局域网基础教学

第1章局域网基础学习目标计算机网络的作用、分类和组成局域网的相关概念与常见标准局域网中常用的通信协议及选择1000M以太网技术无线局域网技术虚拟局域网技术1-1计算机网络的基本概念1-1-1计算机网络的定义网络是一些节点和链路的集合。它提供两个或多个规定点的连接，以便于在这些点之间建立通信。----CCITT计算机网络就是相互联接、彼此独立的计算机系统的集合。相互联接指两台或多台计算机通过信道互连，从而可进行通信；彼此独立则强调在网络中，计算机之间不存在明显的主从关系，即网络中的计算机不具备控制其他计算机的能力，每台计算机都具有独立的操作系统。1-1计算机网络的基本概念1-1-2计算机网络的作用数据通信资源共享集中管理实现分布式处理实例e-mail、ICQ----文本Web站----文本、音像视频会议系统----实时音像1-1计算机网络的基本概念1-1-3计算机网络的分类1．按网络的拓扑结构分类网络的拓扑结构指网络中结点（设备）和链路（连接网络设备的信道）的几何形状。总线型网型环型星型树型混合型1-1计算机网络的基本概念物理拓扑与逻辑拓扑物理拓扑指网络的几何形状，即通常意义上的拓扑；而逻辑拓扑则指信息在通信介质中传输的机制。123456789101112AB12x6x8x2x9x3x10x4x11x5x7x1xEthernetA12x6x8x2x9x3x10x4x11x5x7x1xC10Base-2网络10Base-T网络1-1计算机网络的基本概念2．按网络的覆盖范围分类广域网（WAN）的覆盖范围可以是几十千米，也可以延伸到星际。数据传输速率为几Kbps到几Gbps。局域网（LAN）的覆盖范围从几米到几千米，数据传输速率一般在10M以上。城域网（MAN）的覆盖范围从几千米到几十千米。从技术的观点看，按照覆盖范围对网络进行分类不是一种十分严谨的方法。1-1计算机网络的基本概念1-1-4计算机网络的组成分组交换网由通信子网和资源子网两部分构成。H1H4H3H2R通信子网链路H：主机R：路由器•通信子网由分组交换结点（简记为R）及连接这些结点的链路组成，负责在主机（Host，简记为H）间传输分组。•资源子网由连在网上的主机构成，为网上用户提供共享资源，入网途径和方法。局域网中的每台主机都通过网卡连接到传输介质上，网卡负责在各个主机间传递数据，显然，网卡和传输介质构成了局域网的通信子网，而主机集合则构成了资源子网。1-2局域网的相关概念与标准1-2-1局域网局域网是限定区域的网络局域网的线路是专用的局域网具有较高的数据通信速率局域网具有开放性目前，很难对局域网作出明确定义，这是因为局域网正处于飞速发展的过程中，在网络产品、技术等方面还存在着许多不确定因素。1-2局域网的相关概念与标准1-2-2局域网标准IEEE802是主要的局域网标准，该标准所描述的局域网通过共享的传输介质通信。IEEE802标准包括局域网参考模型与各层协议。应用层物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层逻辑链路控制（LLC）层介质访问控制（MAC）层物理层OSIIEEE802物理层是必须的，它负责处理机械、电气、功能和过程方面的特性，以建立、维持和撤消物理链路。数据链路层也是必须的，它负责把不可靠的传输信道改造成可靠的传输信道，采用差错检测和帧确认技术，传送带有校验信息的数据帧。1-2局域网的相关概念与标准1.2.3IEEE802.31．CSMA/CDIEEE802.3定义了带冲突检测的载波侦听多路访问CSMA/CD方式。借助于这种方式，两个或多个站能共享一个公共的总线传输介质。CSMA/CD的工作机制可概括为：先听后讲；边讲边听；冲突停止；延迟重发。1-2局域网的相关概念与标准2．几种以太网标准（1）10Base-5（粗缆以太网）（2）10Base-2（细缆以太网）（3）10Base-T（双绞线以太网）（4）10Base-F（光纤以太网）（5）100Base-TX（使用5类UTP的快速以太网）（6）100Base-FX（使用光纤的快速以太网）（7）100Base-T4（使用4对3类UTP的快速以太网）：100Base-T4具有如下特点：（8）100Base-T2（使用2对3类UTP的快速以太网）（9）1000Base-SX（使用1对短波长光光纤的千兆以太网）1-2局域网的相关概念与标准3．现有产品对以太网标准支持情况概述在工程实践中，标准需要产品的支持。就以太网而言，目前生产的10M和100Mbs的网卡、集线器和交换机一般都支持10Base-5、10Base-2、10Base-T、10Base-F、100Base-TX和100Base-FX等几个标准。而支持100Base-T4和100Base-T2标准的设备则比较少。此外，目前生产的多数1000M设备一般同时支持1000Base-TX、1000Base-SX和1000Base-FX标准。需要指出的是，不同速度的以太网具有高度的兼容性，同一以太网中可存在多种数据传输速度。在组建以太网的过程中，不必考虑帧结构的兼容性。1-3常用的通信协议及选择1.3.1NetBEUI/NetBIOS协议NetBEUI（NetBIOSExtendedUserInterface，NetBIOS下的扩展用户接口）是一种体积小、效率高、速度快的通信协议，由IBM公司于1985年推出，是NetBIOS的改进版。该协议特别适用于局域网段内部的通信。在微软的主流产品（如Windows9X和WindowsNT）中，NetBEUI会自动与网卡连接，连接在网络上的计算机就能够自动利用其功能与其他计算机进行通信。