第5章 局域网体系结构
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第5章1 局域网技术及组建
3
千兆以太网
◆ 千兆以太网协议标准——IEEE802.3z ◆ 新的物理层标准1000Base-T可以支持多种
传输介质。
＊1000Base-CX。CX表示铜线。传输距离为25m。 ＊1000Base-SX。SX表示短波。传输距离为275m和 550m。 ＊1000Base-T。使用4对5类UTP，传输距离为100m。 ＊ 1000Base-LX。LX表示长波。
局域网是在较小的范围内，利用通信线路
将多种数据设备连接起来，实现相互间的数 据传输和资源共享的系统。
2
局域网用途
共享打印机、扫描仪。 通过公共数据库共享各类信息 向用户提供诸如电子邮件之类的高级服务
3
局域网特点
地域范围小，用户个数有限。通常是一个办公室，
一座楼或楼群计算机和设备的组网。
数据传输速率高。一般为10Mbps或100Mbps。 因近距离传输，数据传输质量高，误码率低。
成本低，易于安装，使用灵活。
LAN是通过物理信道通信的，常用介质有同轴电 缆、双绞线和光纤等。
4
局域网分类
按拓扑结构分为星型网络、总线型网络、环型网络 和树型网络。目前常用的是星型和总线型。
按线路中传输的信号形式分为基带网络和宽带网络。
按传输介质分为双绞线网络、同轴电缆网络、光纤 网络和无线局域网等。目前常用的是双绞线网络。
2
交换式局域网的结构与特点
交换式局域网的核心设备是局域网交换机。交 换机的每个端口都能独享带宽，所有端口能够 同时进行并发通信，并能在全双工模式下提供 双倍的传输速率。 特点：
◆ 独占信道，独享带宽。 ◆ 多对节点之间可以同时进行通信。建立多条链 路，同时进行通信。 ◆ 端口速度配置灵活。 ◆ 便于网络管理和均衡负载。 ◆ 兼容原有网络。
《计算机网络基础》局域网组网技术
二、局域网的组成
第5章 局域网组网技术
11
通信介质
通信介质是网络中信息传输的载体，是网络通信的物质基础之一。在局域网中， 常用的通信介质有同轴电缆、双绞电缆和光缆，有的场合还采用无线介质（Wireless Medium）如微波、激光、红外线和无线电等。 1. 同轴电缆
同轴电缆由中心导体、绝缘层、导体网和保护套组成。同轴电缆按带宽分为两类： 基带同轴电缆和宽带同轴电缆。 2. 双绞电缆
总线上只能有一台计算机发送数据，否则数据信号在信道中会叠加，相 互干扰，产生数据冲突，使发出数据无效。由于站点都是随机发送数据的， 如果没有一个协议来规范，所有站点都来争用同一个站点，必然会发生冲突。 载波侦听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）正是解决这种冲突的协议。该协 议实际上可分为“载波侦听”和“冲突检测”。
四、局域网介质访问控制方式
载波侦听多路访问/冲突检测法
第5章 局域网组网技术
21
1. 工作过程 CSMA/CD又被称之为“先听后讲，边听边讲”，其具体工作过程概括如下： （1）先侦听信道，如果信道空闲则发送信息。 （2）如果信道忙，则继续侦听，直到信道空闲时立即发送。 （3）发送信息后进行冲突检测，如发生冲突，立即停止发送，并向总线发出一串阻塞信号 （连续几个字节全1），通知总线上各站点冲突已发生，使各站点重新开始侦听与竞争。
802.1 网际互连
网际互连
802.2 逻辑链路控制
逻辑链路
802.3 MAC
802.4 MAC
802.5 MAC
802.6 MAC
802.7 MAC
介质访问控 制
802.1 寻址、管理 802.1 体系结构
802.3 物理
802.4 物理
计算机网络技术第5章网络层ppt课件
5.2.1 在节点交换机中查找转发表
1. 广域网中的主机地址结构
+ 分组往往要经过许多节点交换机的存储转发才到达目的地。 + 每一个节点交换机中都有一个转发表，里面存放了到达每一个
主机的路由。那么广域网中的主机越多，查找转发表就越费时 间。 + 在广域网中一般采用层次地址结构:前一部分表示该主机所连接 的分组交换机的编号，后一部分表示所连接的分组交换机的端 口号（或主机号）。
3. 数据报和虚电路优缺点分析
1）传输短报文时数据报服务有优势 + 若报文长度较短，在128个字节之内，可采用128个
字节为分组长度，则往往一次传送一个分组就可以 了。这样，用数据报既迅速又经济。若用虚电路， 为了传送一个分组而建立虚电路和释放虚电路就很 浪费网络资源。 2）虚电路服务减少数据流量的额外开销 + 在交换节点进行数据存储转发时，若使用数据报， 每个分组必须携带完整的地址信息。而使用虚电路 时，每个分组不需要携带完整的目的地址，而仅需 要有个很简单的虚电路号码的标志，这就使分组的 控制信息部分比特数减少，因而减少了额外开销。
完成虚电路服务过程的步骤：
(1) 虚电路的建立 所谓建立一条虚电路，实际上就是填写源节点与目的节
点之间沿途各节点的入口出口表。 (2) 数据传送 虚电路建立后，所有待发的数据分组均由此虚电路传送。
