【计算机网络】数据链路层 : 局域网基本概念 ( 局域网分类 | 拓扑结构 | 局域网特点 | 局域网传输介质 | 介质访问控制方法 | IEEE 802 | 链路层 LLC、MAC 控制子层 )

一、 局域网

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局域网 ( Local Area Network , LAN ) 概念 : 某一区域内 , 多台计算机互连组成的 计算机组 , 使用 广播信道 ;

• 信道类型 说明 : 与 广播信道 相对的是 点对点信道 ;

局域网 特点 :

① 地理范围 : 局域网覆盖范围小 , 只在一个相对独立的局部范围连接 , 如 一栋楼 , 一所学校 ;

② 速率高 : 局域网 使用 专门的 传输介质 , 如 双绞线 , 同轴电缆 , 进行联网 , 信道传输速率高 , 10Mb/s ~ 10Gb/s ;

③ 可靠性 : 延迟低 , 误码率低 , 可靠性高 ;

④ 站点关系 : 局域网中各个站点平等 , 共享传输信道 ;

⑤ 通信方式 : 局域网 多采用 分布式控制 , 广播式通信 , 可以进行 广播 , 组播 ;

局域网 的 主要因素 :

• 网络拓扑
• 传输介质
• 介质访问控制方法

二、 局域网 拓扑结构

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局域网 拓扑结构 : 推荐使用 总线型拓扑结构 ;

• 星型拓扑
• 总线型拓扑
• 环形拓扑
• 树形拓扑

星型拓扑 : 中间是集线器 ;

① 优点 : 任意两台主机之间通信 , 只需要两个步骤 ; 传输速度快 , 组网简单 ,控制管理简单 ;

② 缺点 : 星型拓扑 可靠性低 , 网络共享能力差 , 存在单点故障问题 ;

总线型拓扑 ( 推荐 ) 优点 : 网络可靠性高 , 节点响应速度快 , 共享资源能力强 , 设备投入量少 , 成本低 , 安装使用方便 ; 单个工作站点出现故障时 , 对整个网络没有影响 ; ( 全是优点 )

环形拓扑 :

① 优点 : 节省 通信设备 , 线路 ;

② 缺点 : 存在单点故障问题 ; 扩充难度大 , 系统响应延迟大 , 信息传输效率低 ;

树形拓扑 :

① 优点 : 拓展容易 , 易于隔离故障 ;

② 缺点 : 单点故障 ;

三、 局域网 传输介质

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局域网 传输介质 :

① 有线局域网 :

• 双绞线
• 同轴电缆
• 光纤

② 无线局域网

• 电磁波

四、 局域网 介质访问控制方法

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局域网 介质访问控制方法 :

① CSMA / CD : 载波监听多点接入 / 碰撞检测 协议 ;

• 网络类型 : 总线型局域网 , 树形网络 ;

② 令牌总线 :

• 应用网络类型 : 总线型局域网 , 树形网络 ;
• 物理拓扑结构 : 总线型 / 树型 拓扑结构 ;
• 逻辑拓扑结构 : 将 总线型 / 树型 网络 中各个主机 按照一定顺序 排列成 逻辑环 ;
• 工作机制 : 只有持有 令牌 的主机 , 才能控制总线 , 有发送数据的权利 ;

③ 令牌环 : 用于 环境拓扑结构 , 令牌环网 ;

五、 局域网 分类

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局域网 分类 :

① 以太网 : 最广泛的局域网 ;

• 类型 : 标准以太网 ( 10Mbps ) , 快速以太网 ( 100Mbps ) , 千兆以太网 ( 1000Mbps ) , 10G 以太网 ;

• 标准 : 符合 IEEE 802.3 标准规范 ;

• 物理拓扑 : 星型拓扑 , 或 拓展星型 拓扑

• 逻辑拓扑 : 总线型

• 介质访问控制方法 : CSMA / CD ;

② 令牌环网 : 一个节点挂了 , 整个网络瘫痪 , 已经淘汰 ;

• 物理拓扑 : 星型拓扑
• 逻辑拓扑 : 环形拓扑

③ FDDI 网 : Fiber Distribute Data Interface , 光纤分布式数据接口 ;

• 物理拓扑 : 双环拓扑结构
• 逻辑拓扑 : 环形拓扑结构

④ ATM 网 : Asynchronous Transfer Mode , 新型单元交换技术 , 使用 53 字节固定长度单元进行交换 ;

⑤ 无线局网 : Wireless Local Area Network , ALAN , 使用 IEEE 802.11 标准 ;

六、 IEEE 802 标准

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IEEE 802 标准 :

① IEEE 802.3 标准 : 以太网介质访问控制协议 ( CSMA/CD ) , 及 物理层技术规范 ;

② IEEE 802.5 标准 : 令牌环网 介质访问控制协议 , 及 物理层技术规范 ;

③ IEEE 802.8 标准 : 光纤技术咨询组 , 提供光纤联网技术咨询 ;

④ IEEE 802.11 标准 : 无线局域网 介质访问控制协议, 及 物理层技术规范 ;

六、 数据链路层 LLC、MAC 子层

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IEEE 802 标准中 , 将数据链路层划分为

• 逻辑链路层 LLC 子层
• 介质访问控制 MAC 子层

逻辑链路层 LLC 子层 :

① 功能 :

• 识别 网络层 协议 , 对网络层数据进行封装 ;
• LLC 报头 通知 数据链路层 , 收到帧后 , 如何处理数据包 ;

② LLC 子层为网络层 提供的服务 :

• 无确认无连接服务
• 面向连接服务
• 有确认无连接服务
• 高速传输服务

介质访问控制 MAC 子层 :

① 功能 :

• 数据帧 封装 / 卸装
• 帧的 寻址 识别
• 帧 的 发送 接收
• 链路管理
• 帧差错控制

② 意义 : MAC 子层 屏蔽了 不同物理链路的差异性 ;