计算机局域网

04-计算机网络与因特网 飞快学 242浏览

掌握局域网的特有术语Mac地址、帧,了解局域网的结构。

局域网的特点和组成

局域网的特点:1)为一个单位所拥有,地理范围有限(分布在一座办公大楼或某一大院中);2)使用专门铺设的传输介质;3)数据传输率高(10Mbps~10Gbps);4. 延迟时间短,可靠性较好(误码率10^-8 ~ 10^-11)。

局域网的组成:网络工作站、网络服务器、网络打印机、网卡、传输介质、网络互联设备等。

传输介质有双绞线、光缆、无线电波等。网络互联设备有交换机、集线器(HUB)、路由器等。

局域网的常用术语

局域网要求每台计算机将要传输的数据分成,而且每次只能传输 1 个帧。这样局域网上计算机就以时分多路复用方式共享传输介质。

MAC地址 局域网上每一个网卡,都有一个物理地址,称为:介质访问地址(MAC)。MAC地址全球唯一、互不相同,用于区分每一个网卡。所有的联网设备(工作站、服务器、网络打印机,都有网卡、因而都有MAC)。网络互联设备(如路由器)更是包含有多于一个网卡,因而有多个MAC。

以太网的MAC地址是:6个字节,48位。

不同类型的局域网的四个不同 MAC地址的格式不同,帧结构不同,网卡不同,访问控制的协议不同。

交换式以太网与共享式以太网,都属于以太网,因而:网卡可以互用,MAC格式与大小是相同的,帧结构也相同。

局域网网卡每次只能传输一个帧(一系列的0和1组成的二进制数据),而且不允许连续传输任意多的数据,目的是使网络上的计算机都能得到公平的数据传输的机会。

以太网帧格式

帧的结构:(以太网为例) 发送方MAC,接收方MAC,控制信息,真正的数据(有效载荷),CRC校验数据。

帧中要传输的真正的数据,称为有效载荷,长度在46字节到1500字节octets之间。

网卡

每一张网卡,都有全球唯一的物理地址MAC。计算机中安装有至少一张网卡,网卡通过介质(双绞线、光缆、无线电波)连接到网络上。CPU将网卡看成是输入/输出设备。

网卡目前几乎都已集成到芯片组中了,不再是扩充卡的方式插入到PCI总线接口中了。

局域网的分类

按介质分:有线与无线。按传输介质所使用的访问控制的方式分:以太网、FDDI、令牌网。按拓扑结构分:总线型、星型、环型、混合型。

目前最常用的局域网是以太网,采用基带传输。FDDI是光纤双环结构的网络(环型)。

第一种重要的以太网:共享式以太网

网络中所有的计算机都通过以太网卡连接到一条公用的传输线,称为总线。以HUB(集线器)为中心构成。HUB的功能是:把从一个端口接收到的帧以广播方式向其它所有的端口分发出去。

①总线型结构

②广播式方式发送帧与接收帧
③因为是广播方式,故:共享、同一时刻只能有一个网卡发送帧,其它网卡只能接收。否则会冲突。即:同一时刻,只能允许一对计算机之间进行通信。
④常用的网络设备是:集线器(HUB)。由于是共享方式,因此:若带宽是100Mbps,4个端口,则每一个端口带宽是100/4是25Mbps。
⑤由于同时只能有一对计算机间通信(这是由广播方式决定的),因此:若联网计算机数目较多且通信频繁时,网络性能急剧下降。
⑥由于⑤中的原因,HUB通常用于构建计算机数目很少的网络。如:一个网段。
⑦记住:由于是总线线、广播、共享方式,总线式以太网是采用CSMA/CD介质访问控制协议决定如何使用通信介质(如:双绞线)
理解:记住CSMA/CD的名称即可。在总线式以太网中,联网的网卡都想使用双绞线来传输帧。但双绞线只有一对,到底双绞线该给哪一个网卡使用?因此,必须要定出一个规定,这个规定就是:CSMA/CD。含义是:先听后发,边发边听,冲突检测。解释:若一个网卡想使用双绞线发送帧,则:先听一听双绞线中,有没有网卡正在使用它发送,若有,则等待,若没有则占用双绞线发送(这就是:先听后发的含义)。在发送帧的过程中,同时监听双绞线,有不有其它网卡出因为发现双绞线空闲了,也发帧,大而两个网卡冲突(这就是:边发边听的含义),若发生冲突,则等待一段时间,重新开始先听后发的过程(这就是:冲突检测的含义)

