第6章 區域網與網路連線裝置

2021-05-28 07:56:07 字數 2551 閱讀 9097

【知識要點】

1.ieee 802體系結構。

2.乙太網的型別與主要技術。

3.虛擬區域網技術。

4.無線區域網技術。

5.常見網路連線裝置:中繼器、集線器、網橋、交換機、路由器。

【學習內容】

6.1 ieee 802體系結構

ieee 802標準定義了osi的物理層和資料鏈路層。

物理層包括物理介質、連線在介質上的裝置、連線單元的介面和收發訊號格式。物理層的主要功能是提供編碼、解碼、時鐘提取與同步、傳送、接收和載波檢測等,為資料鏈路層提供服務。

資料鏈路層包括介質訪問控制子層和邏輯鏈路控制子層。介質訪問控制子層的主要功能是提供定址機制及通道接入機制;邏輯鏈路控制子層的主要功能是在介質訪問控制子層之上覆用傳輸各種上層協議,對各種上層協議進行解析,提供流量控制和差錯控**務。

ieee 802制定了一系列標準,常見標準如下:

ieee 802.2——邏輯鏈路控制標準。

ieee 802.3——載波偵聽介質訪問/衝突檢測(csma/cd),乙太網標準。

ieee 802.4——令牌匯流排網標準。

ieee 802.5——令牌環網標準。

ieee 802.11——無線區域網標準。

6.2 乙太網

6.2.1 共享式乙太網

共享式乙太網採用半雙工通訊方式,基於csma/cd技術組建,一般傳輸速率為10mbps。

乙太網介質訪問控制流程主要包括載波偵聽和衝突檢測兩個過程。

乙太網資料幀包括的字段如下。

前同步碼:8b,用於通知接收結點、保持同步。

型別:2b,上冊資料的型別。

資料字段:46~1500b。

幀校驗序列:4b,使用迴圈冗餘檢驗。

6.2.2 交換式乙太網

交換式乙太網以交換機為中心,其網路拓撲為星型結構,能夠減少衝突、分割衝突域、提公升頻寬利用率。

交換機具有位址學習能力,能夠根據進入埠的資料報中的源mac位址資訊和目的mac位址資訊,建立mac位址與埠之間的對映關係,即位址表,從而方便交換機對資料進行過濾和**。

交換式乙太網使用生成樹協議stp解決交換迴路問題。

由於交換機埠數量有限,為了拓展網路,可以使用堆疊或級聯的方式將多部交換機連在一起使用。堆疊需要專門的模組和線纜,並且交換機要求是同一品牌,具有堆疊功能;級聯可使用直連線將一部交換機的uplink埠與另一部交換機的rj-45介面連線,或者使用交叉線分別連線兩部交換機的rj-45介面。

6.3 虛擬區域網

虛擬區域網vlan是建立在交換機上的邏輯網路,同乙個vlan中的結點共同擁有乙個vlan id,這些結點可以分布在不同的物理網段上,然而它們之間的通訊就像在同乙個物理網段上。

vlan可以根據埠、mac位址、網路層協議和ip組播位址進行劃分。

不同vlan主機之間的通訊必須通過路由器或者三層交換機進行。

ieee 802.1q標準規定了如何定義vlan標記。

6.4 無線區域網

無線區域網的主要標準有ieee 802.11、藍芽標準和homerf工業標準。ieee 802.11標準體系主要針對osi參考模型中的物理層和介質訪問控制層;藍芽標準實際上是乙個無線個人區域網;homerf標準在pc和使用者電子裝置之間實現無線數字通訊的開放性工業標準。

無線區域網的組成單元包括基站、基本服務單元、分配系統、接入點、擴充套件服務單元。

6.5 網路連線裝置

常見的網路連線裝置有中繼器、集線器、網橋、交換機和路由器。

中繼器工作在物理層,是連線網路線路的一種裝置,負責在兩個結點的物理層上按位傳遞資訊,完成訊號的複製、調整和放大。

集線器工作在物理層,相當於多埠的中繼器,主要作用是擴大網路的傳說距離,同時把所有結點集中在以集線器為中心的結點上,從物理上構成星型拓撲結構的網路,但邏輯上仍然是匯流排型結構。

網橋工作在資料鏈路層,是連線不同區域網的裝置,通過 快取、隔離、**、學習和擴散來實現資料幀儲存**功能,通過協議轉換實現不同物理層區域網的連線。根據網橋的**方式,可將網橋分為透明網橋和源路由網橋。

交換機工作在資料鏈路層,相當於多埠網橋,根據mac位址表**資料幀,工作原理與透明網橋相似,但是沒有協議轉換功能。交換機的核心是交換結構,其功能是在輸入埠和輸出埠之間快速地建立起資料傳輸通道。從範圍上,可將交換機分為廣域網交換機和區域網交換機;根據傳輸介質和速度,可將交換機分為乙太網交換機、快速乙太網交換機、fddi交換機、atm交換機、令牌環交換機;從應用規模上,可將交換機分為企業級交換機、部門級交換機和工作組級交換機。交換機的交換結構主要分為軟體執行交換結構、矩陣交換結構、匯流排交換結構、共享儲存交換結構。就乙太網交換機而言,交換方式分為直通式、儲存**式和碎片隔離式。

路由器工作在網路層,用於連線邏輯上分開的網路。路由器具有判斷網路位址和選擇路徑的功能,能夠在多個網路互連環境中建立靈活的連線,可用完全不同的資料分組和介質訪問方法連線各種子網。路由器的基本功能可概括為網路互連、資料處理和網路管理。路由表是路由器選擇資料報**的依據。路由表儲存整個網路的拓撲結構、相鄰結點位址、子網及其**埠資訊。一般將路由器分為接入路由器、企業級路由器和骨幹路由器。

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