计算机网络基础教程第3章计算机局域网.ppt

《计算机网络基础教程第3章计算机局域网.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机网络基础教程第3章计算机局域网.ppt（69页珍藏版）》请在课桌文档上搜索。

1、第3章 计算机局域网,本章内容,知识结构,局域网组网方法,计算机局域网,局域网概述,无线局域网,集线器,网络接口卡,交换机,高速局域网,局域网的连接设备及其工作原理,WLAN的组建方式,WLAN的网络类型,WLAN的协议标准,WLAN的特点与应用,局域网的基本类型,局域网的性能特点,局域网的参考模型与标准,局域网介质访问控制方法,局域网的产生与发展,局域网的扩展,传统以太网,万兆以太网(10 Gigabit Ethernet),千兆以太网(Gigabit Ethernet),快速以太网(Fast Ehernet),光纤颁数据接口(FDDI)主干网,虚拟局域网,交换以太网(Switching E

2、thernet),3.1 局域网概述,3.1.1 局域网的产生与发展,1、局域网的产生 局域网技术是在远程分组交换通信网络基础上发展起来的。从1969年第一个计算机网络远程通信交换网ARPAnet诞生到20世纪70年代后期,分组交换通信网络得到很大发展,并积累了很多经验。1972年Bell公司提出了两种环型局域网技术，1973年以太网（Ethernet）问世。1973年，Metcalfe和David Boggs将“AltoAloha”改名为“以太网”，由此，Ethernet网络便诞生了。,3.1.1局域网的产生与发展,2、局域网的发展 1979年，Bob Metcalfe开始了以太网标准化的研

3、制工作。1981年6月，IEEE 802工程决定组成802.3分委员会,以办公室环境为主要目标产生基于DIX工作成果的国际公认标准。1990年,为了提高以太网的传输速率,在10M以太网的基础上,开发了快速以太网技术,并在1995年6月通过了100 Base-T快速以太网标准IEEE802.3u。从1993年开始,在开发快速以太网的同时,开始研究交换式网络技术，并先后推出了交换以太网、交换令牌环和交换FDDI技术。随着交换式网络技术的研究与发展，又相继推出了异步传输模式（ATM）、千兆位以太网和万兆位以太网。目前局域网的带宽已达到10Gbit/s。,3.1.2局域网的性能特点,1、局域网的性能

4、决定局域网特性的主要技术有3个方面：连接各种设备的拓扑结构、数据传输介质和介质访问控制方法。拓扑结构:局域网及城域网的典型拓扑结构为星型、环型、总线型和树型结构等。传输介质：同轴电缆、双绞线、光纤、电磁波等。对于不便使用有线介质的场合，可以采用微波、卫星、红外线等作为局域网的传输介质，已获得广泛应用的无线局域网就是其典型例子。介质访问控制方法：也称为网络的访问控制方式,是指网络中各结点之间的信息通过介质传输时如何控制、如何合理完成对传输信道的分配、如何避免冲突,同时,又使网络有最高的工作效率及高可靠性等。,3.1.2局域网的性能特点,2、局域网的特点 地域范围小：局域网用于办公室、机关、工厂、

5、学校等内部联网,其范围没有严格的定义，但一般认为距离为0.125km。误码率低：局域网具有较高的数据传输速率，传输速率一般为100M1000Mbit/s，误码率在10-810-11之间。传输延时小：局域网中的传输延时很小，一般在几毫秒几十毫秒之间。传输速率高：目前,局域网的传输速率在100Mbit/s以上,如155Mbit/s、655Mbit/s、Gbit/s、10Gbit/s等。支持多种传输介质：可根据不同的性能需要选用价格低廉的双绞线、同轴电缆或价格较贵的光纤,以及无线传输介质。,3.1.3局域网的基本类型,局域网有多种类型,如果按照网络转接方式不同,可分为共享式局域网和交换式局域网两种，

