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1、计算机网络应用基础计算机网络应用基础B Basic Applications of asic Applications of Computer NetworkComputer Network第3章 局域网、城域网与无线局域网技术知识点知识点本章学习要求u 探讨：局域网、城域网基础知识u 重点掌握：局域网技术u 了解：城域网技术u 重点掌握：无线局域网知识内容目录内容目录3.1 局域网概述局域网概述3.2 局域网体系结构局域网体系结构3.3 局域网技术局域网技术3.4 城域网城域网3.5 无线局域网无线局域网3.1 局域网概述局域网概述3.1.1 局域网的定义局域网的定义局域网：局域网：（Loc
2、al Area Network，LAN）在较小区域范围内由各种计算机和数据通讯设备互连在一起形成的计算机通讯网络。 局域网特点：局域网特点：p 覆盖地理范围有限p 为一个单位或组织所拥有p 数据通信速率较高、传输时延较短p 侧重共享信息的处理问题，而非传输问题3.1 局域网概述局域网概述3.1.2 局域网分类局域网分类 （1）从网络通信方式角度 专用服务器局域网 客户机/服务器局域网 对等局域网 （2）从介质访问控制方法角度 共享介质局域网 交换式局域网3.1 局域网概述局域网概述3.1.3 局域网的应用局域网的应用 （1）应用于园区，根据覆盖范围的不同分为： 办公室网络 楼宇级网络 园区级网
3、络 （2）应用于后端 数据中心网络3.1 局域网概述局域网概述p 办公室网络办公室网络 工作组网络，覆盖一个或邻近几个房间 构成：交换机+计算机 应用：少量的实验室、办公室联网上联部门网络10/100Mbps3.1 局域网概述局域网概述p 楼宇级网络楼宇级网络 覆盖一幢大楼 构成：核心层（主干网）以及接入层 应用：大型企业的部门、大学的学院等部门核心交换机办公室办公室办公室上联主干网接入层核心层3.1 局域网概述局域网概述p 园区级网络园区级网络 覆盖一个园区的多个建筑物 构成：核心层（主干网）以及接入层 应用：校园网、大型企业/政府网络、住宅区网络办公室办公室办公室部门核心交换机连接至Int
4、ernet园区主干网：3层交换机部门核心交换机部门核心交换机中心 交换机接入层办公室3.1 局域网概述局域网概述p 数据中心网络数据中心网络 在后台工作，用户不直接接触 直接连接在园区网络的中心交换机，或互联网的核心网络 互联各种类型的服务设备，如大型服务器、存储区域网、网络监控设备等 为服务器的高质量服务提供网络基础环境3.2 局域网体系结构局域网体系结构3.2.1 局域网参考模型局域网参考模型 局域网体系结构定义：IEEE802参考模型OSI参考模型物理层物理层逻辑链路控制逻辑链路控制介质访问控制介质访问控制IEEE802参考模型LLC：与介质访问无关的部分，为高层协议提供相应接口MAC：
5、与访问各种传输介质有关的问题3.2 局域网体系结构局域网体系结构3.2.2 IEEE802标准标准 802标准族A 管理802.1B 综述及体系结构802.1802.3CSMA/CD MAC物理层802.4令牌总线 MAC物理层802.5令牌环 MAC物理层802.6MAN MAC物理层802.9语音数据综合局域网802.11无线局域网802.2 逻辑链路控制LLC802.16无线城域网802.10 可户操作的局域网的安全802.7宽带技术802.8光纤技术网络层数据链路层物理层802.12高速局域网3.3 局域网技术局域网技术3.3.1 局域网拓扑结构局域网拓扑结构p 总线型p 环型p 星型
