6第5章 局域網(wǎng)技術和組建

1、4.1 局域網(wǎng)概述,,,,4.2 局域網(wǎng)協(xié)議,4.3 以太網(wǎng),,4.4 局域網(wǎng)的組建,,,CH4 局域網(wǎng)技術和組建,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),,4.1 局域網(wǎng)概述,,,,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),局域網(wǎng)（Local Area Network，LAN）是最常見、應用最廣的一種網(wǎng)絡形式，隨著整個計算機網(wǎng)絡技術的發(fā)展和提高，得到了充分的應用和普及，幾乎每個單位都有自己的局域網(wǎng)，有

2、的甚至家庭中都有自己的小型局域網(wǎng)。經(jīng)常見到的局域網(wǎng)有：網(wǎng)吧局域網(wǎng)、辦公室局域網(wǎng)、校園網(wǎng)、酒店局域網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)網(wǎng)等。,4.1 局域網(wǎng)概述,,,,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),局域網(wǎng)的組成計算機局域網(wǎng)由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)組成。,(1)硬件系統(tǒng),(2)軟件系統(tǒng),在軟件構成方面，局域網(wǎng)中使用了計算機網(wǎng)絡操作系統(tǒng)及相關應用軟件。NOS：常用的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)有Netware、Windows NT、UNIX等。應用軟件：網(wǎng)絡操

3、作系統(tǒng)只是為了網(wǎng)絡能正常工作提供一個平臺，網(wǎng)絡要真正用起來，還需要相關的專業(yè)應用軟件，如校園網(wǎng)應有的校園網(wǎng)管理軟件、多媒體教學管理軟件等。,局域網(wǎng)的種類,(1)按照架設局域網(wǎng)方法分類1)對等網(wǎng)對等網(wǎng)絡是非結構化地訪問網(wǎng)絡資源。對等網(wǎng)中的每一臺設備可以同時是客戶機和服務器。網(wǎng)絡中的所有設備可直接訪問數(shù)據(jù)、軟件和其他網(wǎng)絡資源。即每一臺網(wǎng)絡計算機與其他聯(lián)網(wǎng)的計算機是對等的，它們沒有層次的劃分。主要針對一些小型企業(yè)，實現(xiàn)職員之間的資源共

4、享。,2)客戶機/服務器網(wǎng),客戶機/服務器網(wǎng)絡又叫服務器網(wǎng)絡，在客戶機/服務器網(wǎng)絡中，計算機劃分為服務器和客戶機?；诜掌鞯木W(wǎng)絡引進了層次結構，它是為了適應網(wǎng)絡規(guī)模增大所需的各種支持功能設計的。通常將基于服務器的網(wǎng)絡都稱為客戶機/服務器網(wǎng)絡。主要應用于大中型企業(yè)，它可實現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，對財務、人事等進行網(wǎng)絡化管理，還可召開網(wǎng)絡會議；還可提供強大的WEB服務等功能，幾乎是一種近乎完美的局域網(wǎng)構架方案。,需要一臺或多臺高檔服務器，成本比較高

5、。,3)無盤工作站網(wǎng),無盤工作站顧名思義就是沒有硬盤、軟驅，基于服務器網(wǎng)絡的一種結構，無盤工作站利用網(wǎng)卡上的啟動芯片與服務器連接，使用服務器的硬盤空間進行資源共享?！盁o盤工作站網(wǎng)絡”可以實現(xiàn)“客戶機/服務器網(wǎng)絡”的所有功能，在它的工作站上，沒有磁盤驅動器，但因為每臺工作站都需要從“遠程服務器”啟動，所以對服務器、工作站以及網(wǎng)絡組建的要求較高，但它的穩(wěn)定性、安全性一直為大眾所看好，特別是被一些安全系數(shù)要求較高的企業(yè)所喜愛。,4.1 局域