6、如图4-1所示。,图 4-1 局域网分类,传统以太网,高速以太网,FDDI,以太网,令牌总线,令牌环,FDDI,局域网,虚拟局域网,交换以太网,ATM局域网,交换式局域网,共享介质局域网,无线局域网,3.1.3局域网的基本类型,1、共享介质局域网 共享式局域网是指所有结点共享一条公共通信传输介质的局域网技术。共享介质局域网可分为以太网、令牌总线、令牌环、FDDI以及在此基础上发展起来的高速以太网和FDDI等。无线局域网是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，同有线局域网一样，可采用共享方式。2、交换式局域网 交换式局域网是指以数据链路层的帧或更小的数据单元为数据交换单位，以以太网交换机（Eth

7、ernet Switch）为核心的交换式局域网技术。交换式局域网可分为交换以太网、ATM网以及在此基础上发展起来的虚拟局域网，但近年来已很少用ATM技术组建局域网。,3.1.4局域网的参考模型与标准,图 4-2 OSI与IEEE 802的对应关系,1、局域网参考模型 局域网的体系结构只包含了数据链路层和物理层,其中，数据链路层又分为逻辑链路控制和介质访问控制两个子层。,3.1.4局域网的参考模型与标准,2、局域网的标准 1980年2月，电器和电子工程师协会(IEEE)成立了局域网标准委员会,专门从事局域网标准化工作,并制订了IEEE 802标准。IEEE 802系列标准之间的内部关系如图4-3

8、所示。,3.1.4局域网的参考模型与标准,802.3：定义了局域网CSMA/CD总线介质访问控制子层及物理层规范,802.1：A定义了局域网体系结构;B定义了网络互连、网络管理与性能测试,802.7：定义了局域网宽带技术（咨询和物理层课题与建议实施）,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,802.2：定义了局域网逻辑链路控制LLC子层的功能与服务,802.4：定义了局域网令牌总线介质访问控制子层及物理层规范,802.5：定义了局域网令牌环介质访问控制子层及物理层规范,802.6：定义了局域网MAN介质访问控制子层及物理层规范,802.8：定义了局域网光纤传输技术（咨询和物理层课题）,

9、802.9：定义了局域网综合语音/数据服务的访问方法和物理规范,802.10：定义了局域网安全与加密访问方法和物理层规范,802.11：定义了无线局域网访问方法和物理层规范,IEEE 802标准系列中的主要标准,3.1.5局域网介质访问控制方法,1、介质访问控制方法概念 将传输介质的频带有效地分配给网络上各结点的方法称为介质访问控制方法。介质访问控制方法是分配介质使用权限的机理、策略和算法，也是一项关键技术，它对局域网的体系结构、工作过程和网络性能产生决定性的影响。目前，在总线型和环型局域网中大都采用分布式控制方法。基于分布式的介质访问控制方法有3种：适合总线结构的带冲突检测的载波监听多路访问

10、（CSMA/CD）方法。适合环型结构的令牌总线（Token Bus）方法。适合环型结构的令牌环（Token Ring）方法。评价一个介质访问控制方法的好坏有3个基本要素：协议是否简单；信道利用率是否高效；网络上各结点是否公平。,3.1.5局域网介质访问控制方法,2、带冲突检测的载波监听多路访问 带冲突检测的载波监听多路访问是一种随机争用的介质访问控制方法，如图4-4所示。它的控制过程包括4个步骤:载波侦听：是指用电子技术检测总线上有没有其它计算机发送的数据信号，以免发生碰撞。冲突检测：在每个站发送帧期间,同时具有检测首先冲突的能力。一旦遇到冲突，则立即停止发送，并向总线上发一串阻塞信号，通报总

