1、第四章第四章 局域网工作原理与组网技术局域网工作原理与组网技术4.1 局域网概述局域网概述4.2 决定局域网特征的主要技术决定局域网特征的主要技术4.3 局域网体系结构局域网体系结构4.4 传统以太网传统以太网4.5 高速以太网高速以太网4.6 虚拟局域网（虚拟局域网（VLAN）4.7 无线局域网无线局域网4.8 局域网连接设备与应用局域网连接设备与应用4.9 综合布线系统简介综合布线系统简介局域网组网实例局域网组网实例2023-1-21l4.1.1 局域网定义l功能性定义：一组计算机和其他设备，在地理范围上彼此相隔不远，以允许用户相互通信和共享诸如打印机和存储设备之类的计算资源的方式互连在一
2、起的系统。l技术性定义：由特定类型的传输媒体和网卡互连在一起的计算机，并受网络操作系统监控的网络系统。2023-1-224.1.2 LAN的主要特点和功能的主要特点和功能 覆盖范围小覆盖范围小房间、建筑物、机关、工厂房间、建筑物、机关、工厂、学校内部联网、学校内部联网 高传输速率高传输速率10Mbps1000Mbps 低误码率低误码率10-8 10-10 为一个单位所拥有，自行建为一个单位所拥有，自行建设，在单位内部控制管理和设，在单位内部控制管理和使用使用2023-1-23l1、资源共享l软件资源共享、硬件资源共享（设备共享）、数据资源共享l2、通信交往l数据、文件的传输；电子邮件；视频会议
3、2023-1-24l拓扑结构（逻辑、物理）拓扑结构（逻辑、物理）总线型总线型、星型星型、环型、树型、环型、树型l传输介质与传输形传输介质与传输形 有线介质、无线介质有线介质、无线介质基带基带、宽带、宽带l介质访问方法介质访问方法按协议实现信道共享按协议实现信道共享:CSMA/CD和和Token-passing2023-1-25n总线型总线型:所有结点都直接连接到共享信道所有结点都直接连接到共享信道n星型星型:所有结点都连接到中央结点所有结点都连接到中央结点n环型环型:结点通过点到点链路与相邻结点连接结点通过点到点链路与相邻结点连接BusStarRingABCCADCBABCAT2023-1-2
4、6l以铝箔屏蔽以减少 干扰和串音EIA/TIA 为非屏蔽双绞线制定了布线标准双绞线外没有任何附加屏蔽2023-1-27l双绞线两端头通过RJ-45水晶头连接网卡和集线器，需在双绞线两端压制水晶头，压制水晶头需使用专用卡线钳制作。下图是已经制作好的双绞线：2023-1-28l首先，我们要了解一下制作双绞线的材料和工具：双绞线、RJ-45水晶头、压线钳、测线仪（如下图）l RJ-45水晶头 双绞线2023-1-292023-1-2102023-1-211l另外，我们还需要了解一下双绞线制作标准：（1）EIA/TIA 568A 标准：白绿绿白橙蓝白蓝橙白棕棕（从左起）l（2）EIA/TIA 568B
5、 标准：白橙橙白绿蓝白蓝绿白棕棕（从左起）l连接方法有两种：l （1）直通线：双绞线两边都按照EIAT/TIA 568B 标准连接。l （2）交叉线：双绞线一边是按照EIAT/TIA 568A 标准连接，另一边按照EIT/TIA 568B 标准连接。2023-1-212l（1)利用斜口错剪下所需要的双绞线长度，然后再利用双绞线剥线切口将双绞线的外皮除去23厘米。有一些双绞线电缆上含有一条柔软的尼龙绳，如果您在剥除双绞线的外皮时，觉得裸露出的部分太短，而不利于制作RJ45接头时，可以紧握双绞线外皮，再捏住尼龙线往外皮的下方剥开，就可以得到较长的裸露线。（如下图）2023-1-2132023-1-
6、2142023-1-2152023-1-2162023-1-217l（4）将裸露出的双绞线用剪刀或斜口钳剪齐。最后再将双绞线的每一根线依序放入RJ45接头的引脚内，第一只引脚内应该放白橙色的线，其余类推，如下图：2023-1-218l（5)确定双绞线的每根线是否按正确顺序放置，并查看每根线是否进入到水晶头的底部位置，如下图所示：2023-1-219l(6)用RJ45压线钳压接RJ45接头，把水晶头里的八块小铜片压下去后，使每一块铜片的尖角都触到一根铜线。如下图所示2023-1-220l （6)重复步骤1到步骤6,再制作另一端的RJ45接头。因为工作站与集线器之间是直接对接，所以另一端RJ45接
