©第四章局域网 第4章局域网 基本内容：介绍局域网的基本概念、拓朴结构、常用的局域网 传输媒体，局域网的共享媒体技术，传统以太网的 工作原理及连接方法、CSMA/CD协议、碰撞退避算 法、MAC地址、MAC帧，局域网的扩展，高速以 太网技术。 重点掌握： ◆局域网的拓朴结构 ◆以太网的工作原理、CSMA/CD协议、MAC 帧 ◆以太网的连接方法 ◆局域网的扩展技术 ◆高速以太网技术 晰广电视大学一《算机基础》
浙江广播电视大学——《计算机网络基础》 第四章 局 域 网 第4章 局 域 网 基本内容：介绍局域网的基本概念、拓朴结构、常用的局域网 传输媒体，局域网的共享媒体技术，传统以太网的 工作原理及连接方法、CSMA/CD协议、碰撞退避算 法、MAC地址、MAC帧，局域网的扩展，高速以 太网技术。 局域网的拓朴结构 以太网的工作原理、CSMA/CD协议、MAC 帧 以太网的连接方法 局域网的扩展技术 高速以太网技术 重点掌握：
⑨第四章局域网 4.1局域网概述 4.1.1局域网的概念 局域网(Local Area Network,简称LAW)是计算机网络的一种。局 域网是在一个较小的范围（一个办公室、一幢楼、一家工厂 等)，利用通信线路将众多计算机（一般为微机）及外围设备 连接起来，达到数据通信和资源共享的目的。 局域网最主要的特点是：网络通常为一个单位所拥有，地理范围几 米到几公里。局域网具有较高的数据率、较低的时延和较小 的误码率。 决定局域网特性的主要技术：设备互联的拓扑结构；用于传输数据 的媒体；由于信道共享而采用的媒体接入控制方法
浙江广播电视大学——《计算机网络基础》 第四章 局 域 网 4.1 局域网概述 4.1.1 局域网的概念 局域网(Local Area Network, 简称LAN)是计算机网络的一种。局 域网是在一个较小的范围(一个办公室、一幢楼、一家工厂 等)，利用通信线路将众多计算机(一般为微机)及外围设备 连接起来，达到数据通信和资源共享的目的。 局域网最主要的特点是：网络通常为一个单位所拥有，地理范围几 米到几公里。局域网具有较高的数据率、较低的时延和较小 的误码率。 决定局域网特性的主要技术：设备互联的拓扑结构；用于传输数据 的媒体；由于信道共享而采用的媒体接入控制方法
⑨第四章局域网 4.1.2局域网的拓朴结构 最常见的局域网拓朴结构有星型、环型、总线型和树型。如图4-2所示。 旱干线耦合器 匹配电阻 旱旱 旱 集线器 旱旱 (a)星型网 (b)环型网 (C)总线网 (d树型网 图4-2局域网的拓朴结构 注：图(a)在物理上是一个星型网，但在逻辑上仍是一个总线网 晰江广播电视大学一《计算机调络基熊》]
浙江广播电视大学——《计算机网络基础》 第四章 局 域 网 4.1.2 局域网的拓朴结构 最常见的局域网拓朴结构有星型、环型、总线型和树型。如图4-2所示。 集线器 (a) 星型网* (b) 环型网 (c) 总线网 (d) 树型网 图4-2 局域网的拓朴结构 注：图(a)在物理上是一个星型网，但在逻辑上仍是一个总线网 干线耦合器 匹配电阻
©第四章局域网 (1)星型拓朴 每一个站点通过点-点链路连至中心节点，所有的通信都由中心节点 控制，一般采用线路交换。中心节点也可以有数据处理能力并提供共 本 享资源。 性 近年来由于集线器(ub)的出现和双绞线大量用于局域网中，星形网以 及多级结构的星形网获得了非常广泛的应用。 建网容易，配置方便； 点 每个连接的故障容易排除，不影响全网： 控制协议相对简单。 集线器 在同样覆盖面积内；所用电缆量较大： 扩展不方便，需要预留或增设电缆： 点 对中心节点要求非常高，一旦中心节点产生 故障全网将不能工作。 或交换机 晰江广播电视大学 《算机基》
浙江广播电视大学——《计算机网络基础》 第四章 局 域 网 （1）星型拓朴 每一个站点通过点-点链路连至中心节点，所有的通信都由中心节点 控制，一般采用线路交换。中心节点也可以有数据处理能力并提供共 享资源。 近年来由于集线器(hub)的出现和双绞线大量用于局域网中,星形网以 及多级结构的星形网获得了非常广泛的应用。 基 本 特 性 优 点 建网容易，配置方便； 每个连接的故障容易排除，不影响全网； 控制协议相对简单。 缺 点 在同样覆盖面积内；所用电缆量较大； 扩展不方便，需要预留或增设电缆； 对中心节点要求非常高，一旦中心节点产生 故障,全网将不能工作。 集线器 或交换机
