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LAN（局域網(wǎng)）是在一個有限區(qū)域內(nèi)由距離較近的計算機、服務器、網(wǎng)絡打印機、互連設備等相互連接而成的網(wǎng)絡。一個LAN的范圍可大可小，沒有固定的約束；可以是由兩臺PC相互連接的家用網(wǎng)絡，也可能是包含若干臺PC的小型商業(yè)網(wǎng)絡，更可能是幾百臺計算機構(gòu)成的大型企業(yè)的網(wǎng)絡。LAN

為計算機用戶提供了資源共享的設備訪問，如打印、文件交換、電子郵件交換等等。在這種環(huán)境中，LAN

定義了一系列的物理和鏈路層協(xié)議支持局域網(wǎng)網(wǎng)絡設備的順利運行。?

2007

Cisco

Systems,

Inc.

All

rights

reserved.ICND1

v1.0—1-2LAN:局域網(wǎng)計算機：網(wǎng)絡中的終端節(jié)點，負責發(fā)送和接收應用數(shù)據(jù)?；ヂ?lián)部件：負責把數(shù)據(jù)從網(wǎng)絡中的一端傳遞到另一端。它包括下列部件：1、網(wǎng)絡接口卡：把分組打包成LAN能傳遞的格式。2、網(wǎng)絡介質(zhì)：比如有線/無線介質(zhì)（同軸電纜、雙絞線、光纖），負責傳遞通信設備間的信號。網(wǎng)絡設備包括：1、HUB：物理層設備，為終端提供上網(wǎng)服務，目前已經(jīng)被交換機替代。2、以太交換機：鏈路層設備，同樣為終端提供接入上網(wǎng)。但能提供眾多智能化服務（比如：路由、安全、服務質(zhì)量、VLAN），性能優(yōu)越，價格適中；為LAN中的核心設備。3.路由器：也叫網(wǎng)關。把多個LAN網(wǎng)絡互聯(lián)到一起，為網(wǎng)絡層設備。協(xié)議：為LAN的數(shù)據(jù)通信提供一致的通信語言，只有符合共同協(xié)議的設備才能聽懂對方的意思，相互通信。它包括：以太協(xié)議、IP協(xié)議、ARP（地址解析協(xié)議）等。ICND1

