1、信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程1吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程2吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著本章學習要求本章學習要求：掌握：掌握：廣域網技術廣域網技術掌握：局域網技術掌握：局域網技術了解：寬帶城域網技術了解：寬帶城域網技術信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程3吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.1 廣域網技術廣域網技術 廣域網的主要特征廣域網的主要特征廣域網技術發展的軌跡廣域網技術發展的軌跡光網絡與光以太網技術光網絡與光以太網技

2、術信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程4吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.1.1 廣域網的主要特征廣域網的主要特征 廣域網是一種公共數據網絡廣域網是一種公共數據網絡 廣域網技術研究的重點是寬帶核心交換廣域網技術研究的重點是寬帶核心交換技術技術信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程5吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.1.2 廣域網技術發展的軌跡廣域網技術發展的軌跡在廣域網的發展過程中，用于構成廣域在廣域網的發展過程中，用于構成廣域網的網絡類型主要有：網的網絡類型主要有： 公共電話交換網、綜合業務數字網、公共電話交換

3、網、綜合業務數字網、ATM網網 X.25網、幀中繼網網、幀中繼網 光以太技術光以太技術信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程6吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著從傳統的電信網從傳統的電信網向向ISDN的發展的發展 ISDN端口電話交換網電話交換網電話機電話機傳真機傳真機X.25網X.25網計算機計算機ISDNISDNISDN端口傳真機傳真機電話機電話機計算機計算機信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程7吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著公共電話交換網公共電話交換網 早期，利用電話交換網早期，利用電話交換網(public s

4、witching telephone network，PSTN)的模擬信道，的模擬信道，使用調制解調器使用調制解調器(modem)這種設備，通這種設備，通過撥號建立結點之間的線路連接的網絡，過撥號建立結點之間的線路連接的網絡，完成計算機之間的低速數據通信完成計算機之間的低速數據通信信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程8吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著 X.25網網 X.25網是一種典型的公用分組交換網，它是網是一種典型的公用分組交換網，它是CCITT為為廣域網制定的一個公用分組交換網；廣域網制定的一個公用分組交換網；制定制定X.25標準的基礎是傳輸速率低

5、、誤碼率高的通信標準的基礎是傳輸速率低、誤碼率高的通信線路，為了克服通信線路數據傳輸質量較差的缺點，線路，為了克服通信線路數據傳輸質量較差的缺點，X.25標準采用了復雜的差錯控制、流量控制與擁塞控標準采用了復雜的差錯控制、流量控制與擁塞控制機制，協議復雜，工作效率不高；制機制，協議復雜，工作效率不高；X.25網的傳輸速率一般為網的傳輸速率一般為64Kbps；X.25標準主要是針對大型機與終端連網標準主要是針對大型機與終端連網 。信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程9吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著 幀中繼幀中繼 幀中繼主要考慮如何減少數據幀在通信子網中的

6、開銷，幀中繼主要考慮如何減少數據幀在通信子網中的開銷，沒有采用流量控制與差錯控制機制，通信子網中的差沒有采用流量控制與差錯控制機制，通信子網中的差錯控制由主機的高層來保證；錯控制由主機的高層來保證；數據幀通過幀中繼網的處理時間可以比通過數據幀通過幀中繼網的處理時間可以比通過X.25網降網降低一個數量級，而吞吐量要比低一個數量級，而吞吐量要比X.25網絡提高一個數量網絡提高一個數量級以上；級以上；目前幀中繼網的數據傳輸速率一般為目前幀中繼網的數據傳輸速率一般為1.5Mbps；幀中繼網主要用于局域網之間的互連。幀中繼網主要用于局域網之間的互連。 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教

7、程計算機網絡應用技術教程10吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著異步傳輸模式異步傳輸模式ATM網網ATM異步傳輸模式異步傳輸模式B-ISDN寬帶綜合業務數字網；寬帶綜合業務數字網；ATM的基本數據傳輸單元是信元；的基本數據傳輸單元是信元；信元長度固定為信元長度固定為53字節；字節；信元包括信元包括5字節的信元頭與字節的信元頭與48字節的用戶數據字節的用戶數據。53字節信元頭用戶數據48字節5字節信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程11吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著異步傳輸模式異步傳輸模式ATM網網 ATM是一種面向連接的技術；是一種面向連接的技術；采用小的

8、、固定長度的信元作為數據傳輸單元采用小的、固定長度的信元作為數據傳輸單元；能夠支持數字、語音、圖像、視頻等多媒體通信；能夠支持數字、語音、圖像、視頻等多媒體通信；ATM以統計時分多路復用方式動態分配網絡帶寬，網以統計時分多路復用方式動態分配網絡帶寬，網絡傳輸延時小，適應實時通信的要求；絡傳輸延時小，適應實時通信的要求；ATM沒有鏈路級糾錯與流量控制，協議簡單，數據交沒有鏈路級糾錯與流量控制，協議簡單，數據交換效率高；換效率高；ATM采用兩級虛電路機制，增加了虛電路分配的靈活采用兩級虛電路機制，增加了虛電路分配的靈活性；性；ATM的數據傳輸速率可以在的數據傳輸速率可以在155Mbps2.4Gbp

