计算机网络原理第2章.pptxVIP

第二章 局域网基础 本章将逐步介绍计算机局域网体系结构，各主要局域网标准、技术和网络操作系统等。这些技术中最重要、最基础的就是各类局域网标准。 本章重点如下：计算机局域网体系结构IEEE 802.1d/q/w三协议的主要作用与区别令牌总线和令牌环网工作原理CSMA、CSMA/CD工作原理及比较快速以太网和千兆位以太网工作原理万兆位以太网的主要特点和工作原理万兆位以太网的联网规范和物理层结构主要WLAN标准第一页，共三十页。第1课时主讲内容计算机局域网体系结构及划分依据和各层主要功能常见IEEE 802局域网标准IEEE 802.1系列标准及各自工作原理IEEE 802.2标准的主要作用及所定义的3种通信操作类型主要的IEEE 802.3系列标准以太网体系结构及各层主要功能和CSMA/CD模型CSMA和CSMA/CD的工作原理及各自采用的退避算法第二页，共三十页。2.1 局域网概述 局域网是指应用于小范围内（通常指1km)的家庭或组织内部计算机网络。主要采用星型、环型、总线型，以及星型和总线型组成的混合型4种拓扑结构。 最基本的计算机局域网可以仅是两台PC，用一条串/并电缆连接起来。企业局域网中多数是采用以交换机为集中连接结点的星型或者扩展星型拓扑结构，星型结构单元如下图所示。第三页，共三十页。2.2 计算机局域网体系结构 2.2.1 计算机局域网体系结构概述 按照IEEE 802标准，局域网的体系结构由下图所示的三层协议构成，即物理层（PHY，Physical Layer）、媒体访问控制层（MAC，Media Access Control）和逻辑链路控制层（LLC，Logic Link Control）。其中，“媒体访问控制层”和“逻辑链路控制层”这两层相当于OSI七层参考模型中的第二层，即数据链路层。 详细的局域网体系结构描述参见书中介绍。第四页，共三十页。2.2.2 局域网体系结构划分依据 对于局域网来说，物理层是必需的，它负责体现机械、电气和过程方面的特性，以建立、维持和拆除物理链路；数据链路层也是必需的，它负责把不可靠的传输信道转换成可靠的传输信道，传送带有校验的数据帧，采用差错控制和帧确认技术。但是，局域网中的多个设备一般共享公共传输媒体，所以局域网的数据链路层必须设置媒体访问控制功能，最终IEEE 802把LLC独立出来，形成一个单独子层，使LLC子层与媒体无关，仅让MAC子层依赖于物理媒体和媒体访问控制方法。 又因为局域网是一种通信网，只涉及到有关的通信功能，没有端到端的数据传输需求，所以至多与OSI 参考模型中的下3层有关。其次，由于局域网基本上采用共享信道的技术，所以也可以不设立单独的网络层。第五页，共三十页。2.2.3 局域网体系结构层次简介 1．物理层（PHY） 局域网中的物理层和计算机网络OSI参考模型中物理层的功能一样，主要处理物理链路上传输的比特流，实现比特流的传输与接收、同步前序的产生和删除；建立、维护、撤销物理连接，处理机械、电气和过程的特性。 2．媒体访问控制（MAC）子层 MAC子层负责介质访问控制机制的实现，即处理局域网中各站点对共享通信介质的争用问题，不同类型的局域网通常使用不同的介质访问控制协议，另外MAC 子层还涉及局域网中的物理寻址。 3．逻辑链路控制（LLC）子层 LLC子层负责屏蔽MAC子层的不同实现，将其变成统一的LLC界面，从而向网络层提供一致的服务。第六页，共三十页。2.2.4 局域网标准与OSI结构的关系 IEEE 802为局域网制定了一系列标准，主要参见书中表2-1所示。它们与OSI结构的对应关系如下图所示。所有高层协议要和各种局域网标准的MAC子层交换信息，IEEE 802.2规定的LLC层是公用的。详细比对参见书中介绍。第七页，共三十页。2.3 IEEE 802.1系列协议 IEEE 802.1是一组协议的集合，如生成树协议、VLAN协议等。为了将各个协议区别开来，IEEE在制定某一个协议时，就在IEEE 802.1后面加上不同的小写字母，如IEEE 802.1a定义局域网体系结构；IEEE 802.1b定义网际互联、网络管理及寻址；IEEE 802.1d定义生成树协议；IEEE 802.1p定义优先级队列；IEEE 802.1q定义VLAN标记协议；IEEE 802.1s定义多生成树协议；IEEE 802.1w定义快速生成树协议；IEEE 802.1x定义局域网安全认证等。 2.3.1 IEEE 802.1d协议 为了解决“广播风暴”在二层数据网络中存在的弊端，IEEE制定了IEEE 802.1d的生成树（Spanning Tree，ST）协议。STP协议在IEEE 802.1d协议中定义，是一种链路管理协议，为网络提供路径冗余的同时防止