6、網(wǎng)概述,,局域網(wǎng)中的數(shù)據(jù)通信被限制在幾米至幾千米的地理范圍內(nèi)，能夠使用具有中等或較高傳輸速率的物理信道，并且具有較低的誤碼率。局域網(wǎng)是專用的，由單一組織機構所使用。,,,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.2 局域網(wǎng)協(xié)議,,IEEE 802參考模型只對應OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層，它將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為邏輯鏈路控制子層與介質(zhì)訪問控制子層。,,,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),美國電氣和電子工

7、程師協(xié)會(IEEE)是一個國際性的電子技術與信息科學工程師的協(xié)會，是世界上最大的專業(yè)技術組織之一,4.2 局域網(wǎng)協(xié)議,,IEEE 802.1：局域網(wǎng)體系結構、互連，管理與性能測試等。IEEE 802.2：定義了LLC子層的功能與服務。IEEE 802.3：定義CSMA/CD總線MAC子層與物理層規(guī)范。IEEE 802.4：定義了令牌總線MAC子層與物理層規(guī)范。IEEE 802.5：定義了令牌環(huán)MAC子層與物理層規(guī)范。IEEE

8、802.6：定義了城域網(wǎng)MAN MAC子層與物理層規(guī)范。IEEE 802.7：定義了寬帶技術規(guī)范。IEEE 802.8：定義了光纖技術規(guī)范。IEEE 802.9：定義了綜合語音與數(shù)據(jù)局域網(wǎng)技術規(guī)范。IEEE 802.10：定義了可互操作的局域網(wǎng)安全性規(guī)范。IEEE 802.11：定義了無線局域網(wǎng)技術規(guī)范。IEEE 802.12: 100Mb/s高速局域網(wǎng)訪問控制協(xié)議及物理層技術規(guī)范；IEEE 802.14: 交互式電視

9、網(wǎng)，包括Cable-Modem的技術規(guī)范；IEEE 802.15: 無線個人局域網(wǎng)的MAC子層及物理層技術規(guī)范；IEEE 802.16: 寬帶無線局域網(wǎng)標準規(guī)范。IEEE 802.17: 彈性分組環(huán)。,,,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.2 局域網(wǎng)協(xié)議,,,,,IEEE 802 標準之間的關系：,4.2.1 IEEE 802.3以太網(wǎng),,,,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),在共享介

10、質(zhì)的網(wǎng)絡中各計算機節(jié)點都通過共享介質(zhì)發(fā)送自己的幀，其他節(jié)點都可從介質(zhì)上接收這個幀。僅有一個節(jié)點發(fā)送時，才可發(fā)送成功；當有兩上或兩個以上節(jié)點同時發(fā)送，共享介質(zhì)上的信息是多個節(jié)點發(fā)送信息的混合，目標節(jié)點無法辨認，則發(fā)送失敗。信息在共享介質(zhì)上混合稱為沖突。如果各節(jié)點隨機地發(fā)送，沖突必然會發(fā)生。,4.2.1 IEEE 802.3以太網(wǎng),,,,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),CSMA／CD:carrie sense multi

11、ple access/collison detect,IEEE 802.3標準定義了基帶總線以太網(wǎng)（Ethernet）。Ethernet的核心技術是隨機競爭型介質(zhì)訪問控制方法，即帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD）技術。,4.2.1 IEEE 802.3以太網(wǎng),,,,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),載波偵聽多路訪問（CSMA／CD）,CSMA技術又稱為“先聽后說（LBT）”，它是減少沖突的關鍵技術。

12、 常用的退避算法類型有： 1)堅持型CSMA 2)非堅持型CSMA,4.2.1 IEEE 802.3以太網(wǎng),,,,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),載波偵聽多路訪問（CSMA／CD）,1)堅持型CSMA如果共享介質(zhì)空閑就立即發(fā)送；如果介質(zhì)忙則繼續(xù)監(jiān)聽，直到空閑立即發(fā)送若發(fā)生沖突，等待一個隨機長的時間再監(jiān)聽優(yōu)點：只要介質(zhì)空閑，站點就立即發(fā)送缺點：如果有兩個以上的站點有數(shù)據(jù)發(fā)送，沖

13、突就不可避免。,4.2.1 IEEE 802.3以太網(wǎng),,,,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),載波偵聽多路訪問（CSMA／CD）,2)非堅持型CSMA如果介質(zhì)空閑就立即發(fā)送；如果介質(zhì)忙則不再偵聽，等待一隨機時間后再發(fā)送。 采用隨機的重發(fā)延遲時間可以減少沖突的可能性。但其缺點是；即使有幾個站有數(shù)據(jù)要傳送，介質(zhì)仍然可能處于空閑狀態(tài)，介質(zhì)利用率較低。,4.2.1 IEEE 802.3以太網(wǎng),,,,,4.1節(jié),4.