这样，在传输一个分组时，分组头部不需要填入目的节 点的完整地址，只要带上虚电路号就可以了。 (3) 虚电路的释放 当数据传输结束后，源主机发一呼叫清除分组给目的主 机，目的主机送回一清除确认分组给源主机。至此，该 虚电路就释放了，即从入口出口表中删去相应信息。
– 当网络发生拥挤时，数据报服务可以迅速为单 个分组选择流量较少的路径。
局域网组网技术 第5章
第 5章
5.2
局域网综合布线系统
综合布线系统的组成
5.2.1 综合布线与智能大厦的关系
综合布线系统是针对计算机与通信的配线系统而设计的，这也就表明它 可满足各种不同的计算机与通信的要求。它包括以下几个方面： （1）模拟与数字的话音系统； （2）高速与低速的数据系统； （3）传真机、图形终端、绘图仪等需要传输的图像资料； （4）电视会议与安全监视系统的视频信号； （5）传输28个VHF宽带视频信号； （6）综合布线对于建筑物的安全报警和空调控制系统的传感器信号。
第 5章
1．工作区子系统 2．水平子系统 3．管理子系统 4．垂直子系统 5．设备间子系统 6．建筑群子系统
局域网综合布线系统
5.2.2 综合布线系统的体系结构
第 5章
局域网综合布线系统
5.2.3 设计计算机管理综合布线系统的必要性
综合布线实时智能管理系统是采用计算机技术实现综合布线的实时自动 化和智能化管理。在计算机市场中，已经有多种网络管理应用软件来帮助网 络管理员来监视网络的连接情况，然而，值得注意的是这些应用绝大多数都 工作在网络层，而非物理连接层，它只能告诉网络管理员哪个逻辑链路断了， 哪个设备不能连接上了，但是不能告诉管理员物理错误的位置和问题发生的 原因，到底是电缆断了还是插头脱落了。
局域网综合布线系统
5.5.3 写字楼综合布线系统设计
第 5章
（1）兼容性 （2）开放性 （3）灵活性 （4）可靠性 （5）先进性
局域网综合布线系统
5.5.4 写字楼综合布线系统的特点
第 5章
5.6
局域网综合布线系统
综合布线智能管理系统的发展趋势
网络技术是一项日新月异的技术，是一项飞速发展的技术。网络技术中 没有完美的事物，只有更好的技术。电子配线架技术到现在也只有短短二 年时间，在技术上、工艺上一定存在着漏洞和有待改进的地方。比如，扫 描仪就牵涉到扫描速度，系统稳定性等因素。但是，一项技术只有被实践， 才会有改进和再发展的机会。网络技术不是纸上谈兵的技术，是实际工作 的技术。希望电子配线架能成为网络技术中一项成果，改进网络管理人员 的管理概念、管理效率和管理方法。
局域网的协议结构一般不包括
第五章局域网练习题一、选择题1 局域网的协议结构一般不包括：（A）网络层（B）物理层（C）数据链路层（D）介质访问控制层(第五章局域网知识点: 局域网的体系结构答案: A )2 在下列网间连接器中，在数据链路层实现网络互连。
（A）中继器（B）网桥（C）路由器（D）网关(第五章局域网知识点: 局域网的扩展答案: B )3 在载波侦听和总线访问方法上，CSMA/CD类似CSMA协议。
(参考答案)（A）1-坚持式（B）非坚持式（C）p-坚持式（D）都不是(第五章局域网知识点: IEEE 802.3 标准答案: A )4 在令牌环中，令牌是（1）、（2）。
(A)由要发送分组的站产生(B)在环上流动的特殊位串(C)由接收站将忙令牌变成空令牌的(D)由网络监控站维护的(第五章局域网知识点: IEEE 802.5 标准答案: （B）、（D）)5 决定局域网特性的三个主要技术是（1），（2）和（3）。
其中最为重要（4），它对网络特性起着十分重要的作用。
（（A）拓扑结构（B）传输介质（C）介质访问控制方法（D）链路距离(第五章局域网知识点: 局域网的体系结构答案: A），（B），（C），（C）)6 局域网常用的拓扑结构有（1），（2）和（3）。
（A）星型（B）不规则型（C）总线型（D）环型(第五章局域网知识点: 局域网的体系结构答案: （A），（C），（D）)7 局域网互连主要有（1）和（2）两种形式。
（A）LAN-LAN （B）LAN-WAN （C）WAN-WAN （D）LAN-WAN-LAN(第七章网络互连知识点: 互连网的概念答案: （A），（D）)8 常见的网络互连设备有（1），（2）和（3）。
（A）集线器（B）路由器（C）网桥（D）网关(第七章网络互连知识点: 网络互连的中间设备答案: （A），（B），（C）)9 HUB又称（1），是（2）的一种。
它又可分为（3），（4）和（5）。
（1），（2）（A）集线器（B）路由器（C）网桥（D）中继器（3），（4），（5）（A）无源集线器（B）有源集线器（C）智能集线器（D）都不是(第五章局域网知识点: 802.3局域网答案: （A），（D），（A），（A），（B），（C）)10 按照路径选择算法，连接LAN的网桥通常分为（1）和（2）。
计算机网络技术与应用第5章
图5-2 中继器的连接示意图
第5章 网络互联与广域网
5.2.2 网桥
网桥也称桥接器，它是数据链路层上的局域网之间的 互联设备。网桥的功能是负责在数据链路层上实现数据帧 的存储转发和协议转换，用来实现多个网络系统之间的数
