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計算機三級《網(wǎng)絡技術》考點局域網(wǎng)基礎
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本單元概覽
一、局域網(wǎng)與城域網(wǎng)的基本概念
二、以太網(wǎng)
三、高速局域網(wǎng)的工作原理
四、交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)
五、無線局域網(wǎng)
六、局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋的工作原理
一、局域網(wǎng)與城域網(wǎng)的基本概念
1.決定局域網(wǎng)與城域網(wǎng)的三要素
決定局域網(wǎng)與城域網(wǎng)特點的三要數(shù):網(wǎng)絡拓撲、傳輸介質(zhì)、介質(zhì)訪問控制方法。
2.局域網(wǎng)拓撲結構的類型與特點
局域網(wǎng)與廣域網(wǎng)的重要區(qū)別是覆蓋的地理范圍不同,因此其基本通信機制與廣域網(wǎng)完全不同:局域網(wǎng)采用共享介質(zhì)與交換方式(分為共享介質(zhì)局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)),廣域網(wǎng)采用存儲轉(zhuǎn)發(fā)。
局域網(wǎng)在傳輸介質(zhì)、介質(zhì)訪問控制方法上形成了自己的特點。其主要的網(wǎng)絡拓撲結構分為:總線型、環(huán)型與星型。網(wǎng)絡介質(zhì)主要采用雙絞線、同軸電纜與光纖等。
A.總線拓撲:
介質(zhì)訪問控制方法:共享介質(zhì)方式。
優(yōu)點:結構簡單、容易實現(xiàn)、易于擴展、可靠性好。
特點:所有結點都通過網(wǎng)卡連接到公共傳輸介質(zhì)總線上,總線通常采用雙絞線或同軸電纜,所有結點通過總線發(fā)送或接收數(shù)據(jù),由于多個結點共享介質(zhì),因此會有沖突出現(xiàn),導致傳輸失敗,必須解決介質(zhì)訪問控制問題
B.環(huán)型網(wǎng)絡拓撲結構
環(huán)型網(wǎng)絡拓撲是結點間通過網(wǎng)卡利用點到點線路連接形成閉合的環(huán)型。環(huán)中的數(shù)據(jù)沿著同一個方向逐站傳輸。環(huán)型結構中,多個站點共享一條環(huán)通路,為了確定哪個結點可以發(fā)送數(shù)據(jù),同樣需要進行介質(zhì)訪問控制。環(huán)型結構通常采用分布式控制方法,環(huán)中每個結點都要執(zhí)行發(fā)送和接收的控制邏輯。
C.星型網(wǎng)絡拓撲結構
星型拓撲結構存在中心節(jié)點,每個節(jié)點通過點-點線路與中心節(jié)點連接,任何兩節(jié)點之間的通信都要通過中心節(jié)點轉(zhuǎn)接。優(yōu)點是:結構簡單。
3.傳輸介質(zhì)類型和介質(zhì)訪問控制方法:
局域網(wǎng)介質(zhì)類型:同軸電纜、雙絞線、光纖和無線通道。
局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法:
IEEE802.2標準定義了共享介質(zhì)局域網(wǎng)有以下3類:
帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問(CSMA/CD)----總線網(wǎng)
令牌總線(tokenbus)-------總線網(wǎng)
令牌環(huán)(tokenring)----------環(huán)型網(wǎng)
4.IEEE802參考模型
