1、4.2 計算機局域網計算機局域網4.2.1 局域網的特點與組成局域網的特點與組成4.2.2 常用局域網介紹常用局域網介紹24.2.1 局域網的特點與組成局域網的特點與組成3計算機局域網計算機局域網(LAN)的特點的特點 n為一個單位所擁有，地為一個單位所擁有，地理范圍有限理范圍有限n使用專門鋪設的傳輸介使用專門鋪設的傳輸介質進行連網質進行連網n數據傳輸速率高數據傳輸速率高(10Mbps1Gbps)、延遲時間短延遲時間短n可靠性高、誤碼率低可靠性高、誤碼率低(10-810-11)路由器路由器防火墻防火墻文件服文件服務器務器共享共享打印機打印機局域網局域網集線器集線器廣域網廣域網廣域網廣域網4局域

2、網的組成局域網的組成 網絡上的每個節點都裝有網絡接口網絡上的每個節點都裝有網絡接口卡卡(NIC,簡稱網卡簡稱網卡)，網卡通過傳輸，網卡通過傳輸介質把節點相互連接起來介質把節點相互連接起來雙絞線、同軸雙絞線、同軸電纜、光纖或電纜、光纖或者無線電波者無線電波 網絡網絡服務器服務器工作站工作站網絡接網絡接口卡口卡傳輸介質傳輸介質工作站工作站工作站工作站網絡網絡 打印機打印機網絡上的每臺設備網絡上的每臺設備(如工如工作站、服務器、打印機作站、服務器、打印機等等) 都稱為是網絡中的都稱為是網絡中的 一個一個“節點節點”5局域網的拓撲結構局域網的拓撲結構總線型局域網總線型局域網環型局域網環型局域網星型局域

3、網星型局域網網絡上的網絡上的 節點節點6局域網的數據傳輸方法局域網的數據傳輸方法n網絡上的每個節點如工作站、服務器、打印機等），網絡上的每個節點如工作站、服務器、打印機等），都是數據傳輸的都是數據傳輸的“源或者源或者“目的地目的地”n介質訪問地址介質訪問地址(MAC地址地址)：為了相互區別，局域網中的：為了相互區別，局域網中的每個節點都有一個惟一的地址，稱為每個節點都有一個惟一的地址，稱為MAC地址地址n數據傳輸方法：數據傳輸方法：n采用時分多路復用技術，多個節點共享傳輸介質采用時分多路復用技術，多個節點共享傳輸介質n不允許任何節點連續傳輸任意長的數據，必須把要傳輸不允許任何節點連續傳輸任意長

4、的數據，必須把要傳輸的數據分成小塊稱為的數據分成小塊稱為“幀幀”，frame），每個節點每次），每個節點每次只傳輸一個幀，確保任何節點都有傳輸數據的機會只傳輸一個幀，確保任何節點都有傳輸數據的機會7局域網數據幀的格式局域網數據幀的格式 有效載荷有效載荷(傳輸的數據傳輸的數據)校驗校驗信息信息發送節點發送節點MAC地址地址接收節點接收節點MAC地址地址發給哪一臺計發給哪一臺計算機？算機？校驗信息隨同數據一起進行傳校驗信息隨同數據一起進行傳輸，供接收節點在收到數據之輸，供接收節點在收到數據之后驗證數據傳輸是否正確后驗證數據傳輸是否正確哪一臺計算機發哪一臺計算機發送的數據幀送的數據幀需要傳輸的數據，

5、如程序、需要傳輸的數據，如程序、郵件、郵件、MP3音樂等音樂等 不同類型的局域網，數據幀的格式各不相同：不同類型的局域網，數據幀的格式各不相同： MAC地址的長度不同地址的長度不同 有效載荷的最大長度限制不同有效載荷的最大長度限制不同 使用的校驗方法不同使用的校驗方法不同 其它組成部分其它組成部分8什么是網卡網絡接口卡）？什么是網卡網絡接口卡）？n網卡就是計算機的網絡通信控制器網卡就是計算機的網絡通信控制器n主要功能：實現節點之間的數據通信主要功能：實現節點之間的數據通信網卡及其安裝網卡及其安裝筆記本電腦使用的網卡筆記本電腦使用的網卡n網絡中每個節點網絡中每個節點( (工作站或服務器工作站或服

6、務器) )都必須安裝網卡，不同類都必須安裝網卡，不同類型的網絡，需安裝使用不同類型的網卡型的網絡，需安裝使用不同類型的網卡n由于芯片組集成度的提高，現在網卡的功能大多已集成在芯由于芯片組集成度的提高，現在網卡的功能大多已集成在芯片組中，即所謂的片組中，即所謂的“集成網卡集成網卡”9網卡的具體功能網卡的具體功能1 在計算機與網絡之間建立一個通信鏈路在計算機與網絡之間建立一個通信鏈路(link)，通過傳輸介質，通過傳輸介質發送信息和接收信息發送信息和接收信息2 將數據分成幀將數據分成幀(frame)、以幀為單位發送和接收信息、以幀為單位發送和接收信息3 將計算機的輸出轉換為適合網絡傳輸的信號將計算

