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第三章局域网技术

第三章局域网技术. 3.1. 局域网概述中的重点 局域网的体系结构 局域网设备的功能. 物理层是必须的，因为物理连接以及在媒体上按位传输都需要物理层。 由于局域网不存在路由选择问题，因此可以不要网络层。 因此，局域网的参考模型就只是相当于 OSI 最低的两层 --- 数据链路层和物理层. 局域网的种类繁多，其媒体接入控制方式各不相同，为了使局域网中的数据链路层不致于过于复杂，将局域网的数据链路层划分两个子层： 媒体接入控制子层 -MAC （ Medium Access Control ） 逻辑链路控制子层 -LLC （ Logical Link Control ）

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第三章局域网技术

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  1. 第三章局域网技术

  2. 3.1.局域网概述中的重点 • 局域网的体系结构 • 局域网设备的功能

  3. 物理层是必须的，因为物理连接以及在媒体上按位传输都需要物理层。物理层是必须的，因为物理连接以及在媒体上按位传输都需要物理层。 由于局域网不存在路由选择问题，因此可以不要网络层。 • 因此，局域网的参考模型就只是相当于OSI最低的两层---数据链路层和物理层

  4. 局域网的种类繁多，其媒体接入控制方式各不相同，为了使局域网中的数据链路层不致于过于复杂，将局域网的数据链路层划分两个子层：局域网的种类繁多，其媒体接入控制方式各不相同，为了使局域网中的数据链路层不致于过于复杂，将局域网的数据链路层划分两个子层： • 媒体接入控制子层-MAC（Medium Access Control） • 逻辑链路控制子层-LLC（Logical Link Control） 在LLC不变的条件下，只需改变媒体访问控制MAC便可适应不同的媒体和访问方法

  5. 一、LLC子层 主要功能是： • 提供高层的接口 • 建立和释放数据链路层的逻辑连接 • 给帧加上序号等 • 差错控制 • 由软件译码成实际的数据

  6. 二、MAC子层 主要功能是 • 实现和维护MAC协议 • 位差错检测（一般是CRC）和寻址 • 将上层交下来的数据拆装成帧进行接受发送 MAC的实例如令牌环网（802.5）、以太网（802.3）等

  7. 三、物理层 IEEE802参考模型的物理层对应于OSI的物理层，实现功能包括： • 实现信号的编码（常用曼彻斯特编码）与解码 • 位（比特）的传输与接收 • 同步前导信号的产生与接收

  8. 3.1.2.局域网产品的分类

  9. 3.1.3.局域网的连接设备 一、网络适配器NIC （Network Interface Card ） 俗称网卡 网卡一方面负责接收网络上传过来的数据包，解包后，将数据通过主板上的总线传输给本地计算机；另一方面它将本地计算机上的数据打包后送入网络。网卡一般插在每台工作站和文件服务器主机板的扩展糟里。

  10. 二、集线器（HUB） • 集线器是管理网络的最小单元，是局域网的星型连接点。对工作站进行集中管理，不让出问题的区段影响整个网络的正常运行。 • 目前若按配置形式可分为独立型集线器、模块化集线器和堆叠式集线器三种。

  11. 智能集线器，可将网络管理、路径选择等网络功能集成于设备中。智能集线器，可将网络管理、路径选择等网络功能集成于设备中。 • 市场上常见到的是10M、100M、1000M集线器或10M／100M、100M／1000M等速率的集线器。 • 一般集线器具有RJ-45接口或BNC、RJ-45两种接口。集线器端口数通常有8口、12口、16口等几种。

  12. 三、网桥 在数据链路层提供连接服务 网桥是一种存储转发设备，用来连接类型相似的局域网。

  13. 网桥的分类 • 透明网桥 • 用户感觉不到它的存在，也无法对网桥寻址，所有的路由判决全部由网桥自己确定。当网桥连入网络时，它能自动初始化并对自身进行配置。 • 转换网桥 • 网桥是透明网桥的一种特殊形式。它为在物理层和数据链路层使用不同协议的LAN提供网络连接服务。例如连接令牌环网和Ethernet网的转换网桥。

  14. 封装网桥 • 封装网桥通常用于连接FDDI骨干网。例如封装网桥可以用来将多个Ethernet连到FDDI骨干网上。 • 源路由选择网桥 • 要求信息源（不是网桥本身）提供传递帧到终点所需的路由信息。

