第2章局域网基础.

2.1局域网基础知识2.2局域网拓扑结构2.3局域网传输介质2.4传输介质访问控制方法2.5观察MAC地址和以太网帧实训2.1局域网基础知识•2.1.1局域网工作的网络层次第2章局域网基础_______________________2.1局域网基础知识•2.1.1局域网工作的网络层次数据链路层通信方式：（1）广播通信方式。一对多的通信方式，存在信道争用（冲突）问题，相对复杂，必须使用专门的共享信道协议来协调各个主机的发送接收。如共享式（使用同轴电缆连接或集线器连接的）以太网。（2）点对点通信方式。一对一的通信方式。不存在信道争用（冲突）问题。如交换式（使用交换机连接的）以太网。第2章局域网基础_______________________2.1局域网基础知识•2.1.2局域网主要特点局域网组建容易，价格便宜、易于管理和维护。局域网的主要特点有：局域网覆盖有限的地理范围，一般不超过几千米。局域网传输速率高（目前为10Mb/s~100000Mb/s）、误码率低（通常低于10-11），快速可靠。局域网通常由一个单位或组织建设和使用。决定局域网特性的技术要素有3个方面：拓扑结构、传输介质和介质访问控制方法。第2章局域网基础_______________________2.2局域网拓扑结构局域网的拓扑结构主要有总线型结构、环型结构和星型结构3种基本类型，这三种基本类型还可以组成混合型拓扑结构。第2章局域网基础_______________________2.2局域网拓扑结构•2.2.1总线型拓扑结构第2章局域网基础_______________________2.2局域网拓扑结构•2.2.2环型拓扑结构第2章局域网基础_______________________2.2局域网拓扑结构•2.2.3星型拓扑结构第2章局域网基础_______________________2.2局域网拓扑结构•2.2.4混合型拓扑结构第2章局域网基础_______________________2.3局域网传输介质传输介质是指传输信号经过的各种物理通信线路。连接计算机网络使用的传输介质有多种，包括同轴电缆、双绞线和光缆等第2章局域网基础_______________________2.3局域网传输介质•2.3.1同轴电缆第2章局域网基础_______________________2.3局域网传输介质•2.3.2双绞线双绞线分为：非屏蔽双绞线（UTP，UnshieldedTwistedPair）屏蔽双绞线（STP，ShieldedTwistedPair）。第2章局域网基础_______________________2.3局域网传输介质•2.3.2双绞线第2章局域网基础_______________________2.3局域网传输介质•2.3.2双绞线第2章局域网基础_______________________常用的双绞线的类别、带宽和典型应用双绞线类别最高传输速率常见用途1类2Mb/s电话线（模拟信号）2类4Mb/s电话线（模拟信号）3类16Mb/s10Mb/s以太网4类20Mb/s10或100Mb/s以太网5类100Mb/s100Mb/s以太网超5类（5E）1000Mb/s100或1000Mb/s以太网6类24Gb/s1000Mb/s以太网；ATM网络2.3局域网传输介质•2.3.3光缆第2章局域网基础_______________________2.3局域网传输介质•2.3.3光缆第2章局域网基础_______________________2.3局域网传输介质•2.3.3光缆光缆的主要优点有：（1）传输损耗小，中继距离长，对远距离传输特别经济。（2）抗雷电和电磁干扰性能好。这在有大电流脉冲干扰的环境下尤为重要。（3）无串音干扰，保密性好，也不易被窃听或截取数据．（4）体积小，重量轻。（5）传输速率高，从l00Mb/s到1Gb/s（l000Mbp/s），甚至可达到1Tb/s（1000Gb/s）。光缆也有一定的缺点，主要是要将两根光纤精确地连接需要专用设备，光电接口的相关设备还较贵。主要用于长距离的数据传输和网络的主干线。第2章局域网基础_______________________2.4传输介质访问控制方法总线型局域网中的“冲突”现象第2章局域网基础_______________________2.4传输介质访问控制方法•2.4.1MAC地址每个网卡上都有一个全球唯一的地址，该地址被固化在网络接口卡的只读存储器中。它就像人的身份证号码一样不可修改。该地址通常被称为介质访问控制地址（MediaAccessControladdress），简单称MAC地址，也可称之为物理地址或硬件地址。MAC地址属于数据链路层的内容。第2章局域网基础_______________________2.4传输介质访问控制方法•2.4.1MAC地址MAC地址是一个48位的二进制数，一般用12个十六进制数表示，如：00-E0-4C-C1-61-31。MAC地址分为两个部分，如图2.11所示。前24位表示网卡制造商的识别码，由IEEE统一分配；后24位是网卡的编号，由网卡的制造制造商自行分配。第2章局域网基础_______________________2.4传输介质访问控制方法•2.4.2MAC帧局域网的主机通信时所发送的数据必须遵循一定的格式，这个格式称为“帧”。帧属于数据链路层的内容。第2章局域网基础_______________________2.4传输介质访问控制方法•2.4.3传输介质访问控制方法早期局域网传输介质是共享的，所以必须解决多个主机对传输介质的“争用”问题。不同类型的局域网采用不同的介质访问方法解决““争用”问题，主要包括带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）方法、令牌总线（TokenBus）方法、以及令牌环（TokenRing）方法。第2章局域网基础_______________________2.4传输介质访问控制方法•2.4.3传输介质访问控制方法总线型以太网与使用集线器组成的星型以太网逻辑上是一样的。第2章局域网基础_______________________2.4传输介质访问控制方法•2.4.3传输介质访问控制方法以太网采用带有冲突监测的载波侦听多路访问（CSMA/CD，CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection）方法实现对共享介质的访问控制。CSMA/CD是一种典型的分布式介质访问控制方法，它没有集中控制中心，网中的所有节点具有相同的优先级。多台主机随机“竞争”使用同一条链路。由于发送采用竞争机制，因此发送等待延迟并不确定，而且在高负载时，冲突几率的增大会使网络的性能产生一定的下降。但是，由于其方法简单、实现容易、组网方便，因此被得到了广泛应用。目前，以太网在局域网市场上占有绝对的主导地位。第2章局域网基础_______________________2.4传输介质访问控制方法•2.4.3传输介质访问控制方法1.以太网的发送第2章局域网基础_______________________2.4传输介质访问控制方法•2.4.3传输介质访问控制方法2.以太网的接收第2章局域网基础_______________________2.4传输介质访问控制方法•2.4.3传输介质访问控制方法使用CSMA/CD协议的以太网采用的是广播通信方式，一台主机不能同时发送和接收数据，即不可能进行全双工通信而只能进行半双工通信。因此，一个以太网就构成了一个的冲突域（collisiondomain，又称为碰撞域），在任一时刻，只能有一个主机发送数据。因为早期以太网工作在半双工模式，存在冲突问题，因此必须使用CSMA/CD协议来协调各台主机的数据发送问题；如果有办法让以太网中的每一台主机工作在全双工模式，也就不存在冲突问题，虽然CSMA/CD协议仍然存在，但是实际上不会用到它。采用交换机联网的以太网就属于后一种情况。第2章局域网基础_______________________2.5观察MAC地址和以太网帧实训•2.5.1查看计算机网卡的MAC地址•2.5.2观察以太网MAC帧第2章局域网基础_______________________详见教材