7、头的引脚接法完全一样。l （7）最后用测线仪测试网线和水晶头是否连接正常，如果两组1、2、3、4、5、6、7、8指标灯对应的灯同时亮，刚表示制作双绞线制作成功。（如下图所示）2023-1-221l基带同轴电缆用于数字信号发基带同轴电缆用于数字信号发送送l宽带同轴电缆用于模拟信号发宽带同轴电缆用于模拟信号发送送铜芯铜芯绝缘层绝缘层外导体外导体屏蔽层屏蔽层保护套保护套2023-1-222l有两种不同类型的光纤，分别是单模光纤和多模光纤。（所谓“模”就是指以一定的角度进入光纤的一束光线）。l多模光纤使用发光二极管（LED）作为发光设备，而单模光纤使用的则是激光二极管（LD）l多模光纤允许多束光线穿过
8、光纤。单模光纤只允许一束光线穿过光纤。2023-1-223l因为不同光线进入光纤的角度不同，所以到达光纤末端的时间也不同。这就是我们通常所说的模色散。色散从一定程度上限制了多模光纤所能实现的带宽和传输距离。正是基于这种原因，多模光纤一般被用于同一办公楼或距离相多模光纤一般被用于同一办公楼或距离相对较近的区域内的网络连接。对较近的区域内的网络连接。l单模光纤只允许一束光线穿过光纤。因为只有一种模态，所以不会发生色散。使用单模光纤传递数据的质量更高，传输距离更长。单模光纤通常被用来连接办公楼之间或地理分散更广的网络。2023-1-224l传输损耗小，适合长距离传输。无论传输损耗小，适合长距离传输。
9、无论采用何种传输介质其传输距离都是有采用何种传输介质其传输距离都是有限的。超过这些距离，就需要利用中限的。超过这些距离，就需要利用中继器来扩展距离。粗同轴电缆每一网继器来扩展距离。粗同轴电缆每一网段的最大距离为段的最大距离为500米，细同轴电缆为米，细同轴电缆为180米，双绞线为米，双绞线为100米），光纤支持米），光纤支持的最大连接距离达两公里以上，是组的最大连接距离达两公里以上，是组建较大规模网络的必然选择。建较大规模网络的必然选择。2023-1-225l抗干扰性能极好，保密性好。光纤不会抗干扰性能极好，保密性好。光纤不会向外界辐射电子信号，所以使用光纤介向外界辐射电子信号，所以使用光纤介
10、质的网络无论是在安全性，可靠性还是质的网络无论是在安全性，可靠性还是网络性能方面都有了很大的提高。网络性能方面都有了很大的提高。l依靠光波承载信息依靠光波承载信息l速率高，通信容量大。一般都能达到千速率高，通信容量大。一般都能达到千兆以上。兆以上。l加光电转换设备（光端机）电加光电转换设备（光端机）电光信号光信号的转换。的转换。2023-1-226l微波l红外线l激光l红外线和激光对环境干扰敏感，微波方向性不强，存在着窃听，插入和干扰等一系列不安全问题。2023-1-227l带冲突检测的载波监听多路访问(CSMA/CD)l令牌环访问控制l令牌总线访问控制2023-1-228l每个站点都可以接收
11、到所有来自其他站点的数据每个站点都可以接收到所有来自其他站点的数据l为决定哪个站点接收，需要寻址机制来标识目的站点为决定哪个站点接收，需要寻址机制来标识目的站点l目的站点将该帧复制，其他站点则丢弃该帧目的站点将该帧复制，其他站点则丢弃该帧ABCABCABCABCAA(1)C 发现总线空闲发现总线空闲(2)C发送帧，目的地址为发送帧，目的地址为A(3)B 忽略该帧忽略该帧(4)A复制该帧复制该帧A信号由终端电阻吸收信号由终端电阻吸收终端电阻终端电阻2023-1-229CSMA/CD是采用争用技术的一种介质访问控是采用争用技术的一种介质访问控制方法。争用方式一般用于总线网，它的每制方法。争用方式一