14、2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),兩個概念,傳播時延：一個幀從一個站出發(fā)到達另一個站之間的時間。傳輸時延：一個站發(fā)送一幀所用的時間，即開始發(fā)送幀頭到發(fā)送幀尾結束之間的時間。,4.2.2 IEEE 802.4令牌總線,,,,在總線拓撲中利用“令牌”（一種特定的幀） 作為控制節(jié)點訪問公共傳輸介質(zhì)的確定型介質(zhì)訪問控制方法。任何一個節(jié)點只有在取得令牌后才能使用共享總線去發(fā)送數(shù)據(jù)。,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.

15、2.3 IEEE 802.5令牌環(huán),,,,當環(huán)正常工作時，令牌總是沿著物理環(huán)單向逐站傳送，傳送順序與節(jié)點在環(huán)中排列的順序相同。如果節(jié)點A有數(shù)據(jù)幀要發(fā)送，它必須等待空閑令牌的到來。當節(jié)點A獲得空閑令牌之后，它將令牌標志位由“閑”變?yōu)椤懊Α?，然后傳送?shù)據(jù)幀。,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.3 以太網(wǎng),,,一般來說，以太網(wǎng)具有的如下特征：1. 共享媒體：所有網(wǎng)絡設備依次使用同一通信媒體。 2. 廣播域：需要傳輸?shù)?/p>

16、幀被發(fā)送到所有節(jié)點，但只有尋址到的節(jié)點才會接收到幀。 3. CSMA/CD：以太網(wǎng)中利用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測方法以防止沖突或更多節(jié)點同時發(fā)送。 4. MAC 地址：媒體訪問控制層的所有 Ethernet 網(wǎng)絡接口卡（NIC）都采用48位網(wǎng)絡地址。這種地址全球唯一。,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.3.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng) （10Mbit/s）,,,1. 10Base-5規(guī)范（粗纜網(wǎng)）使用粗同軸電纜。每

17、個網(wǎng)段的最大傳輸距離為500米，每段最多站點數(shù)為100個，網(wǎng)段內(nèi)兩站點間距離不小于2.5米，網(wǎng)絡最大跨距2500米，通過中繼器能連五個網(wǎng)段。,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.3.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng),,,1. 10Base-5規(guī)范（粗纜網(wǎng)）,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.3.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng),,,2. 10Base-2規(guī)范（細纜網(wǎng)）使用細同軸電纜和單根總線的拓撲結構。長度是185米（607英

18、尺）；使用BNC T型連結器將電纜與網(wǎng)卡相連；最多只能使用4個中繼器連結5個干線段，只有其中三個段允許使用工作站，另兩個用于擴展距離。,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.3.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng),,,2. 10Base-2規(guī)范（細纜網(wǎng)）,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.3.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng),,,3. 10Base-T規(guī)范（雙絞線網(wǎng)）使用雙絞線電纜和星形拓撲結構，使用直徑為0.4到0.6mm的3類

19、、4類或5類非屏蔽雙絞線；網(wǎng)絡中任何兩個工作站之間的數(shù)據(jù)通路最多為４個集線器；電纜末端使用RJ-45插座，1針和2針是“發(fā)送”，3針和6針是“接收”。 收發(fā)器到集線器的距離不能超過100m。,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.3.1 傳統(tǒng)以太網(wǎng),,,3. 10Base-T規(guī)范（雙絞線網(wǎng)）,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.3.2 高速以太網(wǎng),,,1.快速以太網(wǎng)（100BASE-T）快速以太網(wǎng)

20、技術支持3、4、5類雙絞線以及光纖的連接，能有效利用用戶已有的設施。100Mbps快速以太網(wǎng)也包括幾種不同的技術標準。,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.3.2 高速以太網(wǎng),,,2.千兆以太網(wǎng) 特點：允許在1Gbit/s的速率下以全雙工和半雙工兩種方式工作。使用802.3協(xié)議規(guī)定的幀格式。在半雙工方式下使用CSMA/CD協(xié)議（全雙工方式下不需要使用這個協(xié)議）。與10BASE-T和100BASE-T技術向

21、下兼容。,千兆以太網(wǎng)技術有兩個標準： IEEE802.3z和IEEE802.3ab。,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.3.2 高速以太網(wǎng),,,3.萬兆以太網(wǎng)特點： 萬兆以太網(wǎng)只支持雙工模式，不支持單工模式，而以往的各種以太網(wǎng)標準均支持單工/雙工模式。萬兆以太網(wǎng)由于傳輸速率高，其使用的媒體只能是光纖，而以往的各種以太網(wǎng)標準均支持銅纜。萬兆以太網(wǎng)不使用CSMA/CD協(xié)議，因為這屬于較慢的單工以太網(wǎng)技

22、術。萬兆以太網(wǎng)使用64B/66B和8B/10B兩種編碼方式，而傳統(tǒng)以太網(wǎng)只使用8B/10B編碼方式。萬兆以太網(wǎng)支持局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)接口，且其有效距離可達40km，而以往的以太網(wǎng)只支持局域網(wǎng)應用，有效傳輸距離不超過5km。萬兆以太網(wǎng)不僅適合所有傳統(tǒng)局域網(wǎng)的應用場合，更能延伸到傳統(tǒng)以太網(wǎng)技術受到限制的城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)范圍。,萬兆以太網(wǎng)標準 IEEE 802.3ae,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.4 局域網(wǎng)的組建,

23、,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),計算機網(wǎng)絡按其工作模式主要有兩種：客戶機／服務器模式（Client/Server，C/S）對等模式（Peer-to-Peer，P2P）前者注重的是文件資源管理、系統(tǒng)資源安全等指標，而后者注重的是網(wǎng)絡的共享和便捷。,4.4 局域網(wǎng)的組建,,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.4.1 組建對等局域網(wǎng),,,,4.4.2 組建C/S局域網(wǎng),4.4.3 組建無線局域

24、網(wǎng),4.4.1 組建對等局域網(wǎng),4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),對等局域網(wǎng)又簡稱對等網(wǎng)，是一種權利平等、組網(wǎng)簡單的小型網(wǎng)絡，它操作簡便，投資少，具有局域網(wǎng)的基本功能，且具有良好的容錯性。雖說對等網(wǎng)存在一些功能上的局限性，但在很多情況下，還是能夠滿足用戶對網(wǎng)絡的需求，因此在很多場合，如家庭、校園宿舍以及小型辦公場所，得到了廣泛應用，成為了主要的網(wǎng)絡模式。,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),用戶數(shù)量不超過

25、20個。 所有用戶都位于一個臨近的區(qū)域。 用戶們能夠共享文件和打印機。 數(shù)據(jù)安全性要求不高，各個用戶都是各自計算機的管理員，獨立管理自己的數(shù)據(jù)和共享資源。 不需要專門的服務器，也不需要另外的計算機或者軟件。,4.4.1 組建對等局域網(wǎng),兩臺計算機通過交叉雙絞線直接相連，構成一個最簡單的對等網(wǎng)。這種形式主要用于家庭、宿舍，在一些工業(yè)控制、科研開發(fā)等場合也有應用。,1. 雙機對等網(wǎng)（例6-1，P115頁）,4.1節(jié),4.2節(jié),4.

