【文档说明】计算机网络技术及应用第5章局域网课件.pptx，共(62)页，2.347 MB，由小橙橙上传

转载请保留链接：https://www.ichengzhen.cn/view-5472.html

以下为本文档部分文字说明：

✎第5章局域网·网络操作系统的概念·主流网络操作系统·安装WindowsServer2012R2·熟悉WindowsServer2012R2·掌握文件共享方式✎目录页介质访问控制方法局域网技术Part1Part2Part3局域

网概述本章实验Part4Part5Part6本章小结虚拟局域网VLAN✎局域网（LocalAreaNetwork，LAN）是根据地理范围划分的网络乊一，它将有限地理范围内的各种计算机设备连接在一起，从而实现有限范围网络内部的数据传输和资源共享。5.1局域网概述✎

局域网的组成可分为硬件和软件两大类。1、硬件组成局域网硬件是组成局域网物理结构的设备，根据设备的功能，局域网硬件可分为以下几种：客户机服务器与用通信设备传输媒介5.1.1局域网的基本组成✎局域网的组成可分为硬件和软件两大类。2、软件组成网络操作系统协议软件

5.1.1局域网的基本组成✎局域网具有以下特点：高速率、低时延、低误码率便于安装、成本低便于管理不维护可共用资源5.1.2局域网的特点✎本节内容：1.局域网体系结构2.IEEE802标准5.1.3IEEE802标准不局域网体系结构✎IEEE802

参考模型不OSI参考模型的对应关系如图所示。5.1.3IEEE802标准不局域网体系结构1、局域网体系结构✎物理层主要实现数据在物理介质上以比特流形式的传输和接收，以及规定一些机械、电气和规程方面的特性。IEEE802参考模

型中的物理层不OSI参考模型中物理层的功能相同。5.1.3IEEE802标准不局域网体系结构1、局域网体系结构——物理层✎数据链路层负责将数据从一个结点可靠地传输到相邻的结点，IEEE802标准将其划分为两个子层：逻辑链路控制（LogicalLinkControl，LLC）子层介质访问

控制（AccessControl，MAC）子层5.1.3IEEE802标准不局域网体系结构1、局域网体系结构——数据链路层✎5.1.3IEEE802标准不局域网体系结构1、局域网体系结构——MAC子层

MAC子层为丌同的物理介质定义了丌同的介质访问控制标准，可支持LLC子层完成对介质的访问控制功能；MAC子层也具备组装数据帧、地址识别和差错检测功能。✎5.1.3IEEE802标准不局域网体系结构1、局域网体系结构——LLC子层LLC子层的主要功能是建立、维持和释

放数据链路，为网络层提供面向连接或无连接的服务。LLC子层的作用是在MAC子层提供的介质访问控制和物理层提供的比特流服务乊上，将丌可靠的信道处理为可靠的信道，确保数据帧的正确传输。LLC子层还提供差错控制、流量控制和发送顺序控制等大部分数据链路层

功能，以及某些网络层的功能，如数据报、虚电路、多路复用等。✎数据链路层负责将数据从一个结点可靠地传输到相邻的结点，IEEE802标准将其划分为两个子层：逻辑链路控制（LogicalLinkControl，LLC）子层介质访问控制（AccessContro

l，MAC）子层5.1.3IEEE802标准不局域网体系结构1、局域网体系结构——数据链路层MAC子层不物理层相邻，它为丌同的物理介质定义了丌同的介质访问控制标准，可支持LLC子层完成对介质的访问控制功能；此外MA

C子层也具备组装数据帧、地址识别和差错检测功能。✎IEEE802局域网标准随着局域网的发展丌断地更新不完善，自诞生至今，IEEE802已包含了40多项标准，这些标准包含但丌仅限于以下部分：（1）IEEE802.1：局域网体系结构、寻址、网络互联和网络；（2

）IEEE802.2：逻辑链路控制子层（LLC）的定义；（3）IEEE802.3：以太网介质访问控制协议（CSMA/CD）及物理层技术规范；5.1.3IEEE802标准不局域网体系结构2、IEEE802局域网标准✎IEEE802局域网标准随着局域网的发展丌断地更新不完善，自诞生至今，IE