据交换。网桥的作用是扩展网络的距离，并通过过滤信息
流减轻网络的负担。图5-3为网桥的连接示意图。
第5章 网络互联与广域网
第5章 网络互联与广域网
5.1 网络互联概述 5.2 网络互联设备 *5.3 广域网简介 习题5 0
第5章 网络互联与广域网
5.1 网络互联概述
5.1.1 网络互联的概念
网络互联就是利用网络互联设备，将分布在不同
地域上的计算机网络相连接，以构成更大的计算机网
络系统，其目的在于实现处于不同网络上的用户间相 互通信和相互交流，以实现更大范围的数据通信和资 源共享。
(1) 传输速率较快，在没有ISDN时，人们使用调制解调
域网由一些节点交换机(也称通信处理机)以及连接这些交换 机的链路(通信线路和设备)组成，传输距离没有限制。广域 网的节点交换机实际上就是配置了通信协议的专用计算机， 是一种智能型通信设备。
第5章 网络互联与广域网
1．广域网的结构
广域网分为通信子网与资源子网两部分，广域网的通
信子网主要由节点交换机和连接这些交换机的链路组成。
1．公用电话交换网
公用电话交换网(Public Switch Telephone Network，
PSTN)即日常生活中的电话网，是一种以模拟技术为基础的
电路交换网络，其特点是通信资费低、数据传输质量差、 传输速率低、网络资源利用率低等。
第5章 网络互联与广域网
2．综合业务数字网
物联网无线通信技术第5章
• 5.3 无线城域网（WiMAX）
– 5.3.1 – 5.3.2 – 5.3.3 WiMAX的概念及网络结构 WiMAX技术特点 WiMAX标准及应用
• 5.4 蜂窝移动通信系统
– – – – 5.4.1 5.4.2 5.4.3 5.4.4 蜂窝组网原理 GSM/GPRS移动通信系统 3G移动通信系统及其增强技术 IMT-Advanced系统
WPAN的网络结构
网关
公共移动通信网
电信网
Ｂ 节点
5.1.2 ZigBee技术
ZigBee技术是一种新兴的短距离、低速率、低功耗、
低复杂度、低成本、容量大的无线通信技术，是当前面向无 线传感器网络的技术标准。ZigBee一词来源于蜂群使用的赖 以生存和发展的通信方式，蜜蜂通过跳ZigZag形状的舞蹈来 通知发现的新食物源的位置、距离和方向等信息。
UWB技术是指信号带宽大于500MHz或者是相对带宽（信 号带宽与中心频率之比）大于0.2的无线通信方案。在10m的 范围内，脉冲所占用的带宽高达几个GHz，数据传输速率可 以达到1Gbit/s，设备发射功率却很小。
UWB无线通信技术以其传输速率高、抗干扰性能强、低 功耗、隐蔽性好、定位精度高等突出优点，在无线通信领域 得到广泛的应用。它的主要问题是由于占用的带宽很宽，可 能会干扰现有其他无线通信系统。
与有线网络相比，WLAN具有如下优点：安装便捷、覆 盖范围广、经济节约、易于扩展、传输速率高。 缺点：安全性不高、无线电波的覆盖范围受限、数据
传输速率远不如有线局域网。
WLAN的网络结构
高速主干局域网
接入点
移动站点 单元
移动站点
5.2.2 WLAN标准及协议体系
第5章2 局域网技术及组建
2
组网结构
使用交换机的组网方式,网络结构可分为平面式 使用交换机的组网方式,网络结构可分为平面式 分层式两种结构 两种结构. 和分层式两种结构. 平面式结构可分为级联 端口聚合,堆叠3种方式 级联, 种方式. 平面式结构可分为级联,端口聚合,堆叠 种方式.
◆ 级联方式是最常用的组网方式,它通过交换机上 是最常用的组网方式,
2
◆ ◆ ◆ ◆ ◆ ◆
综合布线系统组成
综合布线系统采用标准化部件和模块化组 合方式,主要由6个独立子系统组成 个独立子系统组成: 合方式,主要由 个独立子系统组成:
工作区子系统( 工作区子系统(Work Area) ) 水平布线子系统( 水平布线子系统(Horizontal Cabling) ) 管理子系统( 管理子系统(Administration) ) 垂直干线子系统( 垂直干线子系统(Backbone Cabling) ) 设备间子系统( 设备间子系统(Equipment Rooms) ) 建筑群接入子系统( 建筑群接入子系统(Premises Entrance Facilities) )
利用蓝牙技术,不仅可以实现设备互连, 利用蓝牙技术,不仅可以实现设备互连, 还可以传输文件,支持语音通信, 还可以传输文件,支持语音通信,建立数据 链路等. 链路等. 为局域设备提供互连. ◆ 为局域设备提供互连. ◆ 支持移动办公,车载等 支持移动办公, 家庭网络.娱乐,居家等. ◆ 家庭网络.娱乐,居家等.
第二节
局域网组建及布线技术
5.2.1 局域网组建
1
基本硬件设备
在用双绞线和光纤组建以太网时,需要 在用双绞线和光纤组建以太网时, 使用以下几种基本硬件设备及材料: 使用以下几种基本硬件设备及材料: 网卡( 接头) ◆ 网卡(带RJ-45接头) 接头 ◆ 交换机. 交换机. 接头. ◆ RJ-45接头. 接头 双绞线( 类非屏蔽 或光纤. 类非屏蔽) ◆ 双绞线(5类非屏蔽)或光纤.
