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第3章 局域网基础 局域网的主要技术特点:1）覆盖地理范围有限。2）高数据传输速率。3）一般属于一个单位。4）决定局域网的主要技术要素是：网络拓扑，传输介质与介质访问控制方法。5）局域网从介质访问控制方法分为：共享介质局域网与交换式局域网。 网络拓扑结构 拓扑：研究与大小、形状无关的点、线、面关系的数学分支学科。 总线型拓扑结构 总线型拓扑结构的特点 总线局域网的介质访问控制方式采用的是“共享介质”方式。 所有结点都通过相应的硬件接口直接连接到一条作为公共传输介质的总线上。 通常采用同轴电缆或双绞线作为传输介质。 介质访问控制方法是控制多个结点利用公共传输介质发送和接受数据的方法。优点是：结构简单、实现容易、易于扩展、可靠性好。 环型拓扑结构 环型拓扑结构的特点 结点通过点到点通信线路连接成闭合环路。环路中的数据将沿着一个方向逐站传送。 优点：环型拓扑结构简单。 缺点： 环中任何一个结点出现故障，都造成网络瘫痪。增加结点和撤消结点过程复杂。 星型拓扑结构 星型拓扑结构的主要特点 结点用通信线路通过中心与其他结点相连。中心结点控制全网的通信，任何二个结点之间的通信都要通过中心结点。 优点: 星型网络结构简单，易于实现，便于管理。 缺点: 网络的中心结点故障会造成全网瘫痪。 根据星型拓扑的定义，星型拓扑中存在中心结点，每个结点通过点与点之间的线路与中心结点连接，任何两结点之间的通信都要通过中心结点转接。 局域网常用的传输介质：传输介质是网络中连接收发双方的物理通路，也是通信中实际传送信息的载体。1、同轴电缆2、双绞线3、光纤4、无线通信信道 双绞线由按规则螺旋结构排列的两根，四根或八根绝缘导线组成。 分为屏蔽双绞线STP和非屏蔽双绞线UTP。 屏蔽双绞线由外部保护层，屏蔽层与多对双绞线组成。 非屏蔽双绞线由外部保护层，多对双绞线组成。 三类线，四类线，五类线： 三类线适合于语音及10Mbps以下的数据，四类线适合于16Mbps以下的数据，五类线适合于100Mbps。 同轴电缆由内导体，外屏蔽层，绝缘层，外部保护层。 分为：基带同轴电缆和宽带同轴电缆。基带同轴电缆一般仅用于数字信号的传输，宽带同轴电缆可以使用频分多路复用方法。 单信道宽带：宽带同轴电缆也可以只用于一条通信信道的高速数字通信。 光纤电缆简称为光缆。 由光纤芯，光层与外部保护层组成。 在光纤发射端，主要是采用两种光源：发光二极管LED与注入型激光二极管ILD。 光纤传输分为单模和多模。区别在于与光纤轴成的角度是单或多角度的光线传播。 单模光纤优于多模光纤。 无线与卫星通讯电磁波的传播有两种方式： 1。是在空间自由传播，既通过无线方式。 　 2。在有限的空间，既有线方式传播。 共享介质访问控制方式主要为：1）带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）方法。2）令牌总线方法（TOKEN BUS）。3）令牌环方法（TOKEN RING）。 IEEE802：局域网标准委员会IEEE802. 2标准定义的共享局域网有三类：1. 采用CSMA/CD介质访问控制方法的总线型局域网。2. 采用TOKEN BUS介质访问控制方法的总线型局域网。3. 采用TOKEN RING介质访问控制方法的环型局域网。 总线局域网--ETHERNET(以太网)的核心技术是它的随机争用型介质访问方法即CSMA/CD介质访问控制方法。最早使用随机争用技术的是夏威夷大学的校园网。 ETHERNET的工作原理：在ETHERNET中，如果一个节点要发送数据，它将以“广播”方式把数据通过作为公共传输介质的总线发送出去，连在总线上的所有节点都能“收听”到发送节点发送的数据信号。 CSMA/CD的发送流程可以简单的概括为：1.先听先发，2.边听边发，3.冲突停止，4.随机延迟后重发。冲突检测是发送结点在发送的同时，将其发送信号波形与接受到的波形相比较。 TOKEN BUS（令牌总线方法）是一种在总线拓扑中利用“令牌”作为控制结点访问公共传输介质的确定型介质访问控制方法。所谓正常稳态操作是网络已经完成初始化，各结点进入正常传递令牌与数据，并且没有结点要加入与撤除，没有发生令牌丢失或网络故障的正常工作状态。令牌传递规定由高地址向低地址，最后由低地址向高地址传递。 令牌总线网在物理上是总线网，而在逻辑上是环网。 交出令牌的条件：1 该结点没有数据帧等待发送。2 该结点已经发完。3 令牌持有最大时间到。 TOKEN RING（令牌环方法） 三种技术的比较 ETHERNET的的物理地址 高速局域网技术推动局域网发展的直接