7、機的輸出轉換為適合網絡傳輸的信號(并串轉換、電并串轉換、電平轉換平轉換)n每塊網卡均由生產廠家分配一個全球惟一的每塊網卡均由生產廠家分配一個全球惟一的MAC地址，該地址地址，該地址就是使用這塊網卡的節點就是使用這塊網卡的節點MAC地址地址網卡轉換成串行網卡轉換成串行信號發送到網絡信號發送到網絡計算機需發送的信息計算機需發送的信息以并行方式送至網卡以并行方式送至網卡104.2.2 常用局域網介紹常用局域網介紹11常用局域網之常用局域網之1：總線式以太網：總線式以太網n以總線式集線器(hub)為中心，每個節點通過以太網卡和雙絞線連接到集線器的一個端口，通過集線器與其他節點相互通信 集 線器ABCD

8、把一個端口接收到的幀把一個端口接收到的幀向所有端口分發出去，向所有端口分發出去，并對信號進行放大，以并對信號進行放大，以擴大網絡的傳輸距離，擴大網絡的傳輸距離，起著中繼器的作用起著中繼器的作用 有效載荷有效載荷(傳輸傳輸的數據的數據)校驗校驗信息信息發送節點發送節點MAC地地址址接收節點接收節點MAC地地址址AD(以太網數據幀以太網數據幀)12常見局域網之常見局域網之2：交換式以太網：交換式以太網n以交換式集線器(switch hub)為中心構成n交換式集線器是一種高速電子交換器，連接在交換器上的所有節點均可同時相互通信總線式以太網總線式以太網交換式以太網交換式以太網Hub向所有節點發送數據幀

9、，由節點向所有節點發送數據幀，由節點選擇接收選擇接收Hub按按MAC地址將數據幀直接發送給地址將數據幀直接發送給指定的節點指定的節點1次只允許次只允許1對節點進行數據幀的傳輸對節點進行數據幀的傳輸允許多對節點同時進行數據幀的傳輸允許多對節點同時進行數據幀的傳輸總線式拓撲結構總線式拓撲結構星形拓撲結構星形拓撲結構所有節點共享一定的帶寬所有節點共享一定的帶寬每個節點各自獨享一定的帶寬每個節點各自獨享一定的帶寬 交換交換式式 集線集線器器12345613常見局域網之常見局域網之3：千兆位以太網：千兆位以太網 工作組交換器工作組交換器1工作組交換器工作組交換器2 部門交換器部門交換器部門服務器部門服務

10、器1000Mbps至中央交換器至中央交換器10/100Mbps至桌面至桌面 其中，底層其中，底層(工作組、部門工作組、部門)的交換器以的交換器以10Mbps或或100Mbps的速度與高層的中央交換器連接，中央交換器的速度與高層的中央交換器連接，中央交換器以每秒千兆位的速率與網絡服務器連接，傳輸介質以每秒千兆位的速率與網絡服務器連接，傳輸介質(光纖光纖)的長度可達幾公里的長度可達幾公里 交換式集線器可以按層次方式互相連接起來，構成工作組交換式集線器可以按層次方式互相連接起來，構成工作組部門部門公司公司(單位單位)的多層次的局域網的多層次的局域網1000Mbps14以太網使用的傳輸介質以太網使用的

11、傳輸介質n同軸電纜早期使用）同軸電纜早期使用）n速率為速率為10Mbps 的以的以太網，價格高太網，價格高n雙絞線雙絞線5類線）類線）n 大量用于速率為大量用于速率為10Mbps和和100Mbps的以的以太網太網n光纖光纖n用于速率為千兆用于速率為千兆(1Gbps)以太網和萬兆以太網和萬兆(10Gbps)以太網以太網雙絞線和雙絞線和RJ45插頭插頭(水晶頭水晶頭)是目前以太網使用最多的是目前以太網使用最多的傳輸介質傳輸介質15以太網使用的網卡以太網使用的網卡n功能：功能：n按照以太網的傳輸協議按照以太網的傳輸協議(IEEE 802.3 規范規范)，實現計算機之間的，實現計算機之間的數據通信數據

