第4讲 局域网扩展技术(讲义)
第4章计算机局域网络讲义教材
D
D
D
D
令牌
A
C
B 节点A截获令牌,并准
备发送数据
A
C
B 节点A将数据发送到
节点C
A
C
B 数据循环一周后,节点
A将其收回
A
C
B 产生新的令牌,发送到
环路中
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Token Ring的特点
由于每个节点不是随机的争用信道，不会出现冲 突，因此称它是一种确定型的介质访问控制方法， 而且每个节点发送数据的延迟时间可以确定。
10Leabharlann 拓扑结构 ——总线型拓扑结构
所有的节点都通过网络适配器直接连接到一 条作为公共传输介质的总线上，总线可以是 同轴电缆、双绞线、或者是使用光纤；
总线上任何一个节点发出的信息都沿着总线 传输，而其他节点都能接收到该信息，但在 同一时间内，只允许一个节点发送数据；
由于总线作为公共传输介质为多个节点共享， 就有可能出现同一时刻有两个或两个以上节 点利用总线发送数据的情况，因此会出现 “冲突”；
当目的节点检测到该数据帧的目的地址（MAC地址）为 本节点地址时，就继续接收该帧中包含的数据，同时给源 节点返回一个响应。当有两个或更多的节点在同一时间都 发送了数据，在信道上就造成了帧的重叠，导致冲突出现。 为了克服这种冲突，在总线LAN中常采用CSMA/CD协议， 即带有冲突检测的载波侦听多路访问协议，它是一种随机 争用型的介质访问控制方法。
服务器的集中化 提供服务器的集群，便于管理，提高安全性；
文件的大小日益增加 要求更高的网络带宽；
网络用户和工作站数目的日益增加
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克服传统以太网的问题
传统以太网中的一些问题
传统以太网使用共享介质，虽然总线带宽为10Mbps， 但网络节点增多时，网络的负荷加重，冲突和重发增 加，网络效率下降、传输延时增加，造成总线带宽为 30~40%；
第4章 局域网技术-教材课件
目录:
4.1 局域网概述
4.2 介质访问控制方法 4.3 局域网的组成 4.4 局域网的工作模式 4.5 典型局域网
4.6 交换式局域网
1
重点:
IEEE 802标准 介质访问控制方法 局域网的组成 局域网的工作模式 典型局域网
2
难点:
介质访问控制方法 不同模式局域网的工作方式与特点 交换式局域网的工作机理与特性
这里要指出，城域网MAN(Metropolitan Area Network)的地理范围 比局域网的大，可跨越几个街区或甚至整个的城市。城域网与局域网使
用相同的体系结构，有时也常常并入局域网的范围。
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4.2 介质访问控制方法
介质访问控制（MAC）方法是在局域网中对数据传输介质进行访问管理 的方法。介质访问控制方法的主要内容有两个方面：一是要确定网络上每 一个结点能够将信息发送到介质上去的特定时刻；二是要解决如何对共享 介质访问和利用加以控制。 传统局域网采用共享介质方式的载波监听多路访问/冲突检测 (CSMA/CD)、标记环传递或FDDI等方法，如图4-3。但随着LAN应用的扩展，
以取得发送信息的权利。CSMA/CD的工作原理可以概述为“先听后发，
边听边发，冲突停发，随机重发”，它不仅体现在以太网中数据的发送 过程中，同时也体现在数据的接收过程中。
CS—载波侦听：每个节点监视网络状况，确定是否有其他节点在发送
数据；
MA—多路访问：网络中的多个节点可能试图同时发送数据；混合引用。
层分为LLC子层和MAC子层。
7
4.1.2 常见的局域网拓扑结构
从应用的观点来看，在中小型局域网中常用到的网络拓扑结构有总线
扩展局域网
扩展局域网正文：一、概述扩展局域网是一种将网络范围从传统的局域网扩展到更大范围的网络技术。
