局域网基本概念和体系结构

局域网（Local Area Network）:简称LAN，是指在某一区域内由多台计算机互联成的计算机组，使用广播信道。

  • 覆盖的地理范围较小，只在一个相对独立的局部范围内联，如一座或集中的建筑群内。
  • 使用专门铺设的传输介质（双绞线、同轴电缆）进行联网，数据传输速率高（10Mb/s～10Gb/s）。
  • 通信延迟时间短，误码率低、可靠性较高
  • 各站为平等关系，共享传输信道
  • 多采用分布式控制和广播式通信，能进行广播和组播。

决定局域网的主要要素为：网络拓扑、传输介质和介质访问控制方式

局域网拓扑结构

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局域网传播介质

有线局域网：双绞线，同轴电缆、光纤
无线局域网：电磁波

局域网介质访问控制方式

  • CSMA/CD：常用于总线型局域网，也用于树型网络
  • 令牌总线：常用总线型局域网，也用于树型网络，它是把总线型或树型网络中的各个工作站按一定顺序如按地址大小排列形成一个逻辑环。只有令牌持有者才能控制总线，才有发送信息的权利。
  • 令牌环：用于环形局域网，如令牌环网

局域网的分类

  • 以太网：以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准以太网（10Mbps）、千兆以太网（1000Mbps）和10G以太网，它们都符合IEEE802.3系列标准规范。逻辑拓扑总线型，物理拓扑是星型或拓展星型。使用CSMA/CD。
  • 令牌环网：物理上采用了星形拓扑结构，逻辑上是环形拓扑结构。已是明日黄花
  • FDDI网（Fiber Distributed Data Interface）物理上采用了双环拓扑结构，逻辑上是环形拓扑结构。
  • ATM网（Asynchronous Transfer Mode）较新型的单元交换技术，使用53字节固定长度的单元进行交换。
  • 无线局域网（Wireless Local Area Network;WLAN）：采用IEEE802.11标准

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以太网

以太网（Ethernet）指的是由Xerox公司创建并由Xerox、Intel和DEC公司联合开发的基带总线局域网规范，是当今现有局域网采用的最通用的通信协议标准。以太网使用CSMA/CD（载波监听多路访问以及冲突检测）技术。

以太网在局域网各种技术中占统治地位：

  • 造价低廉（以太网卡不到100块）；
  • 是应用最广泛的局域网技术；
  • 比令牌环网、ATM网便宜，简单
  • 满足网络速率要求：10Mb/s～10Gb/s

以太网两个标准

DIX Ethernet V2：第一个局域网产品（以太网）规约。
IEEE802.3:IEEE 802委员会工作组指定的第一个IEEE的以太网标准。（帧格式有一丢丢改动）

以太网提供无连接、不可靠的服务

无连接：发送方和接收方之间无“握手过程”。
不可靠：不对发送方的数据帧编号，接收方不想发送方进行确认，差错帧直接丢弃，差错纠正由高层负责。

以太网传输介质于拓扑结构的发展

使用集线器的以太网在逻辑上仍是一个总线网，各站共享逻辑上的总线，使用的还是CSMA/CD协议。

以太网拓扑：逻辑上总线型，物理上星型

适配器和MAC地址

计算机于外界局域网的连接是通过通信适配器的。

在局域网中，硬件地址又称为物理地址，或MAC地址【实际上是标识符】
MAC地址：每个适配器有一个全球唯一的48位二进制地址，前24位代表厂家（由IEEE规定），后24位厂家自己指定。常用6个十六进制数表示，如02-60-8c-e4-b1-21

以太网MAC帧

最常用的MAC帧是以太网V2的格式
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与IEEE802.3的区别：

  • 第三个字段是长度/类型
  • 当长度/类型字段值小于0x0600时，数据字段必须装入LLC子层

IEEE802.11无线局域网

IEEE 802.11是无线局域网通用的标准，它是由IEEE所定义的无线网络通信的标准
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802.11的帧头格式

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