计算机局域网概述
什么是计算机网络局域网常见的计算机网络局域网技术有哪些
什么是计算机网络局域网常见的计算机网络局域网技术有哪些计算机网络局域网（Local Area Network，LAN）是指在地理范围较小的范围内，由计算机、服务器、交换机等网络设备组成，通过局域网技术进行连接和通信的网络形式。
它可以用于家庭、办公室、学校等小范围的网络环境中，为用户提供资源共享、信息传输等功能。
常见的计算机网络局域网技术有以太网、Wi-Fi、局域网虚拟化等。
一、以太网以太网是最常用的局域网技术之一，基于以太网技术的局域网速度通常为10Mbps、100Mbps或1000Mbps。
以太网使用双绞线作为传输介质，采用CSMA/CD（载波侦听多路接入/冲突检测）技术进行数据传输，具有简单、稳定、成本低廉等优点。
以太网常用于家庭网络、小型办公室等场景。
二、Wi-FiWi-Fi是一种无线局域网技术，通过无线信号进行数据传输和通信。
Wi-Fi技术基于IEEE 802.11系列无线标准，可以提供高速无线网络连接。
Wi-Fi技术广泛应用于家庭、学校、咖啡厅、酒店等场所，用户可以通过Wi-Fi无线接入点（Access Point，AP）连接到无线局域网并访问互联网。
三、局域网虚拟化局域网虚拟化是一种将物理局域网划分为多个逻辑局域网的技术。
通过虚拟局域网（Virtual Local Area Network，VLAN）技术，可以实现逻辑上的隔离和分割，提高网络的安全性和灵活性。
VLAN技术基于交换机进行配置和管理，可以将不同的用户、部门或应用划分到不同的虚拟局域网中。
四、局域网交换技术局域网交换技术是指使用交换机进行局域网数据转发和通信的技术。
与传统的集线器相比，交换机能够基于MAC地址进行数据帧的转发，提高了局域网的传输效率和安全性。
常见的局域网交换技术包括以太网交换、虚拟局域网交换等。
五、局域网安全技术局域网安全技术是保护局域网网络安全的一系列技术手段。
常见的局域网安全技术包括网络防火墙、入侵检测系统（Intrusion Detection System，IDS）、入侵防御系统（Intrusion Prevention System，IPS）等。
局域网概述
1.3局域网的应用
局域网一般应用在单位或公司办公及管理、多媒体教学、网吧 等场合，在局域网内可以共享打印机、扫描仪等硬件设备，共 享Internet及其他各种资源，通过NetMeeting聊天等。
1.4局域网的标准
1.IEEE 802标准
美国电气和电子工程师学会IEEE 802课题小组为计算机局域网制定了许多 标准，大部分得到国际标准化组织的认可。IEEE 802标准以及规范的内容 如下：
(1)IEEE 802 1：系统结构与网际互连。 (2)IEEE 802 2：逻辑链路控制。 (3)IEEE 802 3：CSMA/CD总线访问方法与物理层技术规范。 (4)IEEE 802 4：Token Passing Bus访问方法与物理层技术规范。 (5)IEEE 802 5：Token Passing Ring访问方法与物理层技术规范。 (6)IEEE 802 6：城市网络访问方法与物理层技术规范。 (7)IEEE 802 7：定义了宽带技术。 (8)IEEE 802 8：定义了光纤技术。 (9)IEEE 802 9：定义了综合语音与数据局域网技术。 (10)IEEE 802 10：定义了可互操作的局域安全规范。 (11)IEEE 802 11：定义了无线局域网的技术。
(2) CSMA/CD
CSMA/CD是Carrier Sense Multiple Access With Collision Detection的缩 写，含有两方面的内容，即载波侦听（CSMA）和冲突检测(CD)。CSM A/CD访问控制方式主要用于总线型和树型网络拓扑结构。