IEEE802(局域網(wǎng)標準委員會),專門從事局域網(wǎng)標準化工作。重點是解決局部范圍內(nèi)的計算機組網(wǎng)問題。研究者只需要面對OSI模型中數(shù)據(jù)鏈路層和物理層,網(wǎng)絡層及以上高層不屬于局域網(wǎng)協(xié)議的研究范圍。
局域網(wǎng)領域中有典型的三種技術:以太網(wǎng)、令牌總線和令牌環(huán)。
數(shù)據(jù)鏈路層的功能復雜,設計者將鏈路層分為兩部分:LLC(邏輯鏈路控制子層)和MAC(介質(zhì)訪問控制子層)。不同的局域網(wǎng)在LLC中必須使用相同的協(xié)議。LLC子層與傳輸介質(zhì)和介質(zhì)訪問控制方法無關。在MAC子層和物理層中不同局域網(wǎng)可以采用不同協(xié)議。
5.IEEE802標準
IEEE802標準規(guī)定了局域網(wǎng)中不同層次(數(shù)據(jù)鏈路層和物理層)中的標準。
可簡單分為3類:
IEEE802.1定義局域網(wǎng)的體系結構、網(wǎng)絡互連。
IEEE802.2定義邏輯鏈路控制(LLC)的功能與服務。
IEEE802.3定義CSMA/CD總線訪問方法與物理層技術規(guī)范。
IEEE802.4定義令牌總線(TokenPassingBus)訪問方法與物理層技術規(guī)范。
IEEE802.3定義令牌環(huán)(TokenPassingRing)訪問方法與物理層技術規(guī)范。
IEEE802.11定義無線局域網(wǎng)技術(MAC層采用CSMA/CD)
IEEE802.15定義近距離無線個人局域網(wǎng)訪問控制子層與物理層標準
IEEE802.16定義寬帶無線局域網(wǎng)訪問控制子層與物理層標準
二、以太網(wǎng)
1.以太網(wǎng)的發(fā)展
1976年7月,Bob在ALOHA網(wǎng)絡的基礎上,提出總線型局域網(wǎng)的設計思想,并提出沖突檢測、載波偵聽與隨機后退延遲算法,將這種局域網(wǎng)命名為以太網(wǎng)(Ethernet)。
以太網(wǎng)的核心技術是:
介質(zhì)訪問控制方法CDMA/CD.這種方法解決了多結點共享公用總線的問題。
早期以太網(wǎng)的傳輸介質(zhì)是同軸電纜,后用雙絞線,再后用光纖。
2.以太網(wǎng)的幀結構與工作流程
(1)以太網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)送流程
沖突:多個站點同時利用總線發(fā)送數(shù)據(jù),導致數(shù)據(jù)接收不正確。
總線網(wǎng)沒有控制中心,如果一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)幀,以廣播方式通過總線發(fā)送,每一個站點都能收到數(shù)據(jù)幀,其它站點也可以同時發(fā)送,因此沖突不可避免。
CSMA/CD發(fā)送流程可簡單概括為:先聽后發(fā),邊聽邊發(fā),沖突停止,延遲重發(fā)。
實現(xiàn)公共傳輸介質(zhì)的控制策略,需要解決的問題是:載波偵聽,沖突檢測,沖突后的處理方法。
(a)載波偵聽
結點利用總線發(fā)送數(shù)據(jù)時,首先偵聽總線是否空閑,以太網(wǎng)規(guī)定發(fā)送數(shù)據(jù)采用曼徹斯特編碼。判斷總線是否空閑可以判斷總線上是否有電平跳變。不發(fā)生跳變總線空閑。此時如果有結點已準備好發(fā)送數(shù)據(jù),可以啟動發(fā)送。
(b)沖突檢測方法
載波偵聽不能完全消除沖突,原因是數(shù)字信號是以一定的速率傳輸?shù)。例如:結點A發(fā)送數(shù)據(jù)幀時,離他1000m距離的結點在一定的時間延遲后才能收到數(shù)據(jù)幀,此時間段內(nèi)如果B也發(fā)送數(shù)據(jù),造成沖突。從物理層上看,沖突時多個信號疊加,導致波形不同于任何結點的波形信號。
