本章學習要求：掌握：局域網的技術特點、組成和分類掌握：IEEE802參考模型、標準系列、令牌媒體訪問控制掌握：以太網的物理層和以太網MAC層協議掌握：交換式以太網和VLAN基本概念與技術原理了解：結構化布線和網絡操作系統實踐:以太網組網實例、VLAN配置第3章局域網3.1局域網概述

局域網具有的幾個特征以資源共享為主要目的局域網絡的主要功能：（1）信息交換功能

（2）實現資源共享（3）數據信息的快速傳輸、集中和綜合處理（4）提高系統的可靠性（冗余線路與備份設備）

（5）有利于均衡負荷

第3章局域網局域網的技術特點：拓撲結構傳輸媒體和媒體（介質）訪問控制方法3.1.1局域網的技術特點局域網常見的拓撲結構有：星形、總線、環形和樹形1．拓撲結構局域網典型的傳輸媒體有：雙絞線、基帶同軸電纜、寬帶同軸電纜和光纖、電磁波等2．傳輸媒體媒體訪問控制方法是指將傳輸介質的頻帶有效地分配給網上各站點的方法就是控制網上各工作站在什么情況下才可以發送數據在發送數據過程中，如何發現問題出現問題后如何處理等目前比較常用的媒體訪問控制方法有：CSMA/CD（帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問）TokenBus（令牌總線）TokenRing（令牌環）等3．媒體訪問控制1．局域網的組成局域網由網絡硬件和網絡軟件兩部分組成網絡硬件主要有：服務器、工作站、傳輸介質和網絡連接部件等。3.1.2局域網的組成和分類網絡連接部件主要包括：網卡、中繼器、集線器和交換機等交換機采用交換方式進行工作能夠將多條線路的端點集中連接在一起，并支持端口工作站之間的多個并發連接，實現多個工作站之間數據的并發傳輸，可以增加局域網帶寬，改善局域網的性能和服務質量接到同一交換機的所有工作站都獨享其端口速率

網絡軟件包括：網絡操作系統控制信息傳輸的網絡協議及相應的協議軟件大量的網絡應用軟件等（1）拓撲結構：總線型局域網、環型局域網、星型局域網和混合型局域網等（2）傳輸介質：有線局域網和無線局域網（3）訪問傳輸介質的方法：以太網、令牌環網、令牌總線

（4）網絡操作系統：例如：Windows2000網

（5）按數據的傳輸速度：10Mbps局域網、100Mbps局域網、千兆局域網等（6）按信息的交換方式：交換式局域網、共享式局域網2．局域網的分類IEEE802標準1985年，IEEE公布了IEEE802標準的5項標準文本同年為美國國家標準局（ANSI）采納為美國國家標準后來，國際標準化組織（ISO）經過討論，建議將802標準定為局域網國際標準局域網的拓撲結構簡單不需要路由選擇協議第三層以上的高層不再涉及實質上是個通信子網3.2局域網體系結構在IEEE802局域網參考模型中主要涉及OSI參考模型的下兩層：物理層規定了所使用的信號、編碼和傳輸介質數據鏈路層IEEE802模型中將數據鏈路層分解為兩個子層：LLC子層：數據鏈路層的功能與硬件無關的部分MAC子層：與硬件有關的部分局域網的高層功能：由具體的局域網操作系統來實現

3.2.1IEEE802參考模型LLC協議負責局域網數據鏈路控制數據幀的封裝與解封裝尋址可靠性：差錯控制和流量控制三種服務由高級數據鏈路控制HDLC派生出來，只是沒有標志字段F和幀檢驗序列FCS

MAC子層負責物理尋址和介質訪問控制同一個LLC子層能與其中任何一種訪問方式接口

3.2.2IEEE802標準系列OSIIEEE802高層協議IEEE802.10客戶在LAN中的安全與保密技術IEEE802.1系統結構與網絡互連數據鏈路層IEEE802.2邏輯鏈路控制子層LLC介質訪問控制子層802.3CSMA/CD802.4TokenBus802.5

