3.6 局域网
3.6.1 局域网基本概念和体系结构
1、决定局域网的主要要素
网络拓扑
传输介质
介质访问控制方法
2、局域网拓扑结构
星型拓扑
便于搭建
单点故障
总线型拓扑
好
环形拓扑
不便于扩充、单点故障
树形拓扑
易于拓展
3、局域网传输介质
有线局域网
双绞线
同轴电缆
光纤
无线局域网
电磁波
4、局域网介质访问控制方法
CSMA/CD：用于总线型、树形局域网
令牌总线：用于总线型、树形局域网
将一条总线上的设备编成一个逻辑环，顺序使用总线资源
令牌环：用于环形局域网
5、局域网的分类
以太网
结构：逻辑拓扑为总线型，物理拓扑为星型或拓展星型
使用CSMA/CD
标准为IEEE 802.3标准
令牌环网：不用了
采用IEEE 802.5标准
FDDI：光纤分布式数字接口
逻辑拓扑为环形拓扑结构，物理拓扑为双环形拓扑结构
采用IEEE 802.8标准
WLAN：无线局域网
采用IEEE 802.11标准
3.6.2 以太网与IEEE 802.3标准
1、MAC子层和LLC子层
将数据链路层分为了两个子层
LLC子层：逻辑链路控制子层，为网络层提供服务
无确认无连接、 面向连接、带确认无连接
高速传送
差错控制
给帧加序号
MAC子层：介质访问控制子层
数据帧的封装/卸装
帧的寻址和识别
帧的接收与发送
竞争处理
比特差错检测
2、以太网概述
以太网的两个标准
DIX Ethernet V2
IEEE 802.3
以太网使用CSMA/CD技术，提供无连接、不可靠的连接服务。
以太网的传输介质和拓扑结构
传输介质发展历程：
粗同轴电缆
细同轴电缆
双绞线+集线器
拓扑结构：
逻辑上
总线型
物理上
星型
3、以太网MAC帧
前导码：不属于MAC帧，用于标识MAC开始
MAC帧
目的地址、源地址：均为MAC地址，用6个十六进制数表示的48位二进制数
类型：表示数据使用何种协议
数据：46~1500字节大小
46字节：以太网中的最小帧长为64B，64-(6+6+2+4)=46
1500字节：规定的最大帧长
FCS：CRC循环冗余校验使用
4、高速以太网
（1）100BASE-T以太网
传输介质：（屏蔽）双绞线
编码：曼彻斯特编码
拓扑结构
逻辑：总线型
物理：星型
介质访问控制：CSMA/CD
通信方式：全双工、半双工
传输速率：100Mb/s的信号
（2）吉比特以太网
传输介质：光纤、双绞线（5类线）
传输速率：1Gb/s
通信方式：全双工、半双工
（3）10吉比特以太网
传输介质：光纤
传输速率：10Gb/s
通信方式：全双工
5、以太网卡
网卡实现的功能主要位于物理层和数据链路层
每个网卡之间使用曼彻斯特机制来进行同步
以太网卡具有的独一无二的代码，称为介质访问控制(MAC)地址
3.6.3 IEEE 802.11与无线局域网
1、802.11 MAC帧头格式
RA：接收端所连接AP的MAC地址
TA：发送端所连接AP的MAC地址
DA：接收端的MAC地址
SA：发送端的MAC地址
不同的MAC帧头格式
IBSS
DA
SA
BSSID
-
0
0
To AP
AP的地址
源地址
目的地址
-
0
1
From AP
目的地址
AP的地址
源地址
-
1
0
WDS
下一条地址
上一跳地址
目的地址
源地址
1
1
2、IEEE 802.11标准
有固定基础设施的无线局域网
每台设备通过AP组成一个基本服务集（BSS）
AP之间通过主干分配系统（DS）相连接，构成扩展服务集（ESS）
无固定基础设施的无线局域网
设备之间自由组网，保持在一个网段内，没有AP等设备
3.6.4 VLAN
1、传统局域网的缺陷
缺乏流量隔离：广播流量会跨越整个机构网络（ARP、RIP、DHCP协议）
一个单位的不同部门共享一个局域网，对安全不利
2、VLAN
将局域网内的设备划分成与物理位置无关的逻辑组的技术
VLAN是通过软件的方式实现的，因此节点的位置不受物理位置的限制
每个VLAN是一个单独的广播域/不同的子网
实现
基于接口：交换机中除了转发表，还存在一张VLAN表，记录了各个端口号和它对应的VLAN号
基于MAC地址：VALN表中记录的是各个MAC地址和它对应的VLAN号
基于IP地址：可以进行跨路由器扩展
VLAN之间的通信：将帧上附加相应的VLAN标签
优点
有效的共享资源
优化管理
提高了安全性
3、IEEE 802.1Q帧
VLAN标记共4个字节
前两个字节表明这是一个IEEE802.1Q帧
之后4位无用
后12位是VLAN标识符VID
802.1Q帧是由交换机处理的，主机和交换机间交换的就是普通的MAC帧
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