局域网组网技术
1.2局域网的分类
3.按传输介质的访问控制方法分类 在局域网中常用的传输介质访问控制方法有：以太网(Ethernet)方法、令牌 环(Token Ring)方法、光纤分布式数据接口FDDI (Fibber Distributed Data I nterface)方法、异步传输模式ATM (Asynchronous Transfer Mode)方法等， 因此可以把局域网分为ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ太网、令牌环网、FDDI网、ATM网等。
第一章：局域网概述
第一章：局域网概述局域网概述局域网（Local Area Network，LAN）是指在相对较小的地理范围内建立起的一个用于数据传输和资源共享的计算机网络。
它通常被用于连接同一建筑物或办公区域内的多台计算机设备，实现高效的数据传输和通信。
第一节：局域网定义与发展历程局域网最早诞生于20世纪70年代末的美国，起初是为了解决多台计算机之间的文件共享和打印机资源共享的问题。
随着计算机技术的飞速发展，局域网逐渐普及并得到广泛应用。
第二节：局域网拓扑结构局域网的拓扑结构包括总线型、环型、星型等多种形式。
每种拓扑结构都有其优点和适用场景，选择合适的拓扑结构对于构建稳定和高效的局域网至关重要。
第三节：局域网硬件设备局域网硬件设备包括交换机、路由器、网卡等。
这些设备负责实现数据的传输和交换，保证网络的稳定和可靠性。
选用合适的硬件设备能够提高网络的性能和安全性。
第四节：局域网网络协议局域网使用的网络协议包括TCP/IP协议、以太网协议等。
网络协议是实现数据传输和通信的基础，了解不同的网络协议对于理解和解决网络问题至关重要。
第五节：局域网安全防护局域网安全防护包括网络设备的安全配置、防火墙的设置、入侵检测系统的部署等。
保护局域网的安全对于防止黑客攻击和数据泄露具有重要意义。
第六节：局域网性能优化局域网性能优化包括带宽的合理分配、网络流量的监控和调整、网络设备的升级等。
优化局域网性能能够提高网络的效率和响应速度，提升用户的体验。
第七节：局域网管理和维护局域网管理和维护包括网络设备的巡检、故障排除、日志记录和备份等。
良好的管理和维护能够提高网络的稳定性和可用性，减少故障和损失。
本文档涉及附件：1、局域网拓扑图示例2、局域网硬件设备清单3、局域网安全配置指南本文所涉及的法律名词及注释：1、TCP/IP协议：传输控制协议/因特网协议，是一套用于互联网通信的协议集合，规定了数据如何在互联网络中传输和交换。
2、以太网协议：是一种常用的局域网通信协议，通过物理介质传输数据帧，可实现高速稳定的数据传输。
局域网的概述
局域网的概述局域网（Local Area Network，简称LAN）是指在相对较小的地理范围内，由计算机和其他网络设备通过网络连接而形成的互联网络。
它通常用于办公楼、学校、家庭等局部范围内的数据传输和资源共享。
一、局域网的特点局域网相较于其他类型的网络，具有以下几个特点：1. 范围较小：局域网的范围通常限制在几千米以内，以满足位于有限地理范围内的用户需求。
2. 高速数据传输：局域网采用高速传输媒介（如以太网、无线局域网等），可以提供较高的数据传输速率，方便用户进行文件共享和多媒体传输。
3. 资源共享：局域网允许连接的计算机共享打印机、数据存储设备和其他硬件设备，提高了资源的利用效率。
4. 简化管理：局域网的规模相对较小，管理和维护较为方便，减少了网络管理员的负担。
5. 较低的成本：由于局域网的规模有限，不需要大量的网络设备和资源，因此成本相对较低。
