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计算机网络 ——局域网工作原理 西安电子科技大学 刘怀亮
内容提要 ■1局域网概述 ■2局域网介质访问控制方式 ■3局域网体系结构 ■4局域网组网技术
内容提要 ◼1 局域网概述 ◼2 局域网介质访问控制方式 ◼3 局域网体系结构 ◼4 局域网组网技术
、局域网 ■局域网 LAN (Local Area Network),是一种在有限 的地理范围内将大量PC机及各种设备互连一起实 现数据传输和资源共享的计算杋网络。 ■社会对信息资源的广泛需求及计算机技术的广泛 普及,促进了局域网技术的迅猛发展。 ■在当今的计算机网络技术中,局域网技术已经占 据了十分重要的地位。 本次课从介绍局域网的体系结构、协议标准及拓 扑结构入手,详细讨论 CSMA/CD总线网、令牌环网 及令牌总线网的媒体访冋控制方法
一、局域网 ◼ 局域网LAN(Local Area Network),是一种在有限 的地理范围内将大量PC机及各种设备互连一起实 现数据传输和资源共享的计算机网络。 ◼ 社会对信息资源的广泛需求及计算机技术的广泛 普及，促进了局域网技术的迅猛发展。 ◼ 在当今的计算机网络技术中，局域网技术已经占 据了十分重要的地位。 ◼ 本次课从介绍局域网的体系结构、协议标准及拓 扑结构入手,详细讨论CSMA/CD总线网、令牌环网 及令牌总线网的媒体访问控制方法
局域劂的特点 ■区别于一般的广域网(WAN,局域网(LAN具有以下特点 (1)地理分布范围较小,一般为数百米至数公里。可覆盖一幢大楼、 所校园或一个企业。 2)数据传输速率高,一般为1M-100Mbps,目前已出现速率高达 1000Mbs及万兆的局域网。可交换各类数字和非数字(如语音、图象、视 频等)信息。 (3)误码率低。这是因为局域网通常采用短距离基带传输,可以使用 髙质量的传输介质,从而提高了数据传输质量。 (5)一般包含0SI参考模型中的低三层功能,即涉及通信子网的内容。 由于內部大多采用共享信道的技术,所以局域网通常不单独设立网络层。 局域网的高层功能由具体的局域网操作系统来实现。 (6)协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短、便于管理和扩充。 (7)局域网从技术上可分成五大类;一类是平时常说的局域网LAN;另 类是釆用电路交换技术的局域网,称计算杋交换杋CBX( Computer Branch eXchange)或PBX( Private Branch eXchange);及基于交换技术的 虛拟局域网;无线局域网;还有一类是新发展的高速局域网HSLN(High Speed Local Network)。 (8)介于LAN和WAN之间的是城市区域网MAN( Metropolitan Area Network)称城域网。MAN是一个覆盖整个城市的网络,但它使用LAN的 技术 (9)局域网的特性主要涉及拓扑结构、传输介质和介质访问控制 Medium access control,MAC)等三项技术问题,其中最重要的是介质访 问控制方法
局域网的特点 ◼ 区别于一般的广域网(WAN),局域网(LAN)具有以下特点： (1)地理分布范围较小,一般为数百米至数公里。可覆盖一幢大楼、 一所校园或一个企业。 (2)数据传输速率高，一般为1M-100Mbps，目前已出现速率高达 1000Mbps及万兆的局域网。可交换各类数字和非数字(如语音、图象、视 频等)信息。 (3)误码率低。这是因为局域网通常采用短距离基带传输，可以使用 高质量的传输介质，从而提高了数据传输质量。 (5)一般包含OSI参考模型中的低三层功能，即涉及通信子网的内容。 由于内部大多采用共享信道的技术，所以局域网通常不单独设立网络层。 局域网的高层功能由具体的局域网操作系统来实现。 (6)协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短、便于管理和扩充。 (7)局域网从技术上可分成五大类；一类是平时常说的局域网LAN;另 一类是采用电路交换技术的局域网,称计算机交换机CBX(Computer Branch eXchange)或PBX(Private Branch eXchange);及基于交换技术的 虚拟局域网；无线局域网；还有一类是新发展的高速局域网HSLN(High Speed Local Network)。 (8)介于LAN和WAN之间的是城市区域网MAN(Metropolitan Area Network)简称城域网。MAN是一个覆盖整个城市的网络，但它使用LAN的 技术。 (9)局域网的特性主要涉及拓扑结构、传输介质和介质访问控制 (Medium Access Control,MAC)等三项技术问题，其中最重要的是介质访 问控制方法
拓扑 ■总线型 ■星型 ■环型 ■树型 前面已经做过介绍
拓扑 ◼ 总线型 ◼ 星型 ◼ 环型 ◼ 树型 ◼ …… 前面已经做过介绍！
介质 有线 ■无线 ■有线网中包括双绞线、同轴电缆和光纤网 而无线网指用红外、微波作为传输介质的局域网。 ■在有线局域网中,又可分成基带网和宽带网
介质 ◼ 有线 ◼ 无线 ◼ 有线网中包括双绞线、同轴电缆和光纤网……， 而无线网指用红外、微波作为传输介质的局域网。 ◼ 在有线局域网中，又可分成基带网和宽带网
介质访问控制 ■ CSMA/CD法 令牌总路线方法 ■令牌环方法
介质访问控制 ◼ CSMA/CD法 ◼ 令牌总路线方法 ◼ 令牌环方法
二、局域闼介质访问控制方式 ■1载波侦听多路访问/冲突检测法 2令牌环访问控制方式 3令牌总线访问控制方式
二、局域网介质访问控制方式 ◼1 载波侦听多路访问/冲突检测法 ◼2 令牌环访问控制方式 ◼3 令牌总线访问控制方式
1载波侦听多路访闷/冲突检测法 载波侦听多路访问/冲突检测法( CSMA/CD) 是一种适合于总线结构的具有信道检测功能 的分布式介质访问控制方法 ■用以解决多结点如何共享公用介质的问题
1 载波侦听多路访问/冲突检测法 ◼载波侦听多路访问/冲突检测法（CSMA/CD） 是一种适合于总线结构的具有信道检测功能 的分布式介质访问控制方法。 ◼用以解决多结点如何共享公用介质的问题
CSMA/CD工作原理 在 Ethernet中,传送信息是以“包”为单 发送请求 位的,简称信包。在总线上如果某个工作站 有信包要发送,它在向总线上发送信包之前, 先检测一下总线是“忙”还是“空闲”,如 总线空闲? 按一定退避算法 果检测的结果是“忙”,则发送站会随机延 延迟重发 迟一段时间,再次去检测总线,若这时检测 总线是“空闲”,这时就可以发送信包了 发送信包 而且在信包的发送过程中,发送站还要检测 放弃本次发送 其发到总线上的信包是否与其它站点的信包 产生了冲突,当发送站一旦检测到产生冲突 是否冲突? 发出干扰串 它就立即放弃本次发送,并向总线上发出 串干扰串(发出干扰串的目的是让那些可能 参与碰撞但尚未感知到冲突的结点,能够明 在指定的时间内收 显的感知,也就相当于增强冲突信号),总 到ACK? 线上的各站点收到此干扰串后,则放弃发送 并且所有发生冲突的结点都将按一种退避算 结束 法等待一段随机的时间,然后重新竞争发送
在Ethernet中，传送信息是以“包”为单 位的，简称信包。在总线上如果某个工作站 有信包要发送，它在向总线上发送信包之前， 先检测一下总线是“忙”还是“空闲” ，如 果检测的结果是“忙” ，则发送站会随机延 迟一段时间，再次去检测总线，若这时检测 总线是“空闲” ，这时就可以发送信包了。 而且在信包的发送过程中，发送站还要检测 其发到总线上的信包是否与其它站点的信包 产生了冲突，当发送站一旦检测到产生冲突， 它就立即放弃本次发送，并向总线上发出一 串干扰串（发出干扰串的目的是让那些可能 参与碰撞但尚未感知到冲突的结点，能够明 显的感知，也就相当于增强冲突信号），总 线上的各站点收到此干扰串后，则放弃发送， 并且所有发生冲突的结点都将按一种退避算 法等待一段随机的时间，然后重新竞争发送。 CSMA/CD工作原理