9、s。 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程12吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著物理鏈路、虛通路與虛通道的關系物理鏈路、虛通路與虛通道的關系 物理鏈路（物理鏈路（Physical Link）虛通路（虛通路（VP，Virtual Path）虛通道（虛通道（VC，Virtual Channel） 物理鏈路虛通路虛通道信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程13吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著支持遠程教學支持遠程教學的的ATM網網 ATM端用戶ATM交換機ATM交換機ATM交換機ATM交換機ATM網絡ATM網絡ATM接口卡聲音

10、文本視頻ATM端用戶ATM端用戶信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程14吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著綜合業務數據網綜合業務數據網 CCITT提出將語音、數據、圖像等業務提出將語音、數據、圖像等業務綜合在綜合在ISDN一個網絡之中；一個網絡之中； B-ISDN的目標是將語音、數據、靜態與的目標是將語音、數據、靜態與動態圖像傳輸綜合在一個通信網中，覆動態圖像傳輸綜合在一個通信網中，覆蓋從低傳輸速率、非實時傳輸要求，到蓋從低傳輸速率、非實時傳輸要求，到高傳輸速率、實時突發性等各類傳輸要高傳輸速率、實時突發性等各類傳輸要求；求；B-ISDN采用異步傳輸模式采

11、用異步傳輸模式ATM技術技術 。 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程15吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.1.3 光網絡與光以太網技術光網絡與光以太網技術第一代傳輸網絡以銅纜與無線射頻為主，在發第一代傳輸網絡以銅纜與無線射頻為主，在發展過程中無法逾越帶寬的瓶頸問題；展過程中無法逾越帶寬的瓶頸問題；第二代傳輸網絡在主干線路使用光纖，發揮光第二代傳輸網絡在主干線路使用光纖，發揮光纖的高帶寬、低誤碼率、抗干擾等優點，交換纖的高帶寬、低誤碼率、抗干擾等優點，交換結點的電信號與光信號轉換仍是帶寬瓶頸；結點的電信號與光信號轉換仍是帶寬瓶頸；第三代全光網以光結點取

12、代現有網絡的電結點，第三代全光網以光結點取代現有網絡的電結點，使用光纖將光結點互聯成網，克服現有網絡在使用光纖將光結點互聯成網，克服現有網絡在傳輸和交換時的瓶頸。傳輸和交換時的瓶頸。信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程16吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著ASON的概念的概念自動交換光網絡自動交換光網絡(automatic switched optical network，ASON) 引入智能控制引入智能控制的很多方法，解決光網絡的自動路由發的很多方法，解決光網絡的自動路由發現、分布式呼叫連接管理，以實現光網現、分布式呼叫連接管理，以實現光網絡的動態配置連

13、接管理。絡的動態配置連接管理。信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程17吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.2 3.2 局域網技術局域網技術局域網技術發展的軌跡局域網技術發展的軌跡EthernetEthernet的基本工作原理的基本工作原理高速高速EthernetEthernet技術技術交換式局域網與虛擬局域網技術交換式局域網與虛擬局域網技術無線局域網技術研究與發展無線局域網技術研究與發展藍牙技術的研究與發展藍牙技術的研究與發展信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程18吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.2 局域網的技

14、術特點局域網的技術特點局域網覆蓋有限的地理范圍，它適用于公司、機關、局域網覆蓋有限的地理范圍，它適用于公司、機關、校園等有限范圍內的計算機連網的需求；校園等有限范圍內的計算機連網的需求； 局域網提供高數據傳輸速率（局域網提供高數據傳輸速率（10100Mbps）、低誤）、低誤碼率的數據傳輸環境，數據傳輸速率高達碼率的數據傳輸環境，數據傳輸速率高達1Gbps的高的高速局域網正在發展中；速局域網正在發展中； 決定局域網特性的主要技術要素為網絡拓撲、傳輸介決定局域網特性的主要技術要素為網絡拓撲、傳輸介質與介質訪問控制方法；質與介質訪問控制方法；從介質訪問控制方法的角度來看，局域網可分為共享從介質訪問控

15、制方法的角度來看，局域網可分為共享介質式局域網與交換式局域網兩類。介質式局域網與交換式局域網兩類。 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程19吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.3 局域網技術發展的軌跡局域網技術發展的軌跡 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程20吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著IEEE 802委員會為局域網制定了一系列標準，它們統委員會為局域網制定了一系列標準，它們統稱為稱為IEEE 802標準；標準；IEEE 802IEEE 802標準之間的關系標準之間的關系 802.10 可互操作的局域網安全8

