第1章 局域网技术基础

　　本章主要内容

　　局域网体系结构与标准

　　局域网的拓扑结构

　　局域网的传输媒体

　　局域网的互连

　　1.1 概 述

　　1.1.1 局域网的普及

　　一个微机系统应用于学校、办公楼、工厂、企业等场合，这些系统互连起来，实现系统之间交换数据和共享昂贵的的资源。

　　（1）主要包括与其它用户交换报文、共同访问公共文件和数据资源；

　　（2）实现硬件资源的共享，例如共享大容量存储器和高性能激光打印机等。

　　1.1.2 局域网的定义

　　在一个小区范围内，将分散的微机系统互连起来，实现资源的共享合同型，便构成了局域网（LAN）。几点说明：

　　（1）局域网终端设备：又称为数据通信设备。主要包括：微机、服务器、终端、外围设备、传感 器（如温度、湿度、安全报警传感器等），数字电话、数字电视发送和接收机以及传真机等。

　　当然不是所有的LAN都能配置上述设备。

　　（2）局域网的地理覆盖一般可达几十公里范围；

　　（3）局域网在传输媒体上的数据传输速率为10Mbps、100Mbps及1000Mbps.

　　1.1.3 局域网的技术要素

　　体系结构与标准

　　传输媒体

　　拓扑结构

　　数据编码

　　媒体访问控制 MAC

　　逻辑链路控制 LAC

　　1.2 局域网体系结构与标准

　　1.2.1 局域网参考模型

　　LAN参考模型是以IEEE802（国际电工电子工程师协会）标准的工作文件为基础，并且采用参考模型来分析这一问题。

　　1.局域网存在的四个特征

　　（1）它用带地址的帧来传送数据；

　　（2）不存在中间交换，所以不要求路由选择。

　　（3）数据传输各层的对应内容：

　　第一层： 物理层，比特传输；

　　第二层： 数据连路层，组成帧，并进行一定的控制，主要包括：寻址、排序、流量控制、差错控制等。

　　第三层： 网络层，完成路由选择。

　　（4）层二和层三的区别

　　层二是通过单个链路完成其功能，层三是通过数个链路完成的。

　　2.域网体系结构

　　3.局域网数据的传递（二层和三层）

　　（1）最上层接收来自所连接的站的发送信息；

　　（2）通过服务访问点（SAP）向下层交换信息，SAP是相邻层的逻辑接口；

　　（3）发送时将数据组装带有地址的差错检测字段的帧；

　　（4）接收时拆卸帧，完成地址识别和差错检测；

　　（5）管理链路上的通信。

　　4.物理层的主要功能

　　（1）信号的编码和译码；

　　（2）前导码的生成和除去（前导码用于帧同步）；

　　（3）比特的发送和接收。

　　1.2.2 局域网媒体访问控制

　　1.么是MAC？

　　所有局域网均由共享该网络传输能力的多个设备组成。需要有某些方法控制对传输媒体的访问，以便两个特定的设备在需要时可以交换数据。

　　2.体访问技术中的“方法”

　　“方法”分为两种，指控制是在集中方式下还是在分布方式下来实现。

　　（1）集中方式：

　　某个控制器被指定拥有访问网络的控制权，此时，希望发送的某个站必须等待，直到他收到该控制器的准许，该站才允许发送。

　　（2）分布方式：

　　由各个站集体地完成媒体访问控制功能，动态地确定站的发送顺序。

　　（3）集中方式方案的优点和缺点：

　　优点a.可提供诸如优先权、保证带宽，具有较大的控制访问能力。

　　b.允许每个站有尽可能简单的逻辑；

　　c.避免了协调问题。

　　缺点：a.会出现影响全网的单点故障；

　　b.会发生瓶颈作用，时效率降低。

　　分布方式方案的优点和缺点：正好与集中式相反。

　　3.访问控制技术的分类

　　主要按同步和异步进行划分。

　　（1）同步技术：

　　每个连接均被分配一个专用规定的传输容量。这种方式在局域网中不是最佳的，因为每个站发送数据是随机的。

　　（2）异步技术：

　　根据各站的发送情况分配传输容量，异步技术可进一步划分为：循环、预约、竞争三种情况。

　　1.异步技术三种方法

　　（1）循环：

　　给每个站轮流发送的机会，在此机会里，某站可以谢绝发送，或发送一定限度的信息。此限度为每个站每次发送的最大数据量或最大时间量来表示。

　　（2）预约：

　　对于平稳流式的业务，预约技术是相当合适的。即将媒体（介质）上的时间划分为许多时隙，当某站需要发送信息时，提前预约时隙。

　　（3）竞争：

　　对于突发式业务，竞争技术通常是合适的，各个站采取简单的竞争方式进行竞争发送数据。常用的方式为循环和竞争方式。

　　1.2.3 局域网数据链路控制LLC

　　1.LAN的LLC与传统链路层的区别：

　　（1）它必须支持链路的多路访问特性；

　　（2）它可利用MAC子层来实现链路访问中的某些功能；

　　（3）它必须提供某些属于三层的功能。

　　2.LLC的主要功能：

　　（1）端到端的差错控制功能；

　　（2）端到端的流量控制功能；

　　（3）完成无连接服务功能；

　　（4）完成面向连接服务功能；

　　（5）能进行复用，即多个不同的端点的数据在同一信道上传输。

　　3.服务访问点（SAP）

　　SAP在每层中有若干个点，分别用SAP1、SAP2……SAPn表示，每个SAP属于某站，但它又在LLC层有若干个SAP，每个SAP均由一个自己的地址，例如A点LLC层的SAP，可简单表示为：（A，1），如下图。下面来看各站的SAP之间是如何通信的。

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