计算机网络-9
从此节开始学习一系列的科普性知识，只需关注重点内容。
3.6.1 局域网基本概念和体系结构
局域网
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。
- 特点1：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。
- 特点2：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）。
- 特点3：通信延迟时间短，误码率低，可靠性较高。
- 特点4：各站为平等关系，共享传输信道。
- 特点5：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，传输介质与介质访问控制方法。
局域网网络拓扑
星型拓扑
中心节点是控制中心，任意两个节点间的通信最多只需两步，传输速度快，并且网络构形简单、建网容易、便于控制和管理。但这种网络系统，网络可靠性低，网络共享能力差，有单点故障问题。
总线型拓扑(比较好)
网络可靠性高、网络节点间响应速度快、共享资源能力强、设备投入量少成本低、安装使用方便，当某个工作站节点出现故障时，对整个网络系统影响小。
环形拓扑
系统中通信设备和线路比较节省。有单点故障问题；由于环路是封闭的，所以不便于扩充，系统响应延时长，且信息传输效率相对较低。
树形拓扑
易于拓展，易于隔离故障也容易有单点故障。
局域网传输介质
局域网分为：
有线局域网
常用介质：双绞线、同轴电缆、光纤
无线局域网
常用介质：电磁波
局域网介质访问控制
- CSMA/CD
常用于总线型局域网，也用于树型网络
令牌总线
常用于总线型局域网，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接口地址大小排列形成个逻辑环。只有令牌持有者才能控制总线，才有发送信息的权力
令牌环
用于环形局域网，如令牌环网
物理拓扑和逻辑拓扑不一定一样，物理拓扑受现实制约，逻辑拓扑受通信思想制约。
局域网分类
以大网
以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准以太网（10Mbps）、快速以太网（100Mbps）、千兆以太网（100Mbps）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
物理上釆用了星形拓扑结构，逻辑上是环形拓扑结构。已是“明日黄花”。
FDDI网（Fiber Distributed Data Interface）
物理上釆用了双环拓扑结构，逻辑上是环形拓扑结构。
ATM网（Asynchronous Tramsfer 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（Wirelless Local Area network；WLAN）
采用IEE802.11标准。
IEE 802标准
IEEE802系列标准是IEE802 LAN/MAN标准委员会制定的局域网、城域网技术标准（1980年2月成立）。其中最广泛使用的有以太网、令牌环、无线局域网等。这一系列标准中的每一个子标准都由委员会中的一个专门工作组负责。
需要记忆的为：
- IEEE802.3：以太网介质访问控制协议（CSMA/CD）及物理层技术规范。
- IEEE802.5：令牌环网（Token-Ring）的介质访问控制协议及物理层技术规范。
- IEEE802.8：光纤技术咨询组，提供有关光纤联网的技术咨询
- lEEE802.11：无线局域网（WLAN）的介质访问控制协议及物理层技术规范。
MAC子层和LLC子层
IEEE 802标准所描述的局域网参考模型只对应OSI参考模型的数据链路层和物理层，它将数据链路层划分为逻辑链路层LLC子层和介质访问控制MAC子层。
LLC子层：
LLC负责识别网络层协议，然后对它们进行封装。LLC报头告诉数据链路层一旦帧被接收到时，应当对数据包做何处理。为网络层提供服务：无确认无连接、面向连接、有确认无连接、高速传送。
MAC子层：
MAC子层的主要功能包括数据帧的封装/卸装，帧的寻址和识别，帧的接收与发送，链路的管理，帧的差错控制等。MAC子层的存在屏蔽了不同物理链路种类的差异性。
小结
3.6.2 以太网
概述
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。以太网络使用 CSMA/CD（载波监听多路访问及冲突检测）技术。
以太网在局域网各种技术中占统治性地位：
- 造价低廉（以太网网卡不到100块）。
- 它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。
以太网的俩个标准
- DIX Ethernet V2：第一个局域网产品（以太网）规约。
IEEE802.3：IEEE802委员会802.3工作组制定的第一个IEEE的以太网标准。（帧格式有一丢丢改动）
以太网也叫802.3局域网
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，接收方不向发送方进行确认，差错帧直接丢弃，差错纠正由高层负责。
以太网只实现无差错接收，不实现可靠传输。以太网主要负责数据链路层和物理层。
以太网传输介质与拓扑结构发展
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。
10BASE-T以太网
BASE对应基带信号，T对应双绞线，10对应传输速率
10BASE-T是传送基带信号的双绞线以太网，T表示采用双绞线，现10 BASE-T采用的是无屏蔽双绞线（UTP），传输速率是10Mb/s。
物理上采用星型拓扑，逻辑上总线型，每段双绞线最长100m。
采用曼彻斯特编码。
采用CSMA/CD介质访问控制。
“集线器是指将多条以太网双绞线或光纤集合连接在同一段物理介质下的设备，其作用是：对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。”
适配器和MAC地址
计算机与外界有线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
与IEEE 802.3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。
高速以太网
100BASE-T以太网
在双绞线上传送100Mb/s基带信号的星型拓扑以太网，仍使用IEE802.3的 CSMA/CD协议。
支持全双工和半双工，可在全双工方式下工作而无冲突。
吉比特以太网
在光纤或双绞线上传送1Gb/s信号。
支持全双工和半双工，可在全双工方式下工作而无冲突。
10吉比特
10吉比特以太网在光纤上传送10Gb/信号。
只支持全双工，无争用问题。
交换机（Switch）意为“开关”是一种用于电（光）信号转发的网络设备。它可以为接入交换机的任意两个网络节点提供独享的电信号通路。最常见的交换机是以太网交换机。其他常见的还有电话语音交换机、光纤交换机等
小结
