网规：第1章计算机网络原理-1.5局域网

1.5局域网（P73-95）

1、局域网基础知识

A：局域网定义

局域网为计算机局部区域网络（LAN）的简称。

IEEE标准中描述：局域网是一种为单一机构所拥有的专用计算机网络，其通信被限制在中等规模的地理范围，具有较高数据速率和较低的误码率，能有效实现多种设备之间互联、信息交换和资源共享。

B：局域网拓扑结构

主要有总线型（最早，已经被淘汰）、环型（基本上不再使用，但环形广域网还在广泛使用）、星型（是目前广泛使用的）

2、访问控制方式

A：访问控制方式的分类

访问控制方式：用于控制节点对介质的访问。按实现方式的不同，可以将访问控制方式分为以下三类：不加控制、集中控制、分布控制

B：令牌访问控制方式

原理、问题及对策。P75

C：CSMA/CD访问控制方式

原理、延迟时间的确定。P76

3、局域网协议

A：IEEE802LAN体系结构与协议

了解参阅P77页内容。

B：IEEE802.3协议

现在帧格式是直接封装IP包的格式。

FCS（帧校验和）按CRC-32生成4字节的CRC校验和。

原始的802.3物理层采用曼彻斯特编码，但802.3u采用4B/5B编码，802.3z采用8B/10B编码，802.3ae采用64B/66B编码。

4、高速局域网

 

A：100M以太网（IEEE802.3u）

100Base-T标准定义了介质无关接口（MII）。

有以下三种传输介质标准：

100Base-TX：2对5类UTP，最长100M，4B/5B，全双工。

100Base-T4：4对3类UTP，最长100M，8B/6T,半双工。

100Base-FX：两条光纤，最长415M，4B/5B-NRZI，全双工。

B：1G以太网（IEEE802.3z）

包括4种物理层标准：

1000Base-LX：光纤、星型、MMF半双工最长316M，全双工最长550M、SMF半双工最长316M，全双工最长5000M、8B/10B编码。

1000Base-SX：光纤、星型、62.5umMMF时半和全双工最长均275M、50umMMF半和全双工最长均为550M、8B/10B编码。

1000Base-CX：特殊的STP、星型、半双工最长25M、全双工最长50M、8B/10B

1000Base-T：4对5类UTP、星型、最长100M、RJ-45接口、PAM5编码方法（PAM5采用5种不同的信号电平编码来代替简单的二进制编码，可以达到很好的带宽利用。基本PAM5的10GBASE-T对布线带宽的需求是625MHz。）

C：10G以太网

主要物理层协议：

10000Base-ER：1550nm波长激光、10umSMF最长40KM、64B/66B编码

10000Base-EW：1550nm波长激光、10umSMF最长40KM、64B/66B编码

10000Base-LR：1310nm波长激光、10umSMF最长40KM、64B/66B编码

10000Base-L4：1310nm波长激光、62.5umMMF最长240M、50umMMF最长300M、10umSMF最长40KM、8B/10B编码

10000Base-SR：850nm波长激光、62.5umMMF最长35M、50umMMF最长300M、64B/66B编码

10000Base-SW：850nm波长激光、62.5umMMF最长35M、50umMMF最长300M、64B/66B编码

5、无线局域网

A：Wi-Fi（802.11b）无线局域网（90米）

无线传输介质按所采用的传输技术可以分为三类：红外线局域网、扩频局域网和OFDM（正交频分多路复用）局域网。

红外线局域网的数据传输有三种基本技术：定向光束红外传输、全方位红外传输、漫反向红外传输。红外线波长850～950nm，数据传输速率为1Mbps或2Mbps。注意优缺点。