解決方案:結點A發(fā)送數(shù)據(jù)前,先發(fā)送偵聽信號,如果偵聽信號在最大距離傳輸時間2倍時,沒有沖突信號出現(xiàn),結點A肯定取得總線的訪問權。
沖突信號的延遲時間=2*D/V。其中:D是結點到最遠結點的距離,V表示信號傳輸速度,信號往返的時間為延遲時間。
進行沖突檢測的方法有兩種:比較法和編碼違例法。
比較法:將發(fā)送信號波形與從總線上接收的信號比較,如果不同說明有沖突。
違例編碼法:檢查總線上的波形是否符合曼徹斯特編碼規(guī)則,不符合說明有沖突。
(c)沖突解決方案
發(fā)現(xiàn)沖突,停止發(fā)送如果發(fā)送數(shù)據(jù)的過程中檢測出沖突,為解決信道爭用沖突,發(fā)送結點停止發(fā)送,隨機延遲后重發(fā)的流程。
隨機延遲后重發(fā)的第一步:發(fā)送沖突加強信號,目的是延續(xù)沖突的持續(xù)時間,使得網(wǎng)絡中的所有結點都能檢測出沖突的存在,并立即丟棄沖突幀,提高信道利用率。
隨機延遲重發(fā)。以太網(wǎng)協(xié)議規(guī)定每幀的最大重發(fā)次數(shù)不得超過16次,若超過則認為線路故障。為公平解決信道爭用問題,需要確定后退延遲算法。典型的CSMA/CD采用二進制指數(shù)退避算法,退避延遲時間計算為:t=2k×R×a。其中:a是沖突窗口大小,R是隨機數(shù),k為沖突次數(shù),定義k的最大值,一旦k是最大值時是最后一次發(fā)送。每次的延遲時間都會根據(jù)公式求出。
以太網(wǎng)中任何結點都需要通過CSMA/CD方法爭取總線使用權,從準備發(fā)送到成功發(fā)送時間不確定。因此又稱為隨機爭用介質(zhì)訪問控制方法。簡單易實現(xiàn)。
(2)以太網(wǎng)幀結構
前導碼(7B)與幀前定界符字段:用于接收同步階段。
目的地址與源地址(6B):分別表示幀的接收節(jié)點地址與發(fā)送節(jié)點的硬件地址。
類型字段:表示網(wǎng)絡層使用的協(xié)議類型。
數(shù)據(jù)字段(46B—15000B):是高層待發(fā)送的數(shù)據(jù)部分。
幀校驗字段:采用32位的循環(huán)冗余校驗。校驗范圍:目的地址、源地址、長度、LLC數(shù)據(jù)。
(3)以太網(wǎng)接收流程
如果一個結點利用總線成功發(fā)送數(shù)據(jù),其它結點都應該處于接收狀態(tài)。所有結點只要不發(fā)送數(shù)據(jù),就應該處于接收狀態(tài)。一個結點接收幀,首先判斷幀的長度。(規(guī)定了最小長度,若小與最小長度,沖突,丟棄該幀,結點重新進入接收狀態(tài))。如果沒有沖突,結點接收幀后首先檢查幀的目的地址。(目的地址單一地址或組地址或廣播地址,屬于自己則保留,否則丟棄)。地址匹配后確認是自己應該接收的幀,進一步進行CRC校驗。如果校驗正確,則進一步檢測LLC數(shù)據(jù)長度是否正確。出錯則報告”幀長度錯“,否則報告”成功接收”,進入結束狀態(tài)。如果檢驗出錯,首先判斷該幀是否是8為的整數(shù)倍,是,表示沒有丟失位,則記錄”幀檢驗錯“,否則報告”幀位錯“,進入結束狀態(tài)。
以太網(wǎng)協(xié)議將接收出錯分為3類:幀檢驗錯、幀長度錯與幀位錯。
3.以太網(wǎng)的實現(xiàn)方法
每個站點都可以接收到所有來自其他站點的數(shù)據(jù)
為決定那個站點接收,需要尋址機制來標識目的站點
目的站點將該幀復制,其他站點則丟棄該幀
4.以網(wǎng)的物理地址