TokenRing物理層CSMA/CD介質TokenBus介質TokenRing介質IEEE802.1：LAN體系結構、網絡管理和網絡互連；IEEE802.2：邏輯鏈路控制子層的功能；IEEE802.3：CSMA/CD總線介質訪問控制方法及物理層技術規范；IEEE802.4：令牌總線訪問控制方法及物理層技術規范；IEEE802.5：令牌環網訪問控制方法及物理層技術規范；IEEE802.6：城域網訪問控制方法及物理層技術規范；IEEE802.7：寬帶技術；IEEE802.8：光纖技術；IEEE802.9：綜合業務數字子網ISDN技術；IEEE802.10：局域網安全技術；IEEE802.11：無線局域網；IEEE802.15：無線個域網1．令牌環介質訪問控制令牌環網采用環型物理拓撲結構IEEE802.5令牌協議

工作方式

單令牌協議優先級位（設定令牌的優先級，最多8級）監控站（環中設置中央監控站可通過令牌監控位執行環維護功能）預約指示器（控制每個結點利用空閑令牌發送不同優先級的數據幀所占用的時間）優點和缺點

FDDI（FiberDistributedDataInterface）3.2.3MAC子層的令牌媒體訪問控制2．令牌總線媒體訪問控制IEEE802.4定義了令牌總線媒體訪問控制方法令牌總線是在物理總線上建立一個邏輯環工作方式優缺點

令牌環網和令牌總線網目前在局域網市場存量很少，但令牌媒體訪問控制方式在計算機網絡中應用很多

3.3.1載波監聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）1．CSMA方法CSMA的基本思想是：網絡上任一站要發送，先監聽總線，若總線空閑，則立即發送；若總線正被占有，則等待某一時間間隔后（固定時間或隨機時間）再發送這種等待某一時間的做法就叫二進制退避算法

根據監聽后的退避策略，CSMA有3種不同的類型：1－堅持

非（N－）堅持

P－堅持

CSMA廣泛應用于共享介質的計算機網絡中3.3IEEE802.32．CSMA/CD媒體訪問控制方法CSMA/CD媒體訪問方法用于IEEE802.3的總線型以太網中沖突問題CSMA/CD協議的工作過程為：先聽后發邊聽邊發沖突停發（發的過程中檢測沖突）隨機重發該工作過程是由網卡實現的3．CSMA/CD要注意的問題一是幀的長度要足夠以便其在發完之前就能檢測到碰撞，否則就失去了意義二是需要一個間隔時間（即沖突檢測時間），其大小為往返傳播時間與為了強化碰撞而有意發送的干擾序列時間之和最壞情況下，對于基帶CSMA/CD來說，檢測出一個沖突的時間等于任意兩站之間最大傳播時延的兩倍3.3.2MAC地址與IEEE802.3的MAC幀結構1．MAC地址（1）機構唯一標識符（OUI）（2）I/G表示Individual/Group（3）G/L表示Global/Local，以太網不使用例如:00e0.fc01.2345

（1）前導碼與幀前定界符SFD字段

（2）目的地址DA和源地址SA字段（3）長度字段

（4）LLC數據字段（5）幀校驗字段

2．IEEE802.3的MAC幀結構串行/并行轉換

網卡還要實現以太網的CSMA/CD協議（1）發送數據時（2）在發送數據期間。（3）接收時

小于64字節大于1518字節CRC校驗

接收方式

3．以太網卡1．傳統以太網

10Base-510Base-210Base-T10Base-F

3.3.3以太網的物理層2．快速以太網（FastEthernet）

100Base-TX（雙絞線）100Base-T4（雙絞線）

100Base-FX（光纖）IEEE802.3u

3.3.3以太網的物理層3．千兆位以太網（GigabitEthernet）基于光纖信道和短銅線介質系統的千兆位以太網標準IEEE802.3z在1998年獲得通過1999年，使用5類雙絞線運行千兆以太網的IEEE802.3ab標準，即長銅線介質系統標準1000Base-T也獲得了成功1000Base-SX（多模光纖）1000Base-LX（單模光纖）1000Base-CX（屏蔽雙絞線）1000Base-T（非屏蔽雙絞線）