12、般用于总线网，它的每个站点都能独立决定发送帧，若两个站点同个站点都能独立决定发送帧，若两个站点同时发送，即产生冲突时发送，即产生冲突工作原理：发送前监听。每个站点在发送工作原理：发送前监听。每个站点在发送数据之前要监听信道上是否有数据在传送。数据之前要监听信道上是否有数据在传送。若有，则此站若有，则此站不能不能发送，发送，需需等待一段时间后等待一段时间后重试。重试。CSMA技术不能解决发送中出现的冲突现象。技术不能解决发送中出现的冲突现象。2023-1-230工作原理：工作原理：发送前先监听信道是否空闲，若空闲发送前先监听信道是否空闲，若空闲则则立即发送数据立即发送数据。在发送时，。在发送时，
13、边发边边发边继续继续监听。若监听。若监听到冲突，则立即停止发送。监听到冲突，则立即停止发送。等待一段随机时间等待一段随机时间（称为退避）以后，再重新尝试。（称为退避）以后，再重新尝试。CCSMA/CD可归结为四句话：可归结为四句话：发前先侦听，空闲即发送，发前先侦听，空闲即发送，边发边检测，冲突时退避。边发边检测，冲突时退避。2023-1-231媒体忙？媒体忙？发送发送帧帧碰撞？碰撞？发发送送完？完？发送发送JamJamN16?N16?YesYesNoNoNoNoYesYes发送成功发送成功YesYes发送失败发送失败NoNo延迟随机时间延迟随机时间NoNoYesYes发送帧发送帧碰撞次数碰撞
14、次数N+N+2023-1-232ABDC站点站点干线耦合器干线耦合器单向环单向环 拓扑结构：点到点链路连接，构成闭合环拓扑结构：点到点链路连接，构成闭合环发送缓冲区发送缓冲区接收缓冲区接收缓冲区 接收接收发送发送线路线路驱动驱动线路线路接收接收控制器控制器DTE环路环路输输入入环路环路输出输出干线耦合器的干线耦合器的结构结构 传输媒体：传输媒体：STP、光纤，速率光纤，速率4/16Mbps；最多站点数：最多站点数：250，信号采用曼彻斯特编码信号采用曼彻斯特编码TCU高层软件高层软件2023-1-2331）谁可以发送帧，是由一个沿着环旋转的称为谁可以发送帧，是由一个沿着环旋转的称为“令牌令牌”
15、（TOKEN）的特殊帧来控制的。的特殊帧来控制的。只有只有拿到令牌的站可以发送帧，而没有拿到令牌的拿到令牌的站可以发送帧，而没有拿到令牌的站只能等待。站只能等待。2）拿到令牌的站将令牌转变成访问控制头拿到令牌的站将令牌转变成访问控制头，后后面加挂上自己的数据进行发送。面加挂上自己的数据进行发送。2023-1-2343）数据帧通过任何一个站点数据帧通过任何一个站点(除源站点外除源站点外)时，该时，该站点都要把帧的目的地址和本站地址相比较：站点都要把帧的目的地址和本站地址相比较：a)如果地址相符合，则将帧拷贝到接收缓冲器，如果地址相符合，则将帧拷贝到接收缓冲器，供高层软件处理，同时将帧送回环中；供
16、高层软件处理，同时将帧送回环中；b)如果地址不符合，则直接将帧送回环中。如果地址不符合，则直接将帧送回环中。4）数据循环一周后由发送站回收。数据循环一周后由发送站回收。即发送的帧在即发送的帧在环上循环一周后再回到发送站时，发送站将该帧环上循环一周后再回到发送站时，发送站将该帧从环上移去，从环上移去，同时再放一个空令牌到环上同时再放一个空令牌到环上，使其，使其余的站点能获得发送帧的许可权。余的站点能获得发送帧的许可权。2023-1-235ATATATDataCTDataCTDataCTDataCData（a）（b）（c）帧帧循环一圈后循环一圈后A将数据帧回收将数据帧回收并放出空令牌并放出空令牌A
17、有数据要发有数据要发送，它抓住空送，它抓住空令牌令牌A将令牌修改将令牌修改为数据帧，并为数据帧，并加挂数据加挂数据2023-1-236l80年代初期:美国电气和电子工程师学会IEEE 802委员会制定出局域网体系结构,即IEEE 802参考模型.IEEE802标准诞生于1980年2月，故称为802标准。l比如OSI模型的数据链路层在局域网中就被分为介质访问控制（MAC）子层与逻辑链路控制子层。MAC子层负责解决设备使用共享信道的问题，而LLC子层完成通常意义下的数据链路层功能。lIEEE 802参考模型相当于OSI模型的最低两层，如下图所示2023-1-237IEEE802标准标准网络层网络层