11、线上各站点已发生冲突。多路访问：当检测到冲突并在发完阻塞信号后,需要等待一个随机时间，然后再用CSMA的算法重新发送。争用方式：在总线上的每个结点都能随时发送信息，但在同一时刻只允许一对结点可以通信，否则，就会导致信号相互叠加，造成数据错误，这就是线路争用带来的问题。,3.2 局域网的连接设备及其工作原理,1、网卡的主要功能 网卡的功能是与网络操作系统配合工作，负责将要发送的数据转换为网络上其它设备能够识别的格式，如图4-10所示。,3.2.1网络接口卡,图 4-10 网卡的基本功能示意图,在局域网中的连接设备有网络接口卡、集线器、交换机等。网络接口卡 简称为网卡,插在计算机总线插槽内或外部接

12、口上。,3.2.1网络接口卡,2、网卡的工作原理 网卡工作在数据链路层，主要完成物理层和数据链路层的大部分功能。主机与网卡通过控制总线来传输控制命令与响应，通过数据总线来发送与接收数据。主机通过地址总线和控制总线,根据地址与中断号INT识别网卡和其中的寄存器写入或读出命令或响应。,3、网卡的基本类型 如果按以太网网卡所支持的总线类型,可分为3种类型：16位。适用于符合工业总线标准ISA的网卡。32位。适用于符合扩展的工业总线标准EISA、MAC、VL-BUS、PCI的网卡。特殊总线。适用于符合MCIA、并行口、USB的网卡。,system4 system5 system6,3.2.2集线器,集

13、线器(Hub)是局域网中重要的部件之一，其实质是一个多端口的中继器。中继器通常带有两个端口,用于连接一对同轴电缆，而随着双绞线以太网的出现,中继器被做成具有多个端口的装置，用在星型布线系统中,并称其为集线器。集线器在网络中的连接如4-11图所示。,HUB1,Server system1 system2 system3,HUB2,图 4-11 集线器在网络中的连接,3.2.2集线器,1、集线器的主要功能 在使用10Base-T的以太网协议组网时，集线器的作用就显得十分重要，它主要有以下5个方面的功能。,3.2.2集线器,2、线器的工作原理 集线器作为以太网的中心连接设备时，所有结点通过非屏蔽双绞

14、线与集线器连接。在物理结构是星型结构，在逻辑上仍然是总线型结构，并且在MAC层仍然使用CSMA/CD介质访问控制方法。集线器的基本结构如图4-12所示。,3.2.2集线器,3、集线器的基本类型 集线器有多种不同的类型，并有多种不同的分类方法。按网络类型分类，可分为：以太网Hub、令牌环网Hub、FDDI Hub等。按集线器端口连接介质不同分类，可分为：同轴电缆、双绞线和光纤三种类型。按集线器支持的传输速率不同分类，可分为：10Mbit/s、100Mbit/s和10/100Mbit/s。按集线器结构不同分类，可分为：独立式集线器、堆叠式集线器和模块式集线器三种。,3.2.3交换机,交换机(Swi

15、tch)也称为交换器活交换式集线器，是专门为计算机之间能够相互通信且独享带宽而设计的一种包交换设备。目前交换机已取代传统集线器在网络连接中的霸主地位，成为组建和升级以太局域网的首选设备。1、交换机的主要功能 交换机大多工作数据链路层,其功能是对封装数据进行转发，在端口之间建立并行的连接，以缩小冲突域，并隔离广播风暴。交换机的最大特点是可以将一个局域网划分成多个端口,每个端口可以构成一个网段，扮演着一个网桥的角色,而且每一个连接到交换机上的设备都可以享用自己的专用带宽。交换机与各网段的连接如图4-13所示。,3.2.3交换机,交换机的最大特点是可以将一个局域网划分成多个端口,每个端口可以构成一个