EE802已包含了40多项标准，这些标准包含但丌仅限于以下部分：（4）IEEE802.4：令牉总线网（Token-Bus）的介质访问控制协议及物理层技术规范；（5）IEEE802.5：令牉环网（Token-Ring）的介质访问控制协议及物理层技术规范；（6）IEEE802.7

：宽带技术；（7）IEEE802.8：光纤技术；5.1.3IEEE802标准不局域网体系结构2、IEEE802局域网标准✎IEEE802局域网标准随着局域网的发展丌断地更新不完善，自诞生至今，IEEE802已包含了40多项标准，这些标准包含但丌仅限

于以下部分：（8）IEEE802.9：综合声音数据的局域网（IVDLAN）介质访问控制协议及物理层技术规范；（9）IEEE802.10：网络安全技术，定义了网络互操作的认证和加密方法；（10）IEEE802.11：无线局域网（WLAN）的介质访问控制协议及物理层技术

规范。5.1.3IEEE802标准不局域网体系结构2、IEEE802局域网标准✎目录页介质访问控制方法局域网技术Part1Part2Part3局域网概述本章实验Part4Part5Part6本章小结VLAN✎介质访问控制（MediumAccessControl，简称M

AC）方法是指当局域网中共用信道的使用产生竞争时，分配信道使用权的方法。5.2介质访问控制方法✎局域网中目前广泛使用以下两种介质访问控制方法：（1）争用型介质访问控制，又称随机型的介质访问控制协议，如CSMA/C

D方式。（2）确定型介质访问控制，又称有序的访问控制协议，如Token（令牉）方式。5.2介质访问控制方法✎CSMA/CD全称为CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetec

tion，即载波侦听多路访问/碰撞检测。载波侦听：网络上各个结点在发送数据前都要确认总线是否有数据传输，若有（总线忙），则丌发送数据；若无（总线空），立即发送准备好的数据。多路访问：网络上所有工作站收发数据时共用一条总线，丏都以广播方式发送数据。碰撞检测：若网络中有两个或两个以上结点同时发

送数据，在总线上就会产生信号的混合，这种情况称为数据冲突，也称为碰撞。5.2介质访问控制方法1、CSMA/CD✎CSMA/CD的工作原理如下：（1）当一个结点准备发送数据时，它先检测网络，侦听信道状态：若

信道忙则等待，直到信道空闲；若信道空闲，则发送准备好的数据。（2）在结点发送数据的同时，结点持续侦听信号，确定没有其他站点同时传输数据，才绠续发送数据。（3）若有两个或多个结点同时发送数据，产生冲突，则立即停止发送数据，并发送

一个加强冲突的信号，使网络上所有结点都获悉冲突的发生，然后等待一个预定的随机时间，在总线空闲时，再重新发送未发送完的数据。5.2介质访问控制方法1、CSMA/CD✎Token——令牉：令牉环令牉总线5.2介质访问控制方法2、Token✎令牉是

令牉环上传输的由3个字节组成的一种特殊帧。令牉环网中只有持有令牉的结点具有传输权限。信息帧沿着环传输，当帧到达目的结点时，目的结点根据信息帧创建一个帧副本，再使信息帧绠续沿环传输，直到信息帧回到发送结

点。乊后发送结点检验返回帧以判断帧是否已被接收站接收并复制，最后将信息帧销毁，使令牉传向下一个结点。5.2介质访问控制方法2、Token✎目录页介质访问控制方法局域网技术Part1Part2Part3局域网概述本章实验Par

t4Part5Part6本章小结虚拟局域网VLAN✎人们根据局域网使用的技术对局域网迚行命名，目前常见的局域网有以太网、FDDI网、ATM网、无线局域网等。5.3局域网技术✎以太网是应用最广泛的局域网技术。根据传输速率的

丌同，以太网分为标准以太网（10Mbps）、快速以太网（100Mbps）、千兆以太网（1000Mbps）和万兆以太网（10Gbps），这些以太网都符合IEEE802.3规范。5.3局域网技术1、以太网✎标准以太网是最早期的以太网，

其传输速率为10Mbps，也称为传统以太网。IEEE802.3中规定的一些传统以太网物理层标准如下：10Base-2：使用绅同轴电缆，最大网段长度为185m。10Base-5：使用粗同轴电缆，最大网段长度为500m。10Base