二、局域网的组成和技术要素局域网的基本组成包括计算机、网络设备和连接介质。
1. 计算机：局域网中的计算机作为终端设备，扮演着数据传输和资源共享的角色。
计算机可以是台式机、笔记本电脑、服务器等等。
2. 网络设备：常见的局域网设备包括交换机、路由器、网络适配器等。
交换机用于连接计算机和其他网络设备，实现数据传输；路由器则负责连接不同的局域网或者连接到广域网，实现分组转发和数据交换。
3. 连接介质：局域网的连接介质可以是双绞线、光纤、无线信号等。
双绞线和光纤常用于有线局域网，而无线信号则用于无线局域网。
三、局域网的应用领域局域网广泛应用于各个领域，带来了诸多便利和效益。
1. 企业办公：在企业和机构内部建立局域网，可以实现办公设备的互联和信息共享，提高工作效率。
员工可以通过局域网访问共享文件、打印机等资源，进行文件传输和协同办公。
2. 学校教育：学校局域网可以实现教室、实验室和图书馆等地点的互联，方便教师和学生共享教育资源。
学生可以通过局域网获取学习资料，教师可以通过网络进行在线教学和作业布置。
什么是局域网如何组建局域网
什么是局域网如何组建局域网局域网（Local Area Network，缩写为LAN）是指连接在一个较小地理范围内的多台计算机和设备的互联网网络。
它通常被用于家庭、办公室、学校或其他相对较小的场所，为用户提供共享信息和资源的能力。
本文将详细介绍局域网的定义、组建方法以及其在现代生活中的重要性。
一、局域网的定义局域网是一种互联网络，用于连接在相对较小的地理范围内的计算机和设备。
这些计算机和设备可以共享文件、打印机、网络存储和其他资源，实现信息传输和通信。
局域网通常由网络设备（如路由器、交换机和网桥）以及连接到这些设备的计算机和其他设备组成。
二、局域网的组建方法1. 硬件设备准备在组建局域网之前，您需要准备一些必要的硬件设备，包括： - 路由器：用于连接不同设备并提供网络连接。
- 交换机：用于连接计算机和其他设备，实现实时数据传输。
- 网络电缆：如以太网电缆（如CAT5e或CAT6）来实现设备间的有线连接。
2. 网络规划和布线在组建局域网之前，您需要规划网络拓扑结构并决定设备的位置。
这包括确定每个设备的IP地址、子网掩码和默认网关，并确保设备之间的连接是有效的。
然后，根据网络规划，进行合理的布线，将计算机和其他设备连接到交换机或路由器上。
3. 路由器和交换机的设置首先，将路由器连接到您的宽带调制解调器（如光纤线路或电缆调制解调器），并确保它能够正常工作。
然后，通过路由器的管理界面进行配置，设置无线网络名称（SSID）、密码和其他网络安全设置。
接下来，将交换机连接到路由器，并根据需要进行进一步的配置。
4. 设备连接和设置将计算机、打印机、网络存储等设备连接到交换机上，可以使用以太网电缆或通过路由器提供的Wi-Fi连接。
确保每个设备都获得正确的IP地址，并进行必要的网络设置，如共享文件和打印机。
三、局域网的重要性1. 共享资源：局域网允许多台计算机和设备共享文件、打印机、扫描仪和其他资源，提高了工作效率和便利性。
第四章局域网和城域网
4.2.2 IEEE802标准
IEEE(电气电子工程师学会)
802委员会专门致力于局域网的发展 IEEE 802.x网络通信协议系列服务于局域网通
信 802系列协议的两个基本思想
将局域网作为网络的最小组成单位进行描述 针对于不同的局域网拓扑结构，不同的传输媒体，
纯ALOHA协议
起源：最早用于无线网，用来连接夏威夷群岛和船舰 之间的无线通信，其思想可用于各种共用的传输介质。
工作原理：站点只要产生帧，就立即发送到信道上； 规定时间（数据最长的往返时间+一小段固定时间） 内若收到应答，表示发送成功；否则重发
