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局域网 简介.ppt

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局域网介绍,局域网 LAN(Local Area Network)是将小区域内的各种通信设备互联在一起所形成的网络,覆盖范围一般局限在房间、大楼或园区内。 局域网的特点是: 距离短、延迟小、数据速率高、传输可靠。,目前常见的局域网类型包括: 以太网(Ethernet)、 光纤分布式数据接口(FDDI)、 异步传输模式(ATM)、 令牌环网(Token Ring)、 交换网Switching等, 它们在拓朴结构、传输介质、传输速率、数据格式等多方面都有许多不同。其中应用最广泛的当属以太网,是目前发展最迅速、也最经济的局域网 。,以太网是这样通信的,每个电脑都可以向主干线路中发信息串。其它的电脑读取该串,看是不是发给自已的。 令牌环网的结构是组成一个环形,环形的一圈是主机,主机中存在一个令牌,由一号机向下传,每个主机只有在自已有令牌时才能向主线路中发数据。 我们这里简单对以太网(Ethernet)、光纤分布式数据接口(FDDI)、异步传输模式(ATM)进行介绍。,1、以太网Ethernet,人们通常认为以太网发明于1973年,当年罗伯特.梅特卡夫(Robert Metcalfe)给他PARC的老板写了一篇有关以太网潜力的备忘录。但是梅特卡夫本人认为以太网是之后几年才出现的。在1976年,梅特卡夫和他的助手David Boggs发表了一篇名为《以太网:局域计算机网络的分布式包交换技术》的文章。 1979年,梅特卡夫为了开发个人电脑和局域网离开了施乐,成立了3Com公司。3com对迪吉多, 英特尔, 和施乐进行游说,希望与他们一起将以太网标准化、规范化。这个通用的以太网标准于1980年9月30日出台。当时业界有两个流行的非公有网络标准令牌环网和ARCNET,在以太网大潮的冲击下他们很快萎缩并被取代。而在此过程中,3Com也成了一个国际化的大公司。,梅特卡夫曾经开玩笑说,Jerry Saltzer为3Com的成功作出了贡献。Saltzer在一篇与他人合著的很有影响力的论文中指出,在理论上令牌环网要比以太网优越。受到此结论的影响,很多电脑厂商或犹豫不决或决定不把以太网接口做为机器的标准配置,这样3Com才有机会从销售以太网网卡大赚。这种情况也导致了另一种说法“以太网不适合在理论中研究,只适合在实际中应用”。也许只是句玩笑话,但这说明了这样一个技术观点:通常情况下,网络中实际的数据流特性与人们在局域网普及之前的估计不同,而正是因为以太网简单的结构才使局域网得以普及。梅特卡夫和Saltzer曾经在麻省理工学院 MAC项目(Project MAC)的同一层楼里工作,当时他正在做自己的哈佛大学毕业论文,在此期间奠定了以太网技术的理论基础。,Ethernet是Xerox、Digital Equipment和Intel三家公司开发的局域网组网规范,并于80年代初首次出版,称为DIX1.0。1982年修改后的版本为DIX2.0。 这三家公司将此规范提交给IEEE(电子电气工程师协会)802委员会,经过IEEE成员的修改并通过,变成了IEEE的正式标准,并编号为IEEE802.3。Ethernet和IEEE802.3虽然有很多规定不同,但术语Ethernet通常认为与802.3是兼容的。IEEE将802.3标准提交国际标准化组织(ISO)第一联合技术委员会(JTC1),再次经过修订变成了国际标准ISO8802.3。,早期局域网技术的关键是如何解决连接在同一总线上的多个网络节点有秩序的共享一个信道的问题,而以太网络正是利用载波监听多路访问/碰撞检测(CSMA/CD)技术成功的提高了局域网络共享信道的传输利用率,从而得以发展和流行的。 交换式快速以太网及千兆以太网是近几年发展起来的先进的网络技术,使以太网络成为当今局域网应用较为广泛的主流技术之一。 随着电子邮件数量的不断增加,以及网络数据库管理系统和多媒体应用的不断普及,迫切需要高速高带宽的网络技术。