⑨第四章局域网 (2)环型拓朴 由一些中继器通过点到点链路连成的一个闭合环。入网设备连到中继 器上。中继器是较简单的设备，无存储转发功能。它从一条链路上接 本特性 收数据，以相同速率在另一条链路上输出。数据在环上是单向传输的。 由于所有站点共享一个环，因此要对站点对环的访问进行控制。控制 采用分布的办法，即每个站都有控制发送和接收的访问逻辑。 电线长度较短，与总线拓扑类似； 点 适于采用光缆连接，从而提高数据速率。 缺 某段链路或某个中继器有故障会使全网不能工作： 点 站点离网、入网都较困难
浙江广播电视大学——《计算机网络基础》 第四章 局 域 网 （2）环型拓朴 由一些中继器通过点到点链路连成的一个闭合环。入网设备连到中继 器上。中继器是较简单的设备，无存储转发功能。它从一条链路上接 收数据,以相同速率在另一条链路上输出。数据在环上是单向传输的。 由于所有站点共享一个环，因此要对站点对环的访问进行控制。控制 采用分布的办法，即每个站都有控制发送和接收的访问逻辑。 基 本 特 性 优 点 电线长度较短，与总线拓扑类似； 适于采用光缆连接，从而提高数据速率。 缺 点 某段链路或某个中继器有故障会使全网不能工作； 站点离网、入网都较困难
②第四章局域网 (3)总线拓朴 将所有站点通过硬件接口连接到单根传输介质共享总线上。在 本特性 IEEE802标准中IEEE802.3(即以太网)和IEEE802.4(令牌总线)都是 总线拓扑。 与星型拓扑相比，所需电缆长度较短； 优 结构简单，可靠性高； 扩充（如增加站点、延长电缆等）较容易。 故障检测不很容易，如总线有故障需分段查找， 点 如站点有故障需一个一个查； 站点需要提供访问控制功能。 上新法广播电视大学一《计算机网络养城》
浙江广播电视大学——《计算机网络基础》 第四章 局 域 网 （3）总线拓朴 将所有站点通过硬件接口连接到单根传输介质——共享总线上。在 IEEE802标准中IEEE802.3(即以太网)和IEEE802.4(令牌总线)都是 总线拓扑。 基 本 特 性 优 点 与星型拓扑相比，所需电缆长度较短； 结构简单，可靠性高； 扩充(如增加站点、延长电缆等)较容易。 缺 点 故障检测不很容易，如总线有故障需分段查找， 如站点有故障需一个一个查； 站点需要提供访问控制功能
⑨第四章局域网 4.1.3常用的局域网传输媒体 双绞线：价格便宜、安装方便，在局域网中使用最多。但抗干扰能 力较差，传输距离较短。适用于建筑物内部的布线系统。 同轴电缆：分为粗缆和细缆，价格中等、安装较方便，有较高的 数据传输率，在早期的局域网中使用较多。抗干扰能力较好， 传输距离较远。 光缆：损耗低、抗干扰能力强，传输率高，传输距离远，是环型 网或主干网的主要传输媒体。但价格贵，技术复杂。 无线传输：采用无线电波、红外线、微波等作为媒体，传输距离 远，不受空间限制。但设备价格昂贵，技术复杂。 晰广电视大学一《算机基础》
浙江广播电视大学——《计算机网络基础》 第四章 局 域 网 4.1.3 常用的局域网传输媒体 双绞线：价格便宜、安装方便，在局域网中使用最多。但抗干扰能 力较差，传输距离较短。适用于建筑物内部的布线系统。 同轴电缆：分为粗缆和细缆，价格中等、安装较方便，有较高的 数据传输率，在早期的局域网中使用较多。抗干扰能力较好， 传输距离较远。 光 缆：损耗低、抗干扰能力强，传输率高，传输距离远，是环型 网或主干网的主要传输媒体。但价格贵，技术复杂。 无线传输：采用无线电波、红外线、微波等作为媒体，传输距离 远，不受空间限制。但设备价格昂贵，技术复杂
⑨第四章局域网 4.1.4局域网的媒体共享技术 一可分为两大类：静态划分信道和动态煤体接入控制。 (1)静态划分信道：如频分复用、时分复用、波分复用、码分复用等。 用户只要得到了信道就不会和别的用户发生冲突。但这种划分信道的 方法代价较高，不适合于局域网。 (2)动态媒体接入控制：又称为多点接入(multiple access),其特点是 信道并非在用户通信时固定分配给用户。又分为两类： ·随机接入：其特点是所有的用户可随机地发送信息。但如果有两个或 更多的用户在同一时刻发送信息，那么就会在共享媒体上产生碰撞 (发生了冲突)，使得这些用户的发送都失败。因此必须有解决碰撞 的网络协议。 ·受控接入：其特点是用户不能随机地发送信息而必须服从一定的控制。 最常用的局域网一以太网的媒体接入控制方法是：CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection载波监听多点接入/冲突检测)。 播电视大学 计