微软之所以选择NetBEUI，主要是因为它在工作时占用的内存少，速度快。将NetBEUI用于小型网络是合适的。但是，在大型网络中，NetBEUI不能很好地发挥其效能。因为NetBEUI用计算机名作为网络地址，这样网络中就不能出现彼此同名的计算机，而在大型网络中，很难保证计算机彼此不同名。此外，NetBEUI是不可路由协议，不支持跨越路由器的通信。基于上述认识，在网络中选择通信协议时，通常将NetBEUI与一种可路由协议协议（例如TCP/IP）配套使用，并以NetBEUI为主协议。当在局域网网段内部进行通信时，使用NetBEUI，当需要进行跨越网段的通信时，则使用其他的可路由选择协议。1-3常用的通信协议及选择1.3.2IPX/SPX协议WindowsNT中提供了两个与IPX/SPX兼容的协议：“NWLinkIPX/SPX兼容传输协议”和“NWLinkNetBIOS”，两者统称为“NWLink通信协议”。NWLink协议是IPX/SPX协议在微软网络中的实现，它一方面拥有IPX/SPX协议的优点，另一方面又能够适应微软的操作系统和网络环境。WindowsNT网络和Windows9X用户可以利用NWLink协议获得NetWare服务器的服务。当网络从Novell平台转向微软平台，或两种平台共存时，NWLink通信协议是最好的选择。不过，在NWLink中，“NWLinkIPX/SPX兼容协议”类似于Windows9X中的“IPX/SPX兼容协议”，只能作为客户端的协议实现对NetWare服务器的访问，离开了NetWare服务器，此兼容协议将失去作用；而“NWLinkNetBIOS”协议不但可在NetWare服务器与WindowsNT之间传递信息，而且能够用于WindowsNT计算机之间、Windows95/98计算机之间以及WindowsNT计算机与Windows9X计算机之间的通信。1-3常用的通信协议及选择1.3.3TCP/IP协议TCP/IP具有很强的灵活性，支持任意规模的网络，几乎可连接所有类型的服务器和工作站。但其灵活性也为它的使用带来了许多不便，在使用NetBEUI和IPX/SPX及其兼容协议时都不需要进行配置，而TCP/IP协议在使用前需要进行复杂的设置。使用TCP/IP协议的节点至少需要一个“IP地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”和一个“主机名”。如此复杂的设置，确实给一些初识网络的用户带来了不便。不过，在WindowsNT中提供了一个称为动态主机配置协议（DHCP）的工具，它可自动为客户机完成与IP有关的设置，从而减少了联网工作量。当然，DHCP所拥有的功能必须要有DHCP服务器才能实现。同IPX/SPX及其兼容协议一样，TCP/IP也是一种可路由的协议。1-3常用的通信协议及选择1.3.4通信协议选择策略为局域网选择通信协议时，应在网络规模、网络间的兼容性和网络管理等几个方面进行综合考虑。对于不与外部连接的、小型的、单网段的网络，最好使用NetBEUI通信协议。对于从NetWare迁移到WindowsNT的网络，或NetWare与WindowsNT共存的网络，选择IPX/SPX及其兼容协议，无疑可提供一个比较理想的传输环境。如果正在规划一个高效率、可互连、可扩展性的网络，TCP/IP将是理想的选择。此外，在选择通信协议时，还应遵循以下的原则：首先，要选择适合于网络特点的协议。其次，应尽量少选用网络协议。第三，应注意协议的版本。最后，还要注意协议的一致性。1.4几种局域网新技术1.4.11000M以太网技术介绍标准名称使用的介质传输的距离1000Base-TX62.5m多模光纤50m多模光纤260m525m1000Base-LX62.5m多模光纤50m多模光纤单模光纤550m525m3000m1000Base-CX同轴电缆25m1.4几种局域网新技术1000M以太网的应用（1）交换机到服务器连接的升级（2）交换机到交换机之间连接的升级（3）快速以太网主干部分的升级（4）对于一些配置较高、性能较好的工作站，当需要进行大量宽带数据交换，且原有的100M的连接的速度已不能满足信息交换要求的情况下，可以简单地升级这些工作站的以太网卡，然后将其直接连接到1000M以太网交换机上。1.4几种局域网新技术1.4.2无线局域网技术介绍无线局域网弥补了传统网络的不足，实现了可移动数据交换，为局域网开辟了一个新的技术和应用领域。1．无线局域网的标准2．无线局域网中常用的传输媒体和频段分配3．无线局域网的常见拓扑形式4．无线局域网的应用1.4几种局域网新技术1.4.3虚拟局域网技术虚拟局域网（VirtualLAN，VLAN）技术用于在不更改网络的拓扑结构的前提下对局域网进行重组。COL-ACT-STA-123456789101112HS1HS2OK1OK2PSCONSOLEA1B1C1COL-ACT-STA-123456789101112HS1HS2OK1OK2PSCONSOLEA2B2C2COL-ACT-STA-123456789101112HS1HS2OK1OK2PSCONSOLEA3B3C3COL-ACT-STA-123456789101112HS1HS2OK1OK2PSCONSOLE一楼二楼三楼四楼VLAN1VLAN2VLAN31.4几种局域网新技术划分VLAN的方法划分VLAN的具体方法主要有以下几种：（1）按交换机端口进行划分。（2）按MAC地址划分。（3）按第三层协议划分。（4）IP组播VLAN。（5）基于策略的VLAN。