第4章計算機局域網第5章計算機局域網本章學習目標

5.1

局域網概述 5.2

局域網體系結構 5.3

局域網組網技術 5.4

無線局域網 5.5

虛擬局域網 5.6

思考題第4章計算機局域網本章學習目標

本章主要介紹計算機局域網、無線局域網和虛擬局域網技術，計算機網絡工程等知識。通過本章的學習，讀者應能夠：l了解計算機局域網的定義、組成、特點和分類l

熟悉計算機局域網的體系結構l

掌握計算機局域網的組網技術l

熟悉無線局域網和虛擬局域網技術l

掌握計算機網絡工程技術第4章計算機局域網5.1局域網概述5.1.1

局域網的定義和組成5.1.2

局域網的特點 5.1.3

局域網的分類 5.1.4

局域網傳輸介質類型與特點 下一頁返回第4章計算機局域網5.1.1局域網的定義和組成

美國IEEE局域網絡標準委員會定義為“局域網絡中的通信被限制在中等規模的地理范圍內，例如一幢辦公樓、一座工廠或一所學校，能夠使用具有中等或較高數據速率的物理信道，且具有較低的誤碼率；局域網絡是專用的，由單一組織機構所使用。”

返回第4章計算機局域網5.1.1局域網的定義和組成

局域網最基本的目的是為連接在網上的所有計算機或其他設備之間提供一條傳輸速率較高、誤碼率較低、價格較低廉的通信信道，從而實現相互通信及資源共享。局域網由網絡硬件和網絡軟件兩部分組成。網絡硬件用于實現局域網的物理連接，網絡軟件主要用于控制并具體實現信息的傳送和網絡資源的分配與共享。下一頁返回第4章計算機局域網5.1.2局域網的特點主要特性是高數據速率、短距離和低誤碼率，具體如下：（1）覆蓋的地理范圍較小。（2）以微機為主要聯網對象。（3）通常屬于某個單位或部門所有。（4）傳輸速率高。（5）管理方便。（6）價格低廉。（7）實用性強，使用廣泛。

下一頁返回第4章計算機局域網5.1.3局域網的分類 1．按拓撲結構分類 2．按傳輸的信號分類 3．按網絡使用的傳輸介質分類 4．按介質訪問控制方式 下一頁返回第4章計算機局域網5.1.4局域網傳輸介質類型與特點

局域網常用的傳輸介質有：同軸電纜、雙絞線、光纖與無線通信信道。局域網產品中使用的雙絞線可以分為兩類：屏蔽雙絞線與非屏蔽雙絞線。常用的非屏蔽雙絞線根據其通信質量一般分為7類。在局域網中一般使用第3類、第4類和第5類非屏蔽雙絞線，常簡稱為3類線、4類線和5類線。返回第4章計算機局域網5.2局域網體系結構5.2.1

局域網參考模型 5.2.2IEEE802標準 5.2.3

局域網介質訪問控制方式下一頁返回第4章計算機局域網5.2.1局域網參考模型

與OSI/RM相比，LAN/RM只相當于OSI的最低兩層。物理層用來物理連接是必需的，數據鏈路層將數據構成編址幀形式傳輸，并實現幀的排序控制、差錯控制及流量控制功能，使不可靠的鏈路成為可靠鏈路。返回第4章計算機局域網5.2.1局域網參考模型

為了使局域網中的數據鏈路層不至過于復雜，并減輕其負擔，LAN/RM將其劃分為兩個子層，即介質訪問控制（MAC）子層和邏輯鏈路控制（LLC）子層。把與訪問各種傳輸介質有關的問題都放在MAC層，把數據鏈路層中與介質訪問無關的部分都集中在LLC子層。返回第4章計算機局域網5.2.1局域網參考模型

下面介紹LAN/RM中物理層和數據鏈路層的功能。

1．物理層2．數據鏈路層（1）介質訪問控制層MAC（2）邏輯鏈路控制層LLC下一頁返回第4章計算機局域網1．物理層

物理層主要處理在物理鏈路上發送、傳遞和接收非結構化的數據流，包括對帶寬的頻道分配和對基帶的信號調制，建立、維持、撤消物理鏈路等，并要實現電氣、機械、功能和規程四大特性的匹配。物理層可以采用一些特殊的通信媒體，其信息可組成多種不同格式。下一頁返回第4章計算機局域網（1）介質訪問控制層MAC