v1.0—1-3LAN的組件––·–·

計算機PCs（個人電腦）Servers（服務器）互聯(lián)部件NICs（網(wǎng)絡接口卡）–Media（有線/無線介質(zhì)）––·

網(wǎng)絡設備Hubs（集線器）Switches（交換機）–Routers（路由器）·

協(xié)議–

Ethernet（以太協(xié)議）?2007CiscoSystems,Inc.–Allrightsreserved.IP（IP協(xié)議）LAN提供網(wǎng)絡用戶通信和資源共享的功能：1、數(shù)據(jù)和應用：當用戶通過網(wǎng)絡連接到一起時，他們能共享文件，甚至軟件應用程序。這使得數(shù)據(jù)更容易獲得，并促使協(xié)作化辦公成為可能。2、資源共享：可以共享輸入設備（如：掃描儀、照相機）；共享輸出設備（如：打印機）。3.提供到其他網(wǎng)絡的路徑：如果資源不在本地，可以通過網(wǎng)關，連接到其他遠程網(wǎng)絡資源；比如：訪問WEB。局域網(wǎng)的功能?2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-4數(shù)據(jù)和應用共享資源提供到其他網(wǎng)絡的通信路徑LAN可以適應各種不同大小范圍網(wǎng)絡的工作需求，它包括：1、SOHO（小型辦公室或家用辦公室）：SOHO典型的使用在較少的計算機和外設的環(huán)境。2.企業(yè)網(wǎng)絡：可能包含若干個地域上分離的LAN；由這些LAN把摟層或樓宇相互連接到一起；而每個LAN可能就包含上百臺計算機和外設。局域網(wǎng)的大小?2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-5上圖顯示了LAN協(xié)議是如何映射到OSI參考模型的。IEEE（電氣和電子工程師協(xié)會）把OSI的鏈路層分為兩個子層：1、邏輯鏈路控制（LLC）：鏈路層與網(wǎng)絡層之間的接口，提供到網(wǎng)絡層的訪問。2.介質(zhì)訪問控制（MAC）：提供向下到物理層的訪問。LLC子層：LLC子層位于網(wǎng)絡層和MAC子層之間，是上層和下一層的管理層，負責流量控制、同步等。LLC子層通過SSAP（源服務訪問點，SourceServiceAccessPoint）和DSAP（目的服務訪問點，DestinationServiceAccessPoint）負責底層協(xié)議與網(wǎng)絡層協(xié)議的通信。它通過幀類型字段識別三層協(xié)議，從而知道它為哪個三層協(xié)議提供服務，從而正確的把數(shù)據(jù)送往上層。它參與封裝/解封裝。MAC子層：MAC子層負責把物理層的“0”，“1”比特流組建成幀，并且通過幀尾部的CRC（CyclicRedundancyCheck，循環(huán)冗余校驗）子段進行錯誤檢測?？傊?，MAC子層定義了網(wǎng)絡對共享介質(zhì)的訪問。MAC地址就是在此層，它負責MAC地址表的建立，并動態(tài)維護。每個設備必須有唯一的MAC地址。IEEE的數(shù)據(jù)鏈路層標準是當今最為流行的LAN標準。這些標準統(tǒng)稱為IEEE802標準。802.1描述了基本的局域網(wǎng)需要解決的問題，例如802.1d描述了生成樹協(xié)議。802.2小組負責邏輯鏈路子層（LLC）標準的制定。802.3小組負責基于CSMA/CD訪問方式的局域網(wǎng)絡標準的制定，基于這種訪問方式的網(wǎng)絡的一個典型是Xerox公司發(fā)布的以太網(wǎng)標準。802.4小組負責令牌總線標準的制定。802.5小組負責令牌環(huán)網(wǎng)絡標準的制定，IBM的令牌環(huán)小組IEEE802.5小組建立的標準是基本相同的。目前，我國應用最為廣泛的LAN標準是基于IEEE802.3的以太網(wǎng)標準。在數(shù)據(jù)鏈路層常見的局域網(wǎng)設備有以太網(wǎng)交換機等。LAN標準?2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-6以太網(wǎng)是在1972年發(fā)明的，1979年XEROR、INTEL和DEC公司正式正式發(fā)布了DIX版本的以太網(wǎng)規(guī)范，1983年IEEE802.3標準正式發(fā)布。初期的以太網(wǎng)是基于同軸電纜的，到八十年代末期基于雙絞線的以太網(wǎng)完成了標準化工作，即我們常說的10BASE-T。CSMA/CD—載波偵聽多路訪問/沖突檢測，是一種在共享介質(zhì)條件下完成的多點通訊的有效手段，其基本規(guī)則如下：1、傳輸前偵聽：各站點不斷地監(jiān)視電纜段上的“載波”（電纜上的信號）；若介質(zhì)空閑，傳輸；否則，轉(zhuǎn)2）；2、如果電纜忙則等待：為了避免沖突，如果站點監(jiān)聽到電纜忙則必須等待。類似于電話會議，如果你聽到有人在說話，則你應一直等到那人講完才開始講話；一直監(jiān)聽到信道空閑，然后立即傳輸；3、傳輸并檢測沖突：若在傳輸中測得沖突（沖突由電纜上的信號來識別，既當電纜上的信號大于或等于由兩個或兩個以上的收發(fā)器同時傳輸所產(chǎn)生的信號時，則認為沖突產(chǎn)生），則發(fā)生沖突的站點將發(fā)出一個短小的“干擾（jamming）信號”，使得所有站點都知道發(fā)生了沖突并停止傳輸；4、如果沖突發(fā)生，重傳前等待：一旦檢測到干擾信號，將采取“回退算法”，等待一段隨機的時間（大約為1~10秒左右）后，再次試圖傳輸，回到1）重新開始。5.重傳或夭折：重傳的最大允許次數(shù)為15次。如果重傳的次數(shù)為N，則回退的時間可能為1，2，……，2N-1中的任意一個K乘以512比特時間，這樣不同站點選擇的回退時間很少相等，從而降低了兩個或多個站點重傳的幾率。若N>15，停止重傳。CSMA/CD:載波偵聽多路訪問及沖突檢測?2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-7在實際物理信道上傳輸?shù)闹皇请妷盒盘枺?0.85V或-0.85V）的序列，為了在沒有外部參考時鐘的情況下，接收方能夠正確定位比特的開始與結(jié)束，802.310Base采用可以自同步的信號編碼方法:Manchester（曼徹斯特）編碼或差分Manchester編碼。802.3幀的7個先導字節(jié)的Manchester編碼會產(chǎn)生10MHz，持續(xù)5.6微秒的方波，這個信號會使收發(fā)雙方的時鐘同步很容易，隨后的SFD（10101011）用來指示一幀的開始。在802.3MAC幀中，有兩個MAC地址字段:目的MAC地址和源MAC地址，都是6個字節(jié)。802.3幀中的Len字段指示了它所承載的LLC幀的長度，前面提到的DIX標準的MAC幀結(jié)構(gòu)和802.3的MAC幀結(jié)構(gòu)唯一區(qū)別就在于這個字段。在DIX標準中，這個字段叫做Type字段，用于指示MAC層的上層協(xié)議，這意味著DIX標準的MAC幀可以承載非IEEE802.2規(guī)定的LLC幀，而IEEE802.3只能承載IEEE802.2LLC幀。LLC數(shù)據(jù)后面的PAD字段用于填充幀以保證幀長度至少是64字節(jié)，規(guī)定最短幀長度的目的是為了保證在監(jiān)聽到?jīng)_突之前就已經(jīng)發(fā)送完數(shù)據(jù)的情形不可能發(fā)生。IEEE802.3MAC幀最后一個字段是校驗和字段，用于發(fā)現(xiàn)傳輸中發(fā)生的錯誤。802.3

