第 6章以太局域网
IEEE 802局域网参考模型与 OSI模型
的关系
应用层
表示层
会话层
传输层 IEEE 802参考模型
网络层 逻辑链路控制 LLC
数据链路层 媒体访问控制 MAC
物理层 物理层
OSI参考模型
局域网通信协议
? 协议是一组用于通过网络发送信息的规则
和约定
? 这些规则控制在网络设备间交换消息的内
容、格式、时间选择、顺序和错误控制。
常用的通信的协议
? NETBEUI协议
? IPX/SPX及其兼容协议
? TCP/IP协议
NetBEUI协议
? NetBEUI是由 IBM公司在 1985年开发的一
种体积小、效率高、速度快的通信协议
? 用于小于 200台计算机的部门级局域网
? NetBEUI协议适用于单网段部门级的小型
局域网
? 不具有跨网段工作的功能
Windows 2000中的 NetBEUI协议
? 在本地连接属性对话框中查看协议是否已
安装
Windows XP中的 NetBEUI协议
? Windows XP中需要单独安装 NetBEUI协
议
? 打开 Windows XP安装光盘上的文件夹
ValueAdd\Msft\Net\Netbeui
? 将 NBF.SYS文件复制到
%SYSTEMROOT%\SYSTEM32\DRIVERS\
? 将 NETNBF.INF文件复制到
%SYSTEMROOT%\INF\文件夹中
添加 NetBEUI协议
NetBIOS
? NetBIOS是 IBM公司开发的用于实现 PC间
相互通信的标准
? 其目的是开发一种仅仅在小型局域网上使
用的通信规范
? NetBIOS只是网络应用程序的接口规范
? NetBEUI是建立在 NetBIOS基础之上的一
个网络传输协议
NetBIOS名
IPX/SPX及其兼容协议
? IPX/SPX协议是 Novell公司的网络操作系
统 Netware系统使用的通信协议
? 微软操作系统与 Novell的 Netware系统通
信，多数使用 NWlink兼容协议
IPX/SPX
? IPX/SPX协议是 Novell公司用于 Netware
网络操作系统的通信协议
? 具有强大的路由功能
? 可以连接多个网段
? 适合于大型网络使用
NWLink协议
? NWLink协议是支持路由选择的标准网络
协议
TCP/IP协议
? TCP/IP是目前被广泛应用的通信协议
? 几乎所有的厂商和操作系统都支持它
? TCP/IP协议也是 Internet的基础协议
以太网版本 2的帧结构
? 以太网的每个数据帧
? 帧头、数据和帧尾组成
? 数据帧的大小在 64~1518字节范围内
? 数据帧头由 7字节的前导字段,1字节的帧标
志字段,6字节的目的 MAC地址,6字节的源
MAC地址和 2字节的类型字段组成
以太网版本 2的帧格式
前导字段
7字节
帧起始标志
1字节
目的 MAC地址
6字节
源 MAC地址
6字节
类型字段
2字节
数据
46~1500字节
帧校验序列
4字节
IEEE 802.3以太网帧结构
? IEEE 802.3帧的结构与标准以太网帧结构
相似
? 它们的不同之处在于标准以太网中的类型
字段在 IEEE 802.3中由长度字段取代了
IEEE 802.3数据帧
前导字段
7字节
帧起始标志
1字节
目的 MAC地址
6字节
源 MAC地址
6字节
长度字段
2字节
数据
46~1500字节
帧校验序列
4字节
以太网介质访问控制
? 以太网传输使用的是共享介质广播技术，
只有目的地址与数据包中的地址相一致的
设备才会接收并处理该数据包
? 使用带有冲突检测的载波侦听多路访问
（ CSMA/CD）技术来控制对物理介质的
访问
冲突
CSMA/CD
? 关键在于当以太网中发生冲突时，计算机节点
在重发数据之前需要等待一个随机的时间间隔
? 一般情况下，两个节点等待的随机时间不会一
样
? 因此两个节点再次发生冲突的可能性较小
? 避免了各个节点不断地发生冲突
? 如果重发的数据帧仍然遇到冲突