MAC子層支持數據鏈路功能，并為LLC子層提供服務。其主要功能是控制對傳輸介質的訪問，支持的介質訪問控制方式有CSMA/CD、Token-Ring、Token-Bus等。MAC層還實現幀的封裝、拆卸，幀的尋址和識別，實現和維護MAC協議，完成幀檢測序列產生和檢驗等功能。下一頁返回第4章計算機局域網（2）邏輯鏈路控制層LLCLLC子層向高層提供一個或多個邏輯接口，并提供兩種控制類型，一種是無連接的控制，另一種是面向連接的控制。LLC子層具有幀順序控制及流量控制等功能，還包括某些網絡層功能，如數據報、虛擬控制和多路復用等。下一頁返回第4章計算機局域網5.2.2IEEE802標準

美國電氣及電子工程師學會IEEE于1980年成立了專門的機構來制定局域網的有關標準，并按成立時間取名為“IEEE802局域網標準委員會”，簡稱“IEEE802委員會”。IEEE802共有12個分委員會，分別制定了相應的標準，有些標準還在不斷地制定中，其中IEEE802.1～IEEE802.6已成為ISO的國際標準ISO8802.1～ISO8802.6。下一頁返回第4章計算機局域網5.2.3局域網介質訪問控制方式1．CSMA/CD訪問控制方式2．令牌環訪問控制方式3．令牌總線訪問控制方式下一頁返回第4章計算機局域網1．CSMA/CD訪問控制方式CSMA控制方式又稱為“先聽后講”，其基本思想是：任何一個站點需要發送信息時，首先偵聽當前有無另一個站點正在發送信息，即介質上有無信息傳輸。如果偵聽的結果信道是空閑的，則該站點可以立即發送信息；如果偵聽結果信道上有信息傳送，就繼續偵聽，直到信道空閑時再立即發送信息。返回第4章計算機局域網1．CSMA/CD訪問控制方式

假設A站點與距離A站點最遠B站點的傳輸時延為T，如圖5-4所示，那么2T就作為一個時間單位。若該站點在信息發送后2T時間內無沖突，則該站點取得使用信道的權利，利用它可以正確地發送信息。可見，要檢測是否沖突，每個站點發送的最小信息長度必須大于2T時間。

返回第4章計算機局域網1．CSMA/CD訪問控制方式帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問式CSMA/CD（CSMAwithCollisionDetection）。CSMA/CD發送過程如圖5-5所示。

返回第4章計算機局域網1．CSMA/CD訪問控制方式CSMA/CD具體工作過程概括如下：（1）先偵聽信道，如果信道空閑則發送信息。（2）如果信道忙，則繼續偵聽，直到信道空閑時立即發送。（3）發送信息后進行沖突檢測，如發生沖突，立即停止發送，并向總線上發出一串阻塞信號（連續幾個字節全為1），通知總線上各站點沖突已發生，使各站點重新開始偵聽與競爭。（4）已發出信息的各站點收到阻塞信號后，等待一段隨機時間，重新進入偵聽發送階段。返回第4章計算機局域網1．CSMA/CD訪問控制方式CSMA按其算法的不同存在以下三種方式：（1）非-堅持CSMA。若信道忙，則不再偵聽，隔一定時間間隔后再偵聽。若信道空閑，則立即發送。（2）P-堅持CSMA。若信道忙，繼續偵聽。但當發現信道空閑時，并不總是發送信息，為減少沖突，以概率P發送信息。（3）1-堅持CSMA。若信道忙，一直偵聽，直到發現信道空閑時，立即發送信息。若有沖突，回退一個概率時間重新偵聽。

下一頁返回第4章計算機局域網2．令牌環訪問控制方式令牌環網的訪問控制過程如圖5-4所示。

返回第4章計算機局域網2．令牌環訪問控制方式

圖5-4（a）表示站點A要求發送信息，等待空閑令牌到達，若站點C，D均無信息發送，則空閑令牌到達站點A。站點A獲取空閑令牌后，把它改成忙令牌并發送出去，緊接著，站點A向站點C發出一幀信息。圖5-4（b）表示此時站點C是接收站，它將尋址到本地址相同的幀信息接收到站點內。圖5-4（c）表示被站點C拷貝過的信息幀回到站點A，站點A根據接收標志，修改忙令牌為空閑令牌發出，并清除該信息幀。下一頁返回第4章計算機局域網3．令牌總線訪問控制方式

