1、計算機網絡應用基礎計算機網絡應用基礎B Basic Applications of asic Applications of Computer NetworkComputer Network第3章 局域網、城域網與無線局域網技術知識點知識點本章學習要求u 探討：局域網、城域網基礎知識u 重點掌握：局域網技術u 了解：城域網技術u 重點掌握：無線局域網知識內容目錄內容目錄3.1 局域網概述局域網概述3.2 局域網體系結構局域網體系結構3.3 局域網技術局域網技術3.4 城域網城域網3.5 無線局域網無線局域網3.1 局域網概述局域網概述3.1.1 局域網的定義局域網的定義局域網：局域網：（Loc

2、al Area Network，LAN）在較小區域范圍內由各種計算機和數據通訊設備互連在一起形成的計算機通訊網絡。 局域網特點：局域網特點：p 覆蓋地理范圍有限p 為一個單位或組織所擁有p 數據通信速率較高、傳輸時延較短p 側重共享信息的處理問題，而非傳輸問題3.1 局域網概述局域網概述3.1.2 局域網分類局域網分類 （1）從網絡通信方式角度 專用服務器局域網 客戶機/服務器局域網 對等局域網 （2）從介質訪問控制方法角度 共享介質局域網 交換式局域網3.1 局域網概述局域網概述3.1.3 局域網的應用局域網的應用 （1）應用于園區，根據覆蓋范圍的不同分為： 辦公室網絡 樓宇級網絡 園區級網

3、絡 （2）應用于后端 數據中心網絡3.1 局域網概述局域網概述p 辦公室網絡辦公室網絡 工作組網絡，覆蓋一個或鄰近幾個房間 構成：交換機+計算機 應用：少量的實驗室、辦公室聯網上聯部門網絡10/100Mbps3.1 局域網概述局域網概述p 樓宇級網絡樓宇級網絡 覆蓋一幢大樓 構成：核心層（主干網）以及接入層 應用：大型企業的部門、大學的學院等部門核心交換機辦公室辦公室辦公室上聯主干網接入層核心層3.1 局域網概述局域網概述p 園區級網絡園區級網絡 覆蓋一個園區的多個建筑物 構成：核心層（主干網）以及接入層 應用：校園網、大型企業/政府網絡、住宅區網絡辦公室辦公室辦公室部門核心交換機連接至Int

4、ernet園區主干網：3層交換機部門核心交換機部門核心交換機中心 交換機接入層辦公室3.1 局域網概述局域網概述p 數據中心網絡數據中心網絡 在后臺工作，用戶不直接接觸 直接連接在園區網絡的中心交換機，或互聯網的核心網絡 互聯各種類型的服務設備，如大型服務器、存儲區域網、網絡監控設備等 為服務器的高質量服務提供網絡基礎環境3.2 局域網體系結構局域網體系結構3.2.1 局域網參考模型局域網參考模型 局域網體系結構定義：IEEE802參考模型OSI參考模型物理層物理層邏輯鏈路控制邏輯鏈路控制介質訪問控制介質訪問控制IEEE802參考模型LLC：與介質訪問無關的部分，為高層協議提供相應接口MAC：

5、與訪問各種傳輸介質有關的問題3.2 局域網體系結構局域網體系結構3.2.2 IEEE802標準標準 802標準族A 管理802.1B 綜述及體系結構802.1802.3CSMA/CD MAC物理層802.4令牌總線 MAC物理層802.5令牌環 MAC物理層802.6MAN MAC物理層802.9語音數據綜合局域網802.11無線局域網802.2 邏輯鏈路控制LLC802.16無線城域網802.10 可戶操作的局域網的安全802.7寬帶技術802.8光纖技術網絡層數據鏈路層物理層802.12高速局域網3.3 局域網技術局域網技術3.3.1 局域網拓撲結構局域網拓撲結構p 總線型p 環型p 星型

6、3.3 局域網技術局域網技術3.3.1 局域網拓撲結構局域網拓撲結構p 總線型（bus topology）服務器 網絡結構簡單網絡結構簡單 可擴充性能好可擴充性能好 網絡結點間響應速度快網絡結點間響應速度快 網絡可靠性高網絡可靠性高 共享資源能力強共享資源能力強 實時性較差實時性較差 發送數據時容易產發送數據時容易產生生“沖突沖突” 傳輸信道為共享信道，一發多收 信號向兩端傳輸 同一時刻只能有一個有效發送 需要發送規則來決定當前誰可以發送 總線負載容量有限3.3 局域網技術局域網技術3.3.1 局域網拓撲結構局域網拓撲結構p 環型（ring topology） 網絡結構簡單網絡結構簡單 各結點

7、地位相等各結點地位相等 無信道選擇問題無信道選擇問題 有效解決發送有效解決發送“沖突沖突” 系統響應時間長系統響應時間長 傳輸效率低傳輸效率低 系統可靠性低系統可靠性低 點對點連接的閉合環形網絡 數據延固定方向單向傳遞，逐個結點轉發 同一時刻可以有多個結點發送信息服務器轉發器3.3 局域網技術局域網技術3.3.1 局域網拓撲結構局域網拓撲結構p 星型（star topology） 傳輸速度快傳輸速度快 網絡構型簡單網絡構型簡單 建網容易建網容易 便于控制和管理便于控制和管理 網絡可靠性低網絡可靠性低 共享能力差共享能力差 所有結點都與中心結點相連雙向傳輸信息 中心結點為交換機或轉發器 結點之間