重发策略：等待一段随机的时间，然后重发；如再次 冲突，则再等待一段随机的时间，直到重发成功为止。 等待随机时间是为了减少再次冲突的可能性。
纯ALOHA的工作原理
纯ALOHA协议
缺点：极容易冲突 性能：网络负载≤ 0. 5 吞吐量≤ 0. 184
纯ALOHA的性能分析
假定一个帧时T0内产生的帧数服从泊松分布 T0 的含义：独占信道时成功发送一帧所用的时间
T0=帧长度/数据速率 Frame
主要性能参数：
S——吞吐率（吞吐量、信道利用率），T0 内成功发送的帧数 0≤ S ≤ 1
对于同一种LLC层实现，可提供几种不同的 MAC选择。
局域网参考模型中各层主要功能
物理层的主要功能是：
信号的编码与译码； 为进行同步用的前同步码（preamble）的产生与去除； 比特的传输与接收。
MAC子层主要功能：
发送方将 LLC 送来的数据封装成帧，帧中包含地址、差错控制、 流量控制等字段。
了解计算机网络中的局域网(LAN)
了解计算机网络中的局域网（LAN）计算机网络已经成为我们日常生活和工作中必不可少的一部分。
而局域网（Local Area Network，简称LAN）作为其中的一种网络类型，广泛应用于家庭、办公室、学校等小范围的局部区域。
本文将从定义、组成、特点及应用等方面对局域网进行介绍。
一、定义局域网（LAN）是指在某一有限范围内，由一组计算机和相关网络设备互连而成的计算机网络。
这个范围通常限制在一个建筑物、一个校园或者一个院落内，并且其覆盖范围相对较小。
二、组成局域网（LAN）主要由以下组成部分构建而成：1.计算机：局域网中的计算机是核心，它们可以是个人电脑、服务器、工作站等。
这些计算机通过互联网协议（Internet Protocol，简称IP）进行通信。
2.网络设备：局域网中的网络设备包括路由器、交换机、网桥等。
这些设备用于实现计算机之间的连接和数据传输，确保计算机可以相互通信。
3.传输媒介：局域网中的传输媒介可分为有线和无线两种形式。
有线传输媒介通常使用电缆，如双绞线、同轴电缆等。
无线传输媒介则主要基于无线电波，如Wi-Fi技术。
局域网（LAN）相比于广域网（WAN）具有以下特点：1.范围有限：局域网的范围相对较小，覆盖面积通常不超过数千米。
这使得网络中的数据传输速度更快，延迟更低。
2.高带宽：局域网的主干网路由器通常采用高速连接，因此能够提供较大的带宽。
这样可以满足多个计算机同时进行高速数据传输的需求。
3.低成本：由于范围有限，局域网的建设和维护成本相对较低。
用户可以根据自身需求，选择适合的设备和技术，以满足局域网的需求。
四、应用局域网（LAN）在现代社会中广泛应用于各行各业。
以下是一些常见的应用场景：1.家庭网络：在家庭中，局域网可以用于实现多个家庭成员共享宽带网络、打印机、文件等资源的共享。
2.办公室网络：办公室中的局域网通常用于连接工作站、服务器、打印机等设备，实现共享文件和协同办公。
3.校园网络：学校中的局域网用于连接学生机房、教师机房、实验室等场所，为师生提供互联网接入和信息交流的平台。
第四章 计算机局域网--好
1、IEEE 802 LAN 参考模型 IEEE 802标准经过几年的研究和反复修订，于1985年被 美国标准化协会(ANSI)接收为美国国家标准，后来被国际标 准化组织(ISO)于1987年修改，成为国际标准，定名为ISO 8802。 IEEE 802标准遵循ISO/OSI参考模型的原则，解决最低两 层(物理层和数据链路层)的功能，以及与网络层的接口服务、 网际互连有关的高层功能。 OSI的数据链路层在IEEE 802 LAN参考模型中分为媒体访 问控制层(MAC) 和逻辑链路控制层(LLC)两个功能子层来实 现。 （图4-1 IEEE 802 LAN参考模型）