  15. 四、路由器 在网络层提供连接服务 • 路由器的有些功能与网桥类似 两者的主要区别在于互联协议级别上，这种差异使得路由器在路径选择，多协议机制，安全性和管理性等方面都强于网桥，由于路由器处理的信息量比网桥要多，因而处理速度比网桥慢。 • 在具体的网络互联中，采用路由器还是网桥，取决于网络管理员的需要和具体的网络环境。

  16. 路由的种类 根据路径选择的方式： • 静态路由 • 需要有网络管理员创建的路由表，当某一网络设备失效时，网络管理员还要介入更新路由表的工作。一般在较小的LAN网络当中，IP地址固定不变，网络管理员通常会使用静态路由。 • 动态路由 • 动态路由监视着网络的变化、更新其自身的路由表并在需要时随网络路径进行重新配置。

  17. 五、网关 • 网关主要用于不同体系结构的网络或者局域网与主机系统的连接。 • 在互连设备中，它最为复杂，一般只能进行一对一的转换，或是少数几种特定应用协议的转换。（所以没有通用的网关）

  18. 网关涉及OSI参考模型的全部功能，用于对两个不同的网络系统进行所有层的转换，综合起来说，网关应具有以下主要功能：网关涉及OSI参考模型的全部功能，用于对两个不同的网络系统进行所有层的转换，综合起来说，网关应具有以下主要功能： • 报文格式转换 • 原语连接转换 • 地址映射 • 协议转换

  19. 注意： • 人们的习惯用语有些模糊，经常不分路由和网关。 • 另外，目前市面上的产品种类越练越繁多，功能也越来越强大，某种产品实际的功能经常还带有其他设备的功能。

  20. 3.1.4.局域网的操作系统 一、网络操作系统分类 • 对等（Peer to Peer）模式 • 文件服务器模式 • 客户机/服务器模式

  21. 对等模式 • 对等式局域网操作系统的特点是网络上的所有连接站点地位平等 • 每一个工作站既可以起客户机作用也可以起服务器作用 • 特点： • 造价低 • 拥有高度自主权 • 工作站上的资源可直接共享 • 服务功能少 • 保密性差 • 难以确定文件的位置

  22. 文件服务器模式 • 文件服务器与工作站之间分工明确，使工作站从网络管理中解脱出来，信息处理能力明显增强； • 特点： • 数据保密性好， • 文件安全管理较好 • 可靠性高。

  23. 客户机/服务器模式 • C/S模式中分为：客户机和服务器 • 服务器集中进行共享数据库的管理和存取，将其他的应用处理工作分散到网络中其他微机上去做，构成分布式的处理系统， • 服务器有足够的能力做到把通过其处理后用户所需的那一部分数据而不是整个文件通过网络传送到客户机去，减轻了网路的传输负荷。

  24. 特点 • 每个局域网上至少具备一台服务器，专为网络提供共享资源和服务，因此对服务器要求较高。 • 客户机可以访问网络服务器上的全部共享资源，但本机资源只供本机用户使用。 • 具有良好的网络性能并适合于较大规模网络。

  25. 二、网络操作系统的组成 在局域网条件下，NOS只涉及OSI参考模型的第3层到第7层。 NOS（网络操作系统）由网络驱动程序、子网协议和应用层协议等3个方面组成。

  26. 网络驱动程序 • 涉及OSI的第2层和第3层 • 网卡和高层协议之间的接口

  27. 子网协议 • 涉及OSI参考模型的第3层、第4层和第5层（对于TCP/IP是网络层和传输层）

  28. 应用层协议 • 应用层是OSI和T C P / I P参考模型的最高层，它向用户提供一些常用应用程序，如电子邮件等。它包括了所有的高层协议，并且总是不断有新的协议加入。 应用层协议主要有： • 网络终端协议T E L N E T，用于实现互联网中的远程登录功能； • 文件传输协议F T P，用于实现互联网中交互式文件传输功能； • 简单电子邮件协议S M T P，实现互联网中电子邮件发送功能； • 域名服务D N S，用于实现网络设备名字到I P地址映射的网络服务； • 网络文件系统N F S，用于网络中不同主机间的文件系统共享。

  29. 三、网络服务操作系统产品 • Windows系列 • 在整个局域网配置中是最常见的 • 它对服务器的硬件要求较高 • 且稳定性能不是很高 • 一般只用于在中低档服务器中

