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　　第三章 局域網(wǎng)基礎(chǔ)

　　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(luò)拓撲、傳輸介質(zhì)、介質(zhì)訪問控制方法。

　　2. 局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)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(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分為：總線型、環(huán)型與星型。網(wǎng)絡(luò)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(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)、易于擴展、可靠性好。

　　特點：所有結(jié)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(jié)點通過總線發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，由于多個結(jié)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(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

　　環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓撲是結(jié)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(jié)構(gòu)中，多個站點共享一條環(huán)通路，為了確定哪個結(jié)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(jié)構(gòu)通常采用分布式控制方法，環(huán)中每個結(jié)點都要執(zhí)行發(fā)送和接收的控制邏輯。

　　C.星型網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

　　星型拓撲結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)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(token bus) -------總線網(wǎng)

　　令牌環(huán)(token ring)----------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(luò)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(lǐng)域中有典型的三種技術(shù)：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(shè)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(guān)。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(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互連。

　　IEEE802.2定義邏輯鏈路控制(LLC)的功能與服務(wù)。

　　IEEE802.3定義CSMA/CD總線訪問方法與物理層技術(shù)規(guī)范。

　　IEEE802.4定義令牌總線(Token Passing Bus)訪問方法與物理層技術(shù)規(guī)范。

　　IEEE802.3定義令牌環(huán)(Token Passing Ring)訪問方法與物理層技術(shù)規(guī)范。

　　IEEE802.11定義無線局域網(wǎng)技術(shù)(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(luò)的基礎(chǔ)上，提出總線型局域網(wǎng)的設(shè)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(shù)是：

　　介質(zhì)訪問控制方法CDMA/CD.這種方法解決了多結(jié)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(jié)構(gòu)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(jié)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(jié)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(jié)點A發(fā)送數(shù)據(jù)幀時，離他1000m距離的結(jié)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(jié)點的波形信號。

　　解決方案：結(jié)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(jié)點A肯定取得總線的訪問權(quán)。

　　沖突信號的延遲時間=2*D/V。其中：D是結(jié)點到最遠結(jié)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(jié)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(luò)中的所有結(jié)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(jié)點都需要通過CSMA/CD方法爭取總線使用權(quán)，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(jié)構(gòu)

　　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(luò)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(jié)點利用總線成功發(fā)送數(shù)據(jù)，其它結(jié)點都應(yīng)該處于接收狀態(tài)。所有結(jié)點只要不發(fā)送數(shù)據(jù)，就應(yīng)該處于接收狀態(tài)。一個結(jié)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(jié)點重新進入接收狀態(tài))。如果沒有沖突，結(jié)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(yīng)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(jié)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(jié)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(guān)。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(shù)建立在”共享介質(zhì)“的基礎(chǔ)上，網(wǎng)中所有結(jié)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(luò)中結(jié)點數(shù)目增多，每個結(jié)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(luò)效率急劇下降，數(shù)據(jù)傳輸?shù)难舆t增長，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)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(luò)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(shè)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(guān)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(jié)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�；蚨嗄９饫w，主要用于高速主干網(wǎng)，從結(jié)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(yīng)用中，需要使用更高帶寬的局域網(wǎng)。

　　設(shè)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(luò)連入到ATM網(wǎng)上，異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)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(jié)構(gòu)(交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)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(jié)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(shè)計，交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)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(wù)(交換式局域網(wǎng)是虛擬局域網(wǎng)的基礎(chǔ))。

　　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(jié)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(jié)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(luò)概念：建立在交換機技術(shù)基礎(chǔ)上，將局域網(wǎng)上的結(jié)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(luò)。

　　虛擬網(wǎng)絡(luò)以軟件方式實現(xiàn)邏輯工作組的劃分與管理，工作組的結(jié)點不受物理位置的限制(相同工作組的結(jié)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(shè)定，無需改變結(jié)點在網(wǎng)絡(luò)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(jié)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(luò)：利用MAC地址定義虛擬局域網(wǎng)，因為MAC地址是與物理相關(guān)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(luò)層地址定義虛擬網(wǎng)絡(luò)：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(luò)層地址比檢查MAC地址更費時。

　　D.用IP廣播組的虛擬網(wǎng)絡(luò)：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(wù)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(luò)用戶管理，減少網(wǎng)絡(luò)管理開銷。通過虛擬局域網(wǎng)的設(shè)置可以在調(diào)整用戶涉及結(jié)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(shè)置 不同的權(quán)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(luò)服務(wù)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(luò)服務(wù)質(zhì)量。

　　五、無線局域網(wǎng)

　　1、無線局域網(wǎng)的應(yīng)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(shè)備與無線集線器之間實現(xiàn)漫游訪問。

　　• 特殊網(wǎng)絡(luò)Ad hoc：無線自組網(wǎng)采用一種不需要基站的“對等結(jié)構(gòu)”移動通信模式，網(wǎng)絡(luò)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(shù)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(shù)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(jié)果調(diào)制后發(fā)送,所有接收結(jié)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(wù)。

　　MAC層支持兩種訪問方式：無爭用服務(wù)和爭用服務(wù)。

　　無爭用服務(wù)：系統(tǒng)中存在中心控制結(jié)點。中心控制結(jié)點的具有 點協(xié)調(diào)功能。

　　爭用服務(wù)：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(luò)層互連用路由器，高層互連用網(wǎng)關(guān)。

　　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(shè)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(luò)

　　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(luò)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(luò)之間的廣播通信，有利于改善網(wǎng)絡(luò)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(gòu)建和維護路由表。路由表是用于記錄不同結(jié)點的物理地址與網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)端口的關(guān)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(jié)點負責路由選擇。

　　路由表過程：為發(fā)現(xiàn)合適的路由，源結(jié)點以廣播方式向目的結(jié)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(jié)點。源結(jié)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(jié)點地址表中沒有結(jié)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(jié)點地址表。

　　當結(jié)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。

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