局域网基本工作原理

Posted 2020-09-30 csguo

局域网并不同于外界通讯使用的TCP/IP协议体系，它是一种建立在传统以太网（Ethernet）结构上的网络分布，除了使用TCP/IP协议，它还涉及许多协议。

在局域网里，计算机要查找彼此并不是通过IP进行的，而是通过网卡MAC地址，它是一组在生产时就固化的唯一标识号，根据协议规范，当一台计算机要查找另一台计算机时，

它必须把目标计算机的IP通过ARP协议（地址解析协议）在物理网络中广播出去，“广播”是一种让任意一台计算机都能收到数据的数据发送方式，计算机收到数据后就会判断这条信息是不是发给自己的，如果是，就会返回应答，在这里，它会返回自身地址。

当源计算机收到有效的回应时，它就得知了目标计算机的MAC地址并把结果保存在系统的地址缓冲池里，下次传输数据时就不需要再次发送广播了，这个地址缓冲池会定时刷新重建，以免造成数据冗余现象。

实际上，共享协议规定局域网内的每台启用了文件及打印机共享服务的计算机在启动的时候必须主动向所处网段广播自己的IP和对应的MAC地址，然后由某台计算机（通常是局域网内某个工作组里第一台启动的计算机）承担接收并保存这些数据的角色，

这台计算机就被称为“浏览主控服务器”，它是工作组里极为重要的计算机，负责维护本工作组中的浏览列表及指定其他工作组的主控服务器列表，为本工作组的其他计算机和其他来访本工作组的计算机提供浏览服务，它的标识是含有\ \_MSBROWSE_名字段。

这就是我们能在网络邻居看到其他计算机的来由，它实际上是一个浏览列表，用户可以使用“nbtstat -r”来查看在浏览主控服务器上声明了自己的NetBios名称列表。

浏览列表记录了整个局域网内开启的计算机的资源描述，当我们要访问另一台计算机的共享资源时，系统实际上是通过发送广播查询浏览主控服务器，然后由浏览主控服务器提供的浏览列表来“发现”目标计算机的共享资源的。

但是仅知道彼此的地址还不够，计算机之间必须建立一条连接的数据链路才能正常工作，这就需要另一个基本协议来进行了。

NetBIOS（网络基本输入输出系统）协议是IBM开发的用于给局域网提供网络以及其他特殊功能的命令集，几乎每个局域网都必须在这种协议上面进行工作，NetBIOS相当于 Intranet上的TCP/IP协议。

而后推出的NetBEUI协议（NetBIOS用户扩展接口协议）则是对前者进行了功能扩充，这几个协议都是组成局域网的基本必备，最后，为了建立连接，局域网还需要TCP/IP协议。

【定义】
    
为了完整地给出LAN的定义，必须使用两种方式：一种是功能性定义，另一种是技术性定义。

前一种将LAN定义为一组台式计算机和其他设备，在物理地址上彼此相隔不远，以允许用户相互通信和共享诸如打印机和存储设备之类的计算资源的方式互连在一起的系统。这种定义适用于办公环境下的LAN、工厂和研究机构中使用的LAN。

就LAN的技术性定义而言，它定义为由特定类型的传输媒体（如电缆、光缆和无线媒体）和网络适配器（亦称为网卡）互连在一起的计算机，并受网络操作系统监控的网络系统。

功能性和技术性定义之间的差别是很明显的，功能性定义强调的是外界行为和服务；技术性定义强调的则是构成LAN所需的物质基础和构成的方法。

局域网（LAN）的名字本身就隐含了这种网络地理范围的局域性。由于较小的地理范围的局限性，LAN通常要比广域网（WAN）具有高得多的传输速率。

例如，LAN的传输速率为10Mb/s，FDDI的传输速率为100Mb/s，而WAN的主干线速率国内仅为64kbps或2.048Mbps，最终用户的上限速率通常为14.4kbps。

LAN的拓扑结构常用的是总线型和环行，这是由于有限地理范围决定的，这两种结构很少在广域网环境下使用。LAN还有诸如高可靠性、易扩缩和易于管理及安全等多种特性。局域网一般为一个部门或单位所有，建网、维护以及扩展等较容易，系统灵活性高。其主要特点是：
    覆盖的地理范围较小，只在一个相对独立的局部范围内联，如一座或集中的建筑群内。
    使用专门铺设的传输介质进行联网，数据传输速率高（10Mb/s～10Gb/s）
    通信延迟时间短，可靠性较高
    局域网可以支持多种传输介质

局域网的类型很多，若按网络使用的传输介质分类，可分为有线网和无线网；

若按网络拓扑结构分类，可分为总线型、星型、环型、树型、混合型等；

若按传输介质所使用的访问控制方法分类，又可分为以太网、令牌环网、FDDI网和无线局域网等。

其中，以太网是当前应用最普遍的局域网技术。