IEEE802標準為每個DTE規(guī)定了一個48位的全局地址,它是站點的全球唯一的標識符,與其物理位置無關。即MAC地址(物理地址),MAC地址為6字節(jié)(48位)。MAC地址的前3個字節(jié)(高24位)由IEEE統(tǒng)一分配給廠商,低24位由廠商分配給每一塊網(wǎng)卡。網(wǎng)卡的MAC地址可以認為就是該網(wǎng)卡所在站點的MAC地址。
三、高速局域網(wǎng)工作原理
1.高速局域網(wǎng)的研究方法
傳統(tǒng)局域網(wǎng)技術建立在”共享介質(zhì)“的基礎上,網(wǎng)中所有結點共享一條公共傳輸介質(zhì),典型的控制方法有:CSMA/CD、令牌環(huán)和令牌總線。
介質(zhì)訪問控制方法使得每個節(jié)點都能夠”公平“使用公共傳輸介質(zhì),如果網(wǎng)絡中結點數(shù)目增多,每個結點分配的帶寬將越來越少,沖突和重發(fā)現(xiàn)象將大量增加,網(wǎng)絡效率急劇下降,數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t增長,網(wǎng)絡服務質(zhì)量下降。
解決方案:
(1)增加公共線路的帶寬。優(yōu)點:仍然是局域網(wǎng)保護用戶已有的投資。
(2)將大型局域網(wǎng)劃分成若干個用網(wǎng)橋或路由連接的子網(wǎng)。優(yōu)點:每個子網(wǎng)作為小型局域網(wǎng),隔離子網(wǎng)間的通信量,提高網(wǎng)絡的安全性。
(3)將共享介質(zhì)改為交換介質(zhì)。優(yōu)點:交換式局域網(wǎng)的設備是交換機,可以在多個端口之間建立多個并發(fā)連接。交換方式出現(xiàn)后,局域網(wǎng)分為:共享式和交換式局域網(wǎng)。
2.快速以太網(wǎng)(標準IEEE802.3u)
以太網(wǎng)采用相同的幀格式,同樣的介質(zhì)訪問控制與組網(wǎng)方法,將速率從10Mbps提高10倍到100Mbps。解決方法只要在MAC子層使用CSMA/CD,在物理層進行必要調(diào)整,定義新的物理層標準。形成快速以太網(wǎng)標準IEEE802.3u。
100base-T標準定義了介質(zhì)獨立接口,它將MAC子層與物理層隔開,傳輸介質(zhì)和信號編碼方式的變化不會影響MAC子層。
100BASE-T的有關傳輸介質(zhì)標準主要有3種:
(1)100base-TX:支持2對5類非屏蔽雙絞線或2對1類屏蔽雙絞線;其中1對用來發(fā)送,1對用來接收,是全雙工系統(tǒng),每個結點可同時以100Mbps發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
(2)100base-T4:支持4對3類非屏蔽雙絞線,其中3對用于數(shù)據(jù)傳輸,1對用于沖突檢測。
(3)100base-FX:支持2芯的單模或多模光纖,主要用于高速主干網(wǎng),從結點到集線器的距離可達2km。是全雙工系統(tǒng)。
3.千兆以太網(wǎng)(標準IEEE802.3z)
在電視會議、三維圖形與高清晰圖像應用中,需要使用更高帶寬的局域網(wǎng)。
設想方案:
(1)桌面10M,部門采用快速以太網(wǎng)100M,企業(yè)級采用1G的千兆以太網(wǎng)。
(2)將現(xiàn)有網(wǎng)絡連入到ATM網(wǎng)上,異構網(wǎng)絡連接。
IEEE802.3z標準定義了千兆網(wǎng)標準。
方法:
在物理層做一些必要調(diào)整,定義了1000BASE-T標準。支持多種傳輸介質(zhì)。
4種標準:
(1)1000base-T:5類非屏蔽雙絞線,距離100m。
(2)1000base-CX:屏蔽雙絞線,長可到25m。
(3)1000base-LX:使用波長1300nm的單模光纖,長可3000m。
(4)1000base-SX:波長850nm的多模光纖,長可300~550m。
