第3章计算机局域网.docx

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第3章计算机局域网

第3章计算机局域网

3.1局域网概述

3.1.1局域网及其特点

3.1.2局域网体系结构

图3.1IEEE802参考模型与OSI参考模型的对比

3.1.3IEEE802标准

图3.2IEEE802系列标准间的关系

3.1.4LLC子层与MAC子层

图3.3LLCPDU与MAC帧的关系

图3.4MAC地址与SAP地址

1.逻辑链路控制LLC子层

图3.5LLC帧的格式

2.媒体访问控制MAC子层

3.2IEEE802.3局域网

3.2.1CSMA/CD协议

图3.6传播时延对载波监听的影响

3.2.2IEEE802.3局域网的组成

图3.7以太网的结构

图3.8用转发器扩展以太网的作用距离

图3.9集线器连接方法与示意图

3.2.3MAC子层

1.MAC帧的格式

图3.10MAC帧的两种格式

2.地址字段

图3.11EUI.48地址的两种记法

图3.12用网卡的硬件地址标识计算机和路由器

3.类型字段

4.MAC用户数据字段

5.FCS字段

6.前同步码与帧开始定界符

3.3交换式以太网与虚拟局域网

3.3.1交换式以太网

图3.13用以太网交换机扩展局域网

3.3.2虚拟局域网

图3.14以太网VLAN1、VLAN2和VLAN3的组成

3.4快速以太网

3.4.1100Base.T以太网

3.4.2千兆以太网

1.1000Base.X（IEEE802.3z标准）

2.1000Base.T（IEEE802.3ab标准）

图3.15在短MAC帧后加载波延伸

图3.16千兆以太网配置举例

3.4.3万兆以太网

3.5环状网络技术

3.5.1IEEE802.5令牌环网

1.令牌环网的组成与工作原理

图3.17干线耦合器

图3.18令牌环的工作原理

2.令牌环网的MAC子层

图3.19IEEE802.5的MAC帧

3.5.2IEEE802.4令牌总线网

图3.20令牌总线局域网

3.5.3光纤分布式数据接口FDDI

1.FDDI的主要特性

2.FDDI网络的组成

图3.21具有双环的FDDI

图3.22用集线器组成FDDI

3.物理层的4B/5B编码

图3.23FDDI的4B/5B编码举例

4.FDDI与IEEE802.5标准的主要差别

3.6无线局域网

3.6.1无线局域网的组成

1.有固定基础设施的无线局域网

图3.24IEEE802.11的基本服务集BSS和扩展服务集ESS

2.无固定基础设施的无线局域网

图3.25自组网络举例

3.6.2IEEE802.11标准的物理层

3.6.3IEEE802.11标准的MAC层

1.CSMA/CA协议的提出

图3.26无线局域网的问题

2.MAC层的结构

图3.27IEEE802.11的MAC层

3.冲突避免措施

图3.28CSMA/CA协议中的RTS和CTS帧

4.CSMA/CA协议的工作原理

图3.29CSMA/CA协议的工作原理

5.MAC帧的格式

图3.30IEEE802.11MAC的格式

习题

3.1什么是局域网？

局域网有哪些主要特点？

为什么说局域网是一个通信子网？

3.2局域网有哪几种拓扑结构？

为什么局域网采用广播通信方式，而广域网不采用呢？

3.3IEEE802局域网参考模型与OSI参考模型有何异同？

局域网为何设置媒体访问控制子层？

3.4何谓冲突？

在CSMA/CD中是如何解决冲突的？

在令牌环和令牌总线网中存在冲突吗？

为什么？

3.5DIX以太网和IEEE802.3以太网的帧格式有何异同之处？

局域网LLC帧格式和HDLC帧格式有何异同？

为什么？

3.6数据率为100Mbps的以太网在物理媒体上的码元传输速率是多少波特？

3.7试说明10Base.5、10Base.2、10Base.T、10Base.F、10BROAD36所代表的意思。

3.810Mbps以太网升级到100Mbps、1Gbps和10Gbps时，需要解决哪些技术问题？

为什么以太网在发展过程中能够淘汰竞争对手，并使自己的应用范围从局域网一直扩展到城域网和广域网？

3.9有16个站连接到以太网上，试计算以下3种情况下每一个站所能得到的带宽：

（1）16个站都连接到一个10Mbps以太网集线器；

（2）16个站都连接到一个100Mbps以太网集线器；

（3）16个站都连接到一个10Mbps以太网交换机。

3.10假设0.5km长的CSMA/CD网络的数据率为100Mbps。

若信号在网络上的传播速率为200000km/s，求能够使用此协议的最短帧长。

3.11有一个使用集线器的以太网，每个站到集线器的距离为25m或2500m，数据发送速率为10Mbps或10Gbps，帧长为1500字节，信号在线路上的传播速率为2×108m/s，试利用式（3.2）计算距离与数据发送率4种不同组合下的参数α的数值，并做简单讨论。

3.12为什么早期的以太网采用总线拓扑结构而不使用星状拓扑结构，而现在却改为采用星状拓扑结构？

3.13一个以太网上的通信量中的75%是在本局域网上进行的，其余25%的通信量是在本局域网和因特网之间进行的；另一个以太网的情况相反。

今有一个以太网集线器和一个以太网交换机，问以太网交换机应当用在哪一个网络上？

为什么？

3.14以太网使用的CSMA/CD协议与传统的时分复用TDM相比有何优缺点（从网络负载轻重、灵活性、效率等方面进行比较）？

3.15以太网交换机有什么特点？

它与集线器有何区别？

3.16简述令牌环网中数据帧的发送和接收过程。

令牌网中的优先级是怎样实现的？

3.17用以太网交换机怎样组成虚拟局域网？

3.18提高以太网的传输速率，采用了哪些措施？

3.19FDDI有哪些主要特点？

与以太网相比各有哪些优缺点？

与令牌环网相比有哪些相似之处与差异？

3.20无线局域网由哪几部分组成？

各部分的作用是什么？

3.21无线局域网的MAC协议有哪些特点？

为什么不使用CSMA/CD协议而使用CSMA/CA协议？

RTS帧和CTS帧各有什么作用？

3.22为什么在无线局域网上发送数据帧后要对方发回确认帧，而以太网就不需要对方发回确认帧？