计算机网络技术课件(第5章)局域网基础
第五章 局域网基础
§5.3 传统以太网 5.3
5.3.3 10BASE-2 10BASE10BASE1．10BASE-2的组成部分 主要包括以下几个组成部分： （1）细同轴电缆（Coaxial Thin Cable） （2）BNC T型连接器（BNC T Connector） （3）BNC连接器（BNC Connector） （4）BNC圆柱形连接器（BNC Column Connector） （5）BNC终端匹配器（BNC Terminal Connector） （6）网卡（Network Interface Card） 细缆以太网示意图
第五章 局域网基础
优点： 优点： 1）结构简单、建网容易、便于管理 2）易于扩展，添加新站点方便 3）故障检测和隔离方便 4）传输速度快 缺点： 缺点： 1）中央节点负担重，可靠性低 2）通信线路的利用率低 图例
第五章 局域网基础
4.星型总线结构和星型环混合 4.星型总线结构和星型环混合
实际网络结构是多种多样的，其拓扑结构也不一 定是单一结构。它们往往是几种结构的混合体 1）星型总线结构
第五章 局域网基础
2．令牌环 令牌环的技术始于1969年，这就是所谓的Newhall环 路。 在令牌环介质访问控制方法中，使用了令牌，它是 一种被称作令牌的特殊的二进制比特格式的帧。 环路上只有一个令牌，因此任何时刻至多只有一个 结点发送数据，不会产生冲突。而且，令牌环上各结点 均有相同的机会公平地获取令牌。 令牌环的工作原理
第五章 局域网基础
2．宽带系统 当特性阻抗为75Ω的同轴电缆用于频分多路复用FDM的 当特性阻抗为75Ω的同轴电缆用于频分多路复用FDM的 模拟信号发送时，称为宽带。主要特点如下： （1）发送模拟信号，并采用FDM技术。 ）发送模拟信号，并采用FDM技术。 （2）采用总线/树型拓扑结构，介质是宽带同轴电缆。 ）采用总线/ （3）传输距离比基带远，可达数十公里。 （4）采用单向传输技术，信号只能沿一个方向传播。 （5）两条数据通道，且端头处接在一起。 （6）结点的发送信号都沿着同一个通道流向端头。 （7）在物理上，可采用双电缆结构和单电缆结构来实 现输入和输出的通道。 宽带传输技术
第5章 局域网
依据管理方式
分为智能型HUB和非智能型HUB
按配置形式
独立型HUB和堆叠式HUB
选用集线器要考虑的三个因素
接口的类型、接口速率、否可堆叠
第四章
数据链路层
5.4.4 网桥和交换机
网络1 网络2
主机1
主机2
主机3
主机4
主机5
主机6
既能物理上扩展网络，同时不会使冲突域增大 具有依据第二层地址进行数据帧过滤的能力 和集线器的差别
交换机属于数据链路层设备，而集线器属于物理层设备 交换机能隔离冲突，而集线器却无能为力 交换机的每个端口可提供专用的带宽，而集线器的所有端口只能 共享带宽
第四章
数据链路层
交换机
选购考虑因素
背板带宽：也叫背板吞吐量 端口速率和端口数 是否带网管功能 是否支持模块化、是否支持VLAN、是否带 第三层路由功能
第四章
数据链路层
第四章
数据链路层
5.3 介质访问控制
局域网中目前广泛采用的两种介质访问控制方法
争用型介质访问控制协议，又称随机型的介质访问控 制协议，如CSMA/CD方式。 确定型介质访问控制协议，又称有序的访问控制协议， 如Token（令牌）方式。
第四章
数据链路层
5.3.1
CSMA/CD
中文名：带冲突检测的载波侦听多址访问 载波侦听CS：
第四章
数据链路层
5.4.3中继器和集线器
功能：主要被用于物理上扩展网络规模 冲突域：对一组可能会彼此发生冲突的主机设 备及其互连的网络环境(包括传输介质、连接 部件和一些互连设备)的总称 数量有一定的限制 “5-4-3-2-1”的规则 集线器的分类
第四章
数据链路层
计算机网络第5章 局域网组网方法
18
集线器的分类（续）
按照配置的形式分类 独立型集线器 模块化集线器 堆叠式集线器
从是否可进行网络管理来分类 不可网管型集线器 可网管型集线器
19
5.2.3 中继器
中继器在物理层上实现连接，它的作用主要是扩展连网 距离。
主机A
主机B
主机D
主机E
中继器
主机C
主机F
20
5.2.4 局域网交换机
结构化布线的概念 结构化布线的特点 结构化布线的发展 结构化布线系统的构成
34
5.4.1 结构化布线的概念
结构化布线系统是一个能够支持任何用户选择的 话音、数据、图形图像应用的电信布线系统。系 统应能支持话音、图形、图像、数据多媒体、安 全监控、传感等各种信息的传输，支持UTP、 STP、光纤、同轴电缆等各种传输介质，支持多 用户多类型产品的应用，支持高速网络的应用。
12
按总线类型分类（续）
按总线类型，网卡可分为： ISA网卡、PCI网卡、 PCMCIA网卡及USB网卡等。 PCMCIA网卡 PCMCIA网卡是笔记本电 脑专用的，它受笔记本电 脑的空间限制，体积远不 可能像PCI接口网卡那么 大。
13
按总线类型分类（续）
按总线类型，网卡可分为： ISA网卡、PCI网卡、 PCMCIA网卡及USB网卡等。
络系统，需要了解现有网络使用情况，尽可能在设计新 的网络系统时考虑对旧系统的利用，这样才能保护用户 原有投资，节约费用。 网络所需要的安全程度。根据用户需求选用不同类型的 防火墙和采用不同的安全措施，以保护网络系统的安全。
6
