第四章 局域网工作原理要点
局域网组建的基本原理和技术
局域网组建的基本原理和技术局域网（Local Area Network，简称LAN）是指位于相对较小地理范围内的计算机网络，通常是指企业、学校、办公场所等内部网络。
局域网的组建需要依靠一定的原理和技术来实现。
本文将介绍局域网组建的基本原理和技术。
一、局域网基本原理1.1 物理连接局域网中的计算机和设备之间通常通过物理连接来进行数据传输。
常用的物理连接方式有以太网（Ethernet）、无线局域网（Wireless LAN）、光纤等。
以太网是较为常见和广泛应用的一种物理连接方式，通过以太网协议传输数据。
1.2 网络拓扑网络拓扑指的是计算机和设备相互连接的方式。
常见的网络拓扑有星型拓扑、总线拓扑、环形拓扑等。
星型拓扑是局域网部署最常见的拓扑结构，其中每台计算机都与一个中央设备（如交换机）相连。
1.3 IP地址和子网掩码为了实现局域网内计算机之间的通信，每台计算机都需要有一个唯一的IP地址。
在一个局域网中，IP地址通常有相同的网络号，但主机号不同。
子网掩码用于将IP地址划分为网络号和主机号。
二、局域网组建的技术2.1 交换机交换机是局域网组建中必不可少的设备。
它用于将局域网中的计算机连接起来，并实现数据的交换和转发。
交换机可以根据MAC地址学习和存储计算机的地址信息，从而有效地将数据传输到目标设备。
2.2 路由器路由器是用于连接不同局域网之间的设备，实现跨网络通信。
它能够根据IP地址和路由表等信息，选择合适的路径将数据包转发到目标网络。
通过路由器的连接，不同局域网之间可以进行互联和通信。
2.3 网络协议局域网组建还需要依赖于一系列网络协议。
其中包括以太网协议、传输控制协议/网络协议（TCP/IP）、动态主机配置协议（DHCP）、域名系统（DNS）等。
这些协议为局域网内的计算机提供了通信和数据传输的基础。
2.4 网络安全技术在局域网组建过程中，网络安全是一个重要的考虑因素。
为了保护局域网中的数据和信息安全，需要采取一系列安全技术措施，如防火墙、入侵检测系统、虚拟专用网络（VPN）等。
第四章 LAN的基础知识
L
LAN Client 用户界面 客户应用 操作系统 网络接口 局域网 查询/命令 结果/响应
Server 服务驱动
服务器 应用核心 操作系统 网络接口
图 4-7客户/服务器网络示意图
客户/服务器网络
优点：便于集中管理和控制； 安全性良好； 可有效实现备份； 有利于降低客户端设备的要求，从而降低 成本。 缺点：一切都依赖于服务器。
• ＬＡＮ的结构主要有三种类型：以太网（Ethernet）、令 牌环（Token Ring）、令牌总线(Token Bus）以及作为这三 种网的骨干网光纤分布数据接口（FDDI）。
各种LAN遵循的标准
它们所遵循的标准都以802开头,目前共有11个与局域网有关的标准,它们分别 是： IEEE 802.1── 通用网络概念及网桥等 IEEE 802.2── 逻辑链路控制等 IEEE 802.3── CSMA/CD访问方法及物理层规定 IEEE 802.4── ARCnet总线结构及访问方法,物理层规定 IEEE 802.5── Token Ring访问方法及物理层规定等 IEEE 802.6── 城域网的访问方法及物理层规定 IEEE 802.7── 宽带局域网 IEEE 802.8── 光纤局域网(FDDI) IEEE 802.9── ISDN局域网 IEEE 802.10── 网络的安全 IEEE 802.11── 无线局域网 上述ＬＡＮ技术各有自身的敷缆规则与工作站的连接方法，硬件需求以及各 种其它部件的连接规定。
中心集线器
图 4-21
双绞线以太网的基本组成
4、光纤以太网（10Base-F） 10Base-F是10Mbit/s光纤以太网，它使用多模光纤传输 介质，在介质上传输的是光信号而不是电信号。因此，它具 有传输距离长、安全可靠、可避免电击等优点。 10Base-T由双绞线、双绞线连接器、网络适配卡、集线 器等组成,其结构组成如图4-22所示。
内网工作原理