  30. Windows NT4.0 • 比Windows 2000/2003 功能上要逊色许多 • 但它对服务器的硬件配置要求较低， • 它的功能也比较强大，基本上能满足所有中小企业的各项网络要求。

  31. Windows 2000 • Windows 2000 Professional针对商业和个人用户的桌面版本 • Windows 2000 Server是工作组级别的解决方案 • Windows 2000 Advance Server针对企业级的高级服务器用户 ,比Server多了集群管理和负载平衡服务 • Windows 2000 Datacenter Server主要针对大型数据仓库的数据中心服务器用户，除了将集群和负载平衡服务作为标准，还为大型的数据仓库、经济分析、科学和工程模拟、联机交易服务平台等应用进行了专门的优化 • Windows Server 2003系列分为Standard Edition、Enterprise Edition、Datacenter Edition和Web Edition四个版本

  32. NetWare • 优点：操作系统对网络硬件的要求较低，对无盘站和游戏的支持较好。 • 缺点：工作站资源无法直接共享、安装及管理维护较对等网复杂，多用户需同时获取文件及数据时会导致网络效率低，以及服务器的运算功能没有得到发挥等缺点。

  33. UNIX系统 • 版本主要有：UNIXSUR4.0、HP－UX 11.0，SUN的Solaris8.0等 • 系统稳定性和安全性非常好 • 多数是以命令方式来进行操作的，不容易掌握 • 一般用于大型的网站或大型的企、事业局域网、广域网中 。

  34. Linux操作系统 • 免费 • 类UNIX操作系统（采用UNIX 内核）

  35. 3.2.以太网和IEEE802.3标准 3.2.1. IEEE标准 一、网络标准化组织 • 美国国家标准化协会(ANSI) • 电气电子工程师协会(IEEE) • 国际通信联盟(ITU) • 国际标准化组织(ISO) • Internet协会(ISOC) • Internet工程任务组(IETF) • 电子工业联合会(EIA) • 通信工业联合会(TIA)等等

  36. 重点： • 以太网CSMA/CD的原理 • 令牌环的工作原理

  37. IEEE （Institute of Electrical and Electronics Engineers ）电气和电子工程师协会。 • 1980年2月成立IEEE802委员会，制定了一套标准，称为IEEE802标准并被ISO采纳，作为局域网的国际标准系列，称为ISO802标准。

  38. 二、局域网标准 • 802.1—802标准的概述。即局域网的体系结构、网络管理和网际互联协议。 • 802.2—逻辑链接控制的标准和其他网络连接标准。 • 802.3—带有检测冲突的载波侦听多路存取方法(CSMA/CD)的标准。（以太网的） • 802.4—传递总线存取的令牌标准。 • 802.5—令牌环存取以及LAN与MAN间通信的标准。

  39. 802.6—包括高速无连接网络互连在内的LAN和MAN网络标准。802.6—包括高速无连接网络互连在内的LAN和MAN网络标准。 • 802.7—宽带电缆技术标准。 • 802.8—光纤电缆技术标准。 • 802.9—集成网络互连服务(如语音和数据集成)的标准。 • 802.10—LAN和MAN能共同使用的安全性标准。 • 802.11—无线连接标准。 • 802.12—要求优先级存取方法标准。 • 802.14—有线电视宽带通信标准。

  40. 三、原以太网标准和802.3标准 • Xerox、DEC和Intel公司于1980年联合起草了以太网标准，1985年，IEEE802委员会该标准并将其进行了修改为IEEE802.3标准。

  41. 主要区别：

  42. 特点 • 全球占有率一度达到惊人的90% • 极易管理和维护 • 便宜 • 轻载情况下工作得好

  43. 3.2.2.物理层标准 一、传输介质 • IEEE802.3给出了一种简明的表示方法： 数据传输率 信号传输方式 传输介质

  44. 二、以太网网络适配器 • 物理地址 （········） （········） （········） （········） （········） （········） 0001 0000 0000 0000 0010 0000 1110 0100 1011 0001 0000 0010 08 00 20 e4 b1 02 • 其中前24比特是分配给每个制造公司的代号。 • 例如，AMD的前缀是0800208:0:20，然后，制造商必须保证其产品的地址后缀在该品牌中是唯一的。

  45. 以太网适配器的作用: • 接收所有的帧 • 根据接收地址决定是否向主机传递它接收的帧 如果所接收的帧的: • 接收地址与本机地址相同； • 接收地址为广播地址； • 接收地址所指集合于本机所在集合吻合； • 混杂模式所有帧 则向主机传递该帧。

  46. 3.2.3. 802.3的帧 802.3的帧由八部分组成：前导符、起始符、目的地址、源地址、长度、数据、PAD和CRC校验码

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