全面解析计算机网络：从局域网基础到以太网交换机！！！

一、局域网的基本概念和体系结构

特点:

1. 覆盖较小的地理范围
2. 较低的时延和误码率
3. 局域网内的各节点之间以“帧"为单位进行传输
4. 支持单播、广播、多播

• 单播(一对一发送帧)：如 A->B
• 广播(一对全部发送帧)：如 A->B+C+D+E+F+G
• 多播(一对部分发送帧)：如 A->B+D+E

有线局域网

以太网(802.3)：

物理层采用曼彻斯特编码 是从 1980 开始商用的

早期同轴电缆以太网特点：

• 总线形拓扑结构
• 同轴电缆(可用中继器连接多个同轴电缆网段)
• CSMA/CD 协议

80 年代后期双绞线以太网特点：

• 物理上星形，逻辑上总线形
• 双绞线(用集线器连接)
• CSMA/CD 协议

1994 年交换机以太网特点：

• 物理上、逻辑上都是星形
• 双绞线(用交换机连接)
• CSMA/CD 协议或 NULL

半双工模式下，采用 CSMA/CD 争抢信道

全双工模式下，不用争抢信道，也就不需要使用 CSMA/CD 协议

90 年代后期光纤以太网特点：

(用于扩大以太网覆盖范围）

• 点对点(用于中继器/集线器/交换机之间的传输，也就是说通常不会直接连接终端节点）
• 光纤
• NULL(用两条光纤实现全双工通信)

令牌环网

特点：

• 环形
• 同轴电缆或双绞线
• 令牌传递协议

无线局域网

WIFI(802.11)

特点：

• IEEE 802.11 定义为星形(1个AP+N 台移动设备)
• 无线(Wireless)
• CSMA/CA 协议

硬件架构

网络适配器(又名:网络接口卡、网卡)要点：

• 负责把帧发送到局域网
• 注:关于“将 IP 数据报(IP 分组)封装成帧”，有些系统由主机实现，有些系统由网络适配器负责。
• 负责从局域网接收帧。

如果收到正确帧，就用“中断”通知 CPU;

如果收到异常帧，就直接丢弃

1. 需要根据接入的局域网类型，按照标准实现数据链路层+物理层功能
2. 需要完成数据的串/并行转换
3. 需要支持帧缓冲

网络适配器的厂商可以找IEEE 公司花钱申请 MAC 地址段

IEEE 公司会给出高 24bit 作为厂商号，低 24bit 位厂商自由分配

网络适配器厂商就可以生产全球唯一的 MAC 地址给适配器

二、以太网与IEEE802.3

在IEEE 802的层次划分中 把数据链路层又分成了介质访问控制子层(MAC子层)和 逻辑链路控制子层(LLC 子层)

介质访问控制子层(MAC 子层)：

• 与访问传输介质有关的部分功能(如:组帧、差错检测、透明传输、介质访问控制等)

逻辑链路控制子层(LLC 子层)：

• LLC 子层的存在是为了兼容各种局域网技术(LLC 子层目前已名存实亡)，目前有线局域网已被 802.3 垄断，无线局域网技术已被 802.11 垄断
• 与访问传输介质无关的部分功能，由IEEE 802.2工作组(已解散)负责

IEEE 802.3 推出的以太网标准(物理层)

半双工 or 双工

同轴电缆	双绞线	光纤	集线器	交换机