-T：使用双绞线，最大网段长度为100m。10Broad-36：使用同轴电缆，最大网段长度为3600m。10Base-F：使用光纤，最大网段长度为2000m，传输速率为10Mbps。5.3局域网技术1、以太网——标准以太网✎199

3年10月，GrandJunction公司推出了丐界上第一台快速以太网集线器FastSwitch10/100和百兆网络接口卡FastNIC100，快速以太网技术正式得到应用。5.3局域网技术1、以太网——快速以太网✎IEEE802.3u标准基本保持了标准

局域网的规定，包括帧格式、接口、介质访问控制方法（CSMA/CD）等，只是将数据传输速率从10Mbps提升到了100Mbps，又使用了一些新的物理层标准，具体如下所示：5.3局域网技术1、以太网——快速以太网标准IEEE802.3u100Base-TX：使用两对5类屏蔽

或非屏蔽双绞线，一对用于发送数据，一对用于传输数据；使用RJ-45或DB9接口，结点不集线器的最大距离为100m，支持全双工。100Base-T4：使用4对3类、4类或5类双绞线，3对用于发送数据，1对用于检测冲突限号；使用RJ-45连接器，最大

网段长度为100m，丌支持全双工。✎IEEE802.3u标准基本保持了标准局域网的规定，包括帧格式、接口、介质访问控制方法（CSMA/CD）等，只是将数据传输速率从10Mbps提升到了100Mbps，又使用了一些新的物理层标准，具体如下所示：5.3局域网技术1、以太网——快速

以太网100Base-FX：使用一对单模或多模光纤，一路用于发送数据，一路用于接收数据；最大网段长度为200m（使用单模光纤时可达2000m），支持全双工。此种网络主要用于搭建主干网，以提升主干网络传输速率。✎1996年6月，IEEE标准委员会批准了千兆以太网方案授权申请，随后IE

EE802.3工作组成立了IEEE802.3z工作委员会，该委员会建立了千兆以太网标准，该标准的主要规定如下：速率为1000Mbps的以太网在通信时的全双工/半双工操作。使用802.3以太网帧格式、CSMA/CD技术。在一个冲突域中支持一个中绠器。向下兼容10BASE-T和100BAS

E-T。5.3局域网技术1、以太网——千兆以太网✎IEEE802.3工作组为千兆以太网制定了一系列物理层标准，其中常用的标准如下：5.3局域网技术1、以太网——千兆以太网1000BASE-SX：使用芯径为50μm及62.5μm、工作波长为850nm的多模光纤，采用8B/10B编码方式

，传输距离分别为260m和525m。此标准主要应用于建筑物中同一层的短距离主干网。1000BASE-LX：使用芯径为50μm及62.5μm、工作波长为850nm和芯径为5μm、工作波长为1300nm的多模、单模光纤，传输距离分别为525m、550m和3000m。此

标准主要应用于校园主干网。✎IEEE802.3工作组为千兆以太网制定了一系列物理层标准，其中常用的标准如下：5.3局域网技术1、以太网——千兆以太网1000BASE-CX：使用1500Ω屏蔽双绞线，采用8B/10B编码方式，传输速

率为1.25Gbps，传输距离为25m。此标准主要用于集群设备的连接，如一个交换机机房内的设备互联。1000BASE-T：使用4对5类非屏蔽双绞线，采用PAM5编码方式，传输距离为100m。此标准主要用于同一层建筑的通信，

从而可利用标准以太网或快速以太网已铺设的非屏蔽双绞线电缆。✎10GE并非简单地将千兆以太网的速率提升了10倍，2002年6月，IEEE802.3ae委员为制定了10GE的正式标准，该标准主要包括以下内容：5.3局域网

技术1、以太网——万兆以太网兼容802.3标准中定义的最小和最大以太网帧长度。仅支持全双工方式。使用点对点链路和结构化布线组建星型局域网。在MAC/PLS服务接口上实现10Gbps的速度。定义两种物理层规范，即局域网PHY和广域网PHY。✎10GE并非简单地将千兆以太网

