局域网技术

局部范围内的计算机网络

• 范围：几米至几公里，一个或相邻的建筑物内
• 特点： 覆盖范围小，传输速率高，误码率低
• 应用：多应用于单位内部网络建设

局域网的网络拓扑结构

• 总线型（最多）
• 星型
• 环形

局域网的体系结构

• 局域网是一种通信网络， 只涉及OSI模型中的数据链路层和物理层，不涉及高层的内容
• IEEE的802委员会将局域网分为两个子层：
  1. MAC子层：与接入到传输媒体有关的内容都放到MAC子层。主要解决多个节点如何使用共享介质的问题。
  2. LLC子层： 与媒体接入无关的部分都集中在LLC。其主要功能是数据链路的建立和释放、LLC帧的封装和拆卸、差错控制、提供与高层的接口等
• 物理地址
  在局域网中，硬件地址又成为物理地址，或MAC地址，是在数据链路层使用的地址。
  MAC地址共48比特，8字节。前三个字节代表生产厂商编号，后三个字节代表网卡的编号。
  08：00：20：0A：8C：6D

• 物理地址的使用
  数据链路层中数据是以数据帧为单位进行传输的。
  封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧，确定了帧的界线。
  数据帧首部中的原地址和目的地址就是用MAC地址来表示的

  
  image
  

  发送数据帧时，，帧首部写入目的主机的MAC地址；目的主机收到数据帧之后首先检查帧首部的目的地址，如果是发给自己的就接收数据帧，否则就丢弃

CSMA/CD协议

以太网需要解决的问题：

• 寻址问题：如何在广播式的网络完成一对一通信
  MAC地址
• 冲突问题：两台主机同时使用网络会发生冲突
  CSMA/CD

协议特点

1. 多路访问
   网络中的每个节点都能访问总线，通过总线发送数据
2. 载波侦听
   在发送数据之前，节点需要先侦听一下总线上是否有信号，如果检测到有数据信号，节点便等待到总线空闲；如果没有数据信号就将数据帧发送出去
3. 冲突检测
   在发送数据帧的同时还要继续监听总线，检测是否发生冲突，如果检测到冲突，就马上停止数据发送，等待一个随机的时间再次重发

• 争用期（解决不完整数据问题）
  从开始发送数据到检测到冲突这段时间是不确定的，他的最大值称为争用期。如果在争用期内没有检测到数据冲突，以后再也不会有冲突产生了
  在以太网中，争用期=2倍的总线长度/信号的传播速度
  若在10M的以太网中争用期是51.2us
• 最短帧长（解决数据不完整问题）
  对于10Mb/s以太网，在争用期内可以发送512bit，即64字节，若在发送数据时，前64字节没有发生冲突，则后续数据就不会发生冲突。
  以太网规定了最短有效帧长为64字节，凡长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