数据链路层-第六节1：局域网基本概念和体系结构

Posted 2022-06-06 快乐江湖

文章目录

• 一：局域网基本概念
• 二：局域网拓扑结构
• 三：局域网传输介质
• 四：局域网介质控制方法
• 五：局域网分类
• 六：IEEE 802标准
• 七：MAC层和LLC层

一：局域网基本概念

局域网（Local Area Network、LAN）：是指在一个较小的地理范围内，将各种计算机、外部设备和数据库系统通过双绞线、同轴电缆等连接介质互相连接起来，组成资源和信息共享的计算机互联网络。有以下几个特点

• 覆盖地理范围较小，只在一个相对独立的局部范围内联
• 使用专门的传输介质（例如双绞线、同轴电缆）进行联网，数据传输速率高（10Mb/s~10Gb/s）
• 通信延迟时间短，误码率低，可靠性高
• 各站为平等关系，共享传输信道
• 多采用分布式控制和广播式通信，能进行广播和组播

决定局域网的主要要素有

• 网络拓扑
• 传输介质
• 介质访问控制方法

二：局域网拓扑结构

星形拓扑：中心节点是控制中心，任意两个节点间的通信最多只需两步

• 优点：传输速度快，并且网络构型简单、建网容易、便于控制和管理
• 缺点：但这种网络系统，网络可靠性低，网络共享能力差，有单点故障问题

总线形拓扑（常用）：网络可靠性高、网络节点间响应速度快、共享资源能力强、设备投入量少、成本低、安装使用方便，当某个工作站节点出现故障时，对整个网络系统影响小

环形拓扑：

• 优点：系统中通信设备和线路比较节省
• 缺点：有单点故障问题；由于环路是封闭的，所以不便于扩充，系统响应延时长，且信息传输效率相对较低

树形拓扑：

• 优点：易于拓展，易于隔离故障
• 缺点：有单点故障

三：局域网传输介质

有线局域网常用介质：

• 双绞线
• 同轴电缆
• 光纤

无线局域网常用介质：

• 电磁波

四：局域网介质控制方法

局域网介质控制方法有以下几种

• CSMA/CD：常用于总线型局域网，也用于树型网络
• 令牌总线：常用于总线型局域网，也用于树型网络（它是把总线型或树型网络中的各个工作站按一定 顺序如按接口地址大小排列形成一个逻辑环。只有令牌持有者才能控制总线，才有发送信息的权力）
• 令牌环：用于环形局域网，如令牌环网

五：局域网分类

局域网分为以下几类

• 以太网：以太网是应用最为广泛的局域网，包括标准以太网(10Mbps) 、快速以太网(100Mbps) 、千兆以太网(1000 Mbps)和10G以太网，它们都符合IEEE802.3系列标准规范。逻辑拓扑总线型，物理拓扑是星型或拓展星型。使用CSMA/CD
• 令牌环网：物理上采用了星形拓扑结构，逻辑上是环形拓扑结构
• FDDI网：物理上采用了双环拓扑结构，逻辑上是环形拓扑结构
• ATM网：较新型的单元交换技术，使用53字节固定长度的单元进行交换
• 无线局域网：采用IEEE 802.11标准

六：IEEE 802标准

IEEE 802：IEEE 802又称为LMSC（LAN /MAN Standards Committee， 局域网/城域网标准委员会），致力于研究局域网和城域网的物理层和MAC层中定义的服务和协议，对应OSI网络参考模型的最低两层（即物理层和数据链路层）

现有标准如下

七：MAC层和LLC层

IEEE802标准所描述的局域网参考模型只对应OSI参考模型的数据链路层与物理层，它将数据链路层划分为逻辑链路层LLC子层和介质访问控制MAC子层

• LLC子层：LLC负责识别网络层协议，然后对它们进行封装。LLC报头告诉数据链路层一旦帧被接收到时，应当对数据包做何处理。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
• MAC子层：MAC子层的主要功能包括数据帧的封装/卸装，帧的寻址和识别，帧的接收与发送，链路的管理，帧的差错控制等。MAC子层的存在屏蔽了不同物理链路种类的差异性