12、通信n按傳輸速率分為：按傳輸速率分為：n10 Mbps 網卡網卡(10Base-T)n100 Mbps 網卡網卡(100Base-T )n10/100 Mbps 自適應網卡自適應網卡 n1000 Mbps 網卡網卡 n按產品形態分為：按產品形態分為：n獨立網卡獨立網卡n集成網卡集成網卡(由芯片組實現網卡功由芯片組實現網卡功能能)筆記本電腦使用的網卡筆記本電腦使用的網卡臺式機使用的網卡臺式機使用的網卡16小結：以太網的優缺點小結：以太網的優缺點n優點：優點：n增刪節點容易增刪節點容易n成本低成本低n維護方便維護方便n輕負載時效率高節點少，或者信息發送不頻繁）輕負載時效率高節點少，或者信息發送不頻

13、繁）n缺陷：缺陷：n 重負載情況下網絡性能將急劇下降，不適合實重負載情況下網絡性能將急劇下降，不適合實時性要求較高的環境，特別是總線式以太網時性要求較高的環境，特別是總線式以太網17常見局域網之常見局域網之4： 光纖分布式數字接口網光纖分布式數字接口網(FDDI)傳輸介質為多模光纖傳輸介質為多模光纖采用雙環結構，采用雙環結構，每個節點掛接每個節點掛接到兩個環路上。到兩個環路上。主環用于正常主環用于正常情況下的數據情況下的數據傳輸，副環作傳輸，副環作為備份，在主為備份，在主環故障或者節環故障或者節點故障時替代點故障時替代主環工作，使主環工作，使網絡仍可正常網絡仍可正常工作工作數據通信方法：使用一

14、種特殊的幀數據通信方法：使用一種特殊的幀(令牌令牌)在網絡中依次傳遞，在網絡中依次傳遞，只有得到令牌的節點才能獲得對環路的訪問權而發送一幀數據；只有得到令牌的節點才能獲得對環路的訪問權而發送一幀數據；數據幀沿環傳送，環中每個節點接到該楨后就檢查楨中的接收數據幀沿環傳送，環中每個節點接到該楨后就檢查楨中的接收地址而決定接收該楨還是轉發該楨地址而決定接收該楨還是轉發該楨18FDDI的特點與應用的特點與應用n可覆蓋較大的范圍最大節點間距離可覆蓋較大的范圍最大節點間距離2km,環路最大長環路最大長度達度達100km）n 支持較高的數據傳輸速率支持較高的數據傳輸速率(100Mb/s) n 常用于構造局域

15、網的主干部分連接多個局域網）常用于構造局域網的主干部分連接多個局域網）n 由于幀格式與其他局域網不同，與其他局域網進行互由于幀格式與其他局域網不同，與其他局域網進行互連時，需要通過連時，需要通過“網橋或網橋或“路由器路由器”FDDI網網以太網以太網以太網以太網19常見局域網之常見局域網之5:無線局域網無線局域網 n特點：特點：n使用使用S頻段頻段(2.4G2.4835GHz)無線電波作為傳輸介質，對人體沒有無線電波作為傳輸介質，對人體沒有傷害傷害n具有靈活性，相對于有線網絡，它的組建、配置和維護較為容易具有靈活性，相對于有線網絡，它的組建、配置和維護較為容易n使用擴頻方式通信時，具有抗干擾、抗

16、噪聲、抗衰減能力，通信比較使用擴頻方式通信時，具有抗干擾、抗噪聲、抗衰減能力，通信比較安全，不易偷聽和竊取，具有高可用性安全，不易偷聽和竊取，具有高可用性n無線局域網通過無線網卡、無線無線局域網通過無線網卡、無線hub、無線網橋等設備進行組網、無線網橋等設備進行組網無線網卡無線網卡集線器集線器 無線無線hub無線無線hub20無線局域網通信協議無線局域網通信協議n802.11標準標準(Wi-Fi), 其中：其中：n802.11a : 25Mbpsn802.11g : 54Mbpsn802.11b(傳輸速率能根據環境變化傳輸速率能根據環境變化)，最大可達，最大可達11 Mbpsn藍牙藍牙blue

17、tooth）n近距離無線數字通信的標準，是近距離無線數字通信的標準，是802.11的補充的補充n最高數據傳輸速率可達最高數據傳輸速率可達1Mbps(有效傳輸速率為有效傳輸速率為721kbps)n傳輸距離為傳輸距離為10cm10mn適合于辦公室或家庭環境的無線網絡適合于辦公室或家庭環境的無線網絡21無線局域網的特點無線局域網的特點n優點優點n具有很好的靈活性具有很好的靈活性n最大通信范圍可達幾公里甚至幾十公里最大通信范圍可達幾公里甚至幾十公里n組網、配置和維護較容易組網、配置和維護較容易n缺陷缺陷n還不能完全脫離有線網絡，只是有線網絡的補充還不能完全脫離有線網絡，只是有線網絡的補充n產品比較貴產品比較貴n傳輸速度較慢傳輸速度較慢22小結：計算機局域網的比較小結：計算機局域網的比較n為適應不同應用的需要，