令牌總線訪問控制方式（Token-Bus）是在綜合了CSMA/CD訪問控制方式和令牌環訪問控制方式的優點的基礎上形成的一種介質訪問控制方式。返回第4章計算機局域網3．令牌總線訪問控制方式

令牌總線控制方式主要用于總線型或樹型網絡結構中。該方式是在物理總線上建立一個邏輯環。如圖5-5所示，一個總線結構網絡，如果指定每一個站點在邏輯上相互聯接的前后地址，就可構成一個邏輯環。如圖中A→B→D→E→A（C站點沒有連入令牌總線中）。返回第4章計算機局域網5.3局域網組網技術5.3.1

以太網5.3.2

快速以太網5.3.3

千兆位以太網5.3.4

組建一個簡單的局域網下一頁返回第4章計算機局域網5.3.1以太網1．以太網2．以太網組網方法下一頁返回第4章計算機局域網1．以太網

以太網（Ethernet）是由美國Xerox公司和Stanford大學聯合開發并于1975年提出的,后來經Xerox公司、Intel公司及DEC公司合作聯合研制，于1980年9月正式聯合公布了Ethernet的物理層和數據鏈路層的詳細技術規范。1983年IEEE802委員會公布的802.3局域網絡協議（CSMA/CD），基本上和Ethernet技術規范一致，于是，Ethernet技術規范成為世界上第一個局域網的工業標準。返回第4章計算機局域網1．以太網Ethernet的主要技術規范：拓撲結構：總線型。介質訪問控制方式：CSMA/CD。傳輸速率：10Mbps。傳輸介質：同軸電纜（50Ω）或雙絞線。最大工作站數：1024個。最大傳輸距離：2.5km（采用中繼器）。報文長度：64~1518Byte。下一頁返回第4章計算機局域網2．以太網組網方法Ethernet通常使用四種傳輸介質：粗纜、細纜、雙絞線和光纖。這四種不同介質構成了四種不同的以太網系統。由于使用粗纜的標準以太網（10BASE-5）已很少應用，因此我們主要介紹細纜、雙絞線介質的以太網，光纖介質以太網將在快速以太網中介紹。（1）細纜以太網（10BASE-2）（2）雙絞線以太網（10BASE-T）

下一頁返回第4章計算機局域網（1）細纜以太網（10BASE-2）10BASE-2以太網采用0.2英寸50Ω的同軸電纜作為傳輸介質，傳輸速率為10Mbps。10BASE-2使用網卡自帶的內部收發器（MAU）和BNC接口，采用T形接頭就可將兩端的工作站通過細纜連接起來，組網開銷低，連接方便。10BASE-2以太網組網規則如下：返回第4章計算機局域網細纜以太網組網規則采用RG-58/U型50Ω同軸電纜。每段電纜最大長度為185m，最多5段（段間需用中繼器連接），各段電纜末端使用終接器終結，電纜總長度最大為925m。每段電纜最多可連接30個站點，兩站點之間的最大距離為0.5m。網卡提供BNC接口，兩條同軸細纜通過T形接頭與網卡連接，所有T形接頭必須直接接到工作站BNC接口上，不能在電纜中間作段接使用。終接器為50Ω的BNC終接器，一個網絡的兩端終接器中的一端必須接地。