16、02.2 邏輯鏈路控制子層802.3CSMA/CD802.4Token Bus802.5TokenRing802.6城域網802.9語音與數據綜合局域網802.11無線局域網 802.1 體系結構與網絡互聯信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程21吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著 IEEE 802模型與協議模型與協議 傳輸介質類型與介質訪問控制方法傳輸介質類型與介質訪問控制方法局域網的傳輸介質類型：局域網的傳輸介質類型： 同軸電纜同軸電纜雙絞線雙絞線光纖光纖無線通信信道無線通信信道信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程

17、22吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著介質訪問控制方法介質訪問控制方法:帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問（帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CSMA/CD）令牌總線（令牌總線（Token Bus）令牌環（令牌環（ Token Ring）信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程23吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.4 局域網拓撲結構類型與特點局域網拓撲結構類型與特點 3.4.1 總線型拓撲結構總線型拓撲結構總線型局域網的介質訪問控制方法采用的是總線型局域網的介質訪問控制方法采用的是“共享介共享介質質”方式；方式；所有結點都連接到一條作為公共傳輸介質的總線上；所有結

18、點都連接到一條作為公共傳輸介質的總線上；總線傳輸介質通常采用同軸電纜或雙絞線；總線傳輸介質通常采用同軸電纜或雙絞線；所有結點可以通過總線以所有結點可以通過總線以“廣播廣播”方式發送或接收數方式發送或接收數據，因此出現據，因此出現“沖突沖突”不可避免；不可避免；“沖突沖突”會造成傳輸失敗；會造成傳輸失敗；必須解決多個結點訪問總線的介質訪問控制（必須解決多個結點訪問總線的介質訪問控制（MAC， Medium Access Control）問題。）問題。信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程24吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著總線型局域網總線型局域網的拓撲結構的

19、拓撲結構 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程25吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著CSMA/CD介質訪問控制方法介質訪問控制方法 Ethernet通常采用雙絞線等傳輸介質作為總線，通常采用雙絞線等傳輸介質作為總線，所有結點通過總線發送或接收數據，結點通過所有結點通過總線發送或接收數據，結點通過總線以廣播方式發送數據，因此需要共享總線總線以廣播方式發送數據，因此需要共享總線的沖突問題的沖突問題 Ethernet的核心技術：帶有沖突檢測的載波偵的核心技術：帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問聽多路訪問(carrier sense multiple access w

20、ith collision detection，CSMA/CD)信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程26吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著介質訪問控制方法要解決以下幾個問題介質訪問控制方法要解決以下幾個問題：該哪個結點發送數據？該哪個結點發送數據？發送時會不會出現沖突？發送時會不會出現沖突？出現沖突怎么辦？出現沖突怎么辦？CSMA/CD的發送流程可以概括為的發送流程可以概括為： 先聽后發先聽后發 邊聽邊發邊聽邊發 沖突停止沖突停止 延遲重發延遲重發總線型拓撲的優點總線型拓撲的優點：結構簡單，實現容易；結構簡單，實現容易；易于擴展，可靠性較好。易于擴展，可靠

21、性較好。信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程27吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著Ethernet網卡結構網卡結構 發送與接收信號的收發器發送與接收信號的收發器曼徹斯特編碼與解碼器曼徹斯特編碼與解碼器EthernetEthernet數據鏈路控制部分數據鏈路控制部分幀裝配部分幀裝配部分與主機的接口與主機的接口 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程28吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著Ethernet物理地址物理地址 EthernetEthernet物理地址用于物理地址用于IEEE 802.3IEEE 802.3協議的介質

22、協議的介質訪問控制訪問控制(MAC)(MAC)子層的幀中，它被稱為子層的幀中，它被稱為MACMAC地址地址EthernetEthernet物理地址的長度為物理地址的長度為4848位，因此允許分位，因此允許分配的地址應該有配的地址應該有2 24747個個EthernetEthernet物理地址在全球范圍唯一，物理地址在全球范圍唯一，IEEEIEEE注冊注冊管理委員會管理委員會(RAC)(RAC)為每個網卡分配地址的前三為每個網卡分配地址的前三字節字節信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程29吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.4.2 環型拓撲結構環型拓撲結構

23、 結點使用點結點使用點- -點線路連接，構成閉合的物理環型結構；點線路連接，構成閉合的物理環型結構；環中數據沿著一個方向繞環逐站傳輸；環中數據沿著一個方向繞環逐站傳輸；多個結點共享一條環通路；多個結點共享一條環通路；環建立、維護、結點的插入與撤出。環建立、維護、結點的插入與撤出。信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程30吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著 令牌環的工作原理令牌環的工作原理 Token RingToken Ring結點A結點B結點E結點D結點C令牌結點A結點B結點C結點D結點EToken RingToken Ring信息與計算科學系信息與計算科

