定义的新标准。100 Base-T 标准有3个子标准：100 Base-TX，100 Base-T4和100 Base-FX。 以太网每一种实现方案都有名称代号，由三部分组成： 最前面：
<数据传输率（Mbps）><信号方式><最大段长度（百米）或介质类型> 数字指传输速率，如10为10 Mbps，100为100 Mbps。 BASE指基带传输，BROAD指宽带传输。 若是数字的话：表示最大传输距离，如5是指最大传输距离500米，2指 最大传输距离200米。 若是字母：
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P37 万兆以太网 ① 帧格式与之前的以太网的完全相同； ② 保留了802.3标准对以太网最小帧长度 与最大帧长度的规定； ③ 传输介质只使用光纤； ④ 只工作在全双工方式 使用光纤的优点：高带宽，低误码率， 保密性好。
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考点4 交换式局域网与虚拟局域网 P39 交换式局域网的核心部件是局域网交换 机，交换式局域网从根本上改变了“共享 介质”的工作方式，它可以通过局域网交 换机支持端口之间的多个并发连接。 交换式局域网可以增加网络宽带，改善 局域网性能与服务质量。
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快速以太网的体系结构
IEEE 802.2 LLC
IEEE 802.3 MAC
MII(介质独立接口，功能与AUI相同)
100 BASE-TX 2对5类UTP或STP
100 BASE-T4 4对3、4、5类UTP
100 BASE-FX 单、多模光纤
100 BASE-T
集线器
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P33 图的说明 IEEE802标准将数据链路层划分为两个子 层：逻辑链路控制（LLC)子层与介质访 问控制（MAC)子层。 MAC即Media Access Control，中文释义 ：媒体访问控制。该协议位于OSI七层协 议中数据链路层，数据链路层分为上层 LLC（逻辑链路控制），和下层的MAC （媒体访问控制），MAC主要负责控制 与连接物理层的物理介质。
可靠性较差 重新配置较为困难
ห้องสมุดไป่ตู้
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（3）星型拓扑构型
结点 从结点 中心结点 中心结点
(a)
(b)
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P32 局域网传输介质类型 常用的传输介质:
同轴电缆、双绞线、光纤与无线通信信道等
早期：
同轴电缆
目前:
近距离：双绞线 远距离：光纤 移动结点：无线通信信道
考点2
以太网(Ethernet) P34
目前以太网是应用最广泛的局域网。以 太网的核心技术是随机争用型介质访问控 制方法，即带冲突检测的载波侦听多路访 问（CSMA/CD) 方法。 在以太网中，如果有一个节点要发送数 据，它将以“广播”方式把数据通过作为 公共传输介质的总线发送出去，总线上所 有的节点都能“收听”到发送节点发送的 数据信号。 以太网适合于实时性要求不高的环境。
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三种方式的选取
CSMA/CD特点：
介质访问控制方法算法简单，易于实现 适用于对数据传输实时性要求不严格的应用环境， 如办公自动化等 适用于通信负荷较轻的应用环境中
Token Bus、Token Ring特点：
适用于对数据传输实时性要求较高的环境，如生产 过程控制领域 适用于通信负荷较重的环境 环维护功能，实现较困难
P32 IEEE 802.4标准与Token Bus 综合了CSMA/CD和Token Ring的优点 适用于总线形或树形网络 在一个物理总线上形成一个逻辑环 环中令牌传递顺序与结点在总线上的物 理位置无关
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令牌总线涉及到的主要工作 环维护工作：
环初始化 新结点加入环 结点从环中撤出 环恢复 优先级
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相关术语
IEEE：美国电气和电子工程师协会Institute of Electrical and Electronics Engineers 令牌：是一种能够控制站点占有媒体的特殊帧， 以区别数据帧及其他控制帧。即令牌是特殊结构 的控制帧。 帧：数据在网络上是以很小的称为帧（Frame） 的单位传输的，帧由几部分组成，不同的部分执 行不同的功能。帧通过特定的称为网络驱动程序 的软件进行成型，然后通过网卡发送到网线上， 通过网线到达它们的目的机器，在目的机器的一 端执行相反的过程。 电影帧：影片是由一张张连续的图片组成的，每 幅图片就是一帧，PAL制式每秒钟25帧，NTSC制 式每秒钟30帧。 12 / 46
提醒 典型的Ethernet物理地址长度为48位（6 字节），允许分配的以太网物理地址有 247个。 Ethernet MAC地址的格式是：用短横线 连接起来的六个字节。每个字节是用十六 进制表示。 提示：域名解析不会用到MAC地址。
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查看物理地址
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考点3 高速局域网的工作原理
优点：结构简单、实现容易、易于扩展，可靠 性较好 缺点：不易管理，故障诊断和隔离比较困难
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（2）环型拓扑结构
结点
结点
(a)
(b)
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P32 环型拓扑结构特点 主要优点：
初始安装比较容易，传输线路较短 故障诊断定位比较准确 适于光纤连接，例如，FDDI
主要缺点：
P36
快速以太网 100Mbps 千兆以太网 Gigabit Ethernet(1Gbps) 万兆以太网 10Gbps Ethernet
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P36
快速以太网
快速以太网的传输速率是普通以太网的 10倍，数据传输速率达到100Mbps 保留着传统10Mbps以太网的基本特征， 采用相同的帧格式、介质访问控制方法与 组网方法。 在MAC子层使用CSMA/CD方法，只是 在MAC子层与物理层之间定义了介质独 立接口（MII，Media Independent Interface ），100 Base-T是快速以太 网在物理层定义的新标准。
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P32 介质访问控制方法 介质访问控制方法主要有以下几种：
① 带冲突检测的载波侦听多路访问（ CSMA/CD) 方法； ② 令牌总线（Token Bus）方法； ③ 令牌环（Token Ring）方法。
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P32 IEEE 802.5标准与Token Ring 适用于环形网络 技术基础是令牌 令牌是一种特殊的控制帧，用于控制网 络结点的发送权，只有持有令牌的结点才 能发送数据 一种典型的无争用型介质访问控制方式 主要缺点：环维护复杂，实现较困难
LLC子层 802.11 无线 局域网 802.12 100VG AnyLAN MAC子层 物理层
会 802.3 话
CSMA/CD
802.4 层
传 物理层 输 网 络
层 物理层 层
Token Bus
IEEE 802参考模型 逻辑链路控制子层 介质访问控制子层 物 理 层
数据链路层 物 理 层
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第3章 局域网基础
计算机科学学院
第3章 局域网基础
1 2 3 4 5 6 局域网与城域网的基本概念 以太网 高速局域网的工作原理 交换式局域网与虚拟局域网 无线局域网
局域网互联与网桥的工作原理
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考点1
局域网与城域网的基本概念
P32
1. 决定局域网与城域网性能的三要素
决定局域网与城域网特点的三要素是：网络 拓扑、传输介质、介质访问控制方法。