10BASE-2以太網連接如圖5-6所示。

返回第4章計算機局域網圖5-610BASE-2以太網連接

返回下一頁第4章計算機局域網（2）雙絞線以太網（10BASE-T）10BASE-T以太網是使用非屏蔽雙絞線電纜來連接的傳輸速率為10mbps的以太網。10BASE-T以太網支持結構化布線系統，需要使用集線器構成樹型拓撲或總線和星型相結合的混合型網絡拓撲，具有良好的故障隔離功能，簡化了網絡故障診斷過程，提高了網絡故障檢測和沖突控制效率。加之其組網容易，使得10BASE-T以太網成為目前使用最廣的局域網系統。單個集線器和多個集線器的10BASE-T以太網連接如圖5-7所示。返回第4章計算機局域網圖5-710BASE-T以太網連接返回下一頁第4章計算機局域網10BASE-T雙絞線以太網組網規則用雙絞線（UTP）將工作站連接到集線器（HUB）上，一段雙絞線的最大長度為100m。雙絞線插頭、工作站網卡和集線器的插座均采用RJ-45標準接口。介質上最多只允許接入4個中繼器，從而構成5個網段，每個網段可長500m。最低采用3類UTP，其特征阻抗為100Ω。網卡上配有內置式收發器和RJ-45型插座，用于雙絞線直接連接。多個集線器之間可使用同軸細纜互連，其最大長度為100m。返回第4章計算機局域網5.3.2快速以太網90年代初，以太網在快速發展中被進一步改進，其速度提高了10倍。1993年100Mbps快速以太網正式問世并形成了相應的標準。由于快速以太網能以遠低于FDDI網的價格實現100Mbps的傳輸速率，使其取代FDDI而成為當前高速局域網的主流。

1．快速以太網（100BASE-T）簡介2．100BASE-T組網方法3．快速以太網的拓撲結構下一頁返回第4章計算機局域網1．快速以太網（100BASE-T）簡介保持以太幀格式、以太網的CSMA/CD介質訪問控制方式。快速以太網的速率比普通以太網提高了10倍。

返回第4章計算機局域網1．快速以太網（100BASE-T）簡介

目前正式的100BASE-T標準定義了三種物理層規范以支持不同的物理介質：

100BASE-TX用于兩對5類UTP或1類STP；

100BAST-T4用于四對3，4或5類UTP；

100BASE-FX用于光纖。返回第4章計算機局域網100BASE-TX用于

兩對5類UTP或1類STP其中100BASE-TX規范描述如何通過1類屏蔽雙絞線（STP）或者5類非屏蔽雙絞線（UTP）傳送快速以太網幀，5類UTP是目前使用最為廣泛的介質，100BASE-TX標準使用其中兩對，連線方法和10BASE-T完全相同，這意味著不必改變布線格局便可直接將10BASE-T的布線系統移植到100BASE-TX上。在集線器和端節點上的連接器也是普通5類UTP的RJ-45或者1類STP的DB-9連接器。返回第4章計算機局域網100BAST-T4用于

四對3，4或5類UTP100BASE-T4規范提出了100BASE-T在3類UTP上傳送數據的具體規定，即100BASE-T4使用四對3、4類或5類UTP，連線最大距離為100m。而10BASE-T只使用兩對線，因此老的3類UTP布線的10BASE-T系統必須改變端節點上的電纜連線，才能正常運行100BASE-T4。返回第4章計算機局域網100BASE-FX用于光纖100BASE-FX是針對光纖提出的物理層規范，它的連線比100BASE-TX長（450m），如果采用非標準的全雙工模式連線長度可達2km，另外，抗干擾能力也大大優于UTP和STP。返回下一頁第4章計算機局域網2．100BASE-T組網方法

目前大部分以太網系統都配置一臺或多臺服務器，在采用以太網/快速以太網交換技術升級組網時，可以將原以太網服務器的網卡更換為快速以太網卡（100BASE-TX網卡），并利用5類UTP通過RJ-45端子接入100Mbps交換機的100Mbps高速端口上。對于一般工作站，不必更換網卡，可通過原來的共享HUB集中連接到與100Mbps交換機級連的10/100Mbps交換機的10Mbps端口上，組成10Mbps共享網。其連接方法如圖5-8所示。返回第4章計算機局域網圖5-13兩極交換機快速以太網組網圖