它可以连接多个局域网，使其能够实现共享资源和通信。
本文档将详细介绍如何扩展局域网。
二、设备准备在扩展局域网之前，需要准备以下设备：1.路由器：用于连接不同的局域网，并转发数据包。
2.交换机：用于连接局域网内的设备，实现内部通信。
3.网线：用于连接设备和交换机、路由器。
4.网关：用于连接不同网络之间的通信。
三、网络规划在扩展局域网之前，需要进行网络规划，包括以下几个方面：1.IP地质规划：为每个设备分配唯一的IP地质，确保网络通信正常。
2.子网划分：根据网络需求，划分不同的子网。
3.VLAN划分：根据业务需求，将设备分组到不同的VLAN中。
四、连接设备连接设备是扩展局域网的重要步骤，需要按照以下步骤进行：1.将路由器与交换机用网线连接。
2.将各个局域网内的设备与交换机用网线连接。
3.配置路由器的接口和VLAN。
五、配置路由器配置路由器是实现扩展局域网的核心步骤，具体包括以下几个方面：1.配置接口：为每个接口配置IP地质，确保能够与其他网络通信。
2.配置路由协议：选择合适的路由协议，配置路由表，实现路由转发。
3.配置VLAN：将不同的接口和网络划分到不同的VLAN中。
六、测试与验证在完成扩展局域网的配置后，需要进行测试与验证，以确保网络正常工作：1.使用ping命令测试不同网络之间的连通性。
2.使用tracert命令测试数据包从源到目的地的路径。
3.使用抓包工具检查数据包的流向和转发情况。
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法律名词及注释：1.局域网（Local Area Network）：指在一个较小区域内，通过特定协议连接起来的计算机网络系统。
2.IP地质（Internet Protocol address）：用于标识计算机或网络设备在网络中的唯一地质。
3.子网（Subnet）：指在一个大的网络中划分出的较小的网络。
第4章-局域网技术ppt课件(全)
• ② 微波 频率在100MHz以上并且其能量集中于一点并沿直线 传播的无线电波即为微波。
4.1.3 传输媒体
• 微波通信通常用的工作频率为2GHz、4GHz、8GHz、12GHz.所用的 频率越高，潜在的带宽就越宽，因而潜在的数据传输速率也就越高。
802.10 可操作的局域网安全机制
802.1体系结构、网络互连
802.2 逻辑链路控制（LLC)
802.3 CSMA/CD
802.4 令牌总线
802.5 令牌环网
802.6 城域网
802.9 语音数据网
802.11 无线局域网
802.7宽带
802.8光纤
4.1.3 传输媒体
• 双绞线 双绞线又称为双扭线，它由若干对铜导线（每对有两条相互 绝缘的铜导线按一定规则绞合在一起）组成。采用这种绞合起来的结构 是为了减少对邻近线对的电磁干扰，为了进一步提高双绞线的抗干扰的 能力，还可以在双绞线的外层再加上一个用金属丝编织成的屏蔽层。
4.1.3 传输媒体
• 光纤 光纤就是利用光导纤维（简称光纤）传递光脉冲来进行通信。 有光脉冲的出现表示“1”，不出现表示“0”。
• · 纤芯 core：折射率较高，用来传送光。
• · 包层 coating：折射率较低，与纤芯一起形成全反射条件。
• · 护套 jacket：强度大，能承受较大冲击，保护光纤。
• IEEE802标准所描述的局域网参考模型与OSI参考模型关系。局域网参考模型只对应于OSI 参考模型的数据链路层与物理层，它将数据链路层划分为两个子层：逻辑链路控制（LLC） 子层与媒体访问控制（MAC）子层。
局域网扩展及虚拟局域网
网关
应用层 表示层 会话层 传输层
网络层
数据链路层 物理层
网络1 网络层
数据链路层 物理层
网络层
数据链路层 物理层
网络1
网络2
网关的例子
在网关两侧，是两个采用完全不同体系结构的网络，因此 在网关的传输层及高层上进行处理和进行两种协议的转换。
