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第 3 章 局域网技术

第 3 章 局域网技术. 局域网概述. 局域网的介质访问控制方法. 本章主要内容. 局域网的组成. 无线局域网. 蓝牙技术. 重难点. 以太网、 FDDI 网的工作原理 令牌总线介质访问控制方法的工作原理 无线局域网的实现技术、系统结构、组建 蓝牙技术的实现技术、结构和协议体系. 一．局域网的主要特点. 1 ．覆盖范围小 2 ．传输速率高（通常在 10Mb/s~1000Mb/s 之间） 3 ．误码率低（通常低于 10-8 ） 4 ．成本低 5 ．单位自己建设和拥有，易于维护、管理和更新扩充。 6 ．结构简单，易于实现。. 局域网概述.

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第 3 章 局域网技术

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Presentation Transcript

  1. 第 3章 局域网技术

  2. 局域网概述 局域网的介质访问控制方法 本章主要内容 局域网的组成 无线局域网 蓝牙技术

  3. 重难点 • 以太网、FDDI网的工作原理 • 令牌总线介质访问控制方法的工作原理 • 无线局域网的实现技术、系统结构、组建 • 蓝牙技术的实现技术、结构和协议体系

  4. 一．局域网的主要特点 1．覆盖范围小 2．传输速率高（通常在10Mb/s~1000Mb/s之间） 3．误码率低（通常低于10-8） 4．成本低 5．单位自己建设和拥有，易于维护、管理和更新扩充。 6．结构简单，易于实现。 局域网概述

  5. 局域网概述 二．局域网的拓扑结构 1．总线型拓扑结构

  6. 局域网概述 2．环型拓扑结构

  7. 局域网概述 3．星型拓扑结构

  8. 局域网概述 三．局域网的传输介质 双绞线介质有非屏蔽式双绞线UTP和屏蔽式双绞线STP。其中UTP在共享介质局域网和交换式局域网中得到广泛的应用。 同轴电缆可用于基带系统，也可以用于宽带系统。基带同轴电缆在几千米距离内可提供10Mbms的传输速率；宽带同轴电缆与有线电视网的传输介质相同，可以提供50Mbms的传输速率。 光纤有单模光纤和多模光纤，在局域网领域，主要用于较大范围的局域网和基于高速交换机的高速局域网。 此外，在某些应运场合，由于移动性要求，不便采用以上有线介质，则可采用微波、红外线、卫星等传输介质连接局域网。

  9. 局域网概述 四．局域网的分类 （1）按网络的拓扑结构划分 可分为星型网络、总线型网络、环型网络和树型网络等。 （2）按线路中传输的信号形式划分 可分为基带网络和宽带网络。 （3）按网络的传输介质划分 可分为双绞线、同轴电缆网络、光纤网络和无线局域网等。 （4）按网络的介质访问方式划分 可分为以太（Etherner）网、令牌环网和令牌总线网等。 返回

  10. 介质访问控制方法 一．以太网与CSMA/CD 以太网（Ethernet）采用总线型拓扑结构。虽然在组建以太网过程中常使用星型物理拓扑结构，但在逻辑上还是总线型的，图a是一个物理与逻辑统一的以太网，图b则显示了一个物理上星型而逻辑上总线型的以太网。

  11. 介质访问控制方法 1．以太网的发送

  12. 介质访问控制方法 2．以太网的接收

  13. 介质访问控制方法 3．MAC地址

  14. 介质访问控制方法 二．FDDI与令牌环介质访问控制 光纤分布式数据接口(Fiber Distributed Data Interface,FDDI)采用光纤作为其传输介质，网络的传输速率可达100Mb/s。 FDDI采用环型拓扑结构，使用令牌作为共享介质的访问控制方法，因此，FDDI是一种令牌环网。而使用这种环型拓扑结构网络的最大隐患之一是环上某处发生故障（例如某个节点出现故障），就会使整个网络瘫痪，为了解决可靠性问题，FDDI将它的令牌环网设计成双环结构。如图3-12所示。 双环FDDI 链路出现故障的FDDI 站点出现故障的FDDI

  15. 介质访问控制方法 1.令牌环基本工作原理 FDDI令牌环网中的数据传输过程主要有3个步骤： （1）获取令牌并发送数据帧； （2）接收和转发数据帧； （3）撤消数据帧并释放令牌。

  16. 介质访问控制方法 2.数据传输实例

  17. 介质访问控制方法

  18. 介质访问控制方法

  19. 介质访问控制方法

  20. 介质访问控制方法 三． 令牌总线介质访问控制方法 从物理结构上看，令牌总线网是一种总线型LAN，各工作站共享总线传输信道；但从逻辑上看，它又是一种环形LAN，如图所示。 返回