? 那么延时时间间隔需要延长
以太网星状结构
? 星状网络结构中通常使用非屏蔽双绞线（ UTP）
作为网络的传输介质
? 集线器或交换机等设备作为网络的中心连接点
? 优点,
? 网络上所有的节点都直接与中心节点连接
? 节点之间可以方便的进行相互之间的通信
? 当一个节点出现故障不会影响其他节点的通信
? 缺点,
? 如果中心节点出现故障，则会导致整个网络的瘫痪
10BaseT以太网
? 10
? 表示传输速率为 10Mbps的网络
? Base
? 表示基带传输
? T
? 表示传输介质为双绞线，最大传输距离为 100
米
集线器组成的以太网星状结构
集线器与集线器的连接
? 使用上行端口连接两台集线器
? 使用普通端口连接两台集线器
使用上行端口连接两台集线器
? 集线器的上行端口与另外一台集线器的普
通端口连接，则使用直通线（ UTP）进行
连接
使用普通端口连接两台集线器
? 集线器没有上行端口，或者上行端口被占
用的情况下，使用交叉线（ UTP）来连接
集线器普通端口
10BaseT网络结构的 5-4-3规则
? 10BaseT的网络结构在组网时需要遵守 5-4-3
规则
? 5
? 源计算机与目的计算机间所经过的最大网段数为 5个
? 4
? 源计算机与目的计算机间使用集线器或中继器的最
大数目为 4个
? 3
? 源计算机与目的计算机间可连接的计算机的网段数
最多为 3个网段
冲突域
? 在共享式以太网中，连接在相同网络介质
上的设备如果同时发送数据，就会产生信
号冲突
? 在网络内部传输数据时发生冲突的这样一
个区域被称为冲突域
? 所有的共享介质环境都是冲突域
一个集线器的以太网冲突域
两个集线器级联构成一个冲突域
交换式以太网
? 交换式网络中数据帧可以用全双工方式在
各个节点之间进行传输
? 此时的 CSMA/CD规则就不起作用了
交换式以太网的数据传输
? 各个节点之间可以同时发送和接收数据
? 交换设备的每个端口都可以实现全双工的
功能，同时发送和接收数据
? 因此也不会产生冲突，极大的提高了网络
的通信容量
以太网交换
交换式以太网的全双工通信
? 全双工通信是两个站点可以同时发送和接
收数据，它的数据流是双向的传输的
交换式以太网的应用
? 交换式以太网通常使用工作组交换机连接
多个共享网段
? 提高不同工作组之间的数据传输性能
100BaseT以太网
? 100BaseTX
? 100BaseT4
? 100BaseFX
自动协商功能
? 自动协商功能可以在不同速率的网络设备
之间实现速度匹配
? 在支持全双工模式的设备之间实现全双工
通信
千兆以太网
? 千兆以太网所使用的传输介质主要为单模
光纤、多模光纤以及非屏蔽双绞线
? 主要的标准
? 1000BaseSX（短波长光纤）
? 1000BaseLX（长波长光纤）
? 1000BaseCX（短距离铜线）
? 1000Base-T（ 100米 4对 5类 UTP）
千兆以太网的连接
广播域
? 在局域网中还有一种广播帧
? 广播帧是目的 MAC地址为全,1”的特殊的
地址,可以使网络上所有设备都接收数
据
? 交换机在接收到有广播地址的广播帧时，
会将广播帧转发到交换机的所有端口上,
从而构成了一个广播域
以太网广播域
虚拟局域网
? 将不同物理位置的计算机划分在一个虚拟
局域网段中，从而组成虚拟的工作组
? 经过管理软件配置后，它们就如同连接在
同一线路上那样进行通信，而实际上它们
位于许多不同的局域网段
虚拟局域网的划分
? 基于交换机端口划分的 VLAN
? 基于 MAC地址划分的 VLAN
? 基于网络层划分的 VLAN
基于交换机端口划分 VLAN
? 把一个或多个交换机上的几个端口划分一
个逻辑组，每一组定义为一个虚拟局域网
基于 MAC地址划分 VLAN
? 按照 MAC地址把网络中的一些计算机划
分为一个逻辑子网
基于网络层划分 VLAN
? 基于网络层划分的虚拟局域网是指根据 IP、
IPX或 AppleTalk等协议类型，或特定的 IP