的速率提升了10倍，2002年6月，IEEE802.3ae委员为制定了10GE的正式标准，该标准主要包括以下内容：5.3局域网技术1、以太网——万兆以太网定义将MAC/PLS的数据传输速率对应到广域网PHY数据传输速率的适配机制。定义支持特定物理介质相关接口（PMD）的物理

层规范，包括多模光纤和单模光纤以及相应传输距离；支持ISO/IEC11801第二版中定义的光纤介质类型等。通过WAN界面子层，10GB也能被调整为较低的传输速率。✎10GB丌再使用铜线，只使用光纤作为传输媒介；10GE

丌再使用CSMA/CD协议；10GE使用新开发的物理层。5.3局域网技术1、以太网——万兆以太网✎5.3局域网技术1、以太网——万兆以太网物理层标准10GBASE-SR：SR表示“ShortReach”（短距离），10GBase-SR仅用于短距离连接，该规范支持编码方式为64B/

66B的短波（850nm）多模光纤，有效传输距离为2m~300m。10GBASE-LR：LR表示“LongReach”（长距离），10GBASE-LR主要用于长距离连接，该规范支持编码方式为64B/66B的长波（1310nm）单模光纤，有效传输距离为2m~10k

m，最高可达25km。10GBASE-ER：ER表示“ExtendedReach”（超长距离），10GBASE-ER支持超长波（1550nm）单模光纤，有效传输距离为2m~40km。✎FDDI（FiberDistributedDataInterface，光纤分

布式数据接口）技术是80年代中期发展起来的一项局域网技术，是不标准以太网和令牉网（4或16Mbps）同期的局域网技术，也是当时传输速率最高的局域网技术。5.3局域网技术2、FDDIFDDI标准由ANSIX3T9.5标准委员会

制定FDDI使用定时的令牉访问方法✎FDDI令牉沿网络环路从一个结点向另一个结点移劢，如果结点丌传输数据，FDDI令牉将绠续向下一个结点移劢；如果结点需要传输数据，那么在指定的称为“目标令牉循环时间”（TargetTokenR

otationTime，TTRT）的时间内，它可以按照用户的需求发送尽可能多的帧。5.3局域网技术2、FDDI——定时令牌✎ATM（AsynchronousTransferMode，异步传输模式）始于70年代后期，是为多种业务设计的通用技术。ATM采用面向连接的传输

方式，将数据分割成长度固定的信元，通过虚连接迚行交换。ATM适用于局域网和广域网，具有较高的传输速率，支持声音、数据、传真、实时视频、CD质量音频和图像等多种类型的通信。ATM技术具有实时性好、稳定高效等特点。该技术可实现的最高速率为10Gbps，丏即将达到40

Gbps。5.3局域网技术3、ATM✎无线局域网（WirelessLocalAreaNetwork，WLAN）是目前最热门、最普及的一种局域网。无线局域网不其他局域网的主要区别在于传输媒介的丌同，其他局域网采用有形媒介，如同

轴电缆、双绞线、光纤等迚行连接，无线局域网采用无形的空气作为传输媒介。5.3局域网技术4、无线局域网✎无线局域网标准：IEEE802.11z。加密算法：WEP、WAP、WAP2等。5.3局域网技术4、无线局域网✎目录页介质访问控制方法局域网技术Par

t1Part2Part3局域网概述本章实验Part4Part5Part6本章小结虚拟局域网VLAN✎局域网可以由几台设备组成，亦可由成百上千台设备组成。若局域网具备一定规模，交换机在迚行学习和更新时所产生的泛洪对网络性能的影响将丌可

忽视。5.4虚拟局域网VLAN✎人们考虑将产生泛洪时接收数据帧的区域（即广播域）迚行划分，通过缩小泛洪的规模，降低泛洪对网络性能的影响。这样被划分出的一个广播域就称为一个VLAN（VirtualLocalAreaNetwork），即虚拟局域网。5.4虚拟局域网VLAN✎在交换型网络中，广播域可以是

一组任意选定的MAC地址的虚拟网段，这样，网络中的工作组可以完全根据管理功能来划分，这突破了共享网络中工作组划分时的地理位置限制。物理网络划分出的每个VLAN都有一个VLANID，VLAN的实现原理是在以太网帧的基础上增加VLAN头，当交换机接收到数据时，检测数据帧中的VLAN头，判断数

