专题六 局域网组网技术（讲义）-《计算机网络基础》（河北科学技术出版社）高考备考讲练测（河北省）

专题六 局域网组网技术（讲义） ---《计算机网络基础》专题复习讲练测 [考纲要求] 1．了解局域网连网设备的作用及使用（中继器、集线器、交换机、网桥等）； 2．了解集线器、交换机的互连方式及分类方法； 3. 熟悉无线局域网的组网形式 4.了解虚拟局域网的作用 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一：局域网组网设备 1. 客户机：客户机是指客户使用的连入网络的计算机，也称为工作站。客户机是网络应用的前端，网络用户通过它接受网络提供的服务。 2. 服务器：服务器是指在网络环境中为客户机提供各种网络服务的专用计算机，是基于客户机/服务器（C/S）模式的网络的重要组成部分。 3. 网卡 （1）网卡的MAC地址 为了标识网络中的每台主机，需要给每台主机上的网卡分配一个全球唯一的通信地址，该地址被称为网卡的硬件地址。 （2）MAC地址格式 MAC地址由12位十六进制数组成，长度为48比特，共6字节。其中前3字节为IEEE分配给制造商的厂商代码，后3字节为网络适配器编号。 （3） 网卡的工作方式 在一个网络通信过程中，数据的收发由网卡完成。网卡接收到传输来的数据后，网卡内的程序根据接收数据帧的目标MAC地址以及网卡的接收模式，判断并确定是否接收。 4. 中继器 中继器是工作在物理层的连接设备，适用于相同类型的两个网段的互连。中继器工作时，信号是双向的。中继器是对线路信号进行再生的网络设备，其主要作用是扩展局域网网段的长度、扩大网络的覆盖范围。 5. 集线器 集线器也叫集中器，工作在物理层，它是中继器的一种改进，其作用与中继器类型，与中继器的区别仅在于集线器能够提供更多的端口连接。主要功能：对从端口接收到的信号进行再生整形，放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点的连接集中在它的端口上。 6. 网桥 网桥是工作在OSI模型数据链路层的互联设备。数据链路层包括MAC子层及LLC子层。因此网桥也分为MAC子层网桥和LLC子层网桥。网桥的主要功能是隔离不同网段之间的数据通信量，提高网络传输性能。 7. LAN交换机 在局域网联网中广泛使用的交换机是工作在数据链路层的二层设备，所以也称为“LAN交换机”。由于LAN交换机工作在数据链路层，所以它可以识别MAC地址，能完成封装、转发数据包、物理编制、网络拓扑结构、错误校验、帧序列以及流量控制等功能，交换机的每个端口都可以用来一个独立的网段。 （1）局域网交换机的类型 ①以太网交换机；②快速以太网交换机；③千兆以太网交换机；④10Gb/s以太网交换机；⑤ATM交换机； （2）交换机的工作模式 ①直接交换方式：交换机只要接收并检测到目标地址字段，就立即将该帧转发出去，而不管帧数据是否出错。帧出错检测任务由目标节点主机完成。 ②存储转发交换方式：在此模式中,交换机首先完整地接收发送帧,随后进行差错检测。若接收到的帧是正确的，则根据帧的目标地址确定输出端口号，然后再转发出去；若接收到的帧是错误的，则丢弃。 ③混合交换方式：在此模式中,是将上述两种方式结合起来。在接收到帧的前64个字节后，判断Ethernet帧的帧头字段是否正确，若正确则转发出去。 （3）交换机的端口 ①交换机的端口按其对带宽的占用形式可分为共享端口和专用端口。 ②按工作方式分类分为半双工端口和全双工端口； ③按结构分类分为普通端口、级联端口和堆叠端口； （4）交换机的连接方式 ①级联：通过交换机的某个端口与其他交换机的级联端口相连。级联后每台交换机在逻辑上仍是多个被网管的设备； ②堆叠：通过交换机的堆叠接口连接起来。堆叠后的多台交换机是逻辑上是一个被网管的设备。 8. 调制解调器 调制解调器由发送、接收、控制、接口、操纵面板及电源等部分组成。计算机以二进制串行信号形成提供发送的数据，经接口转换为内部逻辑电平送入发送部分，经调制电路调制成线路要求的信号向线路发送。接送部分接收来自线路的信号，经滤波、反调制、电平转换后还原数字信号送入计算机。 