帧的传播时间:通常是指在一个站点上从帧的发送开 始，到局域网上其它所有站点都接到这个帧的头部 为止的一段时间。 帧的传输时间:是指把一个完整的帧从源站点全部传 送到目的站点的整个过程中所用的时间。 分析：一个帧是由很多个bit组成的，在帧的传输过 程中，这些bit都要以信号的形式进行传输，假设一 个帧需要n个信号才能传送完，那么帧的传播时间只 相当于帧的传输时间的1/n。 CSMA控制思想 的根据！！
分布式系统的特点：
各计算机平等，无主次之分； 物理上、逻辑上是分散的； 各用户共享系统所有资源； 若干计算机协同工作，并行运行一个大型程序。
局域网
局域网不具备并行运算能力； 局域网可以是分布式系统，也可以不是，取决于
软件配置和应用要求。大多采用分布控制，便于 扩展； 由多台主机互连； 资源由全网提供，全网共享； 系统响应快，可靠性较高。
第四章计算机局域网
计算机局域网概述 局域网的体系结构 CSMA/CD和IEEE802.3标准 令牌环访问控制和IEEE802.5标准 令牌总线访问控制和IEEE 802.4标准
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❖当没有站点发信时，环上总有一个权标
❖捕获了权标的站点可以发帧，发完帧再送出一个 权标
❖权标的AC（访问控制）字段有优先级及标志位
数据帧的格式
❖数据帧还包括FC、DA、SA 、data 、FCS 、
FS
优先级控制原理
❖欲发帧优先级足够高的站点才能捕获权标
剑桥环
❖ 小包格式
1 1 1 8
1 F M D A
10BASET 3 类线 100 m 100 Ω 集线器 堆叠
双绞线
10BASE2
❖ 以太网集线器
以太网的543规则
❖最多有5个电缆段 ❖两45的接线
表 4.1 EIA 568B 规定的 RJ45 插头接线方案
线色
底色
1
橙
白
2
白
橙
3
TRT的目标值。根据TRT （实际值）与TTRT （设计值）的关系决定发送帧的最低优先级 ❖ 4B/5B 和 NRZ-I的作用
4B/5B 使线路中不会出现长的0串，NRZ-I 码逢1 有跳变，从而部分携带了位时钟。而代价只是把每 4 位代码变成一个 5位的符号来传送，增多1位。
防止单点故障影响全环
干线终端必须接匹配器防止反射 应注意电缆型号
CSMA/CD的原理
1. 从 ALOHA 讲起 （信道上的碰撞） 2. 什么是CSMA? 3. 什么是碰撞窗口? 4. 欲发信站点监测信道后的对策:
• 1_坚持 • 不坚持 • p_坚持
5. 碰撞后的对策：立即停发，并实行退避算法
以太网和IEEE802.3
局域网概述（2）
影响局域网性能的因素
传输介质（前面有所介绍，这里不多说了）
双绞线、同轴电缆、光纤 等
网络拓扑
星型（维护安装方便）、环型（抗干扰能力强）、总线 型（价格低，灵活） 等
MAC（介质访问控制）协议
该协议规定了各个站点怎样利用共享的信道 特别是在什么条件下站点可以发信
交换式还是共享式
对于最常用的以太网 也就是 用交换机组网 还是用集线器组网
思考题
❖什么是局域网，它有哪些主要特点？ ❖环网是怎样构成的，有何特点？什
么是环网的比特长度，它有何作用？ ❖试举例说明权标环是怎样工作的？ ❖试说明剑桥环是怎样传送数据的？ ❖FDDI为什么要使用4B/5B编码？
共享信道的总线网
❖ 以总线式的干线为共享信道 ❖ “一发多收”是基本工作模式
但仅目的站点抄收发给它的数据帧 ❖ 干线上多站间的信号应较均衡