5.1.2 网络规划与设计的准则
根据国内外网络建设的经验，任何网络建 设的方案设计必须坚持： 实用性 先进性与成熟性 开放性 可扩充性 安全性 经济性
集线器的分类（续）
按照配置的形式分类 独立型集线器 模块化集线器 堆叠式集线器
从是否可进行网络管理来分类 不可网管型集线器 可网管型集线器
19
5.2.3 中继器
中继器在物理层上实现连接，它的作用主要是扩展连网 距离。
主机A
主机B
主机D
主机E
中继器
主机C
主机F
20
5.2.4 局域网交换机
结构化布线的概念 结构化布线的特点 结构化布线的发展 结构化布线系统的构成
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5.4.1 结构化布线的概念
结构化布线系统是一个能够支持任何用户选择的 话音、数据、图形图像应用的电信布线系统。系 统应能支持话音、图形、图像、数据多媒体、安 全监控、传感等各种信息的传输，支持UTP、 STP、光纤、同轴电缆等各种传输介质，支持多 用户多类型产品的应用，支持高速网络的应用。
12
按总线类型分类（续）
按总线类型，网卡可分为： ISA网卡、PCI网卡、 PCMCIA网卡及USB网卡等。 PCMCIA网卡 PCMCIA网卡是笔记本电 脑专用的，它受笔记本电 脑的空间限制，体积远不 可能像PCI接口网卡那么 大。
13
按总线类型分类（续）
按总线类型，网卡可分为： ISA网卡、PCI网卡、 PCMCIA网卡及USB网卡等。
络系统，需要了解现有网络使用情况，尽可能在设计新 的网络系统时考虑对旧系统的利用，这样才能保护用户 原有投资，节约费用。 网络所需要的安全程度。根据用户需求选用不同类型的 防火墙和采用不同的安全措施，以保护网络系统的安全。
6
5.1.2 网络规划与设计的准则
根据国内外网络建设的经验，任何网络建 设的方案设计必须坚持： 实用性 先进性与成熟性 开放性 可扩充性 安全性 经济性
第5章 局域网(习题答案)
第5章局域网一、填空题1．局域网中的数据通信被限制在几米至几千米的地理范围内，能够使用具有中等或较高传输速率的物理信道，并且具有较低的误码率。
2．IEEE 802参考模型只对应OSI参考模型的数据链路层与物理层，它将数据链路层划分为逻辑链路控制子层与介质访问控制子层。
3．以太网最大的特性在于信号是以广播的方式在介质中传播。
4．以太网的核心技术是它的CSMA/CD方法，即带有冲突检测的载波侦听多路访问方法。
5．CSMA/CD的发送流程可以简单地概括为先听后发，边发边听，冲突停止，随机重发。
6．万兆以太网只支持双工模式，而不支持单工模式，而以往的各种以太网标准均支持单工/双工模式。
7．为了实现在端口之间转发数据，交换机在内部维护着一个动态的端口-MAC地址映射表。
8．以太网交换机对数据帧的转发方式可以分为直接交换方式、存储转发方式和改进的直接交换方式3类。
9．简单地说，多层交换技术就是第二层交换技术＋第三层转发技术。
10．VLAN隔离了广播风暴，同时也隔离了各个不同的VLAN之间的通讯，所以不同的VLAN之间的通讯是需要有路由来完成的。
11．VLAN技术允许网络管理者将一个物理的LAN逻辑地划分成不同的VLAN。
12．无线局域网一般分为有固定基础设施和无固定基础设施两大类。
13．目前常用的无线网络标准主要有802.11 标准、蓝牙（Bluetooth）标准以及HomeRF标准等。
14．无线网络的拓扑结构分为无中心拓扑结构和有中心拓扑结构。
二、简答题1.简述CSMA/CD的工作原理。
在采用CSMA/CD介质访问控制方法的总线型局域网中，每一个节点利用总线发送数据时，首先要侦听总线的忙、闲状态。
如果总线上已经有数据信号传输，则为总线忙；如果总线上没有数据传输，则为总线空闲。
如果一个节点准备好了要发送的数据帧，并且此时总线空闲，它就可以启动发送。
同时也存在着这种可能，那就是在几乎相同的时刻，有两个或两个以上节点发送了数据，那么就会产生冲突，因此节点在发送数据的同时应该进行冲突检测。
物联网技术-第5章-M2M技术
欧洲电信 标准协会
（European Telecommunication Standards Institute, ETSI）
第三代协作 项目组织
（Third Generation Partnership Project，3GPP）
中国通信标 准化协会
（China Communications Standards Association CCSA）
力
M2M设备的特征
1.功能受限
大多数M2M设备的计算、存储能力要比目前出 现的笔记本电脑或手机低几个数量级
2.低功率
多数位于室外，不能轻易与电源相连 这将减少M2M程序之间的交互次数
3.嵌入式
部署后很难改变
4.保持不变
设备更换率低
2.M2M硬件
M2M硬件是使机器获得远程通信和联网功 能的部件。主要用于进行信息的提取，从 各种机器设备那里获取数据，并传到通信 网络。
4.中间件
中间件包括两部分
M2M网关：是M2M系统中的翻译员，它获取 来自通信网络的数据，将数据传输给信息处理 系统。其主要功能是完成不同通信协议之间的 转换
数据收集/集成部件：此部件是为了将数据变成 有价值的信息。对原始数据进行不同加工和处 理，并将结果呈现给这些信息的观察者和决策 者。这些中间件包括：数据分析和商业智能部 件，异常情况报告和工作流程部件，数据仓库 和存储部件等。