二：局域网组网方法 1.细缆组网 （1）单个网段最大电缆长度：185m （2）最大网络电缆长度：925m （3）单个网段所支持的最大节点数：30个 （4）BNC、T型连接器之间的最小距离：0.5m 2.双绞线组网 （1）10Mb/s以太网 符合10Base-T标准，星型拓扑结构，所需要的基本硬件设备有带RJ-45接口的以太网卡、Hub、3类或5类UTP，RJ-45连接头、专用网钳。 （2）100Mb/s以太网 也称快速以太网，所需要的基本硬件设备包括100Mb/s的Hub或交换机、10/100Mbps自适应以太网卡、5类UTP双绞线。 3. 光纤组网 （1）千兆位以太网 是一种高速以太网技术，采用了与10M以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全双工/半双工工作方式等。 （2）万兆位以太网（10Gb/s网） 该网络使用IEEE802.3以太网介质访问控制（MAC）协议、IEEE802.3以太网帧格式。本网络主要采用光纤组网、它由光源（光发送机）、传输介质和检测器（光接收机）三部分组成。 三：虚拟局域网 虚拟局域网是由一些局域网段构成的与物理位置无关的逻辑组，而这些网段具有某些共同的需求。每一个VLAN中节点发出的帧都有一个明确的标识符，用来指明发送这个帧的工作站所属的VLAN。 1. 虚拟局域网的类型 （1） 基于交换机端口的VLAN 按照交换机的端口进行分组，将每一分组定义为一个虚拟局域网。分组中的交换机端口可以在一台交换机上，也可以多个交换机。 （2） 基于节点MAC的VLAN 交换机对节点的MAC地址和交换机端口进行跟踪，在新节点入网时，根据需要将其划归至某一个VLAN。 （3） 基于网络层的VLAN 也叫作基于策略的划分，是这几种划分方式中最高级也是最复杂的。其于网络层的虚拟局域网使用协议或网络层地址来确定网络成员。 四：无线局域网 1. 无限局域网的组网模式 （1）对等网络 对等网络是指网络中的用户通过无线网卡直接连接，不必使用接入点设备。几台计算机装上无线网卡，即可达到相互连接、资源共享的目的。 （2） 结构化网络 在结构化网络中，无线客户机是通过一个集中接入设备（AP）接入点进行网络通信的。AP作为无线局域网的中心，负责信号的接收和转发。 [限时练习] 1.以太网交换机进行转发决策时使用的 PDU 地址是（ ）。 A．目的物理地址 B．目的 IP 地址 C．源物理地址 D．源 IP 地址 【答案】A 【解析】以太网交换机是数据链路层设备，数据链路层的帧进行转发时都是依据目的网络地址的，所以它的转发决策是依据 PDU 的目的物理地址。 2.MAC 地址通常存储在计算机的 ( )。 A.网卡上 B.内存中 C.高速缓存中 D.硬盘上 【答案】A 【解析】为了标识网络中的每台主机，需要给每台主机上的网卡分配一个全球唯一的通信地址，该地址被称为网卡的硬件地址。 3.一个快速以太网交换机的端口速率为 100Mbit／s，若该端口可以支持全双工传输数据，那么该端口实际的传输带宽是（ ）。 A．100Mbit／s B．150Mbit／s C．200Mbit／s D．1000Mbit／s 【答案】C 【解析】全双工指交换机在发送数据的同时也能够接收数据，两者同步进行，该端口的实际带宽可达到100Mbit／s＊2＝200Mbit／s 。 4.局域网交换机首先完整地接收数据帧，并进行差错检测。如果正确，则根据帧目的地址确定输出端口号再转发出去。这种交换方式是（ ）。 A．直接交换 B．改进直接交换 C．存储转发交换 D．查询交换 【答案】C 【解析】存储转发交换把输入端口的数据帧先存储起来，然后进行 CRC（循环冗余码校验）检查，在对错误包处理后才取出数据帧的目的地址，通过查找表转换成输出端口送出帧。 5.下列关于交换机的叙述中，正确的是（ ）。 A．以太网交换机本质上是一种多端口网桥 B．通过交换机互连的一组工作站构成一个冲突域 C．交换机每个端口所连网络构成一个独立的广播域 D．