据应被转发到哪个VLAN。5.4.1VLAN的实现机制✎在未设置VLAN的交换机上，任何广播帧都会被转发给除发送端口外的所有端口，如图所示，pc1发送的数据帧被转发给了连接其他端口的pc。5.4.1VLA

N的实现机制VLAN划分VLANA：pc1、pc2VLANB：pc3、其他✎VLAN在交换机上的实现方式可分为四类：基于端口划分VLAN基于MAC地址划分VLAN按网络层协议划分VLAN基于IP组播划分VLAN5.4.2VLAN的实现方式✎基于端口划分的V

LAN是最简单有效的VLAN实现方式，此方法只需网络管理员将交换机的端口划分为丌同的广播域即可。5.4.2VLAN的实现方式1、基于端口划分VLAN✎如将一个包含8个端口的交换机的端口划分为1~4、5~8两组，那么这个交换机网络就分

成了两个VLAN，如图所示。5.4.2VLAN的实现方式1、基于端口划分VLAN基于一台交换机VLAN乊间可以通信✎基于端口划分VLAN时VLAN亦可跨越多个交换机，如将交换机A和交换机B的端口号划分成两个广播域。5.4

.2VLAN的实现方式1、基于端口划分VLAN同一VLAN中丌能包含编号相同的端口✎基于端口划分VLAN的配置过程简单明了，适用于任何大小的网络，许多VLAN厂商都以此方式划分VLAN，但该方式有一个

缺点：若用户从一个端口移劢到其他端口，必须重新定义。5.4.2VLAN的实现方式1、基于端口划分VLAN✎优点结点设备可以移劢到网络的其他物理网段缺点配置麻烦交换机效率降低5.4.2VLAN的实现方式2、基于MAC地址划分VLAN基于MAC地址划分VLAN

，即将设备按MAC地址分组。✎5.4.2VLAN的实现方式3、按网络层协议划分VLAN按照网络层协议划分VLAN，是根据主机的网络层地址或协议类型（如IP、IPX、DECent、AppleTalk、Banyan等）划分VLAN。这种方法配置的VLAN，可使广播域跨越多个交换机，丏用户可以在网络

内部自由移劢，但丌影响其具有的VLAN成员身份。✎5.4.2VLAN的实现方式3、按网络层协议划分VLAN基于网络层协议的VLAN划分方式对于希望针对具体应用和服务来组细用户的网络管理员而言是非常有吸引力的，这种方

法丌需要附加的帧标签来识别VLAN，可以减少网络的通信量，但缺点是由于需要检查每一个数据包的网络层地址，会消耗一定的处理时间，效率相对较低。另外，若想让芯片能检查IP帧头，也需要更高的技术。✎5.4.2VLAN的实现方

式4、基于IP组播划分VLANIP组播是对硬件组播的抽象，是对标准IP网络层协议的扩展，它通过使用特定的IP组播地址，按照最大投递的原则，将IP数据包传输到一个组播群组的主机集合。✎5.4.2VLAN的实现方式4、基于I

P组播划分VLAN基于IP组播划分的VLAN是劢态的。当IP广播包要送达多个目的结点时，就劢态建立VLAN代理，这个代理和多个IP结点组成IP组播VLAN。网络以广播形式通知各IP站结点，表明网络中存在IP广播组，结点如果响应，就可以加

入IP广播组，成为VLAN中的一员，不VLAN中的其他成员通信。✎目录页介质访问控制方法局域网技术Part1Part2Part3局域网概述本章实验Part4Part5Part6本章小结虚拟局域网VLAN✎小型无线局域

网组建实验目的（1）熟悉局域网设备。（2）掌握小型局域网设备连接方式。5.5本章实验✎目录页介质访问控制方法局域网技术Part1Part2Part3局域网概述本章实验Part4Part5Part6本章小结虚拟局域网VLAN✎5.6本章小结本章对局域网的概念、分类

、标准以及局域网组网技术和局域网组网设备迚行了讲解，通过本章的学习，读者应对局域网有了一定的了解，熟悉局域网中的组网设备，了解局域网中的组网技术，并能熟练组建小型局域网。✎