  21. 局域网的组成 一．LAN连接部件及设备 使用不同拓扑结构和不同传输介质的局域网，所使用的介质连接器件也不同。 组建粗同轴电缆的总线局域网要使用收发器、AUI接口和终端匹配器等；组建细同轴电缆的总线局域网要使用BNC-T连接器、BNC接口和终端匹配器等；组建UTP星型局域网要使用RJ-45接口；组建光缆局域网要使用SC或ST连接器及其接口。 在建设星型局域网时，集线器和交换机构成LAN的中心结点，用于转发信息。中继器可连接两个或多个局域网段构成一个局域网，以扩展网络覆盖范围。

  22. 局域网的组成 二．网卡 网络接口卡（network interface card，NIC）简称网卡（如图所示），又称网络适配器。它是构成网络的基本部件，使局域网中连接计算机与通信子网的关键设备，它负责将数据从计算机传输到传输介质或由传输介质传输到计算机，在计算机和传输介质之间提供数据传输功能。

  23. 局域网的组成 网卡有多种方类，可以按总线、数据传输率、接口、数据宽度等各种方法进行分类。 （1）按照速度分类，主要有10Mbps网卡、100Mbps快速网卡、10M/100Mbps自适应网卡和1Gbps网卡。 （2）按照总线划分，可以分为ISA总线网卡和PCI总线网卡。 （3）按照连接接口划分，可以分为BNC、RJ-45和光纤接口的网卡。 （4）便携式计算机网卡。 除了上述介绍的网卡外，目前还有无线网卡，它支持无线上网。另外，支持新的USB接口的USB网卡为局域网的连接也提供了很多方便。

  24. 局域网的组成 三．服务器 在网络系统中，一些计算机或设备应其他计算机的请求而提供服务，使其他计算机通过他能够共享系统资源，这样的计算机或设备就是网络服务器。 服务器是局域网中的核心设备，负责部分或全部网络的运行和数据的控制管理。服务器为网上其他计算机提供服务，一个局域网中至少有一台服务器，一般稍微复杂的局域网，都配有多台服务器。服务器的运行效率直接影响整个网络的综合性能。 根据服务器在局域网中的作用和提供的服务不同，服务器可以分为文件服务器、网络打印服务器、数据库服务器、通信服务器、应用程序服务器和事物处理服务器等类型。

  25. 局域网的组成 四．工作站 工作站也叫客户机，是局域网上的各种用户和终端设备的统称，通常由用户操作。 工作站是网络的前端窗口，用户通过他来访问网络的共享资源。对工作站性能的要求主要是根据用户的需求而定的。根据实际要求，工作站可以带有软驱、光驱或硬盘，也可以是没有这些设备。前者称为有盘工作站，后者称为无盘工作站。无盘工作站的特点是成本低，有部分的防病毒功效，但加重了服务器的处理负担；有盘工作站设有磁盘驱动器，使用方便。 内存是影响网络工作站性能的关键因素之一。工作站所需的内存大小取决于操作系统和在工作站上运行的应用程序的大小和复杂程度。 返回

  26. 无线局域网 一．无线局域网的提出 无线局域网WLAN（Wireless Local Area Network）是计算机网络与无线通信技术结合的产物。一般情况下WLAN指利用微波扩频通信技术进行联网，是在各主机和设备之间采用无线连接和通信的局域网络。它不受电缆束缚，可移动，能解决因布线困难、电缆接插件松动、短路等带来的问题，省却了一般局域网中布线和变更线路费时、费力的麻烦，大幅度地降低了网络的造价。 WLAN既可满足各类便携机的入网要求，也可实现计算机局域联网、远端接入、图文传真、电子邮件等多种功能，为用户提供了方便。

  27. 无线局域网 二．无线局域网实现技术 根据无线局域网输出形式可将其分成两类：微波的方式（其原理即无线广播方式）和光通信。 1．扩频技术 扩频技术即扩展频谱技术，简称SS（Spread Spectrum）技术。 （1）直序扩频技术（DSSS） 用相干二进制相移键控调制方法将要发送的数据加在一个事先定义为伪随机码中一起发送，这样发送的信号就扩展在很宽的频带上。 （2）跳频扩频技术（FHSS） 跳频技术属频率调制，是一种可避免干扰的技术。 2．扩频技术特点 （1）总造价低、组网简单灵活，建造周期短； （2）传输速率、抗干扰能力、保密性及频率许可证等方面性能高； （3）可靠性、抗干扰能力强。

  28. 无线局域网 三．无线局域网的系统结构 1．点对点型号WLAN 点对点型WLAN的典型结构是通过单频或扩频微波电台、红外发光二极管、红外激光等方法，连成两个固定的有线LAN网络。 2．点对多点型WLAN 点对多点型WLAN是典型的集中控制方式。它由一个中心结点及若干外围结点组成。 3．分布型WLAN 类似分组无线网，相关结点在数据传输中也起路由控制选择作用。