返回下一頁第4章計算機局域網3．快速以太網的拓撲結構100BASE-T除了在傳輸介質、網卡、工作站、集線器以及服務器硬件組成上與10BASE-T相同外，還保持了10BASE-T的網絡拓撲結構，即所有站點都連接到集線器或交換機上，而集線器與站點間的最大距離仍為100m。由于100BASE-T對MAC層的接口有所拓展，因此快速以太網的拓撲結構形式也有相應的發展。100BASE-T拓撲規則如下：返回第4章計算機局域網100BASE-T拓撲規則：（1）最大UTP電纜長度為100m。（2）在一條鏈路上，對于I類中繼器（延時為0.7μs以下），最多只能使用1個，可以構成每段長100m的兩段鏈路，即站點到中繼器距離100m，中繼器到交換機距離為100m。對于Ⅱ類中繼器（延時為0.46μs以下），最多使用2個，可有每段長100m的兩段鏈路和5m長的中繼器間鏈路，其中站點到第一個中繼器（可用集線器）的距離為100m，集線器與第二個中繼器間距離為5m，第二個中繼器到路由器或交換機的距離為100m，站點到交換機的最大距離為205m。返回第4章計算機局域網100BASE-T拓撲規則：（3）對于光纖作為垂直布線的拓撲結構，縱向只能連接一個中繼器（集線器），各站點到集線器的最大距離為100m，而集線器到交換機（或路由器）的垂直向下鏈路可采用225m（最大限度）光纖，站點到交換機的最大距離為325m。（4）利用全雙工光纖的拓撲結構，通過非標準的100BASE-FX接口連接，可以使站點（遠程）或集線器到路由器或交換機的距離達到2km。根據上述規則構成的100BASE-T拓撲結構如圖5-9。

返回第4章計算機局域網圖5-9快速以太網的網絡拓撲結構圖返回下一頁第4章計算機局域網5.3.3千兆位以太網

千兆位以太網是IEEE802.3標準的擴展，在保持與以太網和快速以太網設備兼容的同時，提供1000Mbps的數據帶寬。與IEEE802.3網絡采用同樣的幀格式、大小和CSMA/CD介質訪問控制方法以及管理方式。它最初要求使用光纖電纜，但現在在五類非屏蔽雙絞線電纜和同軸電纜系統中也能很好地實現。此外，IEEE標準將支持最大距離為500m的多模光纖、最大距離為2000m的單模光纖和最大距離為25m的同軸電纜。返回第4章計算機局域網5.3.3千兆位以太網1．以太網向千兆位以太網的升級方法2．千兆位以太網的物理層連接3．千兆位以太網的應用下一頁返回第4章計算機局域網1．以太網向千兆位以太網

的升級方法

以太網LAN骨干網升級，然后是服務器連接的升級，最終是工作站的升級。這些升級包括：（1）交換機到交換機鏈路的升級。（2）交換機到服務器鏈路的升級。（3）快速以太網骨干網的升級。（4）共享式FDDI骨干網的升級。（5）高性能工作站的升級。千兆位以太網的結構模型如圖5-10所示。

返回第4章計算機局域網圖5-10IEEE802.3Z千兆位

以太網的結構模型返回下一頁第4章計算機局域網2．千兆位以太網的物理層連接

千兆位以太網技術標準主要支持三種類型的傳輸介質：單模光纖和多模光纖（稱為1000BaseLX）上的長波激光、多模光纖（稱為1000BaseSX）上的短波激光和150歐姆均衡屏蔽同軸電纜（稱為1000BaseCX）。并且，IEEE802.3Z委員會模擬的1000BaseT標準將允許將千兆位以太網在5類UTP雙絞線上的傳輸距離擴展到100m，而建筑樓宇內布線的大部分都采用了5類UTP雙絞線。返回下一頁第4章計算機局域網3．千兆位以太網的應用

千兆位以太網可以用于多個布線室到網絡核心的通信（如圖5-11所示）。同時千兆位以太網和千兆位交換也可以用于聚集多個作為路由器前端的低速交換機到路由器的通信。若需要為個別用戶提供10Mbps或100Mbps交換或組交換時，可以通過快速以太網連接，也可以通過千兆位以太網鏈路連接。為了提高文件服務器的吞吐性能，它的連接也可以通過千兆位以太網進行。返回第4章計算機局域網圖5-16千兆位以太網與多個交換機的連接原理返回下一頁第4章計算機局域網5.3.4組建一個簡單的局域網1．準備工作2．制作雙絞線3．設備的連接4．協議安裝與配置5．測試網絡的連通性6．設置網絡資源共享返回第4章計算機局域網5.4無線局域網5.4.1

無線局域網標準5.4.2

無線局域網的主要類型5.4.3

無線網絡接入設備5.4.4

無線局域網的配置方式5.4.5

個人局域網5.4.6

無線局域網的應用下一頁返回第4章計算機局域網5.4.1無線局域網標準1．IEEE802.11的基本結構模型2．IEEE802.11服務3．物理介質規范4．介質訪問控制規范下一頁返回第4章計算機局域網1．IEEE802.11的基本結構模型圖5-21給出了IEEE802.11工作組開發的基本結構模型。無線局域網的最小構成模塊是基本服務集（BSS），它包括使用相同MAC協議的站點。