6、3.3 局域网技术局域网技术3.3.1 局域网拓扑结构局域网拓扑结构p 总线型（bus topology）服务器 网络结构简单网络结构简单 可扩充性能好可扩充性能好 网络结点间响应速度快网络结点间响应速度快 网络可靠性高网络可靠性高 共享资源能力强共享资源能力强优点优点 实时性较差实时性较差 发送数据时容易产发送数据时容易产生生“冲突冲突”缺点缺点 传输信道为共享信道，一发多收 信号向两端传输 同一时刻只能有一个有效发送 需要发送规则来决定当前谁可以发送 总线负载容量有限3.3 局域网技术局域网技术3.3.1 局域网拓扑结构局域网拓扑结构p 环型（ring topology） 网络结构简单网络
7、结构简单 各结点地位相等各结点地位相等 无信道选择问题无信道选择问题 有效解决发送有效解决发送“冲突冲突”优点优点 系统响应时间长系统响应时间长 传输效率低传输效率低 系统可靠性低系统可靠性低缺点缺点 点对点连接的闭合环形网络 数据延固定方向单向传递，逐个结点转发 同一时刻可以有多个结点发送信息服务器转发器3.3 局域网技术局域网技术3.3.1 局域网拓扑结构局域网拓扑结构p 星型（star topology） 传输速度快传输速度快 网络构型简单网络构型简单 建网容易建网容易 便于控制和管理便于控制和管理优点优点 网络可靠性低网络可靠性低 共享能力差共享能力差缺点缺点 所有结点都与中心结点相连
8、双向传输信息 中心结点为交换机或转发器 结点之间的通信需通过中心结点转发服务器交换机 现今现今LAN的拓扑的拓扑n区分端站与中继系统端站：主机中继系统：switchnSwitch互连形成LAN主干： mesh网状结构n端站到switch的接入： star星型结构3.3 局域网技术局域网技术基本结构基本结构计算机网络计算机网络基本结构基本结构目前局域网目前局域网基本结构基本结构目前局域网目前局域网switch主机switchswitchswitch内装网卡资源子网资源子网通信子网通信子网3.3 局域网技术局域网技术3.3.2 局域网传输介质局域网传输介质(1)导向的(Guided）有线介质p 同
9、轴电缆：高宽带性、适用于总线型结构p 双绞线：传输模拟声音，适用于星型结构p 光纤：与同轴电缆类似，适用于长距离信息传输(2)非导向的(Unguided）无线介质p 微波p 无线电波p 红外线3.3 局域网技术局域网技术3.3.3 局域网介质访问控制策略局域网介质访问控制策略（1）在哪里进行控制？（2）怎样进行控制？ p 带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）p 令牌总线（Token Bus）p 令牌环（Token Ring）3.3 局域网技术局域网技术p带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access/Collision Det
10、ect）（1）适用于总线结构（2）工作原理： 先听后发 边听边发 冲突停止 延迟重发CSMA/CD工作流程工作流程3.3 局域网技术局域网技术pCSMA/CD（3）优点： 有效解决信息传输中的“冲突”（4）缺点： 发送时延的不确定性 随着网络流量的增加，冲突也将增加，降低网络性能CSMA/CD工作流程工作流程3.3 局域网技术局域网技术p令牌总线（Token Bus）（1）“令牌”：一种特殊的控制帧（2）工作原理： 在总线拓扑结构中建立一个逻辑环 令牌按环中结点的逻辑位置依次循环传递 该结点没有数据等待发送 该结点提前发送完要发送的帧 该结点未发送完，但持有令牌的最大时间到3.3 局域网技术局
11、域网技术p令牌总线（Token Bus）（3）Token Bus方式的优点：发送时延确定具有“无冲突”特点，重负载下信道利用率高支持优先级服务（4） Token Bus方式的缺点：需要完成以下环维护工作环初始化 新结点的加入与撤出 环恢复（出现令牌丢失或多个令牌时） 3.3 局域网技术局域网技术p令牌环（Token Ring）（1）用于环型结构，令牌结点是物理环结构，而非逻辑环（2）工作原理： 在环型拓扑结构中按照结点连接建立一个物理环 令牌延环中结点的排列顺序依次传递3.3 局域网技术局域网技术p令牌环（Token Ring）（3）Token Ring方式的优点：环中结点访问延迟确定适用于重