8、的通信需通過中心結點轉發服務器交換機 現今現今LAN的拓撲的拓撲n區分端站與中繼系統端站：主機中繼系統：switchnSwitch互連形成LAN主干： mesh網狀結構n端站到switch的接入： star星型結構3.3 局域網技術局域網技術基本結構基本結構計算機網絡計算機網絡基本結構基本結構目前局域網目前局域網基本結構基本結構目前局域網目前局域網switch主機switchswitchswitch內裝網卡資源子網資源子網通信子網通信子網3.3 局域網技術局域網技術3.3.2 局域網傳輸介質局域網傳輸介質(1)導向的(Guided）有線介質p 同軸電纜：高寬帶性、適用于總線型結構p 雙絞線：傳

9、輸模擬聲音，適用于星型結構p 光纖：與同軸電纜類似，適用于長距離信息傳輸(2)非導向的(Unguided）無線介質p 微波p 無線電波p 紅外線3.3 局域網技術局域網技術3.3.3 局域網介質訪問控制策略局域網介質訪問控制策略（1）在哪里進行控制？（2）怎樣進行控制？ p 帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD）p 令牌總線（Token Bus）p 令牌環（Token Ring）3.3 局域網技術局域網技術p帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect）（1）適用于總線結構（2）工作原理： 先

10、聽后發 邊聽邊發 沖突停止 延遲重發CSMA/CD工作流程3.3 局域網技術局域網技術pCSMA/CD（3）優點： 有效解決信息傳輸中的“沖突”（4）缺點： 發送時延的不確定性 隨著網絡流量的增加，沖突也將增加，降低網絡性能CSMA/CD工作流程3.3 局域網技術局域網技術p令牌總線（Token Bus）（1）“令牌”：一種特殊的控制幀（2）工作原理： 在總線拓撲結構中建立一個邏輯環 令牌按環中結點的邏輯位置依次循環傳遞 該結點沒有數據等待發送 該結點提前發送完要發送的幀 該結點未發送完，但持有令牌的最大時間到3.3 局域網技術局域網技術p令牌總線（Token Bus）（3）Token Bus

11、方式的優點：發送時延確定具有“無沖突”特點，重負載下信道利用率高支持優先級服務（4） Token Bus方式的缺點：需要完成以下環維護工作環初始化 新結點的加入與撤出 環恢復（出現令牌丟失或多個令牌時） 3.3 局域網技術局域網技術p令牌環（Token Ring）（1）用于環型結構，令牌結點是物理環結構，而非邏輯環（2）工作原理： 在環型拓撲結構中按照結點連接建立一個物理環 令牌延環中結點的排列順序依次傳遞3.3 局域網技術局域網技術p令牌環（Token Ring）（3）Token Ring方式的優點：環中結點訪問延遲確定適用于重負載環境支持優先級服務（4）Token Ring方式的缺點：環維

12、護工作復雜實現比較困難 3.3 局域網技術局域網技術3.3.4 局域網技術的發展軌跡局域網技術的發展軌跡3.4 城域網城域網3.4.1 城域網的定義城域網的定義城域網：城域網：（Metropolitan Area Network ，MAN）又稱區域網，以光纖為傳輸介質，通常覆蓋一座城市或一個地區，實現高速寬帶傳輸的數據通信網絡。 MAN規模較LAN大一些，可以看作是把眾多LAN互連的網絡。 MAN使用與LAN類似的技術。 MAN支持多種業務：語音、數據、圖像、多媒體等。 MAN廣泛接入：企業、家庭、政府機關等。 MAN傳輸介質：光纖。 3.4 城域網城域網3.4.2 城域網技術城域網技術 p

13、光纖分布式數據接口（光纖分布式數據接口（FDDI） 采用令牌環介質訪問控制方式主干網使用雙環結構，具有容錯能力以光纖為傳輸介質具有動態分配帶寬的能力，能夠支持同步和異步數據傳輸3.4 城域網城域網3.4.3 城域網的網絡結構城域網的網絡結構p 核心層核心層p 匯聚層匯聚層p 接入層接入層承擔高速數據交換和大容量的業務調度業務匯聚和收斂、IP交換處理支持多種接入技術，將終端用戶接入到網絡中3.5 無線局域網無線局域網3.5.1 無線局域網定義無線局域網定義無線局域網無線局域網( (Wireless Local Area Network, WLAN）利用無線通信技術在一定的局部范圍內建立的網絡，能

14、夠使用戶真正實現隨時、隨地、隨意地接入網絡。 WLAN是計算機網絡與無線通信技術相結合的產物 傳輸媒介：無線多址信道 WLAN提供傳統有線LAN的功能 3.5 無線局域網無線局域網3.5.2 WLAN的主要類型的主要類型p 紅外線局域網 定向光束紅外傳輸技術 全方位紅外傳輸技術 漫反射紅外傳輸技術 p 擴頻局域網 跳頻通信 直接序列擴頻 p 窄帶微波局域網 申請執照的窄帶RF 免申請執照的窄帶RF 3.5 無線局域網無線局域網3.5.3 WLAN的特點的特點（1）優勢 安裝便捷、維護方便 使用靈活、移動簡單（2）局限性 覆蓋范圍 電池容量 多個無線局域網之間的干擾 經濟節約、性價比高 易于擴展、大小自如3.5 無線局域網無線局域網3.5.4 WLAN的族協議的族協議 3.5 無線局域網無線局域網3.5.5 WLAN的組網設備的組網設備p 無線網卡p 無線接入點（無線AP）p 無線路由器p 無線天線 3.5 無線局域網無線局域網3.5.6 WLAN的組網結構的組網結構p 網橋連接型p 無線AP接入型p Hub接入型p 無中心接入型 3.5 無線局域網無線局域網3.5.6 WLAN的組網結構的組網結構p 網橋連接型 連接兩個相互獨立的有線局域網。3.5 無線局域網無線局域網3.5.6 WLAN的組網結