3.1局域网概述 (课件）-高二《计算机网络技术基础》同步教学（中国人民大学出版社）

项目3 局域网技术 本项目主要涉及局域网的一些技术。局域网是联网距离有限的资源共享系统。网络拓扑结构是指网络中各个设备相互连接的形式。现在最主要的拓扑结构有总线型、星型、环型以及树型和网型。网络传输介质是网络中发送方与接收方之间的物理通路，它对网络的数据通信具有一定的影响。常用的传输介质有：双绞线、同轴电缆、光纤、无线传输介质。介质访问控制技术是局域网中解决主机共享信道而产生竞争时，如何分配信道使用权的技术。主要的介质访问控制技术有载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）、令牌环访问控制法（Token Ring）和令牌总线访问控制法（Token Bus）。以太网是现今主要的局域网技术标准，至今已发展到万兆速率技术阶段。 2023/7/26 2 项目导读 了解局域网的基本特点； 掌握计算机网络的三种基本拓扑结构； 了解计算机网络的两种扩展拓扑结构； 掌握三种有线传输介质的特性； 了解无线传输介质的特性； 掌握三种介质访问控制技术； 了解以太网技术。 2023/7/26 3 学习目标 局域网概述 网络拓扑结构 网络传输介质 介质访问控制技术 以太网 2023/7/26 4 本项目任务 本项目主要包含以下任务： 局域网概述 2023/7/26 5 局域网是联网距离有限的资源共享系统。该系统采用局域网技术，相对广域网来说带宽较高，建网成本较低，是组成Internet的基本单元。 局域网产生于20世纪60年代末，20世纪70年代出现一些实验性的网络，到20世纪80年代，局域网的产品已经大量涌现，其典型代表就是以太网（Ethernet）。近年来，随着社会信息化的发展，局域网已经成为计算机网络发展的重要组成部分。 局域网可分为小型局域网和大型局域网。 小型局域网是指占地空间小、规模小、组网经费少的计算机网络，常用于办公室、学校计算机实训室、游戏厅、网吧等，甚至家庭中的两台计算机也可以组成小型局域网。 大型局域网主要指校园网、企业网等跨越距离较大的网络。 局域网 2023/7/26 6 为一个单位或者部分用户所拥有，地理范围和节点数目有限； 数据传输速率高，通常在10~1000Mbps之间。由于局域网的通信线路较短，故选用专用的高性能的介质做通信线路，使线路有较宽的频带，这样就可以提高通信速率，缩短延迟时间； 误码率低。局域网通信线路短，出现差错的机会少，而且局域网多为专用，噪声和其他干扰因素影响小，因而网络信息传输过程中出错的概率小，可靠性高； 建网成本低。网络区域有限，通信线路短，网络设备相对较少，所以大大降低了网络成本，缩短了建网周期。 局域网特点 2023/7/26 7 网络拓扑结构 2023/7/26 8 拓扑是一个数学概念，它把物理实体抽象成与其大小和形状无关的点，把连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之间的关系。 计算机网络也采用拓扑学中的研究方法，将网络中的设备定义为节点，把两个设备之间的连接线路定义为链路。从拓扑学的观点来看，计算机网络也是由一组节点和链路组成的几何图形，这种几何图形就是计算机网络的拓扑结构。 计算机网络的节点分为两类：转接节点和访问节点。 集线器、交换机、路由器等网络互联设备属于转接节点，它们在网络中只是转接和交换传送的信息。 服务器、工作站、个人计算机等属于访问节点，它们是信息传送的源节点和目的节点。计算机网络拓扑结构反映了网络中各实体间的结构关系。 拓扑结构 2023/7/26 9 拓扑设计是构建计算机网络的第一步，也是实现各种网络协议的基础，它对网络的性能、系统可靠性等有重大影响。 计算机网络主要有三种基本拓扑结构： 总线型 星型 环型 由基本网络拓扑结构还可以扩展出树型和网型等拓扑结构。 拓扑结构 2023/7/26 10 总线型拓扑结构中所有的站点都通过接口接到总线上。在总线结构中，主机发出的数据帧沿着总线向两端传送，每台主机都会收到该数据帧，并将该数据帧中的目的地址和自己的主机地址进行比较，如果相同则接收该数据帧，否则丢弃该数据帧。传送到总线末端的数据帧会被终端匹配器吸收。 总线结构的优点是组网实现简单，节约传输介质等。总线结构的缺点是由于总线是共享介质，如果多台主机同时发送数据就会发生冲突，因此，需要介质访问协议进行控制，而且当总线的某个地方出现故障时，将会导致整个网络的瘫痪，且不易排查是哪个地方的故障。 总线型拓扑结构 2023/7/26 11 星型拓扑结构中所有的节点都连接到中心节点。中心节点是网络中的关键设备，它可以是集线器或者交换机等网络互联设备。 与总线型结构相比．其缺点是要用大量的传输介质，造价相对要高很多。而且，如果中心节点出现故障，将导致它所连网络全部不能工作。其优点是—根连线出现故障，只会影响该连线上的计算机，而不会影响其他计算机。而作为中心节点的交换机或者集线器