学习笔记-第3章 局域网基础

第三章局域网基础

分析：本章约12个选择题，3个填空题，约18分。

一、特点：

1．局域网覆盖有限的地理范围；

2．有较高的传输效率；

3．一般一个单位所有，比较便于建立、维护和扩展。

决定局域网与城域网特点的三要素是：网络拓扑，传输介质与介质访问控制方法。局域网从介质访问控制方法分为：共享介质局域网与交换式局域网。

二、局域网拓扑结构的类型与特点

1．在通信机制上局域网选择了与广域网不同的方式，从“存储转发”方式改变为“共享介质方式和“交换方式”。

2．局域网在网络拓扑上主要采用了总线型、环型、星型。在网络传输介质上主要采用双绞线、同轴电缆和光纤。

3．总线型拓扑结构的特点：

⑴所有的结点都通过网卡连接到一条公共传输介质上的总线上。

⑵总线通常采用双绞线或同轴电缆作为传输介质。

⑶所有结点都可以通过总线发送或接收数据，但是在同一个时期内只允许一个结点通过总线发送数据。

⑷当有两个结点同时发送信息时冲突。

⑸技术实现中，必须解决多个结点访问总线的介质访问控制（MAC）问题。

优点：结构简单，实现容易，易于扩展，可靠性较好。

*总线型局域网的介质访问控制方式采用的是“共享介质”方式。

*介质访问控制方法是指控制多个结点利用公共传输介质发送和接受数据的方法。

4．环型拓扑结构：

结点之间通过网卡利用点到点线路连接构成闭合的环形。环中的数据沿着一个方向绕环逐站传输。也要有MAC。

5．星型拓扑结构

⑴星型拓扑中存在中心结点，每个结点通过点与点之间的线路与中心结点连接，任何两结点之间的通信都要通过中心结点转接。

⑵普通的共享介质方式的局域网中不存在星型拓扑。但是以交换分机CBX为中心的局域网系统可以归为星型局域网拓扑结构。

三、局域网的传输介质类型与特点

1．同轴电缆——早期应用最多

2．双绞线——能提供100 Mbps与1 Gbps的数据传输速率。（局部范围中高速局域网）

3．光纤：（远距离传输）

4．无线信道：（有移动结点）

四、局域网介质访问控制方法

1．种类：

⑴带冲突检测的载波帧听多路访问（CSMA/CD）方法的总线型局域网。

⑵令牌总线（TOKEN BUS）方法的总线型局域网。

⑶令牌环（TOKEN RING）方法的环型局域网。

五、IEEE 802 参考模型

1、IEEE 802 参考模型

1980年2月，IEEE成立局域网标准委员会，专门从事局域网标准化工作，并制定了IEEE 802 标准。

这个标准对应于OSI参考模型的物理层和数据链路层，但它的数据链路层又划分为逻辑链路控制子层（LLC）和介质访问控制子层（MAC）。

2、IEEE 802 标准（三类）

（1）定义局域网体系结构、网络互连、以及网络管理与性能测试的IEEE 802.1标准。

（2）定义逻辑链路控制（LLC）子层功能与服务的802.2标准。

（3）定义不同介质访问控制技术的相关标准。（曾多达16个，主要有4个，其中3个是无线局域网标准）

IEEE 802标准主要有一下四个：

a．802.3标准：定义CSMA/CD总线介质访问控制子层与物理层标准。

b.802.11标准：定义无线局域网访问控制子层与物理层标准。

c.802．15标准：定义近距离无线个人局域网访问控制子层与物理层的标准。

d.802.16标准：定义宽带无线局域网访问控制子层与物理层的标准。

一、以太网的发展

见教材（了解）

二、以太网帧结构与工作流程分析

1、以太网数据发送流程分析（见附录流程图1）

（1）载波侦听过程

（2）冲突检测方法

（3）发现冲突、停止发送

（4）随即延迟重发

2、以太网帧结构

（1）前导码与帧前定界符字段

（2）目的地址字段

（3）源地址字段

（4）类型字段——值为0x0800时，表示网络层使用IP协议；值为0x8137时，表示网络层使用Net Ware的IXP协议

（5）数据字段

（6）帧校验字段（FCS）——采用32位循环冗余校验（CRC）。校验范围是：

目的地址、源地址、长度、LLC数据等字段。

3、以太网接收流程的分析（见附录流程图2）

三、以太网的实现方法（见附录示意图1）

A、从实现的角度来看——构成以太网网络连接的设备包括网卡、收发器和收发

器电缆。

B、从功能的角度来看——包括发送与接收信号的收发器、曼彻斯特编码与解码

器、以太网数据链路控制、帧装配及主机的接口。

C、从层次的角度来看——这些功能覆盖了IEEE 802.3标准的MAC子层与物理

层。

四、以太网物理地址的基本概念

局域网通过为网卡分配一个硬件地址来标识一个联网计算机或其他设备。硬件地址固化在网卡EPROM里，局域网的MAC层是由硬件来处理的，因此叫物理地址或硬件地址。典型的以太网物理地址长度是48位（六个字节），12位的十六进制、48位的二进制。IEEE注册管理委员会（RAC）为厂商分配前3B保证每一个Ethernet网卡在全球唯一。

一、高速局域网的研究方法

1．对局域网的改革方法：

⑴将以太网传输速率从10 Mpbs提高到100 Mpbs，甚至1Gpbs、10Gpbs。

⑵将大型局域网划分成多个用网桥或路由器互联的子网。

⑶将共享介质方式改变为交换方式。

一、交换式局域网

交换式局域网从根本上改变了“共享介质”的工作方式，它可以通过以太网交换机支持交换机端口结点之间的多个并发连接，实现多结点之间数据的并发传输。1．交换式局域网是在多个交换机的接口之间建立并发连接的网络，核心部件是局域网交换机，典型的局域网为交换式以太网，它的核心部件是以太网交换机。

二、局域网交换机的工作原理

1. 端口/MAC地址映射表

交换机是利用“端口/MAC地址映射表”进行数据交换的，因此该表的建立和维护十分重要。

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号。2．交换机的帧转发方式

交换机可以分为3类：

⑴直通交换方式：只要接收帧并检测到目的地址，就立即将该帧转发出去，而不