返回下一頁第4章計算機局域網2．IEEE802.11服務

IEEE802.11定義了無線局域網必須提供的服務，這些服務主要有5種。（1）聯系。（2）重聯系。（3）終止聯系。（4）認證。（5）隱私權。返回下一頁第4章計算機局域網3．物理介質規范IEEE802.11定義了三種物理介質。（1）數據速率為1Mbps和2Mbps，波長在850~950nm之間的紅外線。（2）運行在2.4GHzISM頻帶上的直接序列擴展頻譜。它能夠使用7條信道，每條信道的數據速率為1Mbps或2Mbps。（3）運行在2.4GHzISM頻帶上的跳頻的擴頻通信，數據速率為1Mbps或2Mbps。返回下一頁第4章計算機局域網4．介質訪問控制規范IEEE802.11采用分布式基礎無線網的介質訪問控制算法。IEEE802.11協議的介質訪問控制MAC層又分為2個子層：分布式協調功能子層與點協調功能子層。分布式協調功能子層使用了一種簡單的CSMA算法，沒有沖突檢測功能。

返回下一頁第4章計算機局域網5.4.2無線局域網的主要類型1．紅外線局域網2．擴頻無線局域網3．窄帶微波無線局域網下一頁返回第4章計算機局域網1．紅外線局域網

紅外線是按視距方式傳播的，也就是說發送點可以直接看到接收點，中間沒有阻擋。紅外線相對于微波傳輸方案來說有一些明顯的優點。首先，紅外線頻譜是非常寬的，所以就有可能提供極高的數據傳輸率。由于紅外線與可見光有一部分特性是一致的，所以它可以被淺色物體漫反射，這樣就可以用天花板反射來覆蓋整個房間。

返回下一頁第4章計算機局域網2．擴頻無線局域網

擴展頻譜技術是指發送信息帶寬的一種技術，又稱為擴頻技術。它是一種信息傳輸方式，其信號所占有的頻帶寬度遠大于所傳信息必需的最小帶寬。頻帶的擴展是通過一個獨立的碼序列來完成，用編碼及調制的方法來實現的，與所傳信息數據無關；在接收端也用同樣的方法進行相關同步接收、解擴及恢復所傳信息數據。返回下一頁第4章計算機局域網3．窄帶微波無線局域網窄帶微波（NarrowbandMicrowave）是指使用微波無線電頻帶來進行數據傳輸，其帶寬剛好能容納信號。返回下一頁第4章計算機局域網5.4.3無線網絡接入設備1．無線網卡2．接入點下一頁返回第4章計算機局域網1．無線網卡

提供與有線網卡一樣豐富的系統接口，包括PCMCIA、Cardbus、PCI和USB等。在有線局域網中，網卡是網絡操作系統與網線之間的接口。在無線局域網中，它們是操作系統與天線之間的接口，用來創建透明的網絡連接。返回下一頁第4章計算機局域網2．接入點

接入點的作用相當于局域網集線器。它在無線局域網和有線網絡之間接收、緩沖存儲和傳輸數據，以支持一組無線用戶設備。接入點通常是通過標準以太網線連接到有線網絡上，并通過天線與無線設備進行通信。在有多個接入點時，用戶可以在接入點之間漫游切換。接入點的有效范圍是20~500m。根據技術、配置和使用情況，一個接入點可以支持15~250個用戶。返回下一頁第4章計算機局域網5.4.4無線局域網的配置方式1．對等模式2．基礎結構模式下一頁返回第4章計算機局域網1．對等模式

這種應用包含多個無線終端和一個服務器，均配有無線網卡，但不連接到接入點和有線網絡，而是通過無線網卡進行相互通信。它主要用來在沒有基礎設施的地方快速而輕松地建無線局域網。返回下一頁第4章計算機局域網2．基礎結構模式

該模式是目前最常見的一種架構，這種架構包含一個接入點和多個無線終端，接入點通過電纜連線與有線網絡連接，通過無線電波與無線終端連接，可以實現無線終端之間的通信，以及無線終端與有線網絡之間的通信。通過對這種模式進行復制，可以實現多個接入點相互聯接的更大的無線網絡。返回下一頁第4章計算機局域網5.4.5個人局域網1．藍牙技術2．IrDA 3．Wi-Fi4．UWB下一頁返回第4章計算機局域網1．藍牙技術