18、数据链路层数据链路层物理层物理层逻辑链路控制逻辑链路控制 LLC媒体访问控制媒体访问控制 MAC高层高层 OSI IEEE 802物理层物理层PHY由由NOS来实现来实现2023-1-238 物理层物理层站接口站接口数据封装数据封装/解封（解封（MAC 帧）帧）链路管理（链路管理（CSMA/CD协议）协议）曼彻斯特编码曼彻斯特编码/译码译码发送发送/接收接收MACLLC2023-1-239l实现位(比特流)的传输与接收l规定了如下标准:l所使用的信号与编码:曼彻斯特编码l所使用的介质:双绞线、同轴电缆、光纤等。l拓扑结构：总线型、树型、环型。l传输速率：10Mbps、100Mbps等。2023
19、-1-240 由于局域网的种类繁多，其介质访问的方法也各不相同，为了使局域网中数据链路层不致过于复杂，将LAN的数据链路层其划分为两个子层，即介质访问控制（MAC）子层和逻辑链路控制（LLC）子层。与访问各种传输介质有关的问题都放在MAC子层，当介质存取方法改变时，不致于影响其他较高层协议。数据链路层中与介质访问无关的部分都集中在LLC子层。LLC：与介质、拓扑无关；与介质、拓扑无关；MAC：与介质、拓扑相与介质、拓扑相关。关。2023-1-241LAN中数据链路层的功能中数据链路层的功能 数据链路层的功能分别由其LLC子层和MAC子层承担。LLC子层向高层提供一个或多个逻辑接口（具有发送帧和
20、接收帧的功能）。还具有帧顺序控制及流量控制等功能。MAC子层支持数据链路功能，并为LLC子层提供服务。支持CSMA/CD，令牌环、令牌总线等介质访问控制方式。它判断哪一个设备具有享用介质的权力以及介质操作所需要的寻址。LANLAN对对LLCLLC子层透明，仅在子层透明，仅在MACMAC子层才可见子层才可见LANLAN的标准的标准(对不同的对不同的LANLAN标准标准，区别在区别在MACMAC子层子层)2023-1-242网络层网络层由于由于IEEE 802局域网拓扑结构简单，一般不需中间局域网拓扑结构简单，一般不需中间转接，所以网络层的很多功能转接，所以网络层的很多功能(如路由选择等如路由选择
21、等)是是没有必要的，而流量控制、寻址、排序、差错控没有必要的，而流量控制、寻址、排序、差错控制等功能可在数据链路层完成，故制等功能可在数据链路层完成，故IEEE 802标准没标准没有单独设立网络层。有单独设立网络层。高层高层局域网的高层尚未定义，一般由网络操作系统（局域网的高层尚未定义，一般由网络操作系统（NOS）来实现，如来实现，如Unix、Windows NT、Netware等。等。2023-1-2434.3.2 IEEE802标准标准802.2-逻辑链路控制逻辑链路控制LLC 802.3-802.4-802.5-802.6-802.8 802.11 无线无线LAN2023-1-24480
22、2.3CSMA/CD802.4Token Bus802.5Token Ring802.6DQDB802.8FDDI802.2 LLC数据链路层数据链路层 物理层物理层LLCMAC802.1D Bridge802.1A 体系结构体系结构IEEE802体系结构示意图体系结构示意图PHY2023-1-245IEEE 802.3分委员会促进了以太网标准分委员会促进了以太网标准，最初，最初以以IEEE 10Base-5出现，接着出现出现，接着出现10Base-2。2023-1-2462023-1-24710Base5 粗同轴粗同轴10Base2 细同轴细同轴10BaseT 双绞线双绞线 100BaseT
23、 双绞线双绞线100BaseF MMF/SMF1000BaseX 屏蔽短双绞线屏蔽短双绞线/MMF/SMF1000BaseT 双绞线双绞线10 Base 52023-1-2482023-1-2492023-1-2502023-1-2514.5 高速局域网高速局域网4.5.1 100Mbps 快速以太网快速以太网又称快速以太网又称快速以太网(Fast Ethernet，FE)，包括包括100Base-TX和和100Base-FX。与与10Mbps网络的比较：网络的比较：拓扑结构和媒体布线方法几乎完全一样；拓扑结构和媒体布线方法几乎完全一样；传输率快传输率快10倍；倍；帧结构和介质访问控制方式沿用
