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局域网基本原理ISSUE 1.0

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引入 局域网覆盖的范围较小，带宽较高，通常用于建筑内 部、园区范围内的专用网络

在众多的局域网协议中，以太网占据着统治地位

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课程目标学习完本课程，您应该能够： 了解局域网类型 掌握主要以太网类型及其主要特性 掌握CSMA/CD工作原理 了解以太网传输介质中双绞线和光纤知识 了解WLAN技术基本原理

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目录 局域网概述 以太网技术基础

现代以太网技术 WLAN技术基础

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局域网与OSI参考模型网络层 IP、IPX等网络层协议

LLC子层

802.3、802.4、802.5

数据链路层MAC子层 802.2 LLC/SNAP

物理层

同轴线缆、双绞线、光纤、 RJ-45、无线电波

OSI参考模型

局域网

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主要局域网技术

以太网

令牌

令牌环网

FDDI环网

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目录 局域网概述 以太网技术基础

现代以太网技术 WLAN技术基础

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早期以太网技术介绍名称 10BASE5 10BASE2 10BASE-T 速率 10 Mbps 10 Mbps 10 Mbps 介质类型 粗同轴电缆 细同轴电缆 双绞线 最大线缆长度 500m 200m 100m

Hub

10BASE5/10BASE2

10BASE-T

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以太网集线器集线器内部总线

Host

Host

Host

Host

集线器(Hub)与主机构成物理星型拓扑 集线器内部采用总线结构，任意时间只有 一台主机能占用总线

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MDI/MDIX主机网卡 (MDI) 主机网卡(MDI) 路由器以太口 (MDI) 交换机/集线器 接入口(MDIX) 交叉线 交叉线 直连线 路由器以太 口(MDI) 交叉线 交叉线 直连线 交换机/集线器 接入口(MDIX) 直连线 直连线 交叉线 交换机/集线器 级连口(MDI) N/A N/A 直连线

交换机/集线器 级连口(MDI)

N/A

N/A

直连线

交叉线

同类接口互连用交叉线，异类接口互连用直连线 H3C以太网交换机支持MDI/MDIX自适应，不必考 虑连线类型

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10BASE-T线缆和接口

10BASE-T使用5类UTP和RJ-45接头直连线12345678

Side 1

Side 11=白/橙 2=橙 3=白/绿 4=蓝 5=白/蓝 6=绿 7=白/棕 8=棕

Side 21=白/橙 2=橙 3=白/绿 4=蓝 5=白/蓝 6=绿 7=白/棕 8=棕

RJ-45接头

12345678

Side 2

交叉线

Side 112345678

Side 11=白/橙 2=橙 3=白/绿 4=蓝 5=白/蓝 6=绿 7=白/棕 8=棕

Side 21=白/绿 2=绿 3=白/橙 4=蓝 5=白/蓝 6=橙 7=白/棕 8=棕

12345678

Side 2

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CSMA/CD载波侦听侦听到载波 侦听到载波

不发送 侦听到载波不发送 侦听不到载波

侦听到线路上有载波 时，不发送数据

侦听不到载波

侦听不到载波时， 侦听不到载波 说明线路已经空闲

抢占发送

线路空闲时，任一主 机都可以抢占线路

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CSMA/CD冲突检测和退避检测到冲突 检测到冲突

两台主机同时发送数 据

导致冲突 检测到冲突

全部主机停止发送， 等待一个随机退避 时间

退避期满的主机首 先开始发送

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MAC地址24位OUI 24位EUI

48位MAC地址

00 - E0 - FC - 01 - 23 - 45

IP: 10.1.1.3

RAM

操作系统

ROMMAC: 00-E0-FC-01-23-45

网络接口卡

MAC地址为48位二进制数，常用12位16进 制数表示

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单播与广播单播DMAC=00E0.FC01.2222MAC: 00E0.FC01.2222 MAC: 00E0.FC01.1111

接收

不接收MAC: 00E0.FC01.3333

广播DMAC=FFFF.FFFF.FFFF

接收MAC: 00E0.FC01.2222

MAC: 00E0.FC01.1111

接收MAC: 00E0.FC01.3333

接收地址包括本卡MAC地址、广播地址和本机所属组播组地址 网卡丢弃与本卡接收地址不匹配的帧 网卡解开与本卡接收地址匹配的帧，将数据递交上层处理

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以太网流量控制反向发送电压信号 背压式流控半双工 Hub

PAUSE流控全双工DMAC=0180.C200.0001

反向发送PAUSE帧

在半双工线路上采用背压式流控

接收方反向发送电压信号制造冲突，使发送方停止发送

在全双工线路上采用802.3 PAUSE流控

接收方向保留组播地址01-80-C2-00-00-01发送PAUSE帧， 通知发送方停止发送

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总线型以太网拓扑扩展冲突域

中继器

用中继器可以扩展10BASE5和10BASE2 网络范围

所有线缆段都属于一个冲突域

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星型以太网拓扑扩展Hub

冲突域Hub

Hub

用集线器可以扩展10BASE-T网络范围 全部线缆段都属于一个冲突域

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目录 局域网概述 以太网技术基础

现代以太网技术 WLAN技术基础

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单模光纤与多模光纤

多模光纤 较粗的纤芯，传输多种不同波长不同角度的光 衰耗大，传输距离通常在千米以内 成本低

单模光纤 纤芯与光波长相同，传送单一波长的激光

衰耗小，传输距离可达数十千米 成本高

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常用光纤连接器

ST:卡接式圆形光纤接头

FC:带螺纹的圆形光纤接头