内网工作原理内网工作原理是指在局域网中实现计算机之间互连、信息交换和资源共享的过程。
内网（Intranet）是指一个封闭的网络，通常由一个组织、企业或机构内部的计算机系统构成，它可以用于内部通信、数据传输和资源共享，对外部网络不可见。
内网工作原理的关键是局域网技术。
局域网是指在有限的范围内（如一个组织、建筑物或校园等）进行计算机互连的网络。
局域网可以通过物理电缆（如以太网）或者无线连接（如Wi-Fi）来实现计算机之间的通信。
在内网中，每台计算机都拥有一个唯一的IP地址，用于识别和定位计算机。
当计算机之间需要通信时，它们可以通过IP地址相互寻址，使用传输控制协议（TCP）或用户数据报协议（UDP）进行数据传输。
内网的核心设备是路由器和交换机。
路由器负责连接内网和外网，并将外部网络的数据包转发到内网中的目标计算机。
交换机用于局域网内部的数据交换，它可以根据MAC地址将数据包从一个端口转发到另一个端口，实现计算机之间的直接通信。
另外，内网还可以配置防火墙来保护网络安全。
防火墙可以对传入和传出的数据包进行检查和过滤，防止未经授权的访问和恶意攻击。
内网的工作原理主要包括以下几个步骤：1. 确定内网的拓扑结构：包括决定网络中的计算机数量、位置和连接方式。
2. 配置IP地址和子网掩码：为每台计算机分配唯一的IP地址，并确定子网掩码用于划分网络。
3. 连接设备：将计算机、路由器、交换机等设备连接起来，确保物理连通性。
4. 配置网络协议：设置计算机的网络参数，如默认网关、DNS服务器等。
5. 实现数据传输和资源共享：使用共享文件夹、打印机共享等功能，在计算机之间实现数据传输和资源共享。
总结起来，内网工作原理主要依赖于局域网技术，通过IP地址和网络设备的配合，实现计算机之间的通信和资源共享。
通过合理配置和管理，可以建立一个高效、安全的内部网络。
计算机网络第四版参考答案第四章
第四章局域网（P135）1、局域网的主要特点是什么？为什么说局域网是一个通信网？答：局域网LAN是指在较小的地理范围内，将有限的通信设备互联起来的计算机通信网络。
从功能的角度来看，局域网具有以下几个特点：①共享传输信道。
在局域网中，多个系统连接到一个共享的通信媒体上。
②地理范围有限，用户个数有限。
通常局域网仅为一个单位服务，只在一个相对独立的局部范围内连网，如一座楼或集中的建筑群内。
一般来说，局域网的覆盖范围约为10m～10km内或更大一些。
③传输速率高。
局域网的数据传输速率一般为1～100Mbps，能支持计算机之间的高速通信，所以时延较低。
④误码率低。
因近距离传输，所以误码率很低，一般在10-8～10-11之间。
⑤多采用分布式控制和广播式通信。
在局域网中各站是平等关系而不是主从关系，可以进行广播或组播。
从网络的体系结构和传输控制规程来看，局域网也有自己的特点：①低层协议简单。
在局域网中，由于距离短、时延小、成本低、传输速率高、可靠性高，因此信道利用率已不是人们考虑的主要因素，所以低层协议较简单。
②不单独设立网络层。
局域网的拓扑结构多采用总线型、环型和星型等共享信道，网内一般不需要中间转接，流量控制和路由选择功能大为简化，通常在局域网不单独设立网络层。
因此，局域网的体系结构仅相当与OSI/RM的最低两层。
③采用多种媒体访问控制技术。
由于采用共享广播信道，而信道又可用不同的传输媒体，所以局域网面对的问题是多源、多目的的链路管理。
由此引发出多种媒体访问控制技术。
在OSI的体系结构中，一个通信子网只有最低的三层。
而局域网的体系结构也只有OSI的下三层，没有第四层以上的层次。
所以说局域网只是一种通信网。
3、一个7层楼，每层有一排共15间办公室。
每个办公室的楼上设有一个插座，所有的插座在一个垂直面上构成一个正方形栅格组成的网的结点。
设任意两个插座之间都允许连上电缆（垂直、水平、斜线……均可）。
现要用电缆将它们连成（1）集线器在中央的星形网；（2）总线式以太网。
第4章 网络互联设备与组网配置
4.3 传输介质