3.萬兆以太網(wǎng)
萬兆以太網(wǎng),使用光纖做傳輸介質(zhì)。不存在爭用問題,不再使用CSMA/CD協(xié)議。
四、交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)
1.交換式局域網(wǎng)的基本結構(交換式局域網(wǎng)的核心設備是局域網(wǎng)交換機。交換機需要建立“端口號/MAC地址映射表”,利用“地質(zhì)學習”的方法來動態(tài)建立和維護“端口號/MAC地址映射表”。)
(1)交換機的基本概念。交換機可以有多個端口,每個端口可以連接一個結點,也可連接共享介質(zhì)的集線器(HUB);實現(xiàn)多個端口的并發(fā)連接和多個節(jié)點的并發(fā)傳輸。交換機通常針對某種局域網(wǎng)設計,交換式局域網(wǎng)的核心設備是局域網(wǎng)交換機。
(2)交換機的特點:低交換延遲,支持不同傳輸速率和工作模式(交換機端口支持不同的傳輸速率—半雙工和全雙工模式,交換機可完成不同端口速率之間轉(zhuǎn)換),支持虛擬局域網(wǎng)服務(交換式局域網(wǎng)是虛擬局域網(wǎng)的基礎)。
2.局域網(wǎng)交換機的工作原理
交換機需要建立“端口號/MAC地址映射表”,利用“地質(zhì)學習”的方法來動態(tài)建立和維護“端口號/MAC地址映射表”。
3.交換機的幀轉(zhuǎn)發(fā)方式
以太網(wǎng)交換機的幀轉(zhuǎn)發(fā)方式包含3類:直接交換方式、存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式、改進的直接交換方式
直接交換方式
交換機只要接收幀并檢測目的地址,就立即將該幀轉(zhuǎn)發(fā)出去,不用判斷是否出錯。幀出錯檢測由結點完成。優(yōu)點:交換延遲短;缺點:缺乏檢錯,不支持不同速率端口之間的幀轉(zhuǎn)發(fā)。
存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換方式
交換機需要完整接收幀并進行差錯檢測。優(yōu)點:具有差錯檢測能力,并支持不同速率端口間的幀轉(zhuǎn)發(fā);缺點:交換延遲將會延長。
改進的直接交換方式
結合上述兩種方式,接收到前64B后,判斷幀頭是否正確,正確轉(zhuǎn)發(fā)。對短幀而言,交換延遲同直通交換延遲;對長幀而言,因為只對幀頭(地址和控制字段)檢測,交換延遲將會減少。
4.虛擬局域網(wǎng)的工作原理
(1)虛擬網(wǎng)絡概念:建立在交換機技術基礎上,將局域網(wǎng)上的結點按工作性質(zhì)與需要劃分成若干個“邏輯工作組”,一個邏輯工作組就是一個虛擬網(wǎng)絡。
虛擬網(wǎng)絡以軟件方式實現(xiàn)邏輯工作組的劃分與管理,工作組的結點不受物理位置的限制(相同工作組的結點不一定在相同的物理網(wǎng)段上,只要能夠通過交換機互聯(lián))。從一個工作組到另一個工作組時,只要通過軟件設定,無需改變結點在網(wǎng)絡中的物理位置。
(2)組網(wǎng)方法:(4種)
A.利用交換機端口號定義虛擬局域網(wǎng):邏輯上將交換機端口劃分為不同的虛擬子網(wǎng),當某一端口屬于一個虛擬網(wǎng)時,就不能屬于另外一個虛擬子網(wǎng)。缺點:當將結點從一個端口轉(zhuǎn)移到另一個端口時,管理者需要重新配置虛擬網(wǎng)成員。
B.用MAC地址定義虛擬網(wǎng)絡:利用MAC地址定義虛擬局域網(wǎng),因為MAC地址是與物理相關的地址,因此稱為基于用戶的虛擬網(wǎng);缺點:所有用戶初始時必須配置到至少一個虛擬網(wǎng),初始配置人工完成,隨后可自動跟蹤用戶。