12、负载环境支持优先级服务（4）Token Ring方式的缺点：环维护工作复杂实现比较困难 3.3 局域网技术局域网技术3.3.4 局域网技术的发展轨迹局域网技术的发展轨迹3.4 城域网城域网3.4.1 城域网的定义城域网的定义城域网：城域网：（Metropolitan Area Network ，MAN）又称区域网，以光纤为传输介质，通常覆盖一座城市或一个地区，实现高速宽带传输的数据通信网络。 MAN规模较LAN大一些，可以看作是把众多LAN互连的网络。 MAN使用与LAN类似的技术。 MAN支持多种业务：语音、数据、图像、多媒体等。 MAN广泛接入：企业、家庭、政府机关等。 MAN传输介质：光
13、纤。 3.4 城域网城域网3.4.2 城域网技术城域网技术 p 光纤分布式数据接口（光纤分布式数据接口（FDDI） 采用令牌环介质访问控制方式主干网使用双环结构，具有容错能力以光纤为传输介质具有动态分配带宽的能力，能够支持同步和异步数据传输3.4 城域网城域网3.4.3 城域网的网络结构城域网的网络结构p 核心层核心层p 汇聚层汇聚层p 接入层接入层承担高速数据交换和大容量的业务调度业务汇聚和收敛、IP交换处理支持多种接入技术，将终端用户接入到网络中3.5 无线局域网无线局域网3.5.1 无线局域网定义无线局域网定义无线局域网无线局域网( (Wireless Local Area Networ
14、k, WLAN）利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，能够使用户真正实现随时、随地、随意地接入网络。 WLAN是计算机网络与无线通信技术相结合的产物 传输媒介：无线多址信道 WLAN提供传统有线LAN的功能 3.5 无线局域网无线局域网3.5.2 WLAN的主要类型的主要类型p 红外线局域网 定向光束红外传输技术 全方位红外传输技术 漫反射红外传输技术 p 扩频局域网 跳频通信 直接序列扩频 p 窄带微波局域网 申请执照的窄带RF 免申请执照的窄带RF 3.5 无线局域网无线局域网3.5.3 WLAN的特点的特点（1）优势 安装便捷、维护方便 使用灵活、移动简单（2）局限性 覆盖范围
15、电池容量 多个无线局域网之间的干扰 经济节约、性价比高经济节约、性价比高 易于扩展、大小自如易于扩展、大小自如3.5 无线局域网无线局域网3.5.4 WLAN的族协议的族协议 3.5 无线局域网无线局域网3.5.5 WLAN的组网设备的组网设备p 无线网卡p 无线接入点（无线AP）p 无线路由器p 无线天线 3.5 无线局域网无线局域网3.5.6 WLAN的组网结构的组网结构p 网桥连接型p 无线AP接入型p Hub接入型p 无中心接入型 3.5 无线局域网无线局域网3.5.6 WLAN的组网结构的组网结构p 网桥连接型 连接两个相互独立的有线局域网。连接两个相互独立的有线局域网。3.5 无线
16、局域网无线局域网3.5.6 WLAN的组网结构的组网结构p 无线AP接入型 采用无线采用无线AP作为作为Hub组建形形结构的无线局域网。组建形形结构的无线局域网。3.5 无线局域网无线局域网3.5.6 WLAN的组网结构的组网结构p Hub接入型 采用无线采用无线AP连接的多台计算机，通过连接的多台计算机，通过Hub接入有线接入有线局域网，实现一个网络中无线部分与有线部分的互连。局域网，实现一个网络中无线部分与有线部分的互连。3.5 无线局域网无线局域网3.5.6 WLAN的组网结构的组网结构p 无中心接入型 不采用无线不采用无线AP，直接使用无线网卡实现任意终端之，直接使用无线网卡实现任意终端之间的通信。间的通信。3.5 无线局域网无线局域网3.5.7 组建组建WLAN案例案例