常用的传输介质包括双绞线、同轴电缆和光导纤维，另外 ，还有通过大气的各种形式的电磁传播，如微波、红外线和 激光等。 4.3.1 双绞线(Twisted Pairwire,TP) 双绞线主要是把两根绝缘铜线拧成有规则的螺旋形。一般 扭绞长度在3.1~14cm，按逆时针方向扭绞，相邻线对的扭绞 长度在12.7cm以上。若把若干对双绞线集成一束，并用结实 的保护外皮包住，就形成了典型的双绞线电缆。把多个线对 扭在一块可以使各线对之间或其他电子噪声源的电磁干扰最 小。
2、 网卡总线类型 10M以太网卡的总线体系结构仍是工业标准体系结构（ISA ）。ISA总线的特点是：总线只有16位宽；工作时钟频率只有 8MHz；不允许猝发式数据传输；大多数ISA总线为I/O映射型 ，从而降低了数据传输速度。 ISA总线的理论带宽是5.33MB/S或42.64Mbit/s。网卡实际可 用的ISA总线带宽大约只是1/4的理论带宽值，即约为11Mbit/s ，刚够覆盖10Mbit/s的信道。 外部设备互连（PCI）总线可提供132MB/S的理论带宽和具 有真正的即插即用（PnP）的特点，极像SUN的S-BUS。PCI 总线是得到计算机厂家广泛支持的高性能的与处理器无关的 总线。
一般的文件服务器除了文件管理外还包括用户管理、安全管 理、网络管理、系统管理等功能。 2．打印服务器 打印服务器上接有打印机，网上其他结点和该服务器通信， 并使用与其相连的打印机打印文件。 3．终端服务器 终端服务器又称为终端集中器，终端通过终端集中器再接到 网上，终端到其他结点之间的通信都通过终端集中器。 二、 工作站 使用服务器提供的功能的网络结点就是工作站。工作站可以 是基于DOS、Windows 95/98的PC机，Apple Macintosh系统 、运行OS/2的系统以及无盘工作站。无盘工作站没有软驱和 硬驱，而是使用网络接口卡上固化在引导芯片中的特殊引导 程序直接从服务器上引导。
无线局域网基本原理及技术ppt课件
Scrambled data
0
1
Barker sequence Tr1 0 0 01 0 1 1 0 1 1 1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 1 1 0 0 00 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1
Page 17
802.11MAC层
2. 另一个的无线MAC层问题是“隐藏终端”问题。为了解决这个问题，802.11在
MAC层上引入了一个新的Send/Clear to Send(RTS/CTS)选项，间接解决了
“hidden node”问题。由于RTS/CTS需要占用网络资源而增加了额外的网络负担，
一般只是在那些大数据报上采用(重传大数据报会耗费较大)。
83.5MHz
互不重迭 频道数量
数据速率
13（U.S）
19（Europe） 6，9，12，18， 24，36，48， 54Mbps
3
1，2，5.5， 11Mbps
3
6，9，12，18， 24，36，48， 54Mbps
UDP数据吞量 30.9Mbps
7.1Mbps
16.4Mbps
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无线局域网模型 IEEE 802 LAN标准系列
扩频技术主要又分为频率跳频技术（FHSS）及直接序列扩 频技术（DSSS）两种方式。而此两种技术起源于第二次 世界大战中军队所使用的通讯技术，其目的是希望在恶劣 的战争环境中，依然能保持通信信号的稳定性及保密性。
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跳频技术 FHSS
跳频技术是依靠快速地转换传输的频率来实现的，每一个时间段内使用的频率 和前后时间段的都不一样，所以发送者和接收者必须保持一致的跳变频率，这 样才能保证接受的信号正确。 跳频技术可以避开许多干扰的出现，包括某些工作在特定频率下的信号，这样 采用跳频后的802.11无线信号就只会丢失这个频率下的信息，损失不大；如果 想分享带宽，也可以采用不同的调频次序来实现。 弱点：速度慢，只能达到1Mbps。
