第6章局域网与城域网.ppt

第 6 章 局域网与城域网深入探讨了计算机网络中两种关键的局部网络类型。局域网（LAN）与城域网（MAN）是为近距离通信和数据传输设计的网络，通常应用于商业环境、教育机构以及大型组织。 6.1 局域网技术特征 局域网的基本特征涵盖了硬件、软件和体系结构三个层面。硬件方面，LAN由传输介质、网卡、工作站、服务器等设备组成。软件上，局域网通过网络操作系统（NOS）进行协调，提供诸如文件共享、打印服务和数据库访问等功能。从体系结构来看，IEEE 802委员会制定的标准定义了LAN的服务和协议，被国际标准化组织ISO采纳。 局域网的覆盖范围通常限于一幢建筑或校园，但技术上可以扩展到城域网的规模，地理范围可达0.1到10公里。数据传输速率高，例如常见的以太网速率有10Mb/s、100Mb/s、1000Mb/s，甚至10Gb/s的万兆以太网。误码率极低，通常在10^-8到10^-10之间。局域网常用于内部信息共享，支持办公自动化和计算机集成制造系统，也是接入互联网的基础架构。 6.1.2 局域网基本技术 局域网的核心技术包括网络拓扑结构、数据传输介质和介质访问控制方法。这三者决定了网络性能、数据传输类型和网络应用。介质访问控制（MAC）对网络特性至关重要。 1. 网络拓扑结构： - 星型拓扑：集中控制或分布控制，其中分布控制的星型拓扑在LAN中常见，通过集线器或以太交换机连接。 - 环型拓扑：如IBM的标记环网和FDDI，传输效率高，但单点故障可能导致整个网络失效，常采用双环结构提高可靠性。 - 总线型拓扑：采用广播式多路访问，结构简单，易于扩展，逻辑上可以表现为通过集线器或交换机的星型连接。 - 树型拓扑：适用于多监测点的实时控制系统，具备良好的扩展性和寻址能力。 6.2 局域网/城域网参考模型和标准 参照OSI参考模型，局域网和城域网的标准主要由IEEE 802系列定义，如IEEE 802.3的以太网标准，802.11的无线局域网标准，以及802.1D的生成树协议等。 6.3 介质访问控制方法 介质访问控制方法用于管理网络中的多个设备如何共享传输介质。常见的方法有CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）用于以太网，令牌环（Token Ring）用于IBM的标记环网，以及优先级队列和虚拟切割等高级策略。 6.4 以太网和以太交换 以太网是最广泛使用的局域网技术，以太交换则通过交换机提供多个独立的冲突域，提高了网络性能和带宽利用率。 6.5 高速以太网 高速以太网包括100Base-TX、1000Base-T（千兆以太网）以及万兆以太网，显著提升了局域网的数据传输速度。 6.6 光纤分布式数据接口（FDDI） FDDI使用光纤作为传输介质，提供高速、可靠的网络连接，尤其适用于大容量数据传输和长距离通信。 6.7 城域网和DQDB 城域网（MAN）扩大了局域网的覆盖范围，通常用于连接多个局域网，DQDB（Distributed Queue Dual Bus）是一种双总线架构，用于城域网，提供高带宽和冗余路径。 局域网和城域网在现代信息社会中扮演着至关重要的角色，它们的技术特征、标准和拓扑结构共同构成了高效、可靠的本地通信基础设施。随着技术的发展，网络速度不断提升，新的访问控制方法和网络架构不断涌现，以满足日益增长的数据传输需求。