(1) 在物理层扩展局域网
物理层扩展设备：
中继器（Repeater）和集线器（Hub）
在数据链路层扩展局域网用的设备： 网桥（Bridge）和交换机（Switch）
网桥
交换机
为什么要使用网桥？
• 中继器的数目已经达到最大，但网络还需扩大 距离时； • 两个局域网距离相隔太远，中继器不能及 (此时 需带有WAN链路的远程网桥) ； • 局域网有太多的流量，要分成几个网段减小流 量 (用路由器相连太贵或因无路由协议时) ； • 连接不同类型的 LAN时； • 安全或管理原因。
使用网桥带来的缺点
• 存储转发增加了时延。 • 在MAC 子层并没有流量控制功能。 • 具有不同 MAC 子层的网段桥接在一起时，时延 更大。 • 网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通 信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多 的广播信息而产生网络拥塞。这就是所谓的广播 风暴。
网桥和集线器(或转发器)不同
一系 集线器
二系 集线器
三系 集线器
用集线器扩展局域网
• 优点
使原来属于不同冲突域的局域网上的计算机能够进行跨
冲突域的通信。 扩大了局域网覆盖的地理范围。
• 缺点
冲突域增大了，但总的吞吐量并未提高。 如果不同的冲突域使用不同的数据率，那么就不能用集
线器将它们互连起来。
局域网的扩展讲解
组网的3-4-5规则
中继器扩展举例
扩展后的最大作用距离：2.5KM
（2）HUB（集线器） ➢ 职位：相同数据率局域网/网段的星型连接点； ➢ 地位：最小管理网络单元； ➢ 目的：物理层拓展局域网的碰撞域； ➢ 工作：物理连接上为星型，逻辑结构为总线型；
★采用CSMA/CD协议； 一个HUB下为一个碰撞域；
的最大数目； ➢ 工作：根据 MAC 帧的目的地址对收到的帧进行转发；
具有过滤帧的功能。
网桥的工作原理
网桥
站表
① → ⑥ ③
接口管理 软件
网桥协议 实体
站地址 接口
①1 ②1 ③1 ④2 ⑤2 ⑥2
接口 1
缓存
接口 2
网桥
接口 1
接口 2
网段 A 1 2 网段 B
①②③
④⑤⑥
网桥扩展举例
• 用网桥连接多个不同的网段
现代计算机网络
第 4 章 局域网和城域网
第 4 章 局域网和城域网
4.1 局域网参考模型与协议标准 4.2 以太网 4.3 高速以太网 4.4 虚拟局域网 4.5 无线局域网
回顾上节课知识
• 以太网结构没做完
本节课授课内容
HUB 网桥 ★以太网交换机原理（二层交换机） 生成树协议
★为本节内容重点
4.2.5 以太网的扩展
1、以太网扩展的基本概念
➢ 扩展的原因：站点数目和覆盖距离；
➢ 扩展的手段：
层次
设备
物理层
中继器/HUB
数据链路层
网桥/交换机
网络层
路由器
➢ 扩展时要考虑的因素：
选用不同的设备，决定了扩展后的网络性能；
2、在物理层扩展： 转发器/中继器、HUB
基础局域网的无线扩展
基础局域网的无线扩展无线局域网（Wireless Local Area Network，简称WLAN）是一种采用无线通信技术实现的局域网。
随着科技的发展，无线网络的应用变得越来越广泛，成为人们生活中必不可少的一部分。
本文将探讨基础局域网无线扩展的相关概念、技术和应用。
一、无线局域网基础无线局域网是通过无线通信技术连接计算机、手机、平板电脑等设备的局域网。
它并不依赖于传统的有线连接，而是通过无线信号传输数据和信息。
无线局域网的基础设施通常由下列几个主要组成部分构成。
1. 无线接入点（Access Point，简称AP）无线接入点是无线局域网的关键设备之一。
它负责将有线网络信号转换为无线信号，并提供给无线设备进行连接。
无线接入点通常被连接到有线网络中，可以支持多个无线设备同时连接。