C.用網(wǎng)絡層地址定義虛擬網(wǎng)絡:利用IP地址定義虛擬網(wǎng)。優(yōu)點:用戶可按協(xié)議類型組成虛擬網(wǎng),可隨意移動不需要重新配置。缺點:性能比較差,原因是檢查網(wǎng)絡層地址比檢查MAC地址更費時。
D.用IP廣播組的虛擬網(wǎng)絡:基于IP廣播組動態(tài)建立虛擬網(wǎng)。廣播包發(fā)送時,動態(tài)建立虛擬網(wǎng),廣播組中的所有成員屬于一個虛擬網(wǎng)。它們只是特定時間內(nèi)特定廣播組成員。優(yōu)點:可根據(jù)服務靈活建立,可跨越路由器與廣域網(wǎng)。
5.虛擬局域網(wǎng)優(yōu)點
(1)方便網(wǎng)絡用戶管理,減少網(wǎng)絡管理開銷。通過虛擬局域網(wǎng)的設置可以在調(diào)整用戶涉及結點位置變化時,不需要重新布線。
(2)提供更好的安全性。針對不同的用戶可以設置不同的權限和要求,虛擬網(wǎng)是一種簡單、經(jīng)濟和安全的方法。
(3)改善網(wǎng)絡服務質(zhì)量。虛擬網(wǎng)可以隔離不同的用戶組,將同類的用戶控制在一個虛擬局域網(wǎng)中,減少廣播風暴的危害,有利于改善網(wǎng)絡服務質(zhì)量。
五、無線局域網(wǎng)
1、無線局域網(wǎng)的應用
體現(xiàn)在4個方面:
擴充傳統(tǒng)局域網(wǎng):某些特殊環(huán)境局域網(wǎng)起不到作用,利用無線解決。
建筑物之間的互聯(lián):鄰近的建筑物之間可采用點到點的無線鏈路。
漫游訪問:移動設備與無線集線器之間實現(xiàn)漫游訪問。
特殊網(wǎng)絡Adhoc:無線自組網(wǎng)采用一種不需要基站的“對等結構”移動通信模式,網(wǎng)絡中的所有用戶都可能移動,每個系統(tǒng)都具備動態(tài)搜索、定位和恢復連接的能力。
2、紅外無線局域網(wǎng)
按視距方式傳播,發(fā)送點必須能直接看到接收點,中間沒有阻擋。數(shù)據(jù)傳輸技術主要有三種:定向光束紅外傳輸、全方位紅外傳輸與漫反射紅外傳輸。
3、擴頻無線局域網(wǎng)
擴頻通信是將數(shù)據(jù)基帶信號頻譜擴展幾倍或幾十倍,以犧牲通信寬度為代價達到提高無線通信系統(tǒng)的抗干擾性與安全性。
擴頻技術主要有2種:跳頻擴頻、直接序列擴頻。
跳頻擴頻通信
特點:將利用的頻帶分為多個子頻帶,子頻帶稱為信道。
每個信道帶寬相同,中心頻率有偽隨機數(shù)發(fā)生器的隨機數(shù)確定,變化頻率叫跳躍系列。
發(fā)送端和接收端采用相同的跳躍系列。
直接序列擴頻通信
特點:將發(fā)送數(shù)據(jù)經(jīng)過偽隨機數(shù)發(fā)生器產(chǎn)生的偽隨機碼進行異或操作,再將異或操作的結果調(diào)制后發(fā)送,所有接收結點使用相同頻段,發(fā)送端與接收端使用相同的偽隨機碼
4、無線局域網(wǎng)標準IEEE802.11
標準規(guī)定物理層定義紅外、跳頻擴頻與直接序列擴頻的數(shù)據(jù)傳輸。
MAC層分為:分布式協(xié)調(diào)功能(DCF)和點協(xié)調(diào)功能子層(PCF)。
MAC層的主要功能是對無線環(huán)境的訪問控制、提供多個接入點的漫游支持,同時提供數(shù)據(jù)驗證與保密服務。
MAC層支持兩種訪問方式:無爭用服務和爭用服務。
無爭用服務:系統(tǒng)中存在中心控制結點。中心控制結點的具有點協(xié)調(diào)功能。
爭用服務:類似以太網(wǎng)的隨機爭用訪問控制方式,稱為分布協(xié)調(diào)功能。
六、局域網(wǎng)互聯(lián)與網(wǎng)橋的工作原理
物理層互連用中繼器,數(shù)據(jù)鏈路層互連用網(wǎng)橋,網(wǎng)絡層互連用路由器,高層互連用網(wǎng)關。
