计算机网络——局域网原理基本概念总结

1、交换式以太网的优点：
  （1）、交换式以太网可以工作在全双工模式下，实现无冲突的数据通信，提高了传统网络的数据传输速率。
  （2）、向下兼容共享式以太网，交换机端口能根据另一端主机或集线器等通信设备的速率自动调整自己的
  工作状态与之兼容，因此降低网络的升级成本。
  （3）、交换式以太网数据传输时不会发生冲突，网络性能也就不会因为通信量和用户数的增加而降低。


2、（1）、以太网争用期：以太网中端到端的传播时延2t称为以太网争用期（或称为冲突窗口）。
   （2）、信号从主机A到主机B的传播时延t=主机A和主机B之间的距离/信号在电缆中的传播速度


3、阶段二进制指数退避算法：
  （1）、以太网使用阶段二进制指数退避算法来解决碰撞后何时重传的问题。
  （2）、基本思想：
      [1].确定基本退避时间，一般定为2t，也就是一个争用期的时间，以太网的争用期定为51.2纳秒。
      [2].定义一个参数k，k为重传次数，k=Min[重传次数，10]，也就是当重传次数不超过十次，则k
      等于重传次数，当重传次数超过10次，k就始终等于10。然后从离散型整数集合{0,1,2……，(2^k-1)}中，
      随机取出一个数记做R。那么重传所需要的退避时间T等于R倍的基本退避时间，即T=RX2t。
      [3].重传不是无休止地进行，当重传16次都不成功时就丢弃该帧，放弃发送并报告给上层协议。
3、载波监听多路访问/冲突检测（CSMA/CD）：
   （1）、逻辑上属于总线拓扑结构的广播式网络，是传统以太网的标准介质访问控制协议。
   （2）、基本思想：
          先听后发。
  边发边听，碰撞停止。
  退避重传，碰撞过多放弃发送。
4、载波监听多路访问（CSMA）三种类型：
  （1）、非坚持CSMA:如果检测到总线上有数据信号，则等待一个随机时间，再去重新检测总线。
  （2）、1-坚持CSMA:如果检测到总线上有数据信号，则继续检测，直达检测到空闲，就发送数据。
  （3）、P-坚持CSMA:如果检测到总线上是空闲的，则以P的概率发送，而以1-P的概率延迟一个时间单位发送。
5、网桥的工作原理和特点：
  （1）、网桥的工作原理：
     网桥在相同或相似的网络之间存储和转发帧，提供链路上的协议转换，实现网络之间的透明通信。
     网桥的内存中维护一张转发表，记录主机物理地址与网桥端口的关系。
  （2）、网桥的特点：
  [1]、网桥工作在数据链路层的MAC子层，以帧为数据处理单位。
  [2]、网桥不更改接收帧的数据字段内容和格式，每一要传输的帧只是简单地从一个网络中复制出来，并
  原封不动地传送到另一局域网上，因此他要求两个局域网LLC层及以上层次要使用同样的协议。
  [3]、网桥每个端口对应一个冲突域，用网桥将局域网分隔为多个网段，能有效减少冲突域，增减吞吐量。
  [4]、网桥只适用于主机数不太多和通信量不太大的以太网。
6.vlan的划分方式和优点：
  （1）、vlan的划分方法：
  [1].基于端口划分（常用）：就是明确指定各交换机端口属于哪个vlan的设定方法。
  [2].基于MAC地址划分：通过查询并记录端口所连接计算机上网卡的MAC地址来决定端口的所属。
  [3].基于子网的vlan：通过所连接计算机的IP地址来决定端口所属的vlan。
  [4].基于网络层以上的协议乃至应用程序的类型划分vlan:
  （2）、划分vlan的重要意义：
  [1]、将以太网分割成多个广播域，防止广播风暴。
  [2]、便于网络用户管理，提高网络安全性。


7.局域网的特点：
  地理范围较小。
  数据传输速率较高。
  数据误码率低
  一般以pc为主
8.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


9.局域网信道的分配使用技术
  无线： 固定分配，需要分配，适用分配
  有线：探寻访问，随机访问


10.局域网介质访问控制方法
   [1].介质访问控制方法：是指控制多个结点利用公共传输介质发送和接收数据的方法。
   [2].共享式局域网在设计介质访问控制方法需要解决的问题：
       a.局域网中结点的寻址问题，即结点在局域网中应有唯一的物理地址
       b.数据收发时的冲突问题，即是否会发生冲突
       c.可靠性问题，即针对不同的拓扑结构特性提高介质访问控制方法的可靠性。
   [3].传统的以太网常用的介质访问控制方法：
      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


11.冲突域：冲突域是指能够发发生冲突的网段。
           是基于物理层的，是物理信号发生冲突时覆盖的网络范围。
   广播域：广播域是指网络中一个广播帧在网络上传播的范围。
           是基于数据链路层的 


12.冲突窗口：
   冲突窗口在时间上的含义就是以太网上的某个主机从检测到信道空闲后发送数据到
   监听到冲突到的最长时间。


13.以太网的最小帧长
   以太网的2t=51.2纳秒
   最小帧长Lmin = 10Mbps x 51.2 纳秒 = 512 bit，即64字节
   除去14个字节的帧头和4个字节的帧尾CRC校验码，可得出帧的数据部分至少需要46个字节
   若不足46个字节，则使用填充字段PAD以达到最短的长度。


14.帧长L，数据发送速率C，帧的发送时延T=L/C，争用期2t，以太网中共N个站，每个站发送帧的概率p
   参数a=t/T,时延带宽积=tC，即参数a=tC/L,
   以太网的极限信道利用率Smax=T/(T+t)=1/1+a


15.交换机
   交换机是工作在OSI模型中的数据链路层的网络通信设备，可以看出是一个多端口的网桥。
   交换机和网桥都是根据帧头部的MAC地址进行端口转发，交换机的每一个端口都可以连接一个局域网，
   每个端口都是也给冲突域（冲突域就是能够发生冲突的网段，基于物理层）。
16.交换机按分层结构模式可分为接入层交换机，汇聚层交换机，核心层交换机。
17.交换机的交换方式
   存储转发方式
   直通交换方式
   无碎片转发方式：超过64字节的帧称为无效帧，交换机将会丢弃该帧。
18.交换机的组成：
   端口模块、存储模块、交换控制模块、交换模块


19.虚拟局域网（VLAN）
      虚拟局域网技术就是使用网络协议软件在逻辑上对网络中的主机进行分组的方法。
      VLAN技术由以太网交换机实现，通常在数据链路层的MAC子层实现，主机的逻辑分组
  与主机的物理位置无关，对主机来说是“透明的”（即计算机的网卡及其协议不能识别VLAN标签）。


20.无线局域网的介质访问控制方式
  载波监听多路访问/冲突避免（CSMA/CA），和CSMA/CD方法类似，也要求任何节点在访问链路之前
  都必须采用载波监听多路访问（CSMA）方法进行载波检测，只有链路空闲才允许访问，以实现介质共享。