浙江广播电视大学——《计算机网络基础》 第四章 局 域 网 4.1.4 局域网的媒体共享技术 ——可分为两大类：静态划分信道和动态媒体接入控制。 （1）静态划分信道：如频分复用、时分复用、波分复用、码分复用等。 用户只要得到了信道就不会和别的用户发生冲突。但这种划分信道的 方法代价较高，不适合于局域网。 （2）动态媒体接入控制：又称为多点接入（multiple access），其特点是 信道并非在用户通信时固定分配给用户。又分为两类： 随机接入：其特点是所有的用户可随机地发送信息。但如果有两个或 更多的用户在同一时刻发送信息，那么就会在共享媒体上产生碰撞 （发生了冲突），使得这些用户的发送都失败。因此必须有解决碰撞 的网络协议。 受控接入：其特点是用户不能随机地发送信息而必须服从一定的控制。 最常用的局域网——以太网的媒体接入控制方法是：CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access /Collision Detection载波监听多点接入/冲突检测）
⑨第四章局域网 4.2传统以太网 一特指最早进入市场的1 DMbpsi速率的以太网。现在以太网已经发展到 100Mbps、1Gbps、10Gbps的速率。 4.2.1以太网的工作原理 1.以太网的两个标准 ·以太网诞生于1975年，美国Xerox公司，2.94Mbps,无源电缆。 ◆1980年9月DEC公司、Intel公司、Xerox公司联合推出10Mbps 以太网规约的第一版DXV1。 ◆1982年修改推出第二版DIX Ethernet V2。成为世界上局域网 产品的第一个规约。 ◆1983年IEEE802委员会制订局域网标准：IEEE802.3,两个标 准差别很小。 上新法广播电视大学一《计算机网络慕城》
浙江广播电视大学——《计算机网络基础》 第四章 局 域 网 4.2 传统以太网 —— 特指最早进入市场的10Mbps速率的以太网。现在以太网已经发展到 100Mbps、1Gbps、10Gbps的速率。 4.2.1 以太网的工作原理 1. 以太网的两个标准 以太网诞生于1975年，美国Xerox公司，2.94Mbps，无源电缆。 1980年9月DEC公司、Intel公司、Xerox公司联合推出10 Mbps 以太网规约的第一版DIX V1。 1982年修改推出第二版DIX Ethernet V2。成为世界上局域网 产品的第一个规约。 1983年IEEE 802委员会制订局域网标准：IEEE 802.3，两个标 准差别很小
©第四章局域网 2.网卡的作用 计算机与局域网的连接和通信是通过网络接口卡来实现的，网 络接口卡又称为通信适配器，简称为网卡。网卡和局域网之间的通 信是以串行方式进行的，如图4-3所示。 计算机 网络接口卡 至局域网 CPU 速缓存 存储器 (网卡) 串行通信 I/O总线 并行通信 当网卡收到一个有差错的帧时，就将该帧丢弃；当收到一个 正确的帧时就用中断来通知计算机并交付给协议栈中的网络层。 当计算机要发送一个P数据报时，就由协议栈向下交给网卡组 装成帧后发送到局域网。 晰江广播电视大学 —《计算机础》
浙江广播电视大学——《计算机网络基础》 第四章 局 域 网 2.网卡的作用 计算机与局域网的连接和通信是通过网络接口卡来实现的，网 络接口卡又称为通信适配器，简称为网卡。网卡和局域网之间的通 信是以串行方式进行的，如图4-3所示。 计算机 CPU 高 速 缓 存 存储器 网络接口卡 （网卡） 至局域网 串行通信 I/O总线 并行通信 当网卡收到一个有差错的帧时，就将该帧丢弃；当收到一个 正确的帧时就用中断来通知计算机并交付给协议栈中的网络层。 当计算机要发送一个IP数据报时，就由协议栈向下交给网卡组 装成帧后发送到局域网