16、网段,扮演着一个网桥的角色,而且每一个连接到交换机上的设备都可以享用自己的专用带宽。,3.2.3交换机,2、交换机的工作原理 交换机之所以比集线器的性能优越，其关键是交换机中的MAC地址表，并有先进的转发方式。(1)MAC地址表：集线器虽然也能组网,但仅起到物理层的电信号放大作用，需要通过网络上层的帮助才能完成将数据帧转发到目的计算机，这样会降低数据传输的效率。交换机通过专用集成电路(ASIC)能够完成一定智能的功能，通过查看每个端口接收的帧的源地址,迅速建立一个端口和MAC地址的映射关系,并存储在内容关联存储器(CAM)里形成一个端口和MAC地址的对应表，即MAC地址表，然后根据这个表转发数

17、据帧。下面以实例说明交换机MAC地址表的建立过程。,3.2.3交换机,假设有一台交换机的4个端口分别连到4台用户终端，它们有不同的MAC地址，开始交换机的MAC地址表是空的，如图4-14所示。,3.2.3交换机,当终端A第一次向终端C发送数据帧时，由于首次发送时不知道终端C在何处，所以向其它各端口复制转发这个数据帧，这个过程称为泛洪，如图4-15所示。,3.2.3交换机,当终端D第一次向终端C发送数据帧时，交换机将E3端口和帧的源地址写入表中。交换机获得到了所有终端的MAC地址，并建立了对应关系表，如图4-16所示。,3.2.3交换机,当下一次终端A向终端C发送数据帧时，交换机查看帧的目的地址

18、，并查找MAC地址表，找到对应E2端口，直接将这个数据帧转发到E2端口，如图4-17所示。,3.2.3交换机,3、交换机的基本类型 自1993年局域网交换机出现后,随着交换机技术的发展，其产品的类型也越来越多，通常分类方法有3种。按应用领域划分:可分为广域网和局域网交换机。广域网交换机主要应用于电信领域,提供通信基础平台；局域网交换机则应用于局域网络，用于连接终端设备。按传输速率划分：可分为以太网交换机、100M交换机和1000M交换机、FDDI交换机、ATM交换机和令牌环交换机。按结构形式划分：可分为独立式交换机、堆叠式交换机和模块式交换机。,3.2.3交换机,4、交换机与集线器的比较 交换

19、机与集线器的外形和连接方式是相似的，它们之间的区别主要体现在以下3个方面。,工作方式,工作带宽,3.3 局域网组网方法,3.3.1 传统以太网,以太网(Ethernet)是基于总线型的广播式网络，在现有的局域网标准中，它是最早标准化的局域网，也是目前最成熟、最成功、应用最广泛的一种局域网技术。对于10Mbit/s传统以太网，IEEE 802.3定义了4种规范,如图4-18所示。,3.3.1 传统以太网,1、粗缆以太网（10Base-5）用粗同轴电缆组建的网络称为粗缆以太网，又可表示为10Base-5，它是最早出现的以太网。,粗缆以太网粗同轴电缆、收发器、收发器电缆、网络适配卡、终接器等5部分组

20、成，其结构如图4-19所示。,3.3.1 传统以太网,2、细缆以太网（10Base-2）10Base-2是总线型细同轴电缆以太网的简略标示符。,10Base-2主要由细同轴电缆、网络适配卡、BNC电缆连接器等3部分组成，其结构组成如图4-20所示。,3.3.1 传统以太网,3、双绞线以太网（10Base-T）10Base-T是IEEE 802委员会于1990年9月正式建立的非屏蔽双绞线传输10Mbit/s基带以太网标准，逻辑上为总线型拓扑的网络，称为共享式集线器。实际上，双绞线以太网是一个物理上的星型拓扑结构，所以当一条电缆出现故障时只影响它所连接的那台计算机。10Base-T由双绞线、双绞线

