第三章 局域网基本原理

局域网技术主要对应于OSI参考模型的物理层和数据链路层，即TCP/IP模型的网络接口层。

局域网的物理层规定了向局域网提供服务的设备、线缆和接口的物理电气特性、机械特性、连接标等。常见的此类标准有：

用于10BASE5的同轴粗缆和收发器（transceiver）；

用于10BASE2的同轴细缆和BNC接头；

用于10BASE-T、100BASE-TX和1000BASE-T的双绞线和RJ-45接头；

用于各种以太网传输的光纤；

用于WLAN的无线电波。

IEEE将局域网的数据链路层划分为LLC何MAC两个子层。上面的LLC子层实现数据链路层与硬件无关的能，比如流量控制，差错恢复等；较低的MAC层提供LLC和物理层之间的接口。不同局域网MAC层不同，LLC层相同。

数据链路层的主要功能之一是封装和标识上层数据，在局域网中这个功能由LLC子层实现。IEEE802.2定义了LLC子层，为802系列标准公用。

数据链路层的另一个主要功能是适应种类多样的传输介质，并且在任何一种特定的介质上处理信道的占用、站点的标识和寻址问题。

在局域网中这个功能由MAC子层实现。由于MAC子层不同的物理层介质而不同，它分别由多个标准分别定义。例如802.3定义了以太网的MAC子层，802.4定义了令牌总线网的MAC子层，而802.5定义了令牌环网的MAC子层。此外，MAC层还负责对入站数据帧进行完整性校验。

主要局域网技术

常见的局域网技术包括以太网（Ethernet）、令牌环（Token Ring）、FDDI(Fiber Distributed Data Interface，光纤分布式数据接口)

以太网标准和IEEE802.3标准的主要区别是：以太网标准只描述了使用

50欧姆同轴电缆、数据传输速率为10Mbps的总线局域网，而且以太网标准包括ISO数据链路层和物理层的全部内容；IEEE802.3标准描述了运行在各种介质上的、数据传输率从1Mbps~10Mbps的所有采用CSMA/CD协议的局域网，而且IEEE802.3标准只定义了ISO参考模型中的数据链路层的MAC子层和物理层，而数据链路层的LLC子层由IEEE802.2描述。

以太网技术基础

以太网单播和广播

以太网流控

IEEE802.3还规定了在全双工环境中用PAUSE操作流量控制的方法。在全双工环境中，当接收方来不及处理数据时，可以向保留组播地址0180.c200.0001发送64字节PAUSE帧，告诉发送方暂停发送。

在半双工以太网上则利用背压式（back pressure）方法进行流量控制。当接收方来不及处理数据时，可以向线路上发送一个电压信号，使得发送方暂时躲避，从而允许接收方去处理积聚在其缓冲区中的数据。

现代以太网技术

光纤用于数据传输有以下几个优点：

带宽高：

距离远：

可靠性高：

安全性好：

频带较宽：

多模光纤（multi-mode fiber）采用较粗的纤芯，以发光二极管作为光源。入射光线利用全反射原理在光纤内传递。由于其入射光线的角度分散，局域网技术主要对应于OSI参考模型的物理层和数据链路层，即TCP/IP模型的网络接口层。

局域网的物理层规定了向局域网提供服务的设备、线缆和接口的物理电气特性、机械特性、连接标准等。常见的此类标准有：

用于10BASE5的同轴粗缆和收发器（transceiver）；

用于10BASE2的同轴细缆和BNC接头；

用于10BASE-T、100BASE-TX和1000BASE-T的双绞线和RJ-45接头；

用于各种以太网传输的光纤；

用于WLAN的无线电波。

IEEE将局域网的数据链路层划分为LLC何MAC两个子层。上面的LLC子层实现数据链路层与硬件无关的功能，比如流量控制，差错恢复等；较低的MAC层提供LLC和物理层之间的接口。不同局域网MAC层不同，LLC层相同。

数据链路层的主要功能之一是封装和标识上层数据，在局域网中这个功能由LLC子层实现。IEEE802.2定义了LLC子层，为802系列标准公用。

数据链路层的另一个主要功能是适应种类多样的传输介质，并且在任何一种特定的介质上处理信道的占用、站点的标识和寻址问题。

在局域网中这个功能由MAC子层实现。由于MAC子层不同的物理层介质而不同，它分别由多个标准分别定义。例如802.3定义了以太网的MAC子层，802.4定义了令牌总线网的MAC子层，而802.5定义了令牌环网的MAC子层。此外，MAC层还负责对入站数据帧进行完整性校验。

主要局域网技术

常见的局域网技术包括以太网（Ethernet）、令牌环（Token Ring）、FDDI(Fiber Distributed Data Interface，光纤分布式数据接口)

以太网标准和IEEE802.3标准的主要区别是：以太网标准只描述了使用50欧姆同轴电缆、数据传输速率为10Mbps的总线局域网，而且以太网标准包括ISO数据链路层和物理层的全部内容；IEEE802.3标准描述了运行在各种介质上的、数据传输率从1Mbps~10Mbps的所有采用CSMA/CD协议的局域网，而且IEEE802.3标准只定义了ISO参考模型中的数据链路层的MAC子层和物理层，而数据链路层的LLC子层由IEEE802.2描述。

以太网技术基础

以太网单播和广播

以太网流控

IEEE802.3还规定了在全双工环境中用PAUSE操作流量控制的方法。在全双工环境中，当接收方来不及处理数据时，可以向保留组播地址0180.c200.0001发送64字节PAUSE帧，告诉发送方暂停发送。

在半双工以太网上则利用背压式（back pressure）方法进行流量控制。当接收方来不及处理数据时，可以向线路上发送一个电压信号，使得发送方暂时躲避，从而允许接收方去处理积聚在其缓冲区中的数据。

现代以太网技术

光纤用于数据传输有以下几个优点：

带宽高：

距离远：

可靠性高：

安全性好：

频带较宽：

多模光纤（multi-mode fiber）采用较粗的纤芯，以发光二极管作为光源。入射光线利用全反射原理在光纤内传递。由于其入射光线的角度分散，经过长距离传输时光脉冲峰谷会逐渐模糊，而造成失真，因此适用于近距离，距离通常在千米以内。但其光纤和光源制造工艺要求低，成本也低。

单模光纤（single-mode fiber）纤芯直径通常为微米级，等于光波的波长，此时光线可以沿光纤直接前进，而不会产生多次全反射，因此失真小，传输距离远，可达数十千米。但单模光纤要求光源发送单一波长的激光，并且对光纤的制造工艺要求较高，因此成本也比较高。

常用光纤连接器

快速以太网和千兆以太网