26、3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.4.1 組建對等局域網(wǎng),,2. 多機對等網(wǎng),組建多于3臺計算機的對等網(wǎng)，就必須采用集中設備（集線器或交換機）組成星型網(wǎng)絡。星型網(wǎng)絡使用雙絞線連接，結構上以集中設備為中心，呈放射狀連接各臺計算機。由于集中設備上有許多指示燈，當網(wǎng)絡遇到故障時，很容易發(fā)現(xiàn)出故障的計算機，而且一臺計算機或線路出現(xiàn)問題不影響其他計算機，網(wǎng)絡系統(tǒng)的可靠性大大增強。另外，如果要增加一臺計算機，只需連接到集中設備上就可以，很方便擴充網(wǎng)

27、絡。,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.4.1 組建對等局域網(wǎng),,組建一個基于交換機的對等網(wǎng) （例6-2，P117頁）,4.4.1 組建對等局域網(wǎng),4.4.2 組建C/S局域網(wǎng),,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),在網(wǎng)絡連接模式中,除對等網(wǎng)外,還有另一種形式的網(wǎng)絡，即客戶機/服務器網(wǎng)，Client/Server。在客戶機/服務器網(wǎng)絡中，服務器是網(wǎng)絡的核心，而客戶機是網(wǎng)絡的基礎，客戶機依靠服務器獲

28、得所需要的網(wǎng)絡資源，而服務器為客戶機提供網(wǎng)絡必須的資源。,4.4.2 組建C/S局域網(wǎng),,C/S局域網(wǎng)的特點：網(wǎng)絡中至少有一臺服務器為客戶機提供網(wǎng)絡服務。網(wǎng)絡中客戶端比較多，地點一般比較分散，不在同一房間或不在同一樓宇中。網(wǎng)絡中資源比較多，適用于集中存儲，通常包括大量的共享數(shù)據(jù)資源。網(wǎng)絡管理集中，安全性高，訪問資源受權限限制，保證數(shù)據(jù)可靠性。,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),,C/S局域網(wǎng)的類型：工作組方式

29、,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.4.2 組建C/S局域網(wǎng),,C/S局域網(wǎng)的類型：域控制方式,,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.4.2 組建C/S局域網(wǎng),,C/S局域網(wǎng)的類型：獨立服務器方式,,4.1節(jié),4.2節(jié),4.3節(jié),4.4節(jié),4.5節(jié),4.4.2 組建C/S局域網(wǎng),4.4.3 組建無線局域網(wǎng),計算機網(wǎng)絡基礎與應用,,計算機網(wǎng)絡基礎與應用,常見的無線局域網(wǎng)分為獨立無線網(wǎng)絡和混

30、合結構無線網(wǎng)絡兩種類型。獨立無線網(wǎng)絡是指所有網(wǎng)絡都使用無線通信，其組建方式通常采用無線對等網(wǎng)絡和借助無線AP構建無線網(wǎng)絡兩種方式，在使用無線AP時，所有客戶端的通信都要通過AP來轉接?；旌辖Y構無線網(wǎng)絡是指在網(wǎng)絡中既有無線模式，也有有線模式，基本結構方式是通過AP或無線路由器將有線網(wǎng)絡擴展到無線網(wǎng)絡。,,計算機網(wǎng)絡基礎與應用,,計算機網(wǎng)絡基礎與應用,無線網(wǎng)卡,,4.4.3 組建無線局域網(wǎng),無線局域網(wǎng)的硬件設備,無線接入點（AP）

31、,計算機網(wǎng)絡基礎與應用,,計算機網(wǎng)絡基礎與應用,無線路由器,,4.4.3 組建無線局域網(wǎng),無線局域網(wǎng)的硬件設備,無線天線,計算機網(wǎng)絡基礎與應用,,計算機網(wǎng)絡基礎與應用,無線對等網(wǎng)絡（無中心拓撲結構） 【例6-3】：以Windows XP系統(tǒng)為例來說明無線對等網(wǎng)絡的組建方法。,,,4.4.3 組建無線局域網(wǎng),計算機網(wǎng)絡基礎與應用,,計算機網(wǎng)絡基礎與應用,接入點無線網(wǎng)絡 （有中心拓撲結構 ）【例6-4】：以如圖所示的拓撲結構和IP地