  29. 无线局域网 四．IEEE802.11系列标准 IEEE802.11是第一代无线局域网标准之一。该标准定义了物理层和介质访问控制MAC协议规范，物理层定义了数据传输的信号特征和调制方法，定义了两个射频（RF）传输方法和一个红外线传输方法。 802.11b物理层支持5.5Mbps和11Mbps两个速率。802.11标准在扩频时是用一个11位调制芯片，802.11b则采用新的调频技术CCK，在环境变化时，速率可在11Mbps、5.5Mbps、2 Mbps和1Mbps之间切换，且在2Mbps、1Mbps速率时与802.11兼容。 802.11a工作在5GHz，物理层速率可达54Mbps，传输层可达25Mbps。采用正交频分复用的独特扩频技术，可提供25Mbps的无线ATM接口和10Mbps的以太无线帧结构接口，支持语音、数据、图像业务；一个扇区可接入多个用户，每个用户又可带多个用户终端。

  30. 无线局域网 五．无线局域网的组建 1．组网器件 无线网卡、无线接入点（AP）、无线网HUB、无线网桥等。 2．组网形式 全无线网、无线工作站接入有线网、在有线网中接入无线网中继器和两个有线网以无线方式相连等四种情况。 3．无线局域网的优劣 （1）高移动性 （2）抗干扰性强 （3）建网容易、管理方便 返回

  31. 蓝牙技术 一．蓝牙技术的产生 蓝牙技术是一种无线连接技术标准，于 1998年由Inter、Nokia、Ericsson、Toshiba和IBM五大公司成立的Bluetooth SIG（Special Interest Group，特别兴趣小组）提出，蓝牙（Bluetooth）是该技术标准的代码名称，其目的是让用户将移动计算设备和通信设备简单、快捷地连接，取代连接这些设备的电缆。1999年12月Bluetooth SIG发布Bluetooth 1.0B技术标准规范。 蓝牙技术是实现语音和数据传输的开放式全球规范，是一种低成本、短距离的无线链路，为固定和移动设备通信环境建立一个特别连接。 蓝牙工作在全球通用的2.4GHz ISM（即工业、科学、医学）频段，其数据传输速率为1Mbps，全双工传输，快速确认和跳频技术能确保链路的稳定。

  32. 蓝牙技术 二．蓝牙的关键技术 1．射频技术 2．组网技术 3．时分复用多路访问技术 4．跳频技术 5．分层协议栈

  33. 蓝牙技术 三．蓝牙系统构成 1．无线射频单元 2．连接控制单元 3．链路管理器 4．软件

  34. 蓝牙技术 四．蓝牙软件结构和协议体系 1．软件结构和功能 ◆ 蓝牙设备包括软件和硬件。 ◆ 软件结构实现功能： ◆ 配置和诊断、 ◆ 蓝牙设备的发现、 ◆ 电缆仿真、 ◆ 与外网设备的通信、 ◆ 音频通信及呼叫控制、 ◆ 交换名片和电话号码的协议。

  35. 蓝牙技术 2．协议体系 （1）核心协议(包括Base Band) Base Band（基带协议）、LMP（链路管理协议） 、SDP（服务发现协议） （2）电缆替代协议 （3）电话传送控制协议 TCS BIN（二元电话控制协议）、AT命令集电话控制协议 （4）选用协议 PPP（点对点协议） TCP/UDP/IP（传输控制/用户数据报/网际协议）、OBEX（对象交换协议）、vCard（电子名片交换格式）、vCal（电子日历及日程交换格式）、WAP（无线应用协议）

  36. 蓝牙技术 五．蓝牙技术的应用 1．应用于移动电话上，以取代移动电话与耳机之间的连接。 2．实现笔记本电脑的无线网卡功能，同样也包括掌上电脑、PDA等个人智能数字终端的上网功能。 3．用无线电缆代替目前的短距离内计算机与外设之间的电缆。这是蓝牙的根本——使用蓝牙作为无线电缆。 随着蓝牙芯片（目前为9mm×9mm）微型化和成本降低，蓝牙技术在家庭、办公自动化、娱乐、电子商务、工业控制、智能化建筑等场合的应用前景是非常广泛的，可以说，蓝牙技术是一种对未来无线移动通信技术有深远影响的技术，并将对人们的生活方式产生巨大的影响。 返回

  37. 本章总结 • 1. 局域网的主要特点、拓扑结构、传输介质和分类 • 2. 以太网与CSMA/CD • 3. FDDI与令牌环介质访问控制 • 4. 令牌总线介质访问控制方法 • 5. 局域网的组成 • 6. 无线局域网 • 7. 蓝牙技术 结束

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