2. 无线网卡（Wireless Network Interface Card，简称NIC）无线网卡是连接无线设备和无线局域网之间的接口设备，通过它使得无线设备能够与无线接入点进行通信。
无线网卡可以作为内建设备或外置设备，确保设备能够接收和发送无线信号。
3. 路由器和交换机路由器和交换机是无线局域网的重要设备，它们用于组织、管理和传输数据。
路由器负责连接网络，将数据从一个网络传输到另一个网络。
交换机则负责处理数据在局域网中的传递。
二、无线局域网的扩展技术为了满足不同场景下的需求，无线局域网的扩展技术应运而生。
以下是常见的几种无线局域网扩展技术。
1. 网桥模式（Bridge Mode）网桥模式是一种无线局域网扩展技术，通过将不同的无线接入点连接起来，实现无线覆盖范围的扩大。
在网桥模式下，多个接入点之间通过有线或无线方式进行连接，使得用户可以在不同的接入点之间切换，实现无缝切换。
2. 中继模式（Repeater Mode）中继模式是一种将信号进行中继传输的技术。
在中继模式下，无线设备接收到的信号会被放大并重新发送，以延长无线信号的传输距离。
局域网组建的网络扩展方法
局域网组建的网络扩展方法局域网（LAN）是指在一个较小的地理范围内，由多台计算机互联而成的网络。
在一些特定情况下，局域网需要扩展，以满足更大规模的网络通信需求。
本文将介绍局域网组建的网络扩展方法。
一、网络交换机扩展网络交换机是局域网中常见的设备，用于实现计算机之间的通信。
当局域网需要扩展时，可以通过增加交换机的数量来扩展网络规模。
具体操作步骤如下：1.选购合适的网络交换机，根据需求选择端口数量和速度等。
2.按照网络拓扑结构，将交换机连接起来，形成一个更大的交换网络。
可以使用链路聚合技术，将多个交换机的端口捆绑在一起，提高带宽和可靠性。
3.配置交换机的参数，包括VLAN（虚拟局域网）划分、端口安全等，以确保网络的安全性和性能。
二、VLAN扩展VLAN是一种虚拟局域网技术，可以将一个物理网络划分为多个逻辑上独立的虚拟网络。
通过VLAN扩展，可以在一个物理网络中实现多个逻辑上的局域网。
具体操作步骤如下：1.在网络交换机上配置VLAN，将不同的端口划分到不同的VLAN 中。
2.配置VLAN间的通信策略，可以通过VLAN间路由器、三层交换机等设备实现VLAN间的通信。
3.在服务器或者其他需要连接到不同VLAN的设备上进行相应配置，使其可以与对应的VLAN进行通信。
三、无线扩展当局域网需要无线覆盖时，可以通过无线扩展来实现。
无线扩展可以将有线局域网扩展到无线覆盖范围内，满足移动设备的网络访问需求。
具体操作步骤如下：1.选购合适的无线接入点（AP）或者无线路由器。
2.配置无线接入点的参数，包括SSID（无线网络名称）、加密方式、信道等。
3.将无线接入点连接到有线局域网，并进行相应的网络设置。
4.在移动设备上搜索并连接对应的无线网络，实现无线网络的访问。
四、虚拟专用网络（VPN）扩展当局域网需要与其他地理位置的网络进行通信时，可以通过虚拟专用网络（VPN）来扩展局域网。
VPN通过互联网实现远程访问，并且提供加密和隧道技术，确保通信的安全性。
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Part 1拓扑悖论局域网扩展技术
网络接口卡与布线方案
布线方案与其他网络技术
Part 2
继器、网桥及交换机
距离限制与局域网设计
光纤扩展
中继器
网桥
帧过滤
桥接网络的启动与稳态特性
规划一个桥接网络
实际上，如果一台计算机不发送任何帧，网
大楼间桥接远程桥接
网桥环
分布生成树交换
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交换机与集线器的结合 因为集线器类似于由所有计算机共享的单
个网段，所以在一个给定的时间内，最多
只有两台计算机能通过集线器进行通信。
其他技术中的桥接和交换。