局域网城域网无线局域网技术.ppt
计算机网络应用基础Basic Applications of Computer Network,第3章 局域网、城域网与无线局域网技术,知识点,本章学习要求 探讨：局域网、城域网基础知识 重点掌握：局域网技术 了解：城域网技术 重点掌握：无线局域网知识,内容目录,3.1 局域网概述3.2 局域网体系结构3.3 局域网技术3.4 城域网3.5 无线局域网,3.1 局域网概述,3.1.1 局域网的定义局域网：（Local Area Network，LAN）在较小区域范围内由各种计算机和数据通讯设备互连在一起形成的计算机通讯网络。局域网特点：覆盖地理范围有限 为一个单位或组织所拥有 数据通信速率较高、传输时延较短 侧重共享信息的处理问题，而非传输问题,3.1 局域网概述,3.1.2 局域网分类（1）从网络通信方式角度 专用服务器局域网 客户机/服务器局域网 对等局域网（2）从介质访问控制方法角度 共享介质局域网 交换式局域网,3.1 局域网概述,3.1.3 局域网的应用（1）应用于园区，根据覆盖范围的不同分为：办公室网络 楼宇级网络 园区级网络（2）应用于后端 数据中心网络,3.1 局域网概述,办公室网络 工作组网络，覆盖一个或邻近几个房间 构成：交换机+计算机 应用：少量的实验室、办公室联网,3.1 局域网概述,楼宇级网络 覆盖一幢大楼 构成：核心层（主干网）以及接入层 应用：大型企业的部门、大学的学院等,3.1 局域网概述,园区级网络 覆盖一个园区的多个建筑物 构成：核心层（主干网）以及接入层 应用：校园网、大型企业/政府网络、住宅区网络,3.1 局域网概述,数据中心网络 在后台工作，用户不直接接触 直接连接在园区网络的中心交换机，或互联网的核心网络 互联各种类型的服务设备，如大型服务器、存储区域网、网络监控设备等 为服务器的高质量服务提供网络基础环境,3.2 局域网体系结构,3.2.1 局域网参考模型 局域网体系结构定义：IEEE802参考模型,OSI参考模型,IEEE802参考模型,LLC：与介质访问无关的部分，为高层协议提供相应接口,MAC：与访问各种传输介质有关的问题,3.2 局域网体系结构,3.2.2 IEEE802标准,802标准族,3.3 局域网技术,3.3.1 局域网拓扑结构 总线型 环型 星型,3.3 局域网技术,3.3.1 局域网拓扑结构 总线型（bus topology）,传输信道为共享信道，一发多收 信号向两端传输 同一时刻只能有一个有效发送 需要发送规则来决定当前谁可以发送 总线负载容量有限,3.3 局域网技术,3.3.1 局域网拓扑结构 环型（ring topology）,点对点连接的闭合环形网络 数据延固定方向单向传递，逐个结点转发 同一时刻可以有多个结点发送信息,转发器,3.3 局域网技术,3.3.1 局域网拓扑结构 星型（star topology）,所有结点都与中心结点相连双向传输信息 中心结点为交换机或转发器 结点之间的通信需通过中心结点转发,现今LAN的拓扑区分端站与中继系统端站：主机中继系统：switchSwitch互连形成LAN主干：mesh网状结构端站到switch的接入：star星型结构,3.3 局域网技术,基本结构计算机网络,基本结构目前局域网,基本结构目前局域网,3.3 局域网技术,3.3.2 局域网传输介质(1)导向的(Guided）有线介质 同轴电缆：高宽带性、适用于总线型结构 双绞线：传输模拟声音，适用于星型结构 光纤：与同轴电缆类似，适用于长距离信息传输(2)非导向的(Unguided）无线介质 微波 无线电波 红外线,3.3 局域网技术,3.3.3 局域网介质访问控制策略（1）在哪里进行控制？（2）怎样进行控制？