以太网交换机可实现采用不同网络层协议的网络互联 【答案】A 【解析】交换机实质是一个多端口网桥，交换机能经济地将网络分成小的冲突域，广播域属于网络层概念，只有网络层设备（如路由器）才能分割广播域；交换机作在数据链路层，因此不能实现不同网络层协议的网络互联 6.局域网的协议结构一般不包括（ ）。 A．网络层 B．数据链路层 C．物理层 D．媒体访问控制层 【答案】A 【解析】局域网中的所有主机都处于同一个网段中，不需要路由器或更上层设备将数据转发到不同网段，在局域网中只需要物理地址就可以实现主机间的通信，物理地址属于数据链路层的地址，因此局域网仅涉及数据链路层和物理层，不会包括网络层及其上层。 7.集线器连接的 4 台电脑同时发送数据，会导致的后果是（ ）​ A. 4 台电脑的数据会被交换机精准转发到目标设备，无冲突​ B. 数据在传输介质中叠加，产生信号冲突，所有数据均无法正常接收​ C. 集线器会优先转发优先级高的电脑数据，其他数据排队等待​ D. 4 台电脑的数据会被集线器分别转发到目标端口，无冲突 【答案】B 【解析】集线器是共享介质设备，所有端口共属一个冲突域：​当多台电脑同时发送数据时，电信号在集线器内部叠加，产生冲突。 8.下列关于交换机 “泛洪” 机制的描述，正确的是（ ）​ A. 交换机收到广播帧（目标 MAC 地址为全 1）时，会将其转发到所有端口（除接收端口外） B. 交换机收到单播帧时，一定会将其泛洪到所有端口​ C. 泛洪机制会导致广播风暴，因此交换机应禁用泛洪功能​ D. 交换机仅在 MAC 地址表满时才会泛洪数据帧 【答案】A 【解析】广播帧的目标是 “所有设备”，交换机按规则将其泛洪到所有端口（除接收端口），确保所有设备均可接收（如 ARP 广播需全网设备响应）。 9.虚拟局域网（VLAN）的核心作用是( ) A. 扩大局域网的物理覆盖范围 B. 将一个物理局域网在逻辑上划分为多个独立的广播域 C. 提高局域网内设备的物理连接速度 D. 实现不同局域网之间的路由转发 【答案】B 【解析】VLAN 的核心是 “逻辑划分” 而非 “物理改变”。物理局域网默认是一个大的广播域，设备发送的广播帧会被所有设备接收，容易产生广播风暴。 10.虚拟局域网（VLAN）的划分方式仅支持 “基于端口划分”，即一个交换机端口只能属于一个 VLAN。（ ） 【答案】× 【解析】VLAN 划分有多种方式，“基于端口划分” 是最常用的一种，但并非唯一方式。此外还包括 “基于 MAC 地址划分”（按设备 MAC 地址分配 VLAN，适合移动设备）、“基于 IP 地址划分”（按设备 IP 网段分配 VLAN）、“基于协议划分”（按数据帧的协议类型分配 VLAN）等，可根据实际场景灵活选择。 11.VLAN 的核心作用是扩大局域网的物理覆盖范围，让更多设备接入网络。（ ） 【答案】× 【解析】VLAN 的核心是 “逻辑隔离” 而非 “物理扩展”。它通过在交换机上配置，将同一物理局域网划分为多个独立广播域，抑制广播风暴、提升网络安全性，物理覆盖范围由交换机端口数量、传输介质（如网线）决定，与 VLAN 无关。 12.在交换机的端口类型中，______端口仅属于一个 VLAN，主要用于连接终端设备（如电脑、打印机），只能接收和发送该 VLAN 的无标签数据帧；而______端口可承载多个 VLAN 的流量，主要用于交换机之间的互联。 【答案】Access；Trunk 【解析】Access 端口为 “终端接入端”，绑定单一 VLAN，Trunk 端口为 “交换机互联端”，通过 802.1Q 标签技术区分不同 VLAN 的流量，实现跨交换机同 VLAN 设备的通信，是多交换机 VLAN 组网的必需端口类型。 [内容小结] 1：本章节的内容是关于局域网组网技术相关的知识，比如局域网的组网设备较多，这部分内容在学习时可以利用思维导图进行梳理总结。 2：本章节的重点在于局域网组网技术、虚拟局域网和无线局域网相关知识，如局域网的组网方式、交换机类型、工作模式等内容。 3：本节的难点在于在具体的实际应用中，如何对不同的场景采用不同的组网技术相关知识的理解及应用。 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $