开发者学堂课程【计算机网络基础：局域网技术】学习笔记，与课程紧密联系，让用户快速学习知识。
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局域网技术
目录
一.局域网概念
二.物理地址
三．CSMA/CD 协议
一.局域网概念
（一）根据网络规模分类
1.广域网：覆盖范围大，传输距离远，传输率低，误码率高
2.城域网：覆盖范围介于局域网和广域网之间，几公里到几十公里
3.局域网:局部区域范围内的计算机网络
范围:几米至几公里，一个或相邻的建筑物内
特点:覆盖范围小，传输速率高，误码率低
应用:多用于单位内部网络建设
在网络使用过程中描述了五种拓扑结构，而在局域网的通信过程中，只使用其中三种：就是总线型（使用最多），星型 环型这三种网络拓扑结构。
局域网体系结构
局域网的网络通信本身是一种通信的网络，所以它只涉及了 OSI 参考模型中的数据链路层 物理层，它并不涉及高层次的网络。
IEE802 委员会将局域网分成两个子层，分别是 M AC 子层和 LLC 子层。
局域网体系结构 [-]阿里
局域网是一种通信网络，只涉及的OSI模型中的数据链路层和物理层，不涉及高层的内容
IEEE 的802委员会将局域网分为两个子层:
MAC 子层:与接入到传输媒体有关的内容都放在 MAC 子层。主要用来解决多个节点如何使用共享介质的问题
LLC 子层:与媒体接入无关的部分都集中在 LLC。其主要功能是数据链路的建立和释放、LLC 帧的封装和拆卸、差错控制、提供与高层的接口等
二.物理地址
1.MAC 地址
在局域网中，硬件地址又称为物理地址。统称为 MAC 地址，在数据链路层使用的地址是由48比特也就是二进制位所组成的。通常被分为六个字节。前三个字节代表的是生产厂商的编号，后三个字节代表的是网卡的编号
MAC 地址如下图所示，通常表示为12个16进制数，每两个16进制数之间用冒号隔开，08:00:20:0A:8C:6D就是一个MAC 地址
2.数据帧
1.数据链路层中数据是以数据帧(frame)为单位进行传输的。封装成帧就是在一段数据的前后分别添加首部和尾部，然后就构成了一个帧，确定了帧的界限
2.数据帧首部中的源地址和目的地址就是用 MAC 地址来表示的
3.发送数据帧时，帧首部写入目的主机的 MAC 地址
4.收到数据帧后，可能会有多台数据，判断当前数据帧首部中所包含的目的MAC地址跟自己的MAC地址是否一致，如果发现一致就收下，否则就丢。
三．CSMA/CD 协议
特点
1.目前局域网采用的最通用的通信协议标准是以太网(Ethernet)技术
2.最初的以太网是一个总线型的网络，任何一个主机发出的信号，都能被网络中其他所有的主机收到
3.以太网需要解决的问题
①寻址问题:如何在广播式的网络完成一对一通信(MAC 地址)
②.冲突问题:两台主机同时使用网络会发生冲突(CSMA/CD 协议)
以太网使用CSMA/CD协议来解决总线使用权的问题，处理网络中产生的冲突问题。
CSMA/CD协议本身叫做载波监听，多路访问，冲突检测
（一）.多路访问:网络中的每个节点，人人平等。都有权利去使用这个通信总线传输数据
（二）.载波侦听:每个节点在发送数据前，都要先“听”一下总线上是否有数据传输。如果检测到有数据信号，它就会停止传输数据。如果“听”到总线当前是空闲的，它就会利用总线去传输数据
（三）.冲突检测:在发送数据帧的同时，还需要继续监听总线，检测是否发生了冲突。如果检测到在传输数据包的时候发生了冲突，就马上停止数据包发送。
等待一个随机的时间后，再次重发
①.为什么需要“冲突检测”？
当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非真正是空闲的。
A 向 B 发出的信息，要经过一定的时间后才能传送到 B
B 若在 A 发送的信息到达B之前发送自己的帧(因为这时 B 的载波监听检测不到 A
所发送的信息)，则必然要在某个时间和 A 发送的帧发生碰撞
②.冲突带来的问题
1.碰撞的结果是两个帧都变得无用(冲突使得信号相互叠加，使得原来的信号被破坏)，而且这些无用的数据浪费了网络资源
2.节点在检测到冲突的时候，就马上停止数据发送。
但是之前已经发出的数据还是会被接收方收到，而且是不完整的数据。所以接收方需要知道是否曾经发生冲突，收到的数据是否完整
③.冲突问题的解决方法
1.争用期(解决不完整数据问题)
从开始发送数据，到检测到冲突，这段时间是不确定的，它的最大值称为争用期。如果在争用期内没有检测到冲突。以后也不会有冲突产生了
在以太网中，争用期=2倍总线长度/信号的传播速度
2.最短帧长(解决不完整数据问题)
以太网取51.2μs为争用期的长度。对于10Mb/s以太网，在争用期内可发送512bit，即64字节，以太网在发送数据时。若前64字节没有发生冲突，则后续的数据就不会发生冲突。(10Mb/s*51.2ps=512bit)。以太网规定了最短有效顿长为64字节。凡长度小于64字节的帧都是由于冲突而异常中止的无效帧