交换式快速以太网技术便应运而生。快速以太网及千兆以太网从根本上讲还是以太网,只是速度快。,以太网几个术语介绍: 以太网根据不同的媒体可分为:10BASE-2、10BASE-5、10BASE-T及10BASE-FL。 10Base2以太网是采用细同轴电缆组网,最大的网段长度是200m,每网段节点数是30,它是相对最便宜的系统; 10Base5以太网 是采用粗同轴电缆,最大网段长度为500m,每网段节点数是100,它适合用于主干网; 10Base-T以太网是采用双绞线,最大网段长度为100m,每网段节点数是1024,它的特点是易于维护; 10Base-F以太网采用光纤连接,最大网段长度是2000m,每网段节点数为1024,此类网络最适于在楼间使用。,交换以太网:其支持的协议仍然是IEEE802.3/以太网,但提供多个单独的 10Mbps端口。它与原来IEEE802.3/以太网完全兼容,并且克服了共享10Mbps带来的网络效率下降。100BASE-T快速以太网:与10BASE-T的区别在于将网络的速率提高了十倍,即100M。采用了FDDI的PMD协议,但价格比FDDI便宜。100BASE-T的标准由IEEE802.3制定。与10BASE-T采用相同的媒体访问技术、类似的步线规则和相同的引出线,易于与10BASE-T集成。每个网段只允许两个中继器,最大网络跨度为210米。,2、FDDI网络 光纤分布数据接口(FDDI)是目前成熟的LAN技术中传输速率最高的一种。 这种传输速率高达100Mb/s的网络技术所依据的标准是ANSIX3T9.5。 该网络具有定时令牌协议的特性,支持多种拓扑结构,传输媒体为光纤。 使用光纤作为传输媒体具有多种优点:,1、较长的传输距离,相邻站间的最大长度可达2KM,最大站间距离为200KM。 2、具有较大的带宽,FDDI的设计带宽为100Mb/s。 3、具有对电磁和射频干扰抑制能力,在传输过程中不受电磁和射频噪声的影响,也不影响其设备。 4、光纤可防止传输过程中被分接偷听,也杜绝了辐射波的窃听,因而是最安全的传输媒体。,光纤分布式数据接口FDDI是一种使用光纤作为传输介质的、高速的、通用的环形网络。 它能以100Mbps的速率跨越长达100km的距离,连接多达500个设备,既可用于城域网络也可用于小范围局域网。 FDDI采用令牌传递的方式解决共享信道冲突问题,与共享式以太网的CSMA/CD的效率相比在理论上要稍高一点(但仍远比不上交换式以太网),采用双环结构的FDDI还具有链路连接的冗余能力,因而非常适于做多个局域网络的主干。,3、ATM网络随着人们对集话音、图像和数据为一体的多媒体通信需求的日益增加,特别是为了适应今后信息高速公路建设的需要,人们又提出了的宽带综合业务数字网(B-ISDN)这种全新的通信网络, 而B-ISDN的实现需要一种全新的传输模式,此即异步传输模式(ATM)。在1990年,国际电报电话咨询委员会(CCITT)正式建议将ATM作为实现B-ISDN的一项技术基础,这样,以ATM为机制的信息传输和交换模式也就成为电信和计算机网络操作的基础和2l世纪通信的主体之一。,ATM是目前网络发展的最新技术,它采用基于信元的异步传输模式和虚电路结构,根本上解决了多媒体的实时性及带宽问题。 实现面向虚链路的点到点传输,它通常提供155Mbps的带宽。它既汲取了话务通讯中电路交换的“有连接”服务和服务质量保证,又保持了以太、FDDI等传统网络中带宽可变、适于突发性传输的灵活性,从而成为迄今为止适用范围最广、技术最先进、传输效果最理想的网络互联手段。,ATM技术具有如下特点: 1、实现网络传输有连接服务,实现服务质量保证(QoS)。 2、交换吞吐量大、带宽利用率高。 3、具有灵活的组网拓扑结构和负载平衡能力,伸缩性、可靠性极高。 4、ATM是现今唯一可同时应用于局域网、广域网两种网络应用领域的网络技术,它将局域网与广域网技术统一。,在少量站点通讯的网络环境中,FDDI可达到比共享以太网稍高的通讯效率,但随着站点的增多,效率会急剧下降,这时候无论从性能和价格都无法与交换式以太网、ATM网相比。 