24、帧结构和介质访问控制方式沿用IEEE802.3。3种不同的物理层标准：种不同的物理层标准：MAC子层子层100BaseFX100BaseTX2对对5类类 UTP光纤光纤4对对3、4、5类类 UTP100BaseT42023-1-252网卡网卡(外置或内置收发器外置或内置收发器)、收发器、收发器(外置外置)与收发器电缆与收发器电缆集线器（双绞线或光纤接口集线器（双绞线或光纤接口）双绞线及光缆双绞线及光缆外置光纤收发器外置光纤收发器光纤光纤100Base FX100Base FX集线器集线器100Base TX100Base TX集线器集线器100Base TX100Base TX集线器集线器光纤
25、光纤插有光纤接口网卡插有光纤接口网卡UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5UTP5光纤光纤UTP5UTP52023-1-2534.5.2 千兆以太网千兆以太网(Gigabit Ethernet，GE)两种标准：两种标准：802.3z和和802.3ab802.3z 1000BaseX 屏蔽短双绞线屏蔽短双绞线/MMF/SMF802.3ab 1000BaseT 无屏蔽双绞线无屏蔽双绞线(5类，类，6类类)连接距离较短：连接距离较短：1000BaseX:双绞线双绞线-25米；米；MMF-550米；米；SMF-3km1000BaseT:5类双绞线类双绞线 100米米 拓扑结构和媒体布
26、线方法同拓扑结构和媒体布线方法同10/100BaseT相同；相同；传输速率比传输速率比100BaseT快快10倍；倍；帧结构和介质访问控制方式仍沿用帧结构和介质访问控制方式仍沿用IEEE802.3。允许网络平滑升级到千兆主干，具有较好的兼容性。允许网络平滑升级到千兆主干，具有较好的兼容性。2023-1-254以网络交换机为主干的以太网以网络交换机为主干的以太网拓扑仍为星形结构拓扑仍为星形结构为何要使用网络交换机？为何要使用网络交换机？以太网以太网共享介质网络共享介质网络 共享介质网络中共享介质网络中站点数的增加将导致站点数的增加将导致LAN的性能降低的性能降低，相当于多个子，相当于多个子信道分
27、享通信线路。信道分享通信线路。总线网络或基于集线器的网络：总线网络或基于集线器的网络：网络总带宽网络总带宽=10Mbps，n个站点共享，每站点平均带宽个站点共享，每站点平均带宽10/n Mbps；基于网络交换机的网络：允许多个信道同时传输信息，不受基于网络交换机的网络：允许多个信道同时传输信息，不受CSMA/CD的限制，的限制，网络总带宽网络总带宽=（n/2n）*10Mbps，每个连接的带宽为每个连接的带宽为10Mbps；2023-1-255使用交换机后，可建立多个并发使用交换机后，可建立多个并发的通信。例如：的通信。例如：8个端口可建立个端口可建立4个并发通信，个并发通信，总带宽总带宽=(8
28、/2)*10Mbps =40 Mbps在访问服务器的流量非常大的网在访问服务器的流量非常大的网络中，可在交换机上设置络中，可在交换机上设置1-2个高个高速端口速端口(100Mbps/1Gbps)，把服把服务器与该高速端口相连，便可大务器与该高速端口相连，便可大大提高服务器访问的速度。这种大提高服务器访问的速度。这种连接服务器的方法又称为连接服务器的方法又称为Big-Pipe。10Mbps 网络交换机网络交换机2023-1-256交换机的两种用法交换机的两种用法(以以10Mbps网络交换机为例网络交换机为例)：(1)端口下接站点：站点独占端口下接站点：站点独占10Mbps带宽带宽 (2)端口下接
