局域网技术解析-优快云博客

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一些概念：

局域网的组成：网络服务器，网络工作站，网络适配器，传输介质和传输设备。
网络服务器：重要目的是实现资源共享，是用来管理系统中的共享设备，如打印机，文件系统，数据库，电子邮件，外围设备等。
网络工作站：指的是连接到计算机网络上供用户使用的前端端口，用户通过网络工作站来访问网络共享资源。
网络适配器：又称网络接口卡简称网卡插在pc机扩展凹槽上，是局域网系统中的通信控制器或通信处理机。
这两个口是双绞线接口(RJ45)接网线的

传输介质：主要是双绞线，同轴电缆，光纤及无线介质
双绞线

同轴电缆

光纤
网络设备：中继器，集线器，网桥，交换机，路由器。

局域网常见拓扑结构

局域网名称	传输介质	组网相关设备	逻辑结构	物理结构
传统以太网	同轴电缆	同轴电缆网卡	总线型	总线型
传统以太网	双绞线	网卡，集线器	总线型	星型
令牌环网	同轴电缆	干线耦合器	环型	环型
令牌环网	双绞线	网卡，环网集线器	环型	星型
令牌总线网	同轴电缆	同轴电缆网卡	环型	总线型
令牌总线网	双绞线	网卡，集线器	环型	星型

局域网介质访问控制方法：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。要解决以下几个问题
1 局域网结点寻址问题，即结点在局域网应有唯一的物理地址
2 数据接发时的冲突问题，即是否会发生冲突以及解决办法
3 可靠性问题，即针对不同拓扑结构特性提高介质访问控制方法的可靠性
常用的介质访问控制方法就是传统以太网使用的载波监听多路访问/冲突检测协议(CSMA/CD), 使用令牌的令牌总线网和令牌环网。

介质访问控制技术
CSMA/CD协议：只适用于逻辑上属于总线拓扑结构的广播式网络，在广播式信道的网络中，节点发送的帧在信道上以广播方式传输，连接在信道上的结点能随时检测和接收该帧。当结点检测到帧携带的目的地址与本地址一致时，就接收该帧并提交上层协议处理。
基本的思想： 1先听后发 2边发边听，碰撞停止 3退避重传，碰撞过多放弃发送。
令牌环网技术：环初始化后，令牌总是沿着物理单向逐站传输，如果结点有数据要发必须等待空闲令牌到达本站，并构造数据帧进行传输，数据帧在环上做广播传输，其他结点依次接收该帧与目的地址作比较，相匹配时接收该帧，不匹配时向下一个结点转发，数据帧遍历环后回到发送结点，又结点回收数据帧并对数据帧进行检查，判断发送是否成功，发送成功撤销该帧，并向下一个结点传输空闲令牌，若发送失败重新发送该帧。
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令牌总线技术：综合令牌传递方式和总线网络的优点，在物理总线结构中实现令牌传递控制，构成逻辑环路。
大概来讲就是：总线型，构成逻辑环，令牌沿着逻辑环网传递

以太网：以太网是一种计算机局域网技术。IEEE组织的IEEE 802.3标准制定了以太网的技术标准，它规定了包括物理层的连线、电子信号和介质访问层协议的内容。以太网是目前应用最普遍的局域网技术，取代了其他局域网技术如令牌环、FDDI和ARCNET。

以太网帧格式:
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octet = 8 bits

了解工作方式和作用
网络适配器：
一、网络适配器（网卡）的作用：
1、数据的封装与解封
发送时将上一层交下来的数据加上首部和尾部，成为以太网的帧。接收时将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层。
2、链路管理
主要是CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection ，带冲突检测的载波监听多路访问）协议的实现
3、编码与译码
即曼彻斯特编码与译码。
二、网络适配器（网卡）工作在数据链路层和物理层，在数据链路层负责CSMA/CD协议，在物理层负责将数据转化成0101数字信号。

集线器：
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集线器(Hub)。是工作于物理层的一种设备，用于简单的网络扩展，是接收单个信号再将其广播到多个端口的电子设备。工作在物理层，集线器类型包括：被动集线器、主动集线器智能集线器。

网桥：
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网桥工作在数据链路层，将两个LAN(局域网)连起来，根据MAC地址来转发帧，可以看作一个“低层的路由器”（路由器工作在网络层，根据网络地址如IP地址进行转发）。
扩展资料：
网桥能够识别数据链路层中的数据帧，并将这些数据帧临时存储于内存，再重新生成信号作为一个全新的数据帧转发给相连的另一个网段。由于能够对数据帧拆包、暂存、重新打包，网桥能够连接不同技术参数传输速率的数据链路，如连接10BASE-T与100BASE-TX。
网桥还能通过地址自学机制和过滤功能控制网络流量，具有OSI第2层网络交换机功能。由DEC在1980年代发明。其机制是网桥内部有一个数据库，最初没有数据。当网桥从一个网段收到一个数据帧，就会在数据库中登记（或者更新）数据帧的源地址属于这个网段，并检查数据包的目的地址。
如果目的地址在数据库中属于另外一个网段，则网桥向该网段转发该数据帧；如果目的地址在数据库中没有记录，则网桥向除了源地址所在之外的其他所有网段转发（flood）该数据帧。
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交换机：