1、網(wǎng)橋的工作原理(透明網(wǎng)橋與源路由網(wǎng)橋)
當多個局域網(wǎng)互聯(lián)時需要數(shù)據(jù)鏈路層的設備--------網(wǎng)橋。
作用是:數(shù)據(jù)接收、地址過濾與數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)的作用。
網(wǎng)橋的特點:
A.互聯(lián)兩個采用不同鏈路層協(xié)議、傳輸介質(zhì)與傳輸速率的網(wǎng)絡
B.接收、存儲、地址過濾與轉(zhuǎn)發(fā)的方式實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)絡的通信
C.需要在鏈路層以上采用相同協(xié)議
D.分隔兩個網(wǎng)絡之間的廣播通信,有利于改善網(wǎng)絡的性能與安全性
常見的情況下是網(wǎng)橋連接兩個局域網(wǎng)。
注意:來源:考試大網(wǎng)
A.網(wǎng)橋不更改接收幀的內(nèi)容與格式,要求在MAC子層以上使用相同協(xié)議。
B.網(wǎng)橋連接的兩個局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的協(xié)議可不相同
C.衡量網(wǎng)橋性能指標是每秒鐘接收與轉(zhuǎn)發(fā)的幀數(shù)
D.網(wǎng)橋必須具有尋址能力和路由選擇能力
2、網(wǎng)橋的路由選擇策略
網(wǎng)橋通過路由表來實現(xiàn)不同網(wǎng)段之間的幀轉(zhuǎn)發(fā)。網(wǎng)橋的中工作是構建和維護路由表。路由表是用于記錄不同結點的物理地址與網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)端口的關系。
按路由表建立方法分為兩類:透明網(wǎng)橋與源路由網(wǎng)橋。
透明網(wǎng)橋:透明網(wǎng)橋的路由表記錄3個信息:站地址、端口與時間。
路由表建立過程:網(wǎng)橋初始連入局域網(wǎng)時,路由表為空;當透明網(wǎng)橋收到一個幀時,它將記錄源MAC地址、幀進入網(wǎng)橋的端口號和時間,然后將幀向所有其它端口轉(zhuǎn)發(fā),網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)的過程中,逐漸建立路由表。
源路由網(wǎng)橋:源路由網(wǎng)橋由發(fā)送幀的源結點負責路由選擇。
路由表過程:為發(fā)現(xiàn)合適的路由,源結點以廣播方式向目的結點發(fā)送一個用于探測的發(fā)現(xiàn)幀,發(fā)現(xiàn)幀在通過網(wǎng)橋連接的各個局域網(wǎng)中沿著所有可能的路由傳送。傳送過程中每個發(fā)現(xiàn)幀記錄路由,到達目的地后,沿著各自的路由返回源結點。源結點從所有路由中選擇一個最佳路由。
3、網(wǎng)橋與廣播風暴
廣播風暴:當網(wǎng)橋的端口—結點地址表中沒有結點地址信息時,網(wǎng)橋無法決定從哪個端口轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù),簡單方法是廣播傳輸,但“盲目”廣播使無用的通信量劇增,造成“廣播風暴”。
網(wǎng)橋工作在鏈路層,網(wǎng)橋根據(jù)源地址與目的地址決定是否將接收和轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀。網(wǎng)橋如果要轉(zhuǎn)發(fā)必需存儲一張端口—結點地址表。
當結點在表中不存在時,容易形成廣播風暴。
4、多端口網(wǎng)橋與第二層交換
以太網(wǎng)交換機通過提供在多個端口之間的并發(fā)連接提高局域網(wǎng)性能。