子网的逻辑分组
IEEE 802局域网参考模型与 OSI模型
的关系
应用层
表示层
会话层
传输层 IEEE 802参考模型
网络层 逻辑链路控制 LLC
数据链路层 媒体访问控制 MAC
物理层 物理层
OSI参考模型
局域网通信协议
? 协议是一组用于通过网络发送信息的规则
和约定
? 这些规则控制在网络设备间交换消息的内
容、格式、时间选择、顺序和错误控制。
常用的通信的协议
? NETBEUI协议
? IPX/SPX及其兼容协议
? TCP/IP协议
NetBEUI协议
? NetBEUI是由 IBM公司在 1985年开发的一
种体积小、效率高、速度快的通信协议
? 用于小于 200台计算机的部门级局域网
? NetBEUI协议适用于单网段部门级的小型
局域网
? 不具有跨网段工作的功能
Windows 2000中的 NetBEUI协议
? 在本地连接属性对话框中查看协议是否已
安装
Windows XP中的 NetBEUI协议
? Windows XP中需要单独安装 NetBEUI协
议
? 打开 Windows XP安装光盘上的文件夹
ValueAdd\Msft\Net\Netbeui
? 将 NBF.SYS文件复制到
%SYSTEMROOT%\SYSTEM32\DRIVERS\
? 将 NETNBF.INF文件复制到
%SYSTEMROOT%\INF\文件夹中
添加 NetBEUI协议
NetBIOS
? NetBIOS是 IBM公司开发的用于实现 PC间
相互通信的标准
? 其目的是开发一种仅仅在小型局域网上使
用的通信规范
? NetBIOS只是网络应用程序的接口规范
? NetBEUI是建立在 NetBIOS基础之上的一
个网络传输协议
NetBIOS名
IPX/SPX及其兼容协议
? IPX/SPX协议是 Novell公司的网络操作系
统 Netware系统使用的通信协议
? 微软操作系统与 Novell的 Netware系统通
信，多数使用 NWlink兼容协议
IPX/SPX
? IPX/SPX协议是 Novell公司用于 Netware
网络操作系统的通信协议
? 具有强大的路由功能
? 可以连接多个网段
? 适合于大型网络使用
NWLink协议
? NWLink协议是支持路由选择的标准网络
协议
TCP/IP协议
? TCP/IP是目前被广泛应用的通信协议
? 几乎所有的厂商和操作系统都支持它
? TCP/IP协议也是 Internet的基础协议
以太网版本 2的帧结构
? 以太网的每个数据帧
? 帧头、数据和帧尾组成
? 数据帧的大小在 64~1518字节范围内
? 数据帧头由 7字节的前导字段,1字节的帧标
志字段,6字节的目的 MAC地址,6字节的源
MAC地址和 2字节的类型字段组成
以太网版本 2的帧格式
前导字段
7字节
帧起始标志
1字节
目的 MAC地址
6字节
源 MAC地址
6字节
类型字段
2字节
数据
46~1500字节
帧校验序列
4字节
IEEE 802.3以太网帧结构
? IEEE 802.3帧的结构与标准以太网帧结构
相似
? 它们的不同之处在于标准以太网中的类型
字段在 IEEE 802.3中由长度字段取代了
IEEE 802.3数据帧
前导字段
7字节
帧起始标志
1字节
目的 MAC地址
6字节
源 MAC地址
6字节
长度字段
2字节
数据
46~1500字节
帧校验序列
4字节
以太网介质访问控制
? 以太网传输使用的是共享介质广播技术，
只有目的地址与数据包中的地址相一致的
设备才会接收并处理该数据包
? 使用带有冲突检测的载波侦听多路访问
（ CSMA/CD）技术来控制对物理介质的
访问
冲突
CSMA/CD
? 关键在于当以太网中发生冲突时，计算机节点
在重发数据之前需要等待一个随机的时间间隔
? 一般情况下，两个节点等待的随机时间不会一
样
? 因此两个节点再次发生冲突的可能性较小
? 避免了各个节点不断地发生冲突
? 如果重发的数据帧仍然遇到冲突
? 那么延时时间间隔需要延长