带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）令牌总线（Token Bus）令牌环（Token Ring）,3.3 局域网技术,带冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect）（1）适用于总线结构（2）工作原理：先听后发 边听边发 冲突停止 延迟重发,CSMA/CD工作流程,3.3 局域网技术,CSMA/CD（3）优点：有效解决信息传输中的“冲突”（4）缺点：发送时延的不确定性 随着网络流量的增加，冲突也将增加，降低网络性能,CSMA/CD工作流程,3.3 局域网技术,令牌总线（Token Bus）（1）“令牌”：一种特殊的控制帧（2）工作原理：在总线拓扑结构中建立一个逻辑环 令牌按环中结点的逻辑位置依次循环传递,该结点没有数据等待发送 该结点提前发送完要发送的帧 该结点未发送完，但持有令牌的最大时间到,3.3 局域网技术,令牌总线（Token Bus）（3）Token Bus方式的优点：发送时延确定具有“无冲突”特点，重负载下信道利用率高支持优先级服务（4）Token Bus方式的缺点：需要完成以下环维护工作环初始化 新结点的加入与撤出 环恢复（出现令牌丢失或多个令牌时）,3.3 局域网技术,令牌环（Token Ring）（1）用于环型结构，令牌结点是物理环结构，而非逻辑环（2）工作原理：在环型拓扑结构中按照结点连接建立一个物理环 令牌延环中结点的排列顺序依次传递,3.3 局域网技术,令牌环（Token Ring）（3）Token Ring方式的优点：环中结点访问延迟确定适用于重负载环境支持优先级服务（4）Token Ring方式的缺点：环维护工作复杂实现比较困难,3.3 局域网技术,3.3.4 局域网技术的发展轨迹,3.4 城域网,3.4.1 城域网的定义城域网：（Metropolitan Area Network，MAN）又称区域网，以光纤为传输介质，通常覆盖一座城市或一个地区，实现高速宽带传输的数据通信网络。MAN规模较LAN大一些，可以看作是把众多LAN互连的网络。MAN使用与LAN类似的技术。MAN支持多种业务：语音、数据、图像、多媒体等。MAN广泛接入：企业、家庭、政府机关等。MAN传输介质：光纤。,3.4 城域网,3.4.2 城域网技术 光纤分布式数据接口（FDDI）,采用令牌环介质访问控制方式主干网使用双环结构，具有容错能力以光纤为传输介质具有动态分配带宽的能力，能够支持同步和异步数据传输,3.4 城域网,3.4.3 城域网的网络结构 核心层 汇聚层 接入层,承担高速数据交换和大容量的业务调度,业务汇聚和收敛、IP交换处理,支持多种接入技术，将终端用户接入到网络中,3.5 无线局域网,3.5.1 无线局域网定义无线局域网(Wireless Local Area Network,WLAN）利用无线通信技术在一定的局部范围内建立的网络，能够使用户真正实现随时、随地、随意地接入网络。WLAN是计算机网络与无线通信技术相结合的产物 传输媒介：无线多址信道 WLAN提供传统有线LAN的功能,3.5 无线局域网,3.5.2 WLAN的主要类型 红外线局域网 定向光束红外传输技术 全方位红外传输技术 漫反射红外传输技术 扩频局域网 跳频通信 直接序列扩频 窄带微波局域网 申请执照的窄带RF 免申请执照的窄带RF,3.5 无线局域网,3.5.3 WLAN的特点（1）优势 安装便捷、维护方便 使用灵活、移动简单（2）局限性 覆盖范围 电池容量 多个无线局域网之间的干扰,经济节约、性价比高 易于扩展、大小自如,3.5 无线局域网,3.5.4 WLAN的族协议,3.5 无线局域网,3.5.5 WLAN的组网设备 无线网卡 无线接入点（无线AP）无线路由器 无线天线,3.5 无线局域网,3.5.6 WLAN的组网结构 网桥连接型 无线AP接入型 Hub接入型 无中心接入型,3.5 无线局域网,3.5.6 WLAN的组网结构 网桥连接型,连接两个相互独立的有线局域网。,3.5 无线局域网,3.5.6 WLAN的组网结构 无线AP接入型,采用无线AP作为Hub组建形形结构的无线局域网。,3.5 无线局域网,3.5.6 WLAN的组网结构 Hub接入型,采用无线AP连接的多台计算机，通过Hub接入有线局域网，实现一个网络中无线部分与有线部分的互连。,3.5 无线局域网,3.5.6 WLAN的组网结构 无中心接入型,不采用无线AP，直接使用无线网卡实现任意终端之间的通信。,3.5 无线局域网,3.5.7 组建WLAN案例,