24、學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程31吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著Token Ring方式的優點方式的優點：環中結點訪問延遲確定環中結點訪問延遲確定適用于重負載環境適用于重負載環境支持優先級服務支持優先級服務Token Ring方式的缺點方式的缺點：環維護工作復雜環維護工作復雜實現比較困難實現比較困難 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程32吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.4.3 星型拓撲結構星型拓撲結構 邏輯結構與物理結構的關系邏輯結構與物理結構的關系交換局域網交換局域網(Switched LAN)的物理結構的物理結構 信息與計算

25、科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程33吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.4.4 令牌總線的工作原理令牌總線的工作原理 結點D結點E結點A結點B結點CToken BusToken BusToken BusToken Bus結點A結點B結點D結點C結點E令牌信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程34吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著Token Bus的環維護工作的環維護工作：環初始化環初始化 新結點加入環新結點加入環 結點從環中撤出結點從環中撤出 環恢復環恢復 優先級優先級 Token Bus的主要特點的主要特點：介質訪問延遲時

26、間有確定值；介質訪問延遲時間有確定值； 通過令牌協調各結點之間的通信關系，各結點之間通過令牌協調各結點之間的通信關系，各結點之間不發生沖突，重負載下信道利用率高；不發生沖突，重負載下信道利用率高； 支持優先級服務。支持優先級服務。 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程35吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.5 IEEE 802參考模型參考模型 IEEE 802 參考模型與參考模型與OSI參考模型的關系參考模型的關系 應 用 層表 示 層會 話 層傳 輸 層網 絡 層數據鏈路層物 理 層OSI參考模型OSI參考模型邏輯鏈路控制子層IEEE 802參考模型I

27、EEE 802參考模型介質訪問控制子層物 理 層信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程36吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著初期局域網初期局域網拓撲結構：總線型、環型、星型。拓撲結構：總線型、環型、星型。介質訪問控制方法介質訪問控制方法:帶有沖突檢測的載波偵聽帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問（多路訪問（CSMA/CD）、令牌總線（）、令牌總線（Token Bus）、令牌環（）、令牌環（ Token Ring）。）。介質：同軸電纜、雙絞線、光纖、無線通信信介質：同軸電纜、雙絞線、光纖、無線通信信道。道。定義了幀的結構、長度。定義了幀的結構、長度。定義了介質專用接

28、口：定義了介質專用接口：AUI、BNC、RJ-45。信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程37吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著傳統共享式局域網的缺點傳統共享式局域網的缺點傳統局域網技術建立在傳統局域網技術建立在“共享介質共享介質”基礎上，典型的介基礎上，典型的介質訪問控制方法是質訪問控制方法是CSMS/CD、Token Ring、Token Bus；介質訪問控制方法用來保證每個結點都能夠介質訪問控制方法用來保證每個結點都能夠“公平公平”地地使用公共傳輸介質；使用公共傳輸介質；每個結點平均能分配到的帶寬隨著結點數的不斷增加而每個結點平均能分配到的帶寬隨著結點

29、數的不斷增加而急劇減少；急劇減少；網絡通信負荷加重時，沖突和重發現象將大量發生，網網絡通信負荷加重時，沖突和重發現象將大量發生，網絡效率將會下降，網絡傳輸延遲將會增長，網絡服務質絡效率將會下降，網絡傳輸延遲將會增長，網絡服務質量將會下降。量將會下降。 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程38吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.6 高速局域網的工作原理高速局域網的工作原理 3.6.1 高速局域網的研究方法高速局域網的研究方法 推動局域網技術發展的因素推動局域網技術發展的因素：個人計算機的廣泛應用。在過去二十年中，計算機的個人計算機的廣泛應用。在過去二十年中

30、，計算機的處理速度提高了百萬倍，而網絡數據傳輸速率只提高處理速度提高了百萬倍，而網絡數據傳輸速率只提高了上千倍；了上千倍；基于基于Web的的Internet/Intranet應用要求更高的帶寬；應用要求更高的帶寬；在數據倉庫、桌面電視會議、在數據倉庫、桌面電視會議、3D圖形與高清晰度圖像圖形與高清晰度圖像這類應用中，人們需要有更高帶寬的局域網。這類應用中，人們需要有更高帶寬的局域網。信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程39吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著高速局域網的研究方法高速局域網的研究方法第一種方案：提高第一種方案：提高Ethernet的數據傳輸速率