藍牙是一個開放性的、短距離無線通信技術標準，它可以用于在較小的范圍內通過無線連接的方式實現固定設備以及移動設備之間的網絡互聯，可以在各種數字設備之間實現靈活、安全、低成本、小功耗的話音和數據通信。因為藍牙技術可以方便地嵌入到單一的CMOS芯片中，因此它特別適用于小型的移動通信設備。

返回下一頁第4章計算機局域網2．IrDAIrDA是一種利用紅外線進行點對點通信的技術，其相應的軟件和硬件技術都已比較成熟。它的主要優點是體積小、功率低、適合設備移動的需要，傳輸速率高，可達16Mbps，成本低、應用普遍。目前有95%的筆記本電腦上安裝了IrDA接口，最近市場上還推出了可以通過USB接口與PC相連接的USB-IrDA設備。返回下一頁第4章計算機局域網3．Wi-Fi所謂Wi-Fi（Wireless-Fidelity），是由一個名為“無線以太網相容聯盟”（WirelessEthernetCompatibilityAlliance,WECA）的組織所發布的業界術語，中文譯為“無線相容認證”。它是一種短程無線傳輸技術，能夠在數百英尺范圍內支持互聯網接入的無線電信號。返回下一頁第4章計算機局域網4．UWB

超寬帶（Ultra-wideband，UWB）技術采用極短的脈沖信號來傳送信息，通常每個脈沖持續的時間只有幾十皮秒到幾納秒的時間。這些脈沖所占用的帶寬甚至高達幾GHz，因此最大數據傳輸速率可以達到幾百Mbps。在高速通信的同時，UWB設備的發射功率卻很小，僅僅是現有設備的幾百分之一。所以，UWB是一種高速而又低功耗的數據通信方式，它有望在無線通信領域得到廣泛的應用。

返回下一頁第4章計算機局域網5.4.6無線局域網的應用1．作為傳統局域網的擴充2．建筑物之間的互聯3．漫游訪問 4．特殊網絡下一頁返回第4章計算機局域網1．作為傳統局域網的擴充

在大多數情況下，傳統局域網用來連接服務器和一些固定的工作站，而移動和不易于布線的節點可以通過無線局域網接入。圖5-22給出了典型的無線局域網結構示意圖。返回下一頁第4章計算機局域網2．建筑物之間的互聯

無線局域網的另一個用途是連接臨近建筑物中的局域網。在這種情況下，兩座建筑物使用一條點到點無線鏈路，連接的典型設備是網橋或路由器。返回下一頁第4章計算機局域網3．漫游訪問

帶有天線的移動數據設備（例如筆記本電腦）與無線局域網集線器之間可以實現漫游訪問。如在展覽會會場的工作人員，在向聽眾做報告時，通過他的筆記本電腦訪問辦公室的服務器文件。漫游訪問在大學校園或業務分布于幾棟建筑物的環境中也是很有用的。用戶可以帶著他們的筆記本電腦隨意走動，可以從任何地點連接到無線局域網集線器上。返回下一頁第4章計算機局域網4．特殊網絡

特殊網絡是一個臨時需要的對等網絡。例如，一群工作人員每人都有一個帶天線的筆記本電腦，他們被召集到一間房里開業務會議或討論會，他們的計算機可以連到一個暫時網絡上，會議完畢后網絡將不再存在。這種情況在軍事應用中也是很常見的。返回下一頁第4章計算機局域網5.5虛擬局域網5.5.1

虛擬局域網概述5.5.2

虛擬局域網的功能特點5.5.3

虛擬局域網的實現5.5.4

虛擬局域網劃分的基本方法下一頁返回第4章計算機局域網5.5.1虛擬局域網概述1．什么是虛擬局域網2．VLAN使用的技術標準3．VLAN的分類與技術基礎4．VLAN的適用場合5．建立VLAN時的技術條件下一頁第4章計算機局域網1．什么是虛擬局域網