29、网段：网段中所有站点共享端口下接网段：网段中所有站点共享10Mbps带宽带宽共享共享10M独享独享10M共享共享10M独享独享10M网络交换机网络交换机SwitchHUBHUB2023-1-2573.FDDI(Fiber Distributed Data Interface)网络由双环构成，可靠性高。网络由双环构成，可靠性高。传输速率为传输速率为100Mbps。介质访问控制方法采用介质访问控制方法采用Token Passing，类似于令牌环。类似于令牌环。传输介质主要为光纤，网络覆盖范围较大传输介质主要为光纤，网络覆盖范围较大(几十几十km)。集中器集中器集中器集中器令牌令牌服务器服务器202
30、3-1-258l随着网络应用的快速发展，高分辨率图象、视频和其他大数据量的数据类型都需要在网上传输，促使对带宽的要求日益增长，并对计算机、服务器、集线器、交换机造成越来越大的压力。l10G以太网由此诞生，10G以太网标准定名为IEEE802.3ae。有以下三类网络：l局域网中的10G以太网、城域网中的10G以太网、广域网中的10G以太网。2023-1-259 VLAN是一个广播域，是由一些局域网网段构成的 与物理位置无关的逻辑组 便于进行网络的管理 增强了网络安全性 抑制广播数据的泛滥 减少了处理用户站点移动所带来的开销q一个VLAN就好像是一个孤立的网段，VLAN间不能 直接通信，实现VLA
31、N间互联必须借助于路由器。2023-1-260两个分离的广播域两个分离的广播域HUBHUBHUBHUBSwitch财务室财务室开发部开发部财务室财务室开发部开发部合并广播域既有好处，但也带来了问题。不必要的广播流量会泛滥到整个广播域，同时也带来了安全性问题。开发部和财务室的计算机互相不能访问，流量完全隔离开发部和财务室的计算机互相可以访问，降低了安全性，广播流量会泛滥到整个广播域经交换机连接后经交换机连接后变成一个广播域变成一个广播域2023-1-261HUBHUBSwitch划分划分VLAN后分割后分割成两个广播域成两个广播域财务室财务室开发部开发部划分划分VLAN2023-1-262Swi
32、tchSwitchSwitchSwitch当一个部门位于多个地点时，分隔的广播域设计会给布线带来很大困难。但用VLAN可很方便地解决这个问题。1楼楼3楼楼6楼楼VLAN 1VLAN 2VLAN 3财务财务办公办公开发开发2023-1-263qVLAN操作lVLAN的标准在IEEE802.1Q中定义lVLAN帧中增加了一个VLAN标记标记，它插入在原始以太网帧的源地址域和类型/长度与之间(4个字节)。带有VLAN标记的帧称为标记帧标记帧。l当帧从一个逻辑组输出时，支持VLAN的交换机就会在帧中插入VLAN标记，其中携带了该VLAN的编号。l当支持VLAN交换机收到一个标记帧时，就根据其中的VLA
33、N的编号把它映射到相应VLAN网段，然后再按通常的方法进行交换。(标记同时被删除)SAVLAN标记协议标标记协议标识符，识符，=8100H VLAN标识符标识符长度/类型12位16位4位2023-1-264qVLAN划分的方法按交换机端口号(最常用)。例如1，2，3，6号端口划分为VLAN1，则凡是连接到这几个端口的计算机都属于VLAN1。按MAC地址按IP地址(或协议)qVLAN的优点l抑制广播流量，使其不会溢出到另外的VLAN中l可以建立自己的私有安全网络l在网络中添加、移动设备时，或设备的配置发生变化时，能够减轻网络管理人员的负担l实现虚拟工作组，使不同地点的用户就好像是在一个单独的LA
34、N上那样通信2023-1-265LAN互连的必要性及要解决的问题互连的必要性及要解决的问题LAN互连的必要性：互连的必要性：地域限制、负载问题、互通问题、安全问题地域限制、负载问题、互通问题、安全问题LAN互连互连的困难的困难：帧格式不同、帧格式不同、传输速传输速率不同、最大帧长不同率不同、最大帧长不同LAN互连互连的实现：的实现：中继器中继器/HUB 在物理层上实现互联在物理层上实现互联 网桥网桥 在数据链路层上实现互联在数据链路层上实现互联 路由器路由器 在网络层上实现互联在网络层上实现互联2023-1-2662023-1-267用用网桥网桥进行进行LAN扩展扩展的缺点：的缺点：时延时延增
