局域网体系结构
IEEE802将数据链路层分成两个子层:MAC(媒体访问控制),LLC(逻辑链路控制)。
IEEE802参考模型结构
802.1:网络管理,流量测定,故障检测等功能
802.2:LLC子层功能
802.3开始,MAC子层的各个模块
802.6城域网
802.11无线局域网等
局域网的地址
48bit的MAC地址,保证全球唯一性,点分的16进制数。MAC地址是用来定义网络接口的标识,记录地址信息。
以太网
802.3采用CSMA/CD,称为以太网Ethernet,重载下性能差。
分类:10BASE 5,10BASE 2,10BASE T,10BASE F。
BASE表示采用基带传输,BASE前的数值表示基带的网络带宽,BASE后的字符标识所用的细节。
标准以太网(10BASE5)
传输媒体10mm粗缆,特性抗组50Ω,曼彻斯特编码,总线拓扑,10Mbps,单段最长500m。
中继器:Repeater,是在物理层上实现局域网互连的设备,负责联接各个电缆段,对信号进行放大和整形,驱动长线电缆连接。(543规则)
细缆以太网(10BASE2)
传输媒体细缆,特性抗组50Ω,曼彻斯特编码,总线拓扑,单段最长185m,网络跨距最大为185*5=925m。
10BASET
传输媒体双绞线UTP,RJ-45连接器,曼彻斯特编码,星型拓扑结构,单段最长100m,使用HUB互连,网络跨距500m。
星型拓扑以及级联:使用HUB连接多个主机。级联规则要求两台主机之间最多只能连接4个集线器。
快速以太网
100BASETX
传输介质五类UTP,传输速率100Mb/s,CSMA/CD,单段线路最长100m,使用HUB连接。系统中最多两个集线器,且距离不大于5米。
100BASEFX
传输介质光纤,传输速率100Mb/s,CSMA/CD,使用一对光纤
局域网的扩展
网桥
基本原理:可以连接多段不同的网络,网桥内部有MAC地址表,记录端口和主机的对应关系,可以依据这个信息来决定是否转发信息。
透明网桥:帧的转发策略(查看帧的地址DA/SA),相同网络数据交换,丢弃帧;不同网络数据交换,接收帧,转发。帧的转发规则(查看MAC地址表),DA在表内,按表的指定端口转发帧;DA不在表内,用扩散Flooding方式转发帧。
优点:过滤通信量;扩大物理范围;可以互连不同的物理层;提高了可靠性。
缺点:增加了传输延迟;没有流量控制功能,可能产生溢出;帧的处理耗费时间;只适合比较小的局域网,可能产生广播风暴。
局域网交换机
原理:也有MAC地址表,记录端口和主机对应关系。
主要特点:所有端口平时都不连通;当接入交换器的设备之间需要通信时,交换器能够同时连通许多对端口;每一对相互通信的设备都能像独占通信介质那样进行无冲突的数据传输;在双方通信完成后,将断开这种连接。
缓存策略:
Store&Forward:完全缓存后,进行转发,可以进行CRC校验,缓存所花费的延时较长。
Cut Through:仅仅缓存前6个字节,可以获取MAC地址,转发所花费的延时短,无法进行CRC检验,可能转发报文碎片(局域网中,小于64个字节)。
Fragment Free:缓冲区缓存前64个字节的数据。
千兆位以太网
1000BASECX
使用短距离屏蔽铜缆,最长距离25m,9芯D型连接器。
1000BASELX
传输媒体为光纤,长波激光光源(LWL),波长1270nm-1355nm,可以驱动单模或者多模光纤,SC型光纤连接器,与100BASEFX相同。
1000BASESX
传输媒体为光纤,短波激光光源(SWL),波长770nm-860nm,只支持多模光纤,SC型光纤连接器,与100BASEFX相同。
1000BASET
传输媒体为双绞线,IEEE802.3ab,RJ-45连接器,与100BASET,跨距100m,兼容其他双绞线连接方式。
帧扩展:把最小帧长度一直扩展到512字节,对于小于512字节的小帧,添加扩展位,对于大于等于512字节的帧,不需要扩展位。扩展位是既非“0”又非“1”的符号。
帧突发:帧扩展在大量短帧环境中容易造成带宽浪费。允许站点连续发送多个短帧,直到1500字节