31、：的數據傳輸速率：10Mbps100Mbps100Gbps ；第二種方案：將一個大型局域網劃分成多個用網橋第二種方案：將一個大型局域網劃分成多個用網橋 或路由器互連的子網，導致局域網互連技術的發展；或路由器互連的子網，導致局域網互連技術的發展；第三種方案：將第三種方案：將“共享介質方式共享介質方式”改為改為“交換方式交換方式”， 導致導致“交換式局域網交換式局域網”技術的發展。技術的發展。 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程40吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著局域網局域網分類分類傳統以太網傳統以太網快速以太網快速以太網千兆以太網千兆以太網速度速度10M

32、bps100Mbps1000Mbps以上以上物理層標準物理層標準802.3802.3u802.3z傳輸方式傳輸方式半雙工半雙工半雙工半雙工/全雙工全雙工全雙工全雙工訪問沖突控制訪問沖突控制CSMA/CDCSMA/CD/無無無無設備設備10Mbps共享共享HUB10/100Mbps共享共享HUB/交換交換HUB交換式交換式HUB幀格式幀格式802.3MAC幀格式幀格式802.3MAC幀格式幀格式802.3MAC幀格式幀格式傳輸介質傳輸介質粗纜、細纜、雙粗纜、細纜、雙絞線、光纜絞線、光纜細纜、雙絞線、細纜、雙絞線、光纜光纜細纜、雙絞線、細纜、雙絞線、光纜光纜接口接口AUI、BNC、RJ-45RJ-

33、45RJ-45信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程41吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.6.2 快速以太網快速以太網 Fast Ethernet傳輸速率傳輸速率100Mbps；保留傳統以太幀的結構與保留傳統以太幀的結構與MAC子層的子層的CSMA/CD方法，方法，對物理層進行調整；對物理層進行調整；定義新物理層標準，并提供定義新物理層標準，并提供10Mbps與與100Mbps速率自速率自動協商功能；動協商功能；定義介質專用接口定義介質專用接口(media independent interface，MII)，將將MAC子層與物理層分隔開，傳輸介質和信號

34、編碼方子層與物理層分隔開，傳輸介質和信號編碼方式的變化不影響式的變化不影響MAC子層子層 ；每個比特的發送時間由每個比特的發送時間由100ns降低到了降低到了10ns；1995年年9月，月，IEEE 802委員會正式批準了委員會正式批準了Fast Ethernet標準標準IEEE 802.3u。 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程42吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著Fast Ethernet的協議結構的協議結構 IEEE 802.2 LLCIEEE 802.3 MACMII（功能與A U I 相同 ）100 BASE-TX2對5 類 線或S T P10

35、0 BASE-FX光纖100 BASE-T44對3 ,4,5類 U T P100 BASE-T集線器信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程43吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.6.3 千兆以太網千兆以太網保留傳統保留傳統Ethernet的幀結構與幀的最小、最大長度規的幀結構與幀的最小、最大長度規定，以便和低速率定，以便和低速率Ethernet通信；通信；定義千兆介質專用接口定義千兆介質專用接口(gigabit MII，GMII)，將，將MAC子層與物理層分隔開；子層與物理層分隔開；修改修改CSMA/CD介質控制方法，沖突窗口時間、載波介質控制方法，沖突窗

36、口時間、載波擴展、短幀發送、幀突發處理；擴展、短幀發送、幀突發處理；延續自動協商的概念，并將它擴展到光纖連接中，主延續自動協商的概念，并將它擴展到光纖連接中，主要用于協調鏈路兩端結點。要用于協調鏈路兩端結點。信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程44吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.6.3 千兆以太網千兆以太網用用Ethernet組建企業網的全面解決方案組建企業網的全面解決方案：桌面系統采用傳輸速率為桌面系統采用傳輸速率為10Mbps的的Ethernet；部門級網絡系統采用傳輸速率為部門級網絡系統采用傳輸速率為100Mbps的的Fast Ethernet

37、；企業級網絡系統采用傳輸速率為企業級網絡系統采用傳輸速率為1000Mbps的的Gigabit Ethernet。 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程45吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著Gigabit Ethernet的協議結構的協議結構 IEEE 802.2 LLCIEEE 802.3 MACGMII（功能與AUI相同）1000 BASE-CX屏蔽雙絞線1000 BASE-SX多模光纖1000 BASE-T集線器1000 BASE-T非屏蔽雙絞線1000 BASE-LX單模光纖8B/10B編碼解碼方式PAM5編碼解碼方式信息與計算科學系信息與計算科學系