幀1

6

6

22

or

3464到1518字節(jié)字節(jié)SOF:幀開始標志,101N01011DA:目的

MAC地址

SA:源MAC地址LEN:LLC幀長度DATA:數(shù)據(jù)字段PAD:填充字段CRC:校驗字段S

?

D?

S?

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LLC

控 ?

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P

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CA

A

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CA7PR

O

A

A

L

制信息PRE:E先導F字節(jié),7個10E101010

LLC幀?2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-8最初的ETHERNET_II型幀(早于IEEE802.3和802.2)沒有使用LLC；相反,在以太網(wǎng)報頭中使用TYPE字段來標識幀中承載的第三層協(xié)議。在IEEE802.2中,使用DSAP(目標服務訪問點)和SSAP(源服務訪問點)來識別終端的上層協(xié)議。Ethernet幀的使用Ethernet幀的大小為64~1518,路由器接口上的buffer大小默認值是1524Ethernet幀的大小為64~1518,路由器接口上的buffer大小默認值是1524?2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-9單播（Unicast）:幀從一臺主機發(fā)向另一個目標地址明確的主機。在單播通信中，只有一個發(fā)送者和一個接收者。單播通信是LAN和因特網(wǎng)主要的通信形式。廣播（Broadcast）:幀從一個地址發(fā)向所有所有其他地址。在這種情況下，只有一個發(fā)送者但信息被發(fā)送到所有連接的接收者。如果在LAN內(nèi)需要發(fā)送一個消息到所有設備，那么廣播就是基本的通信方式。組播（Multicast）:消息被送往一組設備或客戶。不像廣播通信，組播通信客戶必須是組播組的成員才能接收相關信息。局域網(wǎng)內(nèi)的通信?2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-10在目的地址中，地址的第1位表明該幀將要發(fā)送給單個站點還是一組站點。在源地址中，第1位必須為0。(因為一個幀是不會從一組站點發(fā)出的！)節(jié)點地址要唯一確定是至關重要的。在單播通信中，一個幀的目的地不能是模糊的。地址的唯一性可以是：局限于本網(wǎng)絡內(nèi)。保證地址在某個特定LAN中是唯一的，但不能保證在相互連接的LAN中是唯一的。全局唯一MAC地址以塊為單位進行分配，地址塊由IEEE管理。一個組織(一般是制造商)從IEEE獲得唯一的地址塊(稱為一個組織的唯一標識符，OrganizationallyUniqueIdentifier，OUI)，并可用該地址塊創(chuàng)建224(16777216)個設備。那么保證該地址塊中地址(最后3個字節(jié))的唯一性就是制造商的責任。地址中的第2位指示該地址是全局唯一還是局部唯一。除了個別情況，歷史上以太網(wǎng)一直使用全局唯一地址。1.MAC地址有48位,但它通常被表示為12位的點分十六進制數(shù)。2.MAC地址全球唯一,由IEEE對這些地址進行管理和分配。每個地址由兩部分組成,分別是供應商代碼和序列號。其中前24位二進制代表該供應商代碼。剩下的24位由廠商自己分配。3.如果48位全是1,則表明該地址是廣播地址。·4.如果第8位是1,則表示該地址是組播地址。你知道為什么IP地址不像MAC地址一樣做成固定的？?2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-11以太網(wǎng)的MAC地址00e0.fc39.8034MAC地址的構(gòu)成MAC地址采用48bit表示前24位表示廠商后24位為設備編號正常情況下每一個二層以上設備都有一個MAC,并且這個MAC是全球唯一的?2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-12MAC地址?2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-13一個計算機,無論它是否連到網(wǎng)絡上,都有一個物理地址。沒有兩個物理地址是相同的。這個物理地址,也叫做MAC地址,存儲在網(wǎng)絡接口卡（NIC）中。MAC地址對于計算機網(wǎng)絡至關重要,它使得計算機之間可以相互識別。MAC地址給主機一個永久的、獨一無二的名字。硬件產(chǎn)商為每個NIC分配一個物理地址。這個地址存儲在NIC的一個芯片中。MAC地址的形式?2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-14MAC地址用十六進制數(shù)表示，有兩種表示方式，如:0000.0c12.3456或00-00-0c-12-34-56。因為有248（超過2萬億?。﹤€可能的MAC地址，因此可以使用的地址的數(shù)量不會用光。MAC地址也有一個主要的缺陷——它沒有層次，使用無層次地址空間。不同的供應商有不同的OUI，但是他們與個人身份證號碼類似。隨著網(wǎng)絡的增長，這個缺陷將會成為一個真正的問題。總結(jié)?2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-15LAN（局域網(wǎng)）是一個地理范圍/應用范圍有限的網(wǎng)絡，構(gòu)成LAN的計算機和其他組件相互之間的距離較近。無論LAN大或小，構(gòu)成LAN的基本組件大致相同，包括:計算機，互聯(lián)部件/介質(zhì)，網(wǎng)絡設備，通信協(xié)議。LANs為它的用戶提供通信能力和資源共享。從LANs范圍的大小可以分為:SOHO（小型辦公室/家用辦公室），企業(yè)網(wǎng)?？偨Y(jié)(繼續(xù).)?2007CiscoSystems,Inc.Allrightsreserved.ICND1

v1.0—1-16Ethernet（以太）最初由DEC.英特爾、施樂三家公司于70年代提出，史稱DIX以太網(wǎng)。隨著時間的推移，IEEE802委員會誕生，于是以太的標準也逐漸的孕育而生。在80年代的中期，