机器
M2M
中间件
M2M终端
通信网络 M2M系统构架
具体系统结构
M2M 终端具有的功能
• 接收远程M2M平台激活指令 • 本地故障报警 • 数据通信 • 远程升级 • 使用短消息/彩信/GPRS等几种接口通信协
议与M2M平台进行通信
谢希仁《计算机网络教程》第五版答案
谢希仁《计算机网络教程》第1章概述传播时延＝信道长度/电磁波在信道上的传播速度发送时延＝数据块长度/信道带宽总时延＝传播时延＋发送时延＋排队时延101计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？102试简述分组交换的要点。
103试从多个方面比较电路交换、报文交换和分组交换的主要优缺点。
104为什么说因特网是自印刷术以来人类通信方面最大的变革？105试讨论在广播式网络中对网络层的处理方法。
讨论是否需要这一层？106计算机网络可从哪几个方面进行分类？107试在下列条件下比较电路交换和分组交换。
要传送的报文共x（bit）。
从源站到目的站共经过k段链路，每段链路的传播时延为d（s），数据率为b（b/s）。
在电路交换时电路的建立时间为S（s）。
在分组交换时分组长度为p（bit），且各结点的排队等待时间可忽略不计。
问在怎样的条件下，分组交换的时延比电路交换的要小？108在上题的分组交换网中，设报文长度和分组长度分别为x和（p+h）（bit），其中p为分组的数据部分的长度，而此为每个分组所带的控制信息固定长度，与p的大小无关。
通信的两端共经过ｋ段链路。
链路的数据率为b（b/s），但传播时延和结点的排队时间均可忽略不计。
若打算使总的时延为最小，问分组的数据部分长度Ｐ应取为多大？109计算机网络中的主干网和本地接入同各有何特点？110试计算以下两种情况的发送时延和传播时延：111计算机网络由哪几部分组成？第2章协议与体系结构201网络协议的三个要素是什么？各有什么含义？202试举出对网络协议的分层处理方法的优缺点。
203试举出一些与分层体系结构的思想相似的日常生活。
204 试述具有五层协议的原理网络体系结构的要点，包括各层的主要功能。
205试举出日常生活中有关“透明”这种名词的例子。
206 试将TCP/IP和OSI的体系结构进行比较。
讨论其异同之处。
207 解释以下名词：协议栈、实体、对等层、协议数据单元、服务访问点、客户、服务器、客户/服务器方式。
第5章计算机网络3-PPT课件
MAC子层功能信道分配
MAC（Media Access Control，介质访问控制）是 一种控制使用通信介质的机制，它是数据链路层协议 的一部分。下图是MAC子层功能结构图。
介质访问子层的中心论题是相互竞争的用户之间 如何分配一个单独的广播信道。 1、静态分配：只要一个用户得到了信道就不会和 别的用户冲突。(用户数据流量具有突发性和间歇性) 2、动态分配：称为多路访问（Multiple Access） 或多点接入，指多个用户共用一条线路，而信道并 非是在用户通信时固定分配给用户，这样的系统又 称为竞争系统。动态分配方法又可以分为：随机访 问，典型ALOHA协议、CSMA协议 ；受控访问， 典型令牌网竞争系统和集中控制的多点线路轮询
无线局域网技术
局域网的特点
特点：地理分布范围较小；误码率低，一般在 10-11-10-8以下；以PC机为主体，数据传输速率高， 一般为0.1-100Mbps。 类别： 普遍应用的局部区域网LAN 采用电路交换技术的局域网，称计算机交换机CBX （Computer Branch eXchange）或专门小交换 机 PBX（Private Branch eXchange） 新发展的高速局域网 HSLN（High Speed Local Network） 常用的拓扑结构：总线型、环型、星型
计算机网络
第5章 介质的特点 局域网体系结构 IEEE802.3标准及以太网 IEEE802.5标准——令牌环 IEEE802.4标准——令牌总 线 三种局域网的比较
IEEE802.6标准 --DQDB
光纤分布数据接口FDDI 高速局域网技术
虚拟局域网VLAN
5个关键假设
站模型：站独立，以恒定速率产生帧，每个站 只有一个程序 单信道假设 冲突假设：两个帧同时传送，就会冲突，所有 站点能检测到，冲突帧需重发 发送时间：连续任意时刻可发送；分槽时间 载波检测：有载波检测；无载波检测
计算机网络教程第五谢希仁课后答案
《计算机网络教程》谢希仁习题参考答案第一章概述传播时延＝信道长度/电磁波在信道上的传播速度发送时延＝数据块长度/信道带宽总时延＝传播时延＋发送时延＋排队时延1-01 计算机网络的发展可划分为几个阶段？每个阶段各有何特点？答：计算机网络的发展可分为以下四个阶段。
（1）面向终端的计算机通信网：其特点是计算机是网络的中心和控制者，终端围绕中心计算机分布在各处，呈分层星型结构，各终端通过通信线路共享主机的硬件和软件资源，计算机的主要任务还是进行批处理，在20 世纪60 年代出现分时系统后，则具有交互式处理和成批处理能力。
（2）分组交换网：分组交换网由通信子网和资源子网组成，以通信子网为中心，不仅共享通信子网的资源，还可共享资源子网的硬件和软件资源。
网络的共享采用排队方式，即由结点的分组交换机负责分组的存储转发和路由选择，给两个进行通信的用户断续（或动态）分配传输带宽，这样就可以大大提高通信线路的利用率，非常适合突发式的计算机数据。
