计算机网络技术应用第02章局域网技术.pptVIP

第二章 局域网技术 本 章 内 容 介 绍 局域网概述 局域网的基本组成和局域网的拓扑结构 局域网的介质访问控制方法 局域网的设计原则和高速局域网的主要技术 结构化布线系统的原理 2.1 局域网概述 2.1.1 局域网概述 局域网(Local Area Network，LAN)，又称为局部网络，是指在一个较小地理范围内的各种计算机及设备通过通信线路和网络设备连接在一起的网络系统。它可以包含一个或多个子网，通常局限在5km范围之内。 w局域网所覆盖的地理范围是有限的。通常不超过几十千米，它适用于校园、机关、公司、工厂等有限范围内的计算机、终端与各类信息处理设备连网的需求。 w信息的传输速率比较高，一般为0.1 Mb/s到100Mb/s，近来已达到1000Mb/s。可交换各类数字和非数字（如语音、图像、视频等）信息。 w局域网的传输延时小，一般在几毫秒至几十毫秒之间。 w误码率低，一般在10-8～10-11 以下。由于局域网通常采用短距离传输，有利于高质量的数据传输。 w局域网可以使用多种传输介质来连接，包括双绞线、同轴电缆、光纤等。 2.1.2 局域网的技术特点 局域网在设计中，主要考虑的因素是能够在较小的地理范围内更好地运行，提高资源利用率和信息安全性，易于操作和维护等，这些要求决定了局域网的技术特点。局域网的特性主要由三个要素决定，拓扑结构、传输介质和介质询问方式。 2.1.3 局域网通信机制 由于局域网覆盖的地理范围有限，因此它从基本通信机制上选择了与广域网完全不同的方式，即从“存储转发”方式改变为“共享介质”方式或“交换”方式。因此，局域网在传输介质、介质存取控制方法上形成了自己的特点。与此相联系，局域网在网络拓扑结构上主要采用了总线型、星型和环型结构；在网络传输介质上主要采用了双绞线、同轴电缆与光纤。 2.1.4局域网的传输介质类型 局域网常用的传输介质有： 同轴电缆 双绞线 光纤与无线通信信道 在局部范围内的中、高速局域网中使用双绞线; 在远距离传输中使用光纤; 在有移动节点的局域网中采用无线技术的趋势已经明朗化。 2.2 局域网的拓朴结构 2.2.1 总线型拓朴结构 定义：所有的计算机都与通信总线相连。 技术特点： 所有节点都通过网卡连接到一条作为公共传输介质的总线上。 一段时间内只允许一个设备以“广播“方式发送数据。 同一时刻有两个以上节点通过总线发送数据时，会冲突而传输失败。 优点：成本低、布线容易，可靠性高，可扩充性好。 缺点：覆盖范围有限，故障的全局性突出，故障诊断困难，不利于网络业务量的增加。 2.2.2 环型拓扑结构 定义：以闭合环建立局域网，这种结构采用令牌传递方式，使网上的计算机轮流发送数据。 特点： 优点： 1）没有路径选择问题（两个节点之间只有惟一的通路），控 制协议简单。 2）结构简单，增加或减少节点时，仅需简单的连接操作。 3）所需的传输介质少于星型拓扑网络。 4）传输时间固定，适用于数据传输实时性要求较高的场合。 5）适合使用光纤作为传输介质。光纤的传输速率很高，十分 适合于环型拓扑的单向传输。 缺点： 1）可靠性差。2）故障检测困难。 3）传输效率低。 2.2.3 星型拓朴结构 定义：指在这种结构中存在一个中心节点，其他节点都通过点到点的线路与中心节点相连，任何两个节点之间的通信都要通过中心节点转换。 优点：构建容易；节点的独立性强；易于故障诊断和维护。 缺点：布线成本高；对中心节点的设备依赖性强。 逻辑结构：指局域网节点之间的相互关系及介质访问控制方法。 物理结构：指局域网的外部连接形式。 2.2.4树型拓扑结构 特点： 1.优点 （1）易于扩充。树型结构可以延伸出很多分支和子分支，这些新节点和新分支都能容易地加入网内。 （2）故障隔离较容易。如果某一分支的节点或线路发生故障，很容易将故障分支与整个系统隔离开来。 2．缺点 各个节点对根节点的依赖性太大。如果根节点发生故障，则全网不能正常工作。 2.2.5网型拓扑结构 特点： 1．优点 不受瓶颈问题和失效问题的影响，可靠性高。这是由于节点之间有许多条路径相连，可以为数据流的传输选择适当的路由，一旦出现故障，信号可绕过失效的部件或过忙的节点。 2．缺点 这种结构比较复杂，成本比较高，网络协议也较复杂。 2.3 介质访问控制方法 介质访问控制方法要解决以下几个问题： 该哪个结点发送数据？ 发送时会不会出现冲突？ 出现冲突怎么办？ 2.3.2 令牌总线（Token Bus ）方法： 定义：是一种在总线上利用一个特殊结构的控制帧作为控制各节