38、計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程46吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著IEEE 802.3ae標準；標準；保留傳統保留傳統Ethernet的幀結構與幀的最小、最大的幀結構與幀的最小、最大長度規定，以便和低速率長度規定，以便和低速率Ethernet通信；通信；傳輸速率高達傳輸速率高達10Gbps，傳輸介質不使用雙絞線，傳輸介質不使用雙絞線，而只使用光纖，以在城域網和廣域網范圍工作；而只使用光纖，以在城域網和廣域網范圍工作；只是工作在全雙工方式，不存在介質爭用的問只是工作在全雙工方式，不存在介質爭用的問題，傳輸距離不受沖突檢測的限制題，傳輸距離不受沖突檢測的限制 。信息與計算科學系信息與

39、計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程47吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.7 交換式局域網的工作原理交換式局域網的工作原理 3.7.1 交換式局域網的基本結構交換式局域網的基本結構 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程48吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.7.2 局域網交換機的工作原理局域網交換機的工作原理 地址表地址表165432DAMAC幀DA=結點CDAMAC幀DA=結點B轉發機構緩沖器端口地址表地址表端口地址1結點A2345結點B結點C6結點D結點A結點B結點C結點D信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算

40、機網絡應用技術教程49吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著交換機的幀轉發方式交換機的幀轉發方式（1）直接交換方式）直接交換方式優點：交換延遲時間短。優點：交換延遲時間短。缺點：缺乏差錯檢測能力，不支持不同輸入輸出速率的缺點：缺乏差錯檢測能力，不支持不同輸入輸出速率的端口之間的幀轉發。端口之間的幀轉發。（2）存儲轉發交換方式）存儲轉發交換方式優點：具有差錯檢測能力，支持不同輸入輸出速率的端優點：具有差錯檢測能力，支持不同輸入輸出速率的端口之間的幀轉發。口之間的幀轉發。缺點：交換延遲時間增長。缺點：交換延遲時間增長。（3）改進直接交換方式。）改進直接交換方式。信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡

41、應用技術教程計算機網絡應用技術教程50吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著交換機的性能參數交換機的性能參數 最大轉發速率；最大轉發速率；匯集轉發速率；匯集轉發速率；轉發等待時間轉發等待時間 。信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程51吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.7.3 局域網交換機的技術特點局域網交換機的技術特點 低交換延遲低交換延遲支持不同的傳輸速率和工作模式支持不同的傳輸速率和工作模式支持虛擬局域網服務支持虛擬局域網服務 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程52吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著共享介質與交換局

42、域網工作原理的區別共享介質與交換局域網工作原理的區別 局域網交換機（b ） 交換式局域網（b ） 交換式局域網（a ） 共享介質局域網（a ） 共享介質局域網結點總線結點信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程53吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著局域網產品類型與相互之間的關系局域網產品類型與相互之間的關系 局域網共享介質局域網交換式局域網以太網令牌總線令牌環FDDI快速以太網千兆以太網FDDIFFOL交換式以太網ATM局域網仿真IP over ATMMPOA虛擬局域網信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程54吳功宜吳功宜

43、 吳英吳英 編著編著3.8 虛擬局域網的工作原理虛擬局域網的工作原理 3.8.1 虛擬網絡的概念虛擬網絡的概念虛擬網絡建立在局域網交換機之上虛擬網絡建立在局域網交換機之上; ;以軟件方式實現對邏輯工作組的劃分與管理以軟件方式實現對邏輯工作組的劃分與管理; ;邏輯工作組的結點組成不受物理位置的限制邏輯工作組的結點組成不受物理位置的限制; ;一個邏輯工作組的結點可以分布在不同的物理網段上，一個邏輯工作組的結點可以分布在不同的物理網段上，但它們之間的通信就像在同一個物理網段上一樣。但它們之間的通信就像在同一個物理網段上一樣。 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教

44、程55吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程56吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.8.2 虛擬局域網的實現技術虛擬局域網的實現技術信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程57吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著虛擬局域網的組網方法虛擬局域網的組網方法 用交換機端口號定義虛擬局域網用交換機端口號定義虛擬局域網用用 MAC地址定義虛擬局域網地址定義虛擬局域網用網絡層地址定義虛擬局域網用網絡層地址定義虛擬局域網 IP廣播組虛擬局域網廣播組虛擬局域網 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用

45、技術教程計算機網絡應用技術教程58吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著用交換機端口號定用交換機端口號定義虛擬局域網成員義虛擬局域網成員 端口12345678局域網交換機局域網交換機（a ）（a ）端口12345678端口12345678（b ）（b ）局域網交換機1局域網交換機1局域網交換機2局域網交換機2VLAN1VLAN2VLAN1VLAN2信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程59吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.10 無線局域網的工作原理無線局域網的工作原理 3.10.1 無線局域網的應用無線局域網的應用 作為傳統局域網的擴充作為傳統局域網的擴充建筑

46、物之間的互連建筑物之間的互連漫游訪問漫游訪問特殊網絡特殊網絡 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程60吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著典型的無線局域網結構典型的無線局域網結構IEEE 802.11IEEE 802.11工作組工作組信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程61吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.10.2 無線局域網的主要類型無線局域網的主要類型 紅外線局域網紅外線局域網 定向光束紅外傳輸技術定向光束紅外傳輸技術 全方位紅外傳輸技術全方位紅外傳輸技術 漫反射紅外傳輸技術漫反射紅外傳輸技術 擴頻局域網擴頻局域

47、網 跳頻通信跳頻通信 直接序列擴頻直接序列擴頻 窄帶微波局域網窄帶微波局域網 申請執照的窄帶申請執照的窄帶RF 免申請執照的窄帶免申請執照的窄帶RF 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程62吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.10.3 IEEE 802.11協議協議 IEEE 802.11IEEE 802.11定義兩種設備：無線結點、無線定義兩種設備：無線結點、無線接入點接入點(access point(access point，AP) ;AP) ;IEEE 802.11IEEE 802.11采用帶沖突避免的載波偵聽多路采用帶沖突避免的載波偵聽多路訪問訪

48、問(carrier sense multiple access with (carrier sense multiple access with collision avoidancecollision avoidance，CSMA/CA)CSMA/CA)方法方法; ;IEEE 802.11IEEE 802.11物理層標準主要包括：物理層標準主要包括：IEEE IEEE 802.11b802.11b、IEEE 802.11aIEEE 802.11a和和IEEE 802.11g IEEE 802.11g 。 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程63吳功宜吳

49、功宜 吳英吳英 編著編著IEEE 802.11bIEEE 802.11b目前應用最廣泛目前應用最廣泛IEEE 802.11bIEEE 802.11b的傳輸速率可達到的傳輸速率可達到11Mbps11MbpsIEEE 802.11bIEEE 802.11b包括兩種模式包括兩種模式點對點模式基本模式 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程64吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著 藍牙藍牙(Bluetooth)(Bluetooth)技術由技術由IBMIBM、IntelIntel、NokiaNokia和和ToshibaToshiba公司發起公司發起 藍牙是用于將計算機與

50、通信設備、附加部件和藍牙是用于將計算機與通信設備、附加部件和外部設備，通過短距離的、低功耗的、低成本外部設備，通過短距離的、低功耗的、低成本的無線信道連接的無線標準的無線信道連接的無線標準IBMIBM、IntelIntel、NokiaNokia和和ToshibaToshiba公司成立公司成立SIGSIG組組織，并且發布藍牙規范織，并且發布藍牙規范1.01.0版版 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程65吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程66吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著 城域網

51、概念的發展與演變城域網概念的發展與演變寬帶城域網的結構與層次劃分寬帶城域網的結構與層次劃分設計與組建寬帶城域網注意的問題設計與組建寬帶城域網注意的問題接入網技術的基本概念接入網技術的基本概念信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程67吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.11.1 3.11.1 城域網概念的發展與演變城域網概念的發展與演變 根據根據IEEE 802IEEE 802委員會的最初表述，城域網是以委員會的最初表述，城域網是以光纖為傳輸介質，提供光纖為傳輸介質，提供45Mbps45Mbps到到150Mbps150Mbps傳輸傳輸速率，支持數據、語音與視

52、頻業務的數據傳輸，速率，支持數據、語音與視頻業務的數據傳輸，覆蓋跨度在覆蓋跨度在5050到到100100公里的城市范圍，實現高公里的城市范圍，實現高速寬帶傳輸的數據通信網絡速寬帶傳輸的數據通信網絡早期城域網的首選技術光纖環網，典型產品是早期城域網的首選技術光纖環網，典型產品是光纖分布式數據接口光纖分布式數據接口(fiber distributed (fiber distributed data interface data interface ，FDDI) FDDI) 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程68吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著 光纖分布式數

53、據接口光纖分布式數據接口 FDDI主干環網FDDI主干環網服務器Token Ring路由器以太網路由器信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程69吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著FDDI主要技術特點主要技術特點 使用使用 802.5的單令牌環網介質訪問控制協議；的單令牌環網介質訪問控制協議； 使用使用 802.2協議，與符合協議，與符合 802標準局域網兼容；標準局域網兼容； 數據傳輸速率為數據傳輸速率為100Mbps，連網的結點數最大為，連網的結點數最大為1000，環路長度為環路長度為100km ；可以使用雙環結構，具有容錯能力；可以使用雙環結構，具有容錯

54、能力； 可以使用多模或單模光纖；可以使用多模或單模光纖； 具有動態分配帶寬的能力，能夠支持同步和異步數據具有動態分配帶寬的能力，能夠支持同步和異步數據傳輸。傳輸。 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程70吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著FDDI主要應用環境主要應用環境 計算機機房網計算機機房網 辦公室或建筑物群的主干網辦公室或建筑物群的主干網 校園網的主干網校園網的主干網多校園的主干網多校園的主干網 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程71吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應