35、加增加 没有流量控制功能，重载时会丢失帧没有流量控制功能，重载时会丢失帧 不能防止广播风暴不能防止广播风暴（广播消息仍会泛滥到网（广播消息仍会泛滥到网桥所连接的各个网段）桥所连接的各个网段）两种类型的网桥：两种类型的网桥：透明网桥（透明网桥（Transparency Bridge）源选径网桥（源选径网桥（Source Routing Bridge）2023-1-268 特点特点：由网桥：由网桥实现实现路由选择，网桥和路由对路由选择，网桥和路由对站点站点透明透明 网桥采用存储、转发方式，需要有足够缓存网桥采用存储、转发方式，需要有足够缓存 网桥有网桥有寻址和路由选择寻址和路由选择能力能力，路由选
36、择采用查表法：，路由选择采用查表法：网桥内的网桥内的端口端口-地址表地址表描述了到达每个站点的路由。描述了到达每个站点的路由。端口号端口号MAC地址地址12311 122131 32 33321LANxLANyLANz连接三个网段的网桥连接三个网段的网桥端口端口-地址表的结构地址表的结构2023-1-269选路方法：选路方法：（参考上图）（参考上图）假定假定网桥网桥开机后从端口开机后从端口1收到来自收到来自LANx的帧，的帧，它就它就查查端口端口-地地址址表表：.若目的若目的MAC地址在本端口的表项中地址在本端口的表项中，则丢弃此帧，则丢弃此帧 .若目的若目的MAC地址在其他端口的地址在其他端
37、口的表表项项中，则中，则把帧把帧转发转发到相应到相应端口所在的端口所在的LAN .若目的若目的MAC地址地址不在表中，则用洪泛法转发不在表中，则用洪泛法转发，即向除即向除接收接收到该帧的端口到该帧的端口(本例为端口本例为端口1)之外的之外的其他所有其他所有端口端口广播广播。端口端口-地址地址表表的的建立方法：建立方法：在转发过程中逆向学习在转发过程中逆向学习若帧的若帧的源地址源地址不在表中，则插不在表中，则插入到表中。入到表中。2023-1-270网桥工作原理归纳为：网桥工作原理归纳为：学习源地址，丢弃本网端帧，转发异网端帧，广播未知帧。学习源地址，丢弃本网端帧，转发异网端帧，广播未知帧。注：
38、网络交换机工作原理与网桥类似注：网络交换机工作原理与网桥类似可看成是一个多可看成是一个多端口的高速网桥（工作在链路层上）端口的高速网桥（工作在链路层上）透明网桥透明网桥的优缺点：的优缺点：优点：优点：容易配置、安装，无需管理容易配置、安装，无需管理 缺点：缺点：不能保证最佳路由不能保证最佳路由2023-1-271特点特点：由源站负责路由选择，路由信息放在：由源站负责路由选择，路由信息放在发送的发送的帧帧的的首首部（即把要经过的路径放在帧中，帧按该路径传送）部（即把要经过的路径放在帧中，帧按该路径传送）选路方法选路方法：源站向目的站发送：源站向目的站发送探测帧探测帧，该帧在扩展的，该帧在扩展的L
39、AN中中沿所有可能路由传送；每个探测帧都记录下它所经过沿所有可能路由传送；每个探测帧都记录下它所经过的路由；这些探测帧在到达目的站后，再沿各自的路的路由；这些探测帧在到达目的站后，再沿各自的路由返回源站；由源站选择其中的最佳路由，作为发送由返回源站；由源站选择其中的最佳路由，作为发送帧中的路由信息帧中的路由信息。网桥网桥的优缺点：的优缺点：优点：优点：网桥功能网桥功能可以很可以很简单；可以用最佳路由传送简单；可以用最佳路由传送。缺点缺点：源站计算路由费时；主机负担重：源站计算路由费时；主机负担重。2023-1-272透明网桥透明网桥源选源选径径网桥网桥服务类型服务类型无连接无连接面向连接面向连接对源站的透明性对源站的透明性完全透明完全透明不透明不透明配置、管理配置、管理自动配置，容易管理自动配置，容易管理人工方法人工方法选择的路由选择的路由次佳次佳 最佳最佳目的地确定方法目的地确定方法逆向学习逆向学习 探测帧探测帧故障处理及拓扑变化故障处理及拓扑变化网桥负责网桥负责主机负责主机负责复杂性和开销复杂性和开销网桥负担网桥负担主机负担主机负担2023-1-273