11)交换式以太网
交换式以太网是以_____交换机________为中心构建,交换机从一个端口接收到帧后,直接按____帧中的目的MAC____发送给指定的计算机。不再向其它无关的计算机发送帧。
①星型结构
②直接按帧中目标方MAC,将帧传送到目标网卡中。不再是广播方式。
③因此是:独占方式。同一时刻,允许许多对计算机之间,进行通信。
④常用的网络设备是:交换机。由于是独占方式,因此:若带宽是100Mbps,4个端口,则每一个端口带宽均是100Mbps。
⑤由于同时可以有多对计算机之间通信(这是由独占方式决定的),因此:通常用于联网计算机数目较多的网络。

12)千(万)兆以太网
在单位内部,按以太网交换机的___性能_____从高到低以___树____形方式将许多个小型以太网连接起来,构成单位—部门—工作组多层次的以太局域网。
网络服务器通过100Mbps或1Gbps传输线与核心交换机(中央交换机)直接连接,以发挥其最大潜力。
是非判断题:
1)千(万)兆以太网与交换式以太网一样,都是一种交换式以太网。(正确)
2)千(万)兆以太网的拓扑结构是星型结构(错误。是树型结构)
①核心交换机:用于一个企业网、一个校园网。至少1Gbps
②部门级交换机:用于一个企业(校园)中的一个部门。100Mbps
③工作组级交换机:用于一个部门中的工作组。10Mbps
④上述三种交换机,构成一个树型结构。树根是核心交换机。下一层是:部门级交换机,再下一级是:工作组级交换机。
记住:
①无论是共享式以太网,还是交换式以太网,其网卡的MAC格式都是相同的,只要将HUB改为交换机,就成为交换式以太网,而网卡不用更换。
②网卡分:10M、100M、1000M、10M/100M自适应(即:10M或100M均可,由当时的交换机或HUB的端口协商决定。如:若接在10M端口上,则10M/100M自适应按10M工作。若接在100M端口上,则10M/100M自适应按100M工作)

无线局域网(WLAN)

无线局域网(WLAN,Wireless LAN)以太网技术与无线通信技术的结合,像有线以太网一样工作,但使用的是无线介质(无线电波)。无线网采用的协议是:Wi-Fi,即802.11,有多个细分标准。

802.11b 传输速率最高11Mbps,802.11g传输速率最高54Mbps, 802.11n传输速率最高108Mbps,802.11ac通过5GHz频带进行通信,能够提供最少1Gbps带宽进行多站式无线局域网通信,或是最少500Mbps的单一连接传输带宽。

无线局域网需要使用:无线网卡、无线接入点。无线网卡有:11Mbps、54Mbps、108Mbps,采用PCI接口和USB接口。无线接入点,即AP(Access Point),是无线交换机或无线HUB。相当于移动通过中“基站”,而无线网卡相当于移动通信中的“手机”。

功能:将双绞线电信号转换成无线电发送出去、或接收无线信号转换成双绞线的电信号。还具有:数据加密、虚拟专网、防火墙等。

目前,不能完全脱离有线网络。只是有线网络的补充。

笔记本电脑贴有:Intel 的Centrino(迅驰)标记,表示:使用了Intel公司的低功耗CPU、相应芯片组和集成的无线网卡。

Ad hoc 无线自组网。不需要无线AP,是无线网卡以自组织、多跳移动通信方式构成,是无线对等局域网。具有:自动搜索、定位、恢复连接。用途:在军事上有广泛应用。

补充:蓝牙的特点是短距离、低速率、低成本。用于无线个人区域网络即:WPAN。802.15协议。目前广泛使用的是:蓝牙2.0+EDR标准。2.4GHz、1Mbps、10m范围内。不要与红外线相混淆,那是一种I/O接口,用于连接键盘、鼠标、打印机。