交换机工作在数据链路层，也就是说交换机是一种二层设备，所有的交换机都组成一个广播域;
交换机采用端口MAC地址表进行信息转发，采用透明网桥工作原理:广播未知帧，转发已知帧，丢弃同端口帧；
交换机主要应用在局域网中，主要实现接入层及汇聚层实现端口接入及汇聚功能。
最底下的是集线器，第二层是交换机，最上面的是路由器(猫)

总结：
OSI七层结构分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层。集线器工作在物理层，交换机主要工作在数据链路层，但也有多层交换机。路由器工作在网络层。路由器与交换机的主要区别体现在以下几个方面：
1 工作层次不同最初的的交换机是工作在OSI／RM开放体系结构的数据链路层，也就是第二层，而路由器一开始就设计工作在OSI模型的网络层。由于交换机工作在OSI的第二层（数据链路层），所以它的工作原理比较简单，而路由器工作在OSI的第三层（网络层），可以得到更多的协议信息，路由器可以做出更加智能的转发决策。
2 数据转发所依据的对象不同交换机是利用物理地址或者说MAC地址来确定转发数据的目的地址。而路由器则是利用不同网络的ID号（即IP地址）来确定数据转发的地址。IP地址是在软件中实现的，描述的是设备所在的网络，有时这些第三层的地址也称为协议地址或者网络地址。MAC地址通常是硬件自带的，由网卡生产商来分配的，而且已经固化到了网卡中去，一般来说是不可更改的。而IP地址则通常由网络管理员或系统自动分配。
3 传统的交换机只能分割冲突域，不能分割广播域；而路由器可以分割广播域由交换机连接的网段仍属于同一个广播域，广播数据包会在交换机连接的所有网段上传播，在某些情况下会导致通信拥挤和安全漏洞。连接到路由器上的网段会被分配成不同的广播域，广播数据不会穿过路由器。虽然第三层以上交换机具有VLAN功能，也可以分割广播域，但是各子广播域之间是不能通信交流的，它们之间的交流仍然需要路由器。
4 路由器提供了防火墙的服务路由器仅仅转发特定地址的数据包，不传送不支持路由协议的数据包传送和未知目标网络数据包的传送，从而可以防止广播风暴。交换机一般用于LAN-WAN的连接，交换机归于网桥，是数据链路层的设备，有些交换机也可实现第三层的交换。路由器用于WAN-WAN之间的连接，可以解决异性网络之间转发分组，作用于网络层。他们只是从一条线路上接受输入分组，然后向另一条线路转发。这两条线路可能分属于不同的网络，并采用不同协议。

虚拟局域网：
虚拟局域网（VLAN）是一组逻辑上的设备和用户，这些设备和用户并不受物理位置的限制，可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来，相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样，由此得名虚拟局域网。VLAN是一种比较新的技术，工作在OSI参考模型的第2层和第3层，一个VLAN就是一个广播域，VLAN之间的通信是通过第3层的路由器来完成的。与传统的局域网技术相比较，VLAN技术更加灵活，它具有以下优点：网络设备的移动、添加和修改的管理开销减少；可以控制广播活动；可提高网络的安全性。 [1]
在计算机网络中，一个二层网络可以被划分为多个不同的广播域，一个广播域对应了一个特定的用户组，默认情况下这些不同的广播域是相互隔离的。不同的广播域之间想要通信，需要通过一个或多个路由器。这样的一个广播域就称为VLAN
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无线局域网：
指应用无线通信技术将计算机设备互联起来，构成可以互相通信和实现资源共享的网络体系。无线局域网本质的特点是不再使用通信电缆将计算机与网络连接起来，而是通过无线的方式连接，从而使网络的构建和终端的移动更加灵活。
它是相当便利的数据传输系统，它利用射频（Radio Frequency； RF）的技术，使用电磁波，取代旧式碍手碍脚的双绞铜线（Coaxial）所构成的局域网络，在空中进行通信连接，使得无线局域网络能利用简单的存取架构让用户透过它，达到“信息随身化、便利走天下”的理想境界。
需要设备：无线网卡、无线路由器。
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AP就是传统有线网络中的HUB，AP相当于一个连接有线网和无线网的桥梁，其主要作用是将各个无线网络客户端连接到一起，然后将无线网络接入以太网。
AC是指无线接入控制服务器，接入控制器(AC) 无线局域网接入控制设备，负责把来自不同AP的数据进行汇聚并接入Internet，同时完成AP设备的配置管理、无线用户的认证、管理及宽带访问、安全等控制功能。

1 数据链路层的三个基本问题(帧定界，透明传输和差错检测)为什么都必须加以解决？
帧定界使收方能从收到的比特流中准确地区分出一个帧的开始和结束在什么地方；
透明传输使得不管所传数据是什么样的比特组合，都应当能够在链路上传送，因此很重要；
差错控制主要包括差错检测和差错纠正，旨在降低传输的比特差错率，因此也必须解决。

2 如果在数据链路层不进行帧定界，会发生什么问题？
https://zhidao.baidu.com/question/51160773.html

3 简述停等协议的缺点和滑动窗口协议的概念？
https://wenku.baidu.com/view/4d85453090c69ec3d5bb756b.html

4 论述滑动窗口协议进行流量控制的工作原理