2014年计算机四级计算机名师讲义：局域网技术_第3页

1. 高速局域网的发展
局域网的规模不断的扩大，网络通信负荷加重时，冲突和重发现象将大量发生，网络效率急剧下降，网络传输延迟增长，网络服务质量下降。
为了克服传统网络规模与性能之间的矛盾，高速局域网的解决方案：
1）提高带宽
2）将大型局域网划分成多个用网桥或路由器互联的子网
3）将共享介质方式改为交换方式
2. Fast Ethernet - 802.3u标准
有关传输介质的标准：
100BASE-TX：使用2对5类非屏蔽双绞线或2对1类非屏蔽双绞线，1对用于发送，1对用于接收；支持全双工。
100BASE-T4：使用4对3类非屏蔽双绞线，3对用于传输，一对用于检测，不支持全双工。
100BASE-FX：支持2芯的单模或多模光纤，传输距离大2km，支持全双工。
3. Gigabit Ethernet - 802.3z标准
有关传输介质的标准：
1000BASE-T：使用5类非屏蔽双绞线，长度可达100m。
1000BASE-CX：使用5类屏蔽双绞线，长度可达25m。
1000BASE-LX：使用波长1300nm的单模光纤，长度可达3000m。
1000BASE-SX：使用波长850nm的多模光纤，长度可达300~550m。
4. 10 Gigabit Ethernet - 802.3ae标准
主要特点：
与10/100/1Gbps以太网的帧格式相同。
保持802.3对以太网最小和最大帧长度的规定。
不再使用双绞线，而使用光纤作为传输介质。
只有全双工工作方式，传输距离不受冲突检测的限制。
物理层标准：
局域网物理层（LAN PHY）
广域网物理层（WAN PHY）
5. 40/100 Gigabit Ethernet
40Gbps网络使用波分复用技术；
100 Gigabit Ethernet物理接口类型：
10X10Gbps短距离互联的LAN接口技术；
4X25Gbps中短距离互联的LAN接口技术；
10m的铜缆接口和1m的系统背板互联技术。
【例】下列关于Fast Ethernet物理层标准的描述中，错误的是（　）
A． 100BASE-TX和100BASE-T4均采用全双工方式工作 B． 100BASE-T4使用3对双绞线传输数据，1对双绞线进行冲突检测 C． 100BASE-FX使用光纤传输数据 D． 100BASE-TX可以使用2对5类非屏蔽双绞线
答案：A
【例 】 100BASE-TX标准支持的传输介质是（　）
A． 单模光纤 B． 红外线 C． 同轴电缆 D． 双绞线
答案：D
【例】在对千兆以太网和快速以太网的共同特点的描述中，以下那种说法是错误的？ （　）
A．相同的数据帧格式 B．相同的物理层实现技术 C．相同的组网方法 D．相同的介质访问控制方法
答案：B
【例】 10Gbps Ethernet 采用的标准是IEEE （　）
802.3a
802.3ab
802.3ae
802.3u
答案：C

一）. 交换式局域网的基本结构
1．交换机的基本概念
典型的交换式局域网是交换式以太网，它的核心设备是以太网交换机。
“共享端口”→“专用端口”
端口之间可有多个并发连接 
【例】交换式局域网从根本上改变了“共享介质”的工作方式，它可以通过局域网交换机支持端口之间的多个并发连接。因此，交换式局域网可以增加网络带宽，改善局域网性能与（　）
A．服务质量 B．网络监控 C．存储管理 D．网络拓扑控制方法
答案：A
2．交换机的技术特点
低交换传输延迟
　从传输延迟时间的量级来看，局域网交换机延迟为几十μs，网桥为几百μs，路由器为几千μs。
高传输带宽
对于10Mbps的端口，半双工端口带宽为10Mbps，而全双工端口带宽为20Mbps；
对于100Mbps的端口，半双工端口带宽为100Mbps，而全双工端口带宽为200Mbps。
允许不同速率的端口共存
采用了自动侦测（Autosense）技术时，交换机端口可以同时支持10Mbps/100Mbps、全双工/半双工两种工作方式
支持虚拟局域网服务
二）. 局域网交换机的工作原理
1.交换机的工作原理
2. 端口号/MAC地址映射表
交换机利用“端口/MAC地址映射表”进行数据交换。
交换机的“地址学习”是通过读取帧的源地址并记录帧进入交换机的端口，如果端口与地址的对应关系不存在则加入映射表中，如果已经存在则更新表中对应关系。
每次更新或新加入的映射表表项，会被赋予一个计时器（生命），计时器到达时没有得到该表象的对应关系，则删除。
【例】 Ethernet 交换机是利用“端口/MAC 地址映射表”进行数据交换的。交换机实现动态建立和维护端口/MAC 地址映射表的方法是（　）
人工建立
地址学习
进程
轮询
答案：B
3. 交换机的帧转发方式
直接交换方式:
交换机只要接收一个帧并检测到目的地址，就立即转发该帧。
优点是交换延迟短；缺点是缺乏差错检测能力，不支持不同速率端口之间的帧转发。
存储转发交换方式：
交换机完整接收一个帧并进行差错检测，然后转发。
优点是具有差错检测能力，支持不同速率端口之间的帧转发，缺点是交换延迟增大。
3. 交换机的帧转发方式
改进的直接交换方式：
接收到一个帧的前64字节之后，检测帧头字段是否正确，如果正确则转发。这种方法对于短的 Ethernet帧，交换延迟与交接交换方式相近；对于长的的 Ethernet帧，由于他只检测帧的地址字段与控制字段，因此交换延迟将会减少。
【例】在直接交换方式中，局域网交换机只要接受并检测到目的地址字段，就立即将该帧转发出去，而不管这一帧数据是否出错。帧出错检测任务由以下哪种设备完成（　）
A．源主机 B．目的主机 C．中继器 D．集线器
答案：B
【例】当Ethernet 交换机采用改进的直接交换方式时，它接收到帧的前多少字节后开始转发？（　）
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答案：C