21、连接器、网络适配卡、集线器等组成,其结构组成如图4-21所示。,3.3.1 传统以太网,4、光纤以太网（10Base-F）10Base-F是10Mbit/s光纤以太网，它使用多模光纤传输介质，在介质上传输的是光信号而不是电信号。因此，它具有传输距离长、安全可靠、可避免电击等优点。10Base-T由双绞线、双绞线连接器、网络适配卡、集线器等组成,其结构组成如图4-22所示。,3.3.2 局域网的扩展,网络互联可在四个层次上实现：物理层、链路层、网络层和更高层。就局域网而言，其扩展主要在物理层和数据链路层，并且通常利用集线器和交换机来实现。1、利用集线器进行扩展 在物理层利用集线器对小型局域网连接

22、，其连接方法有多集线器级联结构和堆叠式级联结构,其结构如图4-23所示。,图 4-23 用集线器扩展局域网,2、利用交换机进行扩展 在链路层上扩展局域网通常使用交换机或网桥。利用交换机扩展局域网时，类同集线器一样，交换机可以与交换机互联，也可以直接与终端机相连，还可以通过交换机连接集线器的方式相连。使用交换机的基本结构如图4-24所示。,3.3.2 局域网的扩展,3.4 高速局域网,前面讨论的局域网均属传统局域网，传统局域网技术是建立在“共享介质”的基础上，随着局域网的迅速普及，上网用户越来越多,因而必然存在以下问题:大量用于办公自动化与信息处理的PC机都需要连网,会造成局域网规模的不断增大，

23、网络通信量大大增加，因此局域网网络带宽与性能已不能适应要求。当网络结点数增大时，网络通信负荷加重，冲突和重发现象大量发生，网络效率急剧下降，网络传输延迟增大，网络服务质量下降。基于Web的Internet/Intranet应用要求更高的通信带宽,如果数据传输率仍为10Mbit/s，显然是不能适应的。这些因素促使人们研究高速局域网技术，改善局域网性能，以适应各种新的应用环境的要求。,3.4 高速局域网,我们把数据传输速率在100Mbit/s以上的局域网称为高速局域网。为了提高局域网的带宽,克服网络规模与网络性能之间的矛盾，改善局域网的性能以适应新的应用环境的要求,人们开展了对高速网络技术的研究,

24、提出了以下几种解决方案。,1,2,3,4,提高以太网数据传输速率，增加绝对带宽。,采用网络分段，将一个大型局域网划分成多个子网。,使用交换机，将“共享介质方式”改为“交换方式”。,采用先进的网络技术。,3.4 高速局域网,在上述4种方案中,由于ATM技术复杂等原因,近年来新建的局域网已经很少使用，目前使用最多的是前3项技术方案。今天的以太网已发展到快速以太网、千兆以太网、万兆以太网、乃至10万兆以太网。高速局域网的发展如图4-26所示。,1985 1989 1994 1995 1998 2002（年）,10Mbit/s 100Mbit/s 100Mbit/s 100Mbit/s 1000Mbi

25、t/s 10000Mbit/sIEEE 802 FDDI 100VG FE GE 10GE,图 4-26 高速局域网的发展,随着计算机网络技术的飞速发展和用户对网络速率与带宽的要求，现在大多使用千兆以上的以太网。,3.4.2快速以太网（Fast Ethernet）,1、快速以太网的概念 面对用户对局域网带宽的要求，其解决方案一是重新设计新的局域网体系结构与介质访问控制方法；二是保持局域网体系结构与介质控制方法不变，设法提高传输速率。对于目前已大量存在的以太网来说，既要保护用户的已有投资，又要增加网络带宽，而快速以太网就是符合后一种要求的新一代高速局域网。快速以太网主要解决网络带宽在局域网应用中

26、的问题。100Base-T是10Base-T的扩展,它保留着传统的10Mbit/s速率以太网的所有特征，即相同的数据格式、相同的介质访问控制方法和相同的组网方法,只是把以太网的发送时间由100ns降低到10ns，而将传输速率从10Mbit/s提高到100Mbit/s。,3.4.2快速以太网（Fast Ethernet）,2、协议标准 快速以太网的MAC层可以支持多种传输介质，目前制定了4种传输介质的标准，Fast以太网的协议结构如图4-28所示。,3.4.2快速以太网（Fast Ethernet）,3、快速以太网的拓扑结构100Base-TX的拓扑结构及网络连接技术要求如下图所示。,100Ba