局域网的总结
局域网的总结一、局域网的定义局域网（Local Area Network）是在一个局部的地理范围内(如一个学校、工厂和机关内)，将各种计算机，外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网。
二、局域网的主要特点和功能1、局域网的特征(1)共享传输信道(2)传输速率高(3)传输距离有限(4)误码率低(5)连接范围整齐(6)局域网通常归属单一(7)采用多种媒体的访问控制技术(8)一般采用分布方式控制和广播式通信(9)简单的底层协议(10)易于安装、组建和维护2、局域网的功能(1)资源共享①软件资源共享②硬件资源共享③数据资源(2) 通信交往①电子邮件②视频会议三、局域网的拓扑结构1.总线型拓扑总线型总线形结构网络是将各个节点设备和一根总线相连。
网络中所有的节点工作站都是通过总线进行信息传输的。
作为总线的通信连线可以是同轴电缆、双绞线，也可以是扁平电缆。
在总线结构中，作为数据通信必经的问好线的负载能量是有限度的，这是由通信媒体本身的物理性能决定的。
所以，总线结构网络中工作站节点的个数是有限制的，如果工作站节点的个数超出总线负载能量，就需要延长总线的长度，并加入相当数量的附加转接部件，使总线负载达到容量要求。
总线形结构网络简单、灵活，可扩充性能好。
所以，进行节点设备的插入与拆卸非常方便。
另外，总线结构网络可靠性高、网络节点间响应速度快、共享资源能力强、设备投入量少、成本低、安装使用方便，当某个工作站节点出现故障时，对整个网络系统影响小。
因此，总线结构网络是最普遍使用的一种网络。
但是由于所有的工作站通信均通过一条共用的总线，所以，实时性较差。
2.环形拓扑环形结构是网络中各节点通过一条首尾相连的通信链路连接起来的一个闭合一闭合环形结构网。
环形结构网络的结构也比较简单，系统中各工作站地位相等。
系统中通信设备和线路比较节省。
在网中信息设有固定方向单向流动，两个工作站节点之间仅有一条通路，系统中无信道选择问题；某个结点的故障将导致物理瘫痪。
网络基础 无线局域网工作原理及拓扑结构
网络基础 无线局域网工作原理及拓扑结构无线局域网的基础还是传统的有线局域网，是有线局域网的扩展和替换。
它只是在有线局域网的基础上通过无线HUB 、无线访问节点（AP ）、无线网桥、无线网卡等设备来实现无线通信。
下面以最广泛使用的无线网卡为例介绍无线局域网的工作原理。
一个无线网卡主要包括NIC （网卡）单元、扩频通信机和天线三个组成功能块。
NIC 单元属于数据链路层，由它负责建立主机与物理层之间的连接。
扩频通信机与物理层建立了对应关系，实现无线电信号的接收与发射。
当计算机要接收信息时，扩频通信机通过网络天线接收信息，并且对该信息进行处理，判断是否要发给NIC 单元。
如果是，则将信息帧上交给NIC 单元，否则丢弃掉。
如果扩频通信机发现接收到的信号有错，则通过天线发送给对方一个出错信息，通知发送端重新发送此信息帧。
当计算机要发送信息时，主机先将待发送的信息传给NIC 单元，由NIC 单元首先监测信道是否空闲。
如果空闲，便立即发送，否则暂不发送，并继续监测。
由此看出，无线局域网的工作方式与由IEEE802.3定义的有线网的CSMA/CD （载体监听多路访问/冲突检测）工作方式很相似。
局域网只涉及到ISO/RM 七层网络模型中的最低两层：物理层和数据链路层所以网络结构相对较简单。
根据局域网的特点，IEEE （国际电气电子工程师协会）早在90年代初就开始研究并制定无线局域网的标准。
近来称为IEEE802.11的这一标准被正式确立。
在IEEE802.11标准中，具体将局域网结构划分为“点到点(Peer-To-Peer)”（简称：无中心拓扑结构（PEER TO PEER ））和“主从(Master-Slave)”（简称：有中心拓扑结构（HUB —BASED ））两种标准形式。
“点到点”结构用于连接计算机或者便携式计算机（笔记本计算机），允许各台计算机在无线网络所覆盖的范围内移动并自动建立点到点的连接，使不同计算机之间直接进行信息交换。