扩频无线局域网有两种数据传输技术：FHSS、DSSS

OFDM无线局域网将无线信号分成多路正交的信号，合在一起传输。

由一个访问点AP和若干移动主机组成一个基本服务集BSS、多个BSS组成一个扩展服务集ESS。

WLAN的两种访问控制方式：点协调功能（PCF）、分布式协调功能（DCF，即CSMA/CA）。

B：蓝牙技术

蓝牙系统的基本单元是微微网（piconet）。每个微微网都包含一个主节点，最多7个活动的从节点，以及可以多达255个静观节点。

1.0标准规定主从节点之间的距离不超过10M、数据率为720Kbps。

2.0标准有望100M、10Mbps

WI-FI（802.11b）和WLAN的区别

6、虚拟局域网

A：VLAN的概念

是由一些LAN网段构成的与物理位置无关的逻辑组。主要标准是IEEE802.1Q。

B：VLAN的实现

VLAN是通过软件的方法，逻辑的而不是物理地将节点划分成一个个网段。

C：IEEE802.1Q/ISL VTP协议

在一个VTP环境里，一台交换机可以是以下三种不同的角色之一。可以是一台VTP服务器、一台VTP客户机、或者工作在透明模式。

7、冗余网关技术（HSRP、VRRP、GLBP）

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HSRP（Hot Standby Router Protocol）热备份路由器协议

 定义：热备份路由器协议（HSRP）的设计目标是支持特定情况下 IP 流量失败转移不会引起混乱、并允许主机使用单路由器，以及即使在实际第一跳路由器使用失败的情形下仍能维护路由器间的连通性。换句话说，当源主机不能动态知道第一跳路由器的 IP 地址时，HSRP 协议能够保护第一跳路由器不出故障。

工作原理：负责转发数据包的路由器称之为主动路由器（Active Router）。一旦主动路由器出现故障，HSRP 将激活备份路由器（Standby Routers）取代主动路由器。HSRP 协议提供了一种决定使用主动路由器还是备份路由器的机制，并指定一个虚拟的 IP 地址作为网络系统的缺省网关地址。如果主动路由器出现故障，备份路由器（Standby Routers）承接主动路由器的所有任务，并且不会导致主机连通中断现象。HSRP 运行在 UDP 上，采用端口号1985。路由器转发协议数据包的源地址使用的是实际 IP 地址，而并非虚拟地址，正是基于这一点，HSRP 路由器间能相互识别.

VRRP（Virtual Router Redundancy Protocol）虚拟路由器冗余协议

定义：虚拟路由器冗余协议（VRRP）是一种选择协议，它可以把一个虚拟路由器的责任动态分配到局域网上的 VRRP 路由器中的一台。控制虚拟路由器 IP 地址的 VRRP 路由器称为主路由器，它负责转发数据包到这些虚拟 IP 地址。一旦主路由器不可用，这种选择过程就提供了动态的故障转移机制，这就允许虚拟路由器的 IP 地址可以作为终端主机的默认第一跳路由器。使用 VRRP 的好处是有更高的默认路径的可用性而无需在每个终端主机上配置动态路由或路由发现协议。 VRRP 包封装在 IP 包中发送。

工作原理：虚拟交换机根据配置的优先级的大小选择主交换机，优先级最大的作为主交换机，状态为Master，若优先级相同（如果交换机没有配置优先级，就采用默认值100），则比较接口的主IP地址，主IP地址大的就成为主交换机，由它提供实际的路由服务。其他交换机作为备份交换机，随时监测主交换机的状态。当主交换机正常工作时，它会每隔一段时间发送一个VRRP组播报文，以通知组内的备份交换机，主交换机处于正常工作状态。如果组内的备份交换机长时间没有接收到来自主交换机，则将自己状态转换为Master。当组内有多台备份交换机，将有可能产生多个主交换机。这时每一个主交换机就会比较VRRP报文中的优先级和自己本地的优先级，如果本地的优先级小于VRRP中的优先级，则将自己的状态转换为Backup，否则保持自己的状态不变。通过这样一个过程，就会将优先级最大的交换机选成新的主交换机，完成VRRP的备份功能。

GLBP（Gateway Load Balancing Protocol）网关负载均衡协议

定义：GLBP是思科的专有协议。和HSRP、VRRP不同的是，GLBP不仅提供冗余网关，还在各网关之间提供负载均衡，而HSRP、VRRP都必须选定一个活动路由器，而备用路由器则处于闲置状态。和HSRP不同的是，GLBP可以绑定多个MAC地址到虚拟IP，从而允许客户端通过获得不同的虚拟MAC地址，通过不同的路由器转发数据，因为客户端利用的地址是解析到的虚拟的MAC地址，而网关地址仍使用相同的虚拟IP，从而不但实现了冗余还能够负载均衡。

8、以太网环保护技术（RPR）

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