55、用技術教程計算機網絡應用技術教程72吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著寬帶城域網的主要特征寬帶城域網的主要特征 以計算機網絡技術與以計算機網絡技術與IPIP技術為核心，是傳統計算機網技術為核心，是傳統計算機網絡、電信網絡與有線電視網技術的融合；絡、電信網絡與有線電視網技術的融合；從傳輸介質角度看，能夠在公共電話交換網、移動通從傳輸介質角度看，能夠在公共電話交換網、移動通信網、計算機網絡和有線電視網上通信；信網、計算機網絡和有線電視網上通信；設計上重點在：高數據交換容量（交換接點的性能與設計上重點在：高數據交換容量（交換接點的性能與容量）、服務質量容量）、服務質量QoSQoS以光傳輸網為開放平臺基

56、礎；以光傳輸網為開放平臺基礎；通過各種網絡互聯設備，實現語音、數據、圖像、視通過各種網絡互聯設備，實現語音、數據、圖像、視頻、頻、IPIP電話、電話、IPIP電視、電視、IPIP接入和各種增值業務的綜合接入和各種增值業務的綜合網絡平臺。網絡平臺。信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程73吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著寬帶城域網的特點寬帶城域網的特點 完善的光纖傳輸網是寬帶城域網的基礎完善的光纖傳輸網是寬帶城域網的基礎傳統電信、有線電視與傳統電信、有線電視與IPIP業務的融合成為寬帶業務的融合成為寬帶城域網的核心業務城域網的核心業務高端路由器和多層交換機是

57、寬帶城域網設備的高端路由器和多層交換機是寬帶城域網設備的核心核心擴大寬帶接入是發展寬帶城域網應用的關鍵擴大寬帶接入是發展寬帶城域網應用的關鍵 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程74吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著3.11.2 3.11.2 寬帶城域網的結構寬帶城域網的結構信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程75吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著寬帶城域網的網絡結構寬帶城域網的網絡結構 根據城市范圍分為：二層結構（即骨干層、接入層）、根據城市范圍分為：二層結構（即骨干層、接入層）、三層結構（即骨干層、匯聚層和接入層）

58、。三層結構（即骨干層、匯聚層和接入層）。核心層核心層1.承擔高速數據交換和大容量的業務調度；承擔高速數據交換和大容量的業務調度；2.2.網絡結構的設計以網絡中業務的流量和流向為前提；網絡結構的設計以網絡中業務的流量和流向為前提；3.3.核心層的交換技術主要有核心層的交換技術主要有IPIP和和ATMATM兩種；兩種；4.4.主流設備采用吉比特或太比特線速路由器、大容量主流設備采用吉比特或太比特線速路由器、大容量ATMATM交換機設備，提供高速的核心交換功能和快速的路由交換機設備，提供高速的核心交換功能和快速的路由功能；功能；5.5.核心層的傳輸技術主要有光纖直連、核心層的傳輸技術主要有光纖直連、

59、SDHSDH、DWDMDWDM等。等。 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程76吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著寬帶城域網的網絡結構寬帶城域網的網絡結構 匯聚層匯聚層 主要功能是提高網絡覆蓋面、匯聚和收斂用主要功能是提高網絡覆蓋面、匯聚和收斂用戶業務和進行用戶控制與管理，并且終結戶業務和進行用戶控制與管理，并且終結PVCPVC。 匯聚層節點一般為大容量路由器、匯聚層節點一般為大容量路由器、ATMATM交換交換機、局域網交換機和寬帶接入服務器等，承機、局域網交換機和寬帶接入服務器等，承擔路由與流量匯聚的功能。擔路由與流量匯聚的功能。 傳輸技術主要有兩種實現

60、方案：光纖直連方傳輸技術主要有兩種實現方案：光纖直連方案或通過案或通過SDHSDH采用采用POSPOS技術組網方案。技術組網方案。 信息與計算科學系信息與計算科學系計算機網絡應用技術教程計算機網絡應用技術教程77吳功宜吳功宜 吳英吳英 編著編著寬帶城域網的網絡結構寬帶城域網的網絡結構 接入層接入層 承擔用戶接入與本地流量控制的功能；承擔用戶接入與本地流量控制的功能； 作用是將終端用戶接入到寬帶城域網絡中，作用是將終端用戶接入到寬帶城域網絡中，是網絡向用戶延伸的是網絡向用戶延伸的“最后一公里最后一公里”； 實現對不同業務需求、不同地理分布的用戶實現對不同業務需求、不同地理分布的用戶覆蓋；覆蓋；