虛擬局域網就是建立在交換式局域網基礎上，通過網絡管理軟件構建的、可以跨越不同網段、不同網絡（例如ATM、FDDI和100/1000BASE）的邏輯型網絡。最簡單的VLAN的工作原理與硬盤的邏輯分區很相似。由此可見，VLAN的技術就是指網絡中的各個站點可以不必拘泥于各自所處的物理位置，而根據需要靈活地加入不同的邏輯子網中的一種網絡技術。返回下一頁第4章計算機局域網2．VLAN使用的技術標準1996年3月發布的IEEE802.1Q標準就是VLAN的標準，目前已得到眾多廠商的支持。返回下一頁第4章計算機局域網3．VLAN的分類與技術基礎

交換技術是近年來迅速發展起來的一種網絡技術，根據交換技術的方式不同，主要分為：基于LAN交換機的幀交換和基于異步傳輸模式（ATM）機的信元交換兩種。由于交換技術可以有“目的”地轉發數據，這就為靈活地劃分邏輯子網提供了可能性和技術支持。因此，可以說交換技術為VLAN的實現奠定了堅實的技術基礎。返回下一頁第4章計算機局域網4．VLAN的適用場合

虛擬局域網的各子網之間的廣播數據不會相互擴散，因此可以保障網絡上資源的私有性和安全性。一般，在幾十臺以下計算機構成的小型局域網中，除非需要彼此的數據隔絕，否則沒有必要劃分虛擬局域網。在幾百臺乃至上千臺計算機構成的大中型局域網中，劃分和建立虛擬局域網，應當說是十分必要的。這是因為大型局域網產生廣播風暴的可能性大大增加，而虛擬局域網技術能夠有效地隔離廣播風暴。返回下一頁第4章計算機局域網5．建立VLAN時的技術條件VLAN是建立在物理網絡基礎上的—種邏輯子網，建立VLAN的必要技術條件如下：（1）硬件條件：構建虛擬局域網的站點必須連接到具有VLAN功能的局域網交換機的端口上。（2）軟件條件：交換機還應當具有相應管理軟件的支持。返回下一頁第4章計算機局域網5.5.2虛擬局域網的功能特點VLAN的組網方法與傳統的局域網沒有什么不同，其最根本的區別就在于“虛擬”二字。VLAN的一組站點并不局限于某一個物理網絡或范圍內，VLAN的成員站點和用戶可以位于一個城市內的不同物理區域，甚至是位于不同的國家。1．使用VLAN技術的優點2．使用VLAN技術的缺點下一頁第4章計算機局域網1．使用VLAN技術的優點（1）能夠簡化網絡管理，使得網絡管理簡單而且直觀（2）能夠控制廣播風暴（3）能夠提高網絡的整體安全性返回下一頁第4章計算機局域網2．使用VLAN技術的缺點（1）在使用MAC地址定義VLAN的技術中，必須進行初始配置。而對大規模的網絡進行初始化工作時，需要把成百上千的用戶配置到某個虛擬局域網之中，因此，初始工作過于煩瑣。（2）當使用局域網交換機的端口劃分VLAN成員的方法時，用戶從一個交換機的端口移動到另一個端口時，網絡管理員必須對VLAN的成員重新配置。（3）需要專職的網絡管理員和必要的專業技術支持。返回下一頁第4章計算機局域網5.5.3虛擬局域網的實現1．虛擬局域網實現的基本原則2．虛擬局域網的實現下一頁第4章計算機局域網1．虛擬局域網實現的基本原則（1）考慮到交換機軟件的兼容性，在整個局域網中應當盡量使用同一廠家的支持VLAN的交換機。（2）為了實現網絡的統一管理，在可以使用交換機的場合盡量使用交換機，并且盡可能多地將計算機接入交換機的端口，而不是集線器或路由器的端口。（3）在整個網絡中，應盡量使用第3層以上的交換機來取代傳統的路由器。這是由于實現路由功能，既可以采用路由器，也可以采用第三層交換機（路由交換機）。而只有采用路由交換機，才能綜合交換和路由這兩種功能，這樣才能既保證傳統路由功能的實現，也實現VLAN的技術。返回第4章計算機局域網1．虛擬局域網實現的基本原則（4）盡可能地使整個網絡成為樹型結構，以保證整個網絡的層次性，以及VLAN的物理連通性。（5）首先，根據應用的需要來選擇交換機，使所選的交換機應能夠滿足實際需要。其次，通過交換機相應的軟件將整個網絡劃分為多個VLAN，無論每個VL