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实用网络技术 张凯旺 电子邮件：kw@ 第2讲 局域网基础 张凯旺 电子邮件：kw@ 引入 随着家用电脑的普及和局域网的普及，越来越多的人希望掌握组建简单的微机局域网的方法，以充分利用现有的网络资源。 局域网的组成 局域网的组成 局域网的组成 以太网（Ethernet） 在希腊人的眼中，世界由水、火、气、土组成。而天上的事物应该由一种完美的元素组成，它就是亚里士多德眼中的第五元素---以太。 以太被认为是光传播的媒介，以太网ethernet的来历与科学史上这个概念有关。 从诞生至今已经超过30年，目前尚未出现强有力的竞争对手 以太网取得成功的主要原因是简单和灵活性，简单体现在可靠、低成本、易维护 以太网的成功的另一个因素是与TCP/IP协议能够很好的协调工作 以太网（Ethernet） 第一张Ethernet原理图 以太网的发展 1976年，施乐（Xerox）公司设计了第一个局域网系统，被命名为Ethernet，带宽为2.94Mbps 1980年，DEC、Intel和Xerox联合发表了Ethernet Version 2规范，将带宽提高到了10Mbps，并正式投入商业市场 1982年12月，IEEE通过了802.3 CSMA/CD规范 1990年，推出交换以太网技术 1993年，推出全双工以太网技术 1995年3月，通过了802.3u，即100Mbps的以太网 1998年6月，通过了802.3z，进入千兆以太网时代 2002年，通过了802.3ae，即10Gbps的以太网 2007年，提出了802.3ba，目标40Gbps/100Gbps 问题的提出 传统的局域网是“共享”式局域网 共享式局域网的传输介质是共享的 数据传输应该按照“半双工”方式进行 两个或多个节点同时发送将产生“冲突” 以太网（CSMA/CD） （1）采用总线型拓扑结构 （2）物理拓扑结构可以是星形的 （3）介质访问控制方法为CSMA/CD 以太网（CSMA/CD） 载波帧听（Carrier Sense Multiple Access） 查看信道上有无数据信号传输称为载波侦听，监测方法是判断基带上是否有脉冲二进制0或1。 同时有多个结点在侦听信道是否空闲和发送数据，称为多路访问。 出现冲突后，采用随机延迟的方法等待后再次侦听。 冲突检测（Collision Detection） 两个以上的节点同时侦听一个空闲的信道 两个以上的节点先后侦听信道，先试图占用信道的结点在有效信号尚未发出时后一个结点的侦听就到达了 以太网基本原理 传输介质 双绞线 双绞线 UTP的分类 传输介质-光纤 光线在光纤中的折射 光纤的工作原理 多模光纤与单模光纤 多模光纤与单模光纤 以太网光纤连接方式 光纤 传输点模数类光纤 单模光纤 多模光纤 折射率分布类光纤 多模光纤与单模光纤 单模光纤与多模光纤之比较 光纤连接方式 光纤连接器 光纤连接方式 光纤连接器 光纤连接方式 光电转换器 也称为收发器（Transceiver） 可以对光信号和电信号进行相互转换 通常一端的接口为RJ-45，另一端的接口为ST 传输介质 同轴电缆、双绞线、光缆的性能比较 传输介质 网络接口卡 网络接口卡 即网卡的物理地址，固化在网卡硬件中 介质访问控制(Media Access Control ，简称MAC)地址，是厂商生产的网卡的地址，对于每一台设备是惟一的，该地址定义了计算机间的网络连接，记录在网络接口卡(Network Interface Card ，NIC)上的硬件电路上。 介质访问控制地址是由12位16进制数(O～F)共48位表示，前24位标识网络接口卡的厂商，不同厂商生产的标识不同，后24位是由厂商指定的网络接口卡序列号。 数据信号在传输时，由于衰减和噪音使有效数据信号变得越来越弱，因此信号只能在有限的距离内传输。细缆最大网段长度为185m，粗缆为500m，双绞线为100m。当传输距离超过最大网段长度时，就用中继器延伸。 中继器实际上是一种信号放大器，可将变弱的信号和有失真的信号进行整形与放大，输出信号比原信号的强度将大大提高。 中继器只能将信号放大转发，不能纠错或帧转换，因此又称为转发器。 中继器和集线器 集线器是一种特殊的多端口中继器。它可把多个用户机和网段集中连接在一起，形成一个以它为中心的网络。 工作原理：PC将带目的地址的数据“广播”到各端口，各端口PC用本机地址比较决定是否接收。 集线器的功能： 信号的放大和转发。 集线器(5-4-3-2-1中继规则) 中继器和总线以太网组网规则(5-4-3-2-1中继规则) 网络连接设备 交换机 交换机 switch 交换式局域网的工作原理 交换式局域网的工