從工作角度看,以太網(wǎng)網(wǎng)橋與以太網(wǎng)交換機都工作在鏈路層,交換機可以看作是一個多端口的網(wǎng)橋。
網(wǎng)橋一般采用接收、存儲、地址過濾與幀轉(zhuǎn)發(fā)
交換機完成幀的轉(zhuǎn)發(fā)
交換機可以直接與計算機連接
網(wǎng)橋不是直接連接計算機而是連接局域網(wǎng)
由于交換機負責完成幀一級的交換,并工作在鏈路層,因此又被稱為第二層交換機。
目前很多交換機具有網(wǎng)橋和路由器的基本功能。
局域網(wǎng)的工作模式
局域網(wǎng)的工作模式是指在局域網(wǎng)中各個節(jié)點之間的關系。按照工作模式的劃分可以大致將其分為專用服務器結構、客戶機/服務器模式和對等模式3種。
一、專用服務器結構
專用服務器結構又稱為“工作站/文件服務器”結構,由若干臺微機工作站與一臺或多臺文件服務器通過通信線路連接起來組成工作站存取服務器文件,共享存儲設備。
文件服務器自然以共享磁盤文件為主要目的。對于一般的數(shù)據(jù)傳遞來說已經(jīng)夠用了,但是當數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和其他復雜而又被不斷增加的用戶使用的應用系統(tǒng)到來的時候,服務器已經(jīng)不能承擔這樣的任務了,因為隨著用戶的增多,為每個用戶服務的程序也會相應增多,每個程序都是獨立運行的大文件,給用戶的感覺是極慢的,因此產(chǎn)生了客戶機/服務器模式。
二、客戶機/服務器模式
客戶機/服務器模式(Client/Server)簡稱C/S模式。其中一臺或幾臺較大的計算機集中進行共享數(shù)據(jù)庫的管理和存取,稱為服務器,而將其他的應用處理工作分散到網(wǎng)絡中其他微機上去做,構成分布式的處理系統(tǒng),服務器控制管理數(shù)據(jù)的能力已由文件管理方式上升為數(shù)據(jù)庫管理方式,因此,C/S結構的服務器也稱為數(shù)據(jù)庫服務器,注重于數(shù)據(jù)定義、存取安全備份及還原,并發(fā)控制及事務管理,執(zhí)行諸如選擇檢索和索引排序等數(shù)據(jù)庫管理功能,它有足夠的能力做到把通過其處理后用戶所需的那一部分數(shù)據(jù)而不是整個文件通過網(wǎng)絡傳送到客戶機去,減輕了網(wǎng)絡的傳輸負荷。C/S結構是數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展和普遍應用與局域網(wǎng)技術發(fā)展相結合的結果。
三、對等式網(wǎng)絡
對等網(wǎng)模式(Peer-to-Peer)。與C/S模式不同的是,在對等式網(wǎng)絡結構中,每一個節(jié)點之間的地位對等,沒有專用的服務器,在需要的情況下每一個節(jié)點既可以起客戶機的作用也可以起服務器的作用。
對等網(wǎng)也常常被稱做工作組。對等網(wǎng)絡一般常采用星型網(wǎng)絡拓撲結構,最簡單的對等網(wǎng)絡就是使用雙絞線直接相連的兩臺計算機,如在對等網(wǎng)絡中,計算機的數(shù)量通常不會超過10臺,網(wǎng)絡結構相對比較簡單。
對等網(wǎng)除了共享文件之外,還可以共享打印機以及其他網(wǎng)絡設備。也就是說,對等網(wǎng)上的打印機可被網(wǎng)絡上的任一節(jié)點使用,如同使用本地打印機一樣方便。因為對等網(wǎng)不需要專門的服務器來支持網(wǎng)絡,也不需要其他組件來提高網(wǎng)絡的性能,因而對等網(wǎng)絡的價格相對其他模式的網(wǎng)絡來說要便宜很多。由于對等網(wǎng)的這些特點,使得它在家庭或者其他小型網(wǎng)絡中應用得很廣泛。
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