（3）形成计算机网络体系结构：为了使不同体系结构的计算机网络都能互联，国际标准．化组织ISO 提出了一个能使各种计算机在世界范围内互联成网的标准框架—开放系统互连基本参考模型OSI.。
这样，只要遵循OSI 标准，一个系统就可以和位于世界上任何地方的、也遵循同一标准的其他任何系统进行通信。
（4）高速计算机网络：其特点是采用高速网络技术，综合业务数字网的实现，多媒体和智能型网络的兴起。
1-02 试简述分组交换的要点。
答：分组交换实质上是在“存储——转发”基础上发展起来的。
它兼有电路交换和报文交换的优点。
在分组交换网络中，数据按一定长度分割为许多小段的数据——分组。
以短的分组形式传送。
分组交换在线路上采用动态复用技术。
每个分组标识后，在一条物理线路上采用动态复用的技术，同时传送多个数据分组。
在路径上的每个结点，把来自用户发端的数据暂存在交换机的存储器内，接着在网内转发。
到达接收端，再去掉分组头将各数据字段按顺序重新装配成完整的报文。
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5.3.1 以太网概述
2. 以太网概述
8 先导域 6 目标地址 1 6 源地址 2 类型 1-1500 数据 0-46 填充域 4 校验和
字节
（ a）
7
（ b）
6
6 源地址
2 长度
1-1500 数据
0-46 填充域
4 校验和
先导域
帧 起 目标地址 始
5-2 帧格式 (a) DIX以太网 (b) IEEE802.3
双绞线
100m
100Base-T4
双绞线
100m
100Mbps半双工； 3类UDP
100Mbps全双工； 长距离
100Base-FX
光纤
2000m
5.5.2 千兆位以太网
IEEE802.3委员会制定了支持多种传输介质的千兆 以太网标准，具体情况见表5-3。
表5-3 千兆以太网组网规格总结
名 称 1000Base-SX （IEEE 802.3z） 传输介质类型 62.5μm多模光纤 50μm多模光纤 62.5μm多模光纤 50μm多模光纤 10μm单模光纤 最大段长度 275m 500m 550m 550m 5. 以太网概述 1980年，DEC、Inter和Xerox三家公司联合研发了 10M以太网1.0规范，即DIX Ethernet 1.0规范。1982年， DIX发布了以太网2.0规范，即DIX Ethernet 2.0规范。 IEEE 802.3则主要是对物理层和逻辑链路层的介质访 问部分进行了规定，没有定义任何逻辑链路控制协议。与 DIX标准相比，两者定义的帧格式有一些不同，如图5-2 所示
5.3.4 CSMA/CD介质访问控制协议
1．载波侦听多路访问协议CSMA 载波侦听多路访问（CSMA，Carrier Sense and Multiple Access）又称为“先听后说”，是减少冲突的主 要技术。具体方法是，网中各站在发送信息帧之前，先监 听信道，看信道是忙还是闲，如信道闲（即没有别的站往 信道上发送信息帧）就发送信息帧；否则，就推迟自己的 发送行动。 （1）非坚持型CSMA （2）1-坚持CSMA （3）P-坚持CSMA
5.4.1 交换式局域网概述
图5-11 交换式以太网结构
5.4.2 局域网交换机工作原理
在交换机中维护一个“MAC地址—端口”对应表。 交换机根据数据帧的源MAC地址建立对应关系表，通 过读取数据帧的目的MAC地址，确定将数据帧转发至 哪个端口。交换机具体工作流程如下： （1）当交换机初次加电时，其MAC地址表是空的。 （2）当交换机从某个接口收到一个数据帧，它先读取 帧首部中的源MAC地址，这样它就知道源MAC地址的 计算机连接在哪个端口上。然后交换机将读取的源 MAC地址和其对应的端口关系添加到MAC地址表中。
5.3.1 以太网概述
3. 组网规格 传统以太网的传输速率是10Mbps，主要有4种组网规格 （1）10Base5网络 （2）10Base2网络 （3）10Base-T网络 （4）10Base-F网络
5.3.2 MAC地址
在以太网上，为了实现站点间通信，每个站点都分配 了一个唯一的标识符，该标识符称为介质存取控制（ Media Access Control，MAC）地址，又称硬件地址或物 理地址。 IEEE802标准规定MAC地址采用48位二进制（6字节 ）来表示，其中，前3个字节（即高24位）被称为组织唯 一标识符（Organizationally Unique Identifier，OUI）， 用于代表不同的网卡生产厂家。 MAC地址的后3个字节（即低24位）由厂家自行指派 ，称为扩展标识符（Extended Identifier）。每个厂家生 产时都会保证使用同一OUI的网卡扩展标识符不重复使用 。
5.3.2 MAC地址
MAC地址的例子：
5.3.3 帧结构
目前最常用的MAC帧是以太网V2标准，下面是一个数据 包实例：
/ / / / / / / / / / / / / / / / / ///http://www.lczx / / / / / / // / / / / / / / / //bbs/ / / /manage/#m=0&t=0 / / /adminbeat/index.asp /bbs/forum.php /bbs/forum.php