27、se-TX的拓扑结构示意图,3.4.2快速以太网（Fast Ethernet）,4、应用实例 在网络设计中，快速以太网通常采用快速以太网集线器作为中央设备（100Base-TX)，使用非屏蔽5类双绞线以星型连接的方式连接网结点(工作站或服务器)以及另一个快速以太网集线器和10Base-T的共享集线器，其连接如图4-29所示。,3.4.3千兆以太网（Gigabit Ethernet）,1、千兆以太网的概念 尽管快速以太网具有高可靠性、易扩展性、低成本等优点,并且成为高速局域网方案中的首选技术，但由于网络数据库、多媒体通信和视频技术的广泛应用，人们不得不寻求更高带宽的局域网，千兆以太网就是在这种背

28、景下产生的。与快速以太网的相同之处是：千兆以太网同样保留着传统的100Base-T的所有特征，即相同的数据格式、相同的介质访问控制方法CSMA/CD和相同的组网方法，而只是把以太网每个比特的发送时间由100ns降低到1ns。千兆以太网发展很快,目前已被广泛地应用于大型局域网的主干网中。,3.4.3千兆以太网（Gigabit Ethernet）,2、协议标准 千兆以太网标准化的工作是从1995年开始的,千兆以太网中的MAC子层仍然采用CSMA/CD的方法,物理层标准可以支持多种传输介质，目前制定了4种传输介质的标准。千兆以太网的协议结构如图4-30所示。,3、应用实例 在网络设计中，通常用一个或

29、多个千兆以太网交换机构成主干网，以保证主干网的带宽；用快速以太网交换机,3.4.3千兆以太网（Gigabit Ethernet）,构成楼内局域网。组网时，采用层次结构,将几种不同性能的交换机结合使用,千兆以太网的协议结构如图4-31所示。,图 4-31 千兆交换以太网应用实例,3.4.4万兆以太网（10Gigabit Ethernet）,1、万兆以太网的概念 万兆以太网（10Gigabit Ethernet,10GE）是以太网系列的最新技术,传输速率比千兆以太网提高了10倍，通信距离可延伸到40km，在应用范围上得到了更多的扩展,它不仅适合所有传统局域网的应用场合,更能延伸到传统以太网技术受到

30、限制的城域网和广域网范围。2、协议标准 万兆以太网标准主要包括：兼容802.3标准中定义的最小和最大以太网帧长度；仅支持全双工方式；使用点对点链路,结构化布线组建星型物理结构的局域网；支持802.3ad链路汇聚协议；在MAC/PLS服务接口上实现10Gbit/s的传输速率等。万兆以太网的层次结构如图4-32所示。,3.4.4万兆以太网（10Gigabit Ethernet）,3、主要产品 随着万兆以太网标准的制定，市场上出现了许多支持万兆以太网的产品。从其产品体系结构来看，万兆以太网产品可以分为以下两大类：万兆以太网交换模块：是直接在千兆产品上增加万兆以太网模块。万兆以太网交换机路由器：是在（

31、模块）带宽、交换能力、ASIC处理能力、数据包转发能力等方面真正为万兆以太网技术而重新设计体系结构的交换机/路由器。,3.4.4万兆以太网（10Gigabit Ethernet）,4、万兆以太网的应用 万兆以太网技术突破了传统以太网近距离传输的限制，除了可应用在局域网和园区网外，也能够方便地应用在城域甚至广域范围。万兆以太网技术不但提供了更丰富的带宽和处理能力，而且保持了以太网一贯的兼容性和简单易用、升级容易的特点。目前万兆以太网的应用主要在校园网和企业网、宽带IP城域网、数据信息中心、超级计算中心等方面。在校园网中的应用：随着高校多媒体网络教学、数字图书馆等应用的展开，高校校园网已成为万兆以

32、太网的重要应用场所。利用10GE高速链路构建校园网的骨干链路与各教学区(分校)之间的连接，可以实现端到端的以太网访问，以提高传输效率，有效保证远程多媒体教学和数字图书馆等业务的开展。,3.4.4万兆以太网（10Gigabit Ethernet）,图 4-33 10GE在校园网中的应用,10GE高速链路构建校园网的骨干链路如图4-33所示。,3.4.4万兆以太网（10Gigabit Ethernet）,在城域网中的应用：随着流媒体视频、多媒体互动游戏的应用,对城域网的带宽提出了更高的要求。在城域网骨干层部署10GE，可简化网络结构、降低成本、便于维护。用10GE直接作为城域网骨干的结构如图4-3

33、4所示。,3.4.4万兆以太网（10Gigabit Ethernet）,在数据中心的应用 随着服务器纷纷采用千兆链路连接网络,汇聚这些服务器的上行宽带将逐渐成为业务瓶颈。因此，使用10GE高速链路可以为数据中心出口提供充分的带宽保障。随着计算机网络技术的飞速发展，万兆网络和千兆桌面已成为网络交换市场的主流，万兆以太网技术将得到更加广泛的应用,现已出现了10万兆以太网，并已投入市场应用。,3.4.5交换式以太网（Switching Ethernet）,1、交换式以太网的概念 局域网从介质访问控制方式的角度可以分为共享式局域网与交换式局域网。对于使用共享式集线器的用户，在某一时刻只能有一对用户进行

34、通信，即在某一时刻只有一个结点可以发送数据，所有结点共享网络带宽。集线器的带宽被一个结点所独占，其它结点之间不能传输数据。这样，集线器就成为了网络的瓶颈。为了提高网络的性能和通信效率，交换式局域网采用了以太网交换机为核心的技术。交换机提供了多个通道，它允许多个用户之间同时进行数据传输，因而解决了由集线器构成的网络的瓶颈。,3.4.5交换式以太网（Switching Ethernet）,交换式局域网可分为交换式以太网与ATM局域网以及在此基础上发展起来的虚拟局域网。其中，交换式以太网应用最为广泛，已成为当前局域网技术的主流。共享介质局域网与交换式局域网的工作原理与两者之间的主要区别如图4-35所

35、示。,3.4.5交换式以太网（Switching Ethernet）,2、交换式以太网的基本结构 以太网交换机可以有多个端口，每个端口可以单独与个结点连接,也可以与一个共享介质式的以太网集线器连接，交换机与工作站之间组成星型拓扑结构。典型的交换式以太网的结构如图4-36所示。,3.4.5交换式以太网（Switching Ethernet）,3、交换式以太网的主要特点 兼顾性：交换式以太网能保留现有以太网的基础设施，而不必淘汰现有设备，只需要将共享式集线器更换为交换机。兼容性：以太网交换机可以与现有的以太网集线器相结合，实现各类广泛的应用。易用性：以太网交换技术是基于以太网的技术，对用户有较好的

36、熟悉度，易学易用。灵活性：使用以太网交换机可以支持虚拟局域网应用,使网络的管理更加灵活。支持性：交换式以太网可以使用各种传输介质,支持3类/5类UTP以及同轴电缆，尤其是使用光缆，可以使交换式以太网作为网络的主干。,3.5 无线局域网,无线局域网（Wireless Local-Area Network，WLAN）也称Radio LAN,就像其名字所描述的一样：它挣脱了传统线缆束缚，提供了以太网或者令牌网络的功能。WLAN是计算机网络与无线通信技术相结合的产物，它提供了使用无线多址通道的一种有效方法，用来支持计算机之间的通信，并为通信的移动化、个性化合多媒体应用提供了潜在的手段。无线局域网与有线

37、网络的最大区别是WLAN不是使用双绞线或光纤，而是红外线和无线电等。因此，这种方式不仅可以节省铺设线缆的投资，而且建网灵活、快捷、节省空间。,1、WLAN的主要特点,3.5.1WLAN特点与适用范围,3.5.1WLAN特点与适用范围,2、WLAN的适用范围,3.5.2WLAN的主要类型,1、红外局域网 红外局域网也称为IrDA技术，是一种利用红外线进行点对点通信的技术，其工作原理与电视遥控装置类似。红外局域网的数据传输有3种方式：,定向光束红外传输,漫反射红外传输,全方位红外传输,3.5.2WLAN的主要类型,2、扩频无线局域网 扩频是扩频通信的简称,由于扩频技术具有优越的抗干扰性和保密性，因

38、而己被广泛应用于军事通信。FCC在1985年开放了3个频段：902928MHz、2.42.4835GHz和4.7254.85GHz,允许输出功率小于1W的扩频电台免许可证使用，这极大地促进了无线局域网的发展。扩频技术的实现方法有两种方式，跳频和直接序列扩频。,跳频,直接系列扩频,3.5.2WLAN的主要类型,3、窄带微波无线局域网 窄带微波是指使用微波无线电频带进行数据传输，其带宽刚好能够容纳信号。窄带微波可分为免申请执照的窄带RF和申请执照的窄带RF两种。,免申请执照的窄带RF,申请执照的窄带RF,3.5.3WLAN的协议标准,无线局域网与有线局域网的主要区别除了传输介质不同之外，另一个重要

39、区别是无线局域网的标准不统一，不同的标准有不同的应用。,IEEE 802.11标准,Blue tooth标准,Home RF标准,3.5.4WLAN的组建方式,1、WLAN的设备 目前市场上已有一些无线局域网设备可供选择,常见的无线网络器件有以下几种。无线网络网卡：无线网络网卡上通常集成了通信处理器和高速扩频无线电单元,它采用ISA总线、800K1Mbit/s左右的传送速率，在有障碍的室内通信，距离为60m左右，而在无障碍的室内通信距离为150m左右。无线网络Hub：用作无线网络路由器或收发器,其通常具有1.2Mbit/s左右的传送速率，在有障碍的室内通信距离为100m左右，而在无障碍的室内通

40、信距离为180m左右。无线网络网桥：通常用于两个有线网络的连接，特别适用于两座建筑物之间的网络连接。,3.5.4WLAN的组建方式,2、WLAN的组建形式 无线局域网的组建形式有全无线网、无线结点接入有线网和两个有线网通过无线方式相连3种形式。全无线网：较适用于还没有建网的用户,由于无线网卡的作用范围有限，所以在网上合适的位置通常还应增设无线中继站，以扩大辐射范围。全无线网可组成自主无线局域网和多区无线局域网两种形式。,自主无线局域网。由一个BSS构成，不与其它有线或无线网络发生联系，如图4-42所示。,图 4-42 自主无线局域网,3.5.4WLAN的组建方式,多区无线局域网（Infrast

41、ructure Network）。通过无线接入点AP和骨干网把多个BSS互连起来，如图4-43所示。这个骨干网可以是有线网，也可以是无线网。这时所有的BSS组合称为扩展服务集（Extended Service Set，ESS）。,图 4-43 多区无线局域网互连,3.5.4WLAN的组建方式,无线结点接入有线网：通常是在有线网中接入无线网中继器,无线网结点可以通过无线网中继器与有线网相连。两个有线网通过无线方式相连：这种组网形式适用于将两个或多个已建好的有线局域网通过无线的方式互连，通常需要在各有线网中接入无线路由器，如图4-44所示。,图 4-44 有线局域网通过无线的方式互连,本章小结,本章小结,