3.3.3以太網的物理層使用以太網交換機作為中央連接設備的以太網稱為交換式以太網。交換式以太網采用星型和多級星型（樹型）的物理拓撲結構3.4交換式以太網

3.4.1交換式以太網的基本結構3.4.1交換式以太網的基本結構交換工作方式多個端口交換矩陣并發連接實現多結點間數據的并發傳輸，因此增加了LAN帶寬，改善了LAN的性能與服務質量目前的局域網，往往采用以交換機為關鍵設備的三級星型結構來建設，集線器通常只用于用戶工作站的接入部分

核心層匯聚層（分布層）接入層1．基本原理端口—MAC地址的映射表表中每條記錄有兩項關鍵內容：端口和MAC地址基本工作原理

第二層交換機

3.4.2以太網交換機工作原理（1）直接交換方式

（2）存儲轉發方式（3）改進的直接交換方式交換機包括如下3種幀轉發方式2．以太網交換機的基本配置實例

Console口配置

2．以太網交換機的基本配置實例

命令視圖：用戶、系統、端口

3.5.1虛擬局域網VLAN的概念1．沖突域與廣播域

廣播風暴

2．VLAN的基本概念VLAN（virturalLAN）就是將局域網的用戶或結點劃分成若干個“邏輯工作組”。邏輯組的劃分不用考慮局域網上用戶或結點所處的物理位置，只需考慮用戶或結點功能、部門、應用等因素。3.5虛擬局域網VLAN劃分VLAN后的交換機收到需要廣播的幀，只向它所屬的VLAN廣播進行VLAN劃分時，需要把握如下兩點基本原則：（1）當網絡中的不同VLAN間進行相互通信時，需要路由的支持?？梢圆捎寐酚善?，也可采用三層交換機來完成（2）利用以太網交換機就可以劃分和配置VLAN。1．靜態VLAN將以太網交換機上的一些端口劃分給一個VLAN。實現：交換機配置3.5.2利用交換機的VLAN劃分所謂的動態VLAN是指交換機上的VLAN端口是動態分配的。MAC地址邏輯地址（例如IP地址）數據包的協議類型（例如IP）2．動態VLANIEEE802.1Q虛擬局域網協議允許以太網的幀格式中源MAC地址后面插入一個4字節的標識符，稱為VLAN標記（tag）VLAN標記中最后的12位是該虛擬局域網的VLANID（VLAN號）Access端口和Trunk端口

交換機的端口分為兩類的根本原因在于網卡一般無法識別VLAN標識的數據幀。3.5.3VLAN技術特性與配置實例

1．減少網絡管理開銷部門重組和人員流動2．控制廣播流量

3．提供較好的網絡安全性

3.5.4虛擬局域網VLAN的優點結構化布線系統（PDS）是指按標準的、統一的和簡單的結構化方式編制和布置各種建筑物（或建筑群）內各系統的通信線路

6個子系統

3.6結構化布線系統

對等網安裝網卡及驅動程序網絡組件的安裝

更改計算機名及工作組

設置IP地址

雙機互接、集線器星型連接、交換機星型連接Ping、ipconfig域（C/S）參考局域網Windows操作系統相關書籍3.7以太網組網實例

1．Windows類WindowsNT4.0ServeWindows2000Server/AdvanceServerWindows2003Server/AdvanceServer工作站系統可以采用任一Windows或非Windows操作系統，包括個人操作系統，如Windows9x/ME/XP等（1）Windows2000Professional

（2）Windows2000Server

（3）Windows2000AdvancedServer（4）Windows2000DatacenterServer

3.8網絡操作系統2．Unix3．Linux

3.8網絡操作系統1、局域網的主要特點是什么？并簡述其主要功能。2、你對MAC地址是如何理解的？3、簡述局域網的基本組成和分類。4、IEEE802局域網體系結構與OSI參考模型有何異同？5、局域網為什么設置介質訪問控制子層？6、