5.3.1 以太网概述
1．IEEE802参考模型
OSI参考模型 应用层 表示层 会话层 传输层
网络层 数据链路层
IEEE802参考模型
服务访问点SAP
逻辑链路控制LLC 媒体接入控制MAC 物 理 层 IEEE802 参考模型 的范围
物理层
图5-1 IEEE802参考模型与ISO/OSI参考模型比较
5.5 快速以太网与千兆以太网 技术
5.5.1 快速以太网 5.5.2 千兆位以太网 5.5.3 万兆以太网
5.5.1 快速以太网
如表5-2所示是关于快速以太网组网规格总结。
表5-2 快速以太网组网规格总结 名 称 传输介质 最大段长度 特点 100Mbps全双工； 5类UDP
100Base-TX
5.6.1 无线局域网概述
2．无线局域网特点
（1）可移动性 （2）降低成本
5.6.1 无线局域网概述
3．管理机构和标准 （1） ITU-R（国际电信联盟无线电通信部门 管理） （2）IEEE（电气及电子工程师学会） （3）Wi-Fi联盟
5.6.2 无线局域网的工作原理
5.3.4 CSMA/CD介质访问控制协议
2．载波侦听多路访问/冲突检测协议CSMA/CD
侦听
有载波？ N 发送
Y 退避算法，延时等待
有冲突？ N N 发送完成? Y
Y 强化冲突，停止发送
冲突过多? Y
N
结束
图5-10 CSMA/CD工作原理
5.4 交换式局域网
5.4.1 交换式局域网概述 5.4.2 局域网交换机工作原理 5.4.3局域网交换机的帧转发方式
5.3.1 以太网概述
1．IEEE802参考模型 IEEE802参考模型将数据链路层分为：媒体访问（接 入）控制MAC（Medium Access Control)子层和逻辑链路 控制LLC（Logical Link Control）子层。网络的服务访问 点SAP在LLC层与高层的交界处。LAN参考模型与OSI参 考模型的比较示意图如图5-1所示
1000Base-LX （IEEE 802.3z）
1000Base-CX （IEEE 802.3z）
2对STP
4对5类UTP
25m
100m
1000Base-T （IEEE 802.3ab）
5.5.3 万兆以太网
万兆以太网的特点： 万兆以太网的帧格式与10Mb/s、100Mb/s和1000Mb/s的帧 格式完全相同。 万兆以太网仍然保留了802.3标准对以太网最小帧和最大 帧长度的规定。 只使用光纤。 万兆以太网只工作在全双工方式，因此不存在争用问题。 标准中采用了局域网和广域网两种物理层模型，从而使以 太网技术能方便地引入广域网中，进而使LAN、MAN和 WAN网络可采用同一种以太网网络核心技术。
5.4.2 局域网交换机工作原理
（3）交换机再去读取的帧首部的目的MAC地址字段， 并在地址表中查找对应的端口。 （4）如果表中有与目的MAC地址对应的端口，则数据 包直接转发到该端口上。 （5）如果表中找不到与其对应的端口，则把数据包广 播到除进入端口外的所有端口上。当目的计算机对源计 算机回应时，交换机就可以学习到该目的MAC地址与 哪个端口对应。
5.1.2 局域网的特点
地理范围有限 通信速率高 可采用多种通信介质 可靠性较高
5.2 局域网的组成
局域网硬件
服务器 工作站 网络适配器 数据转发设备
局域网软件
网络操作系统 通信协议 网络应用软件
5.3 传统以太网
5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 以太网概述 MAC地址 帧结构 CSMA/CD介质访问控制协议
5.4.1 交换式局域网概述
典型的交换式局域网是交换式以太网（Switched Ethernet），它的核心部件是以太网交换机（ Ethernet Switch）。 以太网交换机可以有多个端口，如果每个端口到 主机的带宽还是10Mbit/s，但由于一个用户在通信时 是独占而不是和其他用户共享传输媒体的带宽，因此 拥有N个端口的交换机的总容量为N*10Mbit/s。交换 式以太网的结构如图5-11所示。
第5章 局域网体系结构
5.1 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 局域网概述 局域网的组成 传统以太网 交换式局域网 快速以太网与千兆以太网技术 无线局域网
5.1 局域网概述
5.1.1局域网的定义与发展过程 5.1.2 局域网的特点
5.1.1局域网的定义与发展过程
局域网（Local Area Network），简称LAN， 是指在某一区域范围内，将各种计算机、通信设 备、外部设备和数据库等互相连接起来的计算机 通信网。 “某一区域”指的是同一办公室、同一建筑物、 同一公司和同一学校等，一般是方圆几千米以内。
5.6 无线局域网
5.6.1 无线局域网概述 5.6.2 无线局域网的工作原理 5.6.3 无线局域网的协议标准
5.6.1 无线局域网概述
1．概述
无线局域网WLAN(Wireless LAN) 起源于20世纪 80年代， 是利用无线通信技术在一定的局部范围内建 立的网络，是计算机网络与无线通信技术相结合的产 物，它以无线多址信道作为传输媒介，提供传统有线 局域网的功能，能够使用户真正实现随时、随地、随 意的网络接入。1997年6月，第一个WLAN标准 IEEE802.11正式颁布实施，为WLAN的物理层和MAC 层提供了统一的标准。