以太网星状结构
? 星状网络结构中通常使用非屏蔽双绞线（ UTP）
作为网络的传输介质
? 集线器或交换机等设备作为网络的中心连接点
? 优点,
? 网络上所有的节点都直接与中心节点连接
? 节点之间可以方便的进行相互之间的通信
? 当一个节点出现故障不会影响其他节点的通信
? 缺点,
? 如果中心节点出现故障，则会导致整个网络的瘫痪
10BaseT以太网
? 10
? 表示传输速率为 10Mbps的网络
? Base
? 表示基带传输
? T
? 表示传输介质为双绞线，最大传输距离为 100
米
集线器组成的以太网星状结构
集线器与集线器的连接
? 使用上行端口连接两台集线器
? 使用普通端口连接两台集线器
使用上行端口连接两台集线器
? 集线器的上行端口与另外一台集线器的普
通端口连接，则使用直通线（ UTP）进行
连接
使用普通端口连接两台集线器
? 集线器没有上行端口，或者上行端口被占
用的情况下，使用交叉线（ UTP）来连接
集线器普通端口
10BaseT网络结构的 5-4-3规则
? 10BaseT的网络结构在组网时需要遵守 5-4-3
规则
? 5
? 源计算机与目的计算机间所经过的最大网段数为 5个
? 4
? 源计算机与目的计算机间使用集线器或中继器的最
大数目为 4个
? 3
? 源计算机与目的计算机间可连接的计算机的网段数
最多为 3个网段
冲突域
? 在共享式以太网中，连接在相同网络介质
上的设备如果同时发送数据，就会产生信
号冲突
? 在网络内部传输数据时发生冲突的这样一
个区域被称为冲突域
? 所有的共享介质环境都是冲突域
一个集线器的以太网冲突域
两个集线器级联构成一个冲突域
交换式以太网
? 交换式网络中数据帧可以用全双工方式在
各个节点之间进行传输
? 此时的 CSMA/CD规则就不起作用了
交换式以太网的数据传输
? 各个节点之间可以同时发送和接收数据
? 交换设备的每个端口都可以实现全双工的
功能，同时发送和接收数据
? 因此也不会产生冲突，极大的提高了网络
的通信容量
以太网交换
交换式以太网的全双工通信
? 全双工通信是两个站点可以同时发送和接
收数据，它的数据流是双向的传输的
交换式以太网的应用
? 交换式以太网通常使用工作组交换机连接
多个共享网段
? 提高不同工作组之间的数据传输性能
100BaseT以太网
? 100BaseTX
? 100BaseT4
? 100BaseFX
自动协商功能
? 自动协商功能可以在不同速率的网络设备
之间实现速度匹配
? 在支持全双工模式的设备之间实现全双工
通信
千兆以太网
? 千兆以太网所使用的传输介质主要为单模
光纤、多模光纤以及非屏蔽双绞线
? 主要的标准
? 1000BaseSX（短波长光纤）
? 1000BaseLX（长波长光纤）
? 1000BaseCX（短距离铜线）
? 1000Base-T（ 100米 4对 5类 UTP）
千兆以太网的连接
广播域
? 在局域网中还有一种广播帧
? 广播帧是目的 MAC地址为全,1”的特殊的
地址,可以使网络上所有设备都接收数
据
? 交换机在接收到有广播地址的广播帧时，
会将广播帧转发到交换机的所有端口上,
从而构成了一个广播域
以太网广播域
虚拟局域网
? 将不同物理位置的计算机划分在一个虚拟
局域网段中，从而组成虚拟的工作组
? 经过管理软件配置后，它们就如同连接在
同一线路上那样进行通信，而实际上它们
位于许多不同的局域网段
虚拟局域网的划分
? 基于交换机端口划分的 VLAN
? 基于 MAC地址划分的 VLAN
? 基于网络层划分的 VLAN
基于交换机端口划分 VLAN
? 把一个或多个交换机上的几个端口划分一
个逻辑组，每一组定义为一个虚拟局域网
基于 MAC地址划分 VLAN
? 按照 MAC地址把网络中的一些计算机划
分为一个逻辑子网
基于网络层划分 VLAN
? 基于网络层划分的虚拟局域网是指根据 IP、
IPX或 AppleTalk等协议类型，或特定的 IP
子网的逻辑分组