• 1. 10 BASE 5 （粗电缆） • 2. 10 BASE 2 （细电缆） • 3. 10 BASE T （双绞线） • 4. 10 BASE FL （光缆）
10Mb/s以太网的物理信道
使用相同的曼彻斯特编码
10BASE5 粗电缆 500 m 50 Ω 收发器 转发器
10BASE2 细电缆 185 m 50 Ω T 型接头 转发器
❖ IEEE 802.5 使用多站访问部件（p52）， 它检查到某个进入线无信号时，用电气 开关将该站点的环入与环出线在多站访 问部件内短接，甩掉有故障的部分
❖ 剑桥环则将各站在环上的中继器由环线 统一供电，使环与诸站点的故障无关
❖ FDDI可利用双环对付单点故障（p60）; 其集线器（concentrator）可对付多点故 障；站点的光旁路开关则可对付站点故 障或关机
局域网概述（3）
❖ 应用领域
OA（办公自动化） MA（生产自动化） 园区主干
❖ 类型
LAN（局域网） HSLN （高速局域网） CBX（计算机化的交换机）
局域网概述（4）
多站共享介质的技术
❖ 频分多路
专用网络或交换式网络
❖ 时分多路
同步（CBX、ISDN） 异步
❖随机访问（如 以太网） ❖控制访问（如 FDDI及权标环）
❖ 码分多路
无线局域网
共享信道的环网
❖ 环网简介
可由单工信道构成 除发信站点外各站点皆向前转发每个比特 目的地址的站点抄收发给它的数据帧 发信站点从绕环返回的帧中了解发信结果 环的比特长度 应防止单点故障将损坏整个环
环上站点的工作状态
❖转发并倾听
站点的 环接口相当于中继转发器 同时倾听各帧的目的地址以便收帧 在发给自己的帧尾做上标记
绿
白
8
S A
1 6
d a t a
1 1 1
P
❖ 小包是不停地沿环传送的
环的比特长度决定了环上能够有几个小包
❖ 小包与基本块
基本块协议相当于两站点间要传送的数据单元 基本块包括地址、数据、检查和等 基本块依靠小包传送 小包是运载信息的车辆
FDDI
❖ FDDI 传信速率是 100 Mb/s ❖ 通常环线比特长度较大、可容纳多个数据帧 ❖ TRT是权标环行一周的时间；TTRT是此环的
计算机局域网
❖ 局域网概述 ❖ 共享信道的局域网 ❖ 以太网的介质访问控制 ❖ 以太网的几种物理层规范 ❖ 其它局域网技术和网桥 ❖ 用LAN交换机的局域网 ❖ 存储局域网和光纤通道 ❖ 局域网实例
局域网概述（1）
❖ 定义
局域性——跨距在数十Km以内 既包括计算机也包括连接计算机的信道
❖ 特点
小范围 有低价格的高质量信道 统一归属与管理 拓扑结构简单
❖发信（此时要断开转发关系）
从输出端发信 并注意在输入端读取环行一周的帧
以判定目的站点是否收到
几种环网简介
IEEE 802.5 ——IBM权标环(ISO 8802/5)
剑桥环 ——ISO 8802/7
FDDI ——分布式光纤数据接口
IEEE 802.5
权标
8 SD
8 AC
8 ED
❖权标是一个小的控制帧，沿环传送
❖ 基本原理 载波监听：仅在信道安静时发信 碰撞检测：发信站在碰撞窗口中继续监测 ❖碰撞窗口：
两最远站点间的往返传播延时
❖碰撞后的退避
使冲突的站点等待不同的时间后重新试发
Ethernet II和IEEE802.3
Ethernet II是IEEE802.3 标准的蓝本 ❖ 两者在主要技术上彼此兼容
❖ 最大帧长都是1500多个字节
7 16
62
PA
DA SA L
I
PAD
区别P :A
DA
Ethernet
IS IA 帧的T类型字I段(在46~1500)
IEEE802.3帧中改成了数据长度字段
4 FCS FCS
❖ 另外IEEE802.3除可使用粗电缆外还可以 使 用细电缆、双绞线及光缆等不同介质
IEEE 802.3的物理层标准
一、 10 M b/s的标准