交换式FDDI会提高介质共享效率,但同交换式以太网一样,这一提高也是有限的,不能解决本质问题。 另外,FDDI有两个突出的问题极大的影响了这一技术的进一步推广,一个是其居高不下的建设成本,特别是交换式FDDI的价格甚至会高出某些ATM交换机;另一个是其停滞不前的组网技术,由于网络半径和令牌长度的制约,现有条件下FDDI将不可能出现高出100M的带宽。,面对不断降低成本同时在技术上不断发展创新的ATM和快速交换以太网技术的激烈竞争,FDDI的市场占有率逐年缩减。据相关部门统计,现在各大型院校、教学院所、政府职能机关建立局域或城域网络的设计倾向较为集中的在ATM和快速以太网这两种技术上,原先建立较早的FDDI网络,也在向星型、交换式的其他网络技术过渡。,VPN “Virtual Private Network”,翻译过来就是“虚拟专用网络”。顾名思义,虚拟专用网络我们可以把它理解成是虚拟出来的企业内部专线。 它可以通过特殊的加密的通讯协议在连接在Internet上的位于不同地方的两个或多个企业内部网之间建立一条专有的通讯线路,就好比是架设了一条专线一样,但是它并不需要真正的去铺设光缆之类的物理线路。这就好比去电信局申请专线,但是不用给铺设线路的费用,也不用购买路由器等硬件设备。,VPN技术原是路由器具有的重要技术之一,目前在交换机,防火墙设备或WINDOWS2000等软件里也都支持VPN功能,一句话,VPN的核心就是在利用公共网络建立虚拟私有网。 针对不同的用户要求,VPN有三种解决方案:远程访问虚拟网(Access VPN)、企业内部虚拟网(Intranet VPN)和企业扩展虚拟网(Extranet VPN),这三种类型的VPN分别与传统的远程访问网络、企业内部的Intranet以及企业网和相关合作伙伴的企业网所构成的Extranet(外部扩展)相对应。,VLAN(Virtual Local Area Network)又称虚拟局域网,是指在交换局域网的基础上,采用网络管理软件构建的可跨越不同网段、不同网络的端到端的逻辑网络。一个VLAN组成一个逻辑子网,即一个逻辑广播域,它可以覆盖多个网络设备,允许处于不同地理位置的网络用户加入到一个逻辑子网中。,,组建VLAN的条件 VLAN是建立在物理网络基础上的一种逻辑子网,因此建立VLAN需要相应的支持VLAN技术的网络设备。当网络中的不同VLAN间进行相互通信时,需要路由的支持,这时就需要增加路由设备——要实现路由功能,既可采用路由器,也可采用三层交换机来完成。 划分VLAN的基本策略,从技术角度讲,VLAN的划分可依据不同原则,一般有以下三种划分方法: 1、基于端口的VLAN划分 这种划分是把一个或多个交换机上的几个端口划分一个逻辑组,这是最简单、最有效的划分方法。该方法只需网络管理员对网络设备的交换端口进行重新分配即可,不用考虑该端口所连接的设备。 2、基于MAC地址的VLAN划分 MAC地址其实就是指网卡的标识符,每一块网卡的MAC地址都是惟一且固化在网卡上的。 MAC地址由12位16进制数表示,前8位为厂商标识,后4位为网卡标识。网络管理员可按MAC地址把一些站点划分为一个逻辑子网。,3、基于路由的VLAN划分 路由协议工作在网络层,相应的工作设备有路由器和路由交换机(即三层交换机)。该方式允许一个VLAN跨越多个交换机,或一个端口位于多个VLAN中。 就目前来说,对于VLAN的划分主要采取上述第1、3种方式,第2种方式为辅助性的方案。,使用VLAN具有以下优点:1、控制广播风暴 一个VLAN就是一个逻辑广播域,通过对VLAN的创建,隔离了广播,缩小了广播范围,可以控制广播风暴的产生。 2、提高网络整体安全性 通过路由访问列表和MAC地址分配等VLAN划分原则,可以控制用户访问权限和逻辑网段大小,将不同用户群划分在不同VLAN,从而提高交换式网络的整体性能和安全性。 3、网络管理简单、直观,,VPN主要是把分布在不同地方的网络整合在一起,逻辑上好像都在同一个局域网内; VLAN是把一个局域网进一步分割、隔离成更小的网络!,
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