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计算机网络是一个将分散的、具有独立功能的计算机#xff0c;通过通信设备与线路连接起来#xff0c;由根据协议编写的软件来实现的资源共享和信息传递的系统
计算机网络的分类
广域网是互联网的核心部分 局域网 常见的局域网拓扑结构有4大类#xff1a…计算机网络的定义
计算机网络是一个将分散的、具有独立功能的计算机通过通信设备与线路连接起来由根据协议编写的软件来实现的资源共享和信息传递的系统
计算机网络的分类
广域网是互联网的核心部分 局域网 常见的局域网拓扑结构有4大类星形结构、环形结构、总线形结构、星形总线形复合型结构局域网可以使用双绞线、同轴电缆、光纤等多种传输介质其中双绞线是主流局域网的分类如下图最常用的局域网是以太网现在以太网已经成为了局域网的同义词。其逻辑拓扑是总线型结构物理拓扑是星形或拓展星形结构 IEEE802标准所描述的局域网参考模型只对应OS1参考模型的数据链路层与物理层。为了使数据链路层能更好的适应多种局域网标准它将数据链路层划分为逻辑链路层LLC子层和介质访问控制MAC子层LLC子层与传输媒体无关 主要功能①负责识别网络层协议为网络层提供服务无确认无连接、面向连接、带确认无连接、高速传送②建立和释放数据链路层的逻辑连接给帧加序号③LLC报头告诉数据链路层一旦帧被接收到时应当对数据包做何处理MAC子层与传输媒体有关主要功能①数据帧的封装/卸装②帧的寻址和识别③帧的接收与发送④链路的管理竞争处理、帧的差错控制⑤MAC子层的存在屏蔽了不同物理链路种类的差异性目前使用最多的局域网只剩下DIX Ethernet V2(以太网)而不是IEEE802委员会制定的以太网。IEEE802委员会制定的逻辑链路控制子层LLC(即IEEE802.2标准)的作用已经消失了很多厂商生产的网卡上就仅装有MAC协议而没有LLC协议 以太网
两个以太网标准 如果每个站到集线器的距离太远主机发送的信号经过铜线的传输就会衰减到使CSMA/CD协议无法正常工作 以太网的MAC帧(V2帧和802.3帧) 以太网 V2 的MAC帧格式如下 严格来说以太网应当是指符合DIX Ethernet V2标准(第一个以太网规约)的局域网但DIX Ethernet V2标准与IEEE802.3标准只有很小的差别(帧格式有点不同)实际通常将802.3局域网称为以太网。个人觉得其实两个标准都可以称为以太网这两个标准是兼容的以太网使用CSMA/CD协议对总线进行访问控制CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)载波监听多点接入/碰撞检测最短帧长的提出是要求发送时延必须 大于往返传播时延这样才能够在发完数据之前检测到冲突 网卡 计算机通过适配器和局域网进行通信适配器的作用进行数据串行/并行转换 对数据进行缓存 、实现以太网协议(介质访问控制等)适配器的过滤功能如下图全世界每块网卡在出厂时都有一个唯一的代码称为MAC地址(Medium Access Control介质访问控制)数据链路层设备(网桥、交换机等)都使用MAC地址在同一个局域网中每台设备必须有唯一的硬件地址。如果在同一个局域网中的两个设备有相同地址那么两台设备都无法正常通信以太网采用两项重要措施简化通信①采用无连接的工作方式②发送的数据都使用曼彻斯特(Manchester)编码传统以太网使用同轴电缆采用总线形拓扑1990年IEEE 制定出采用双绞线的星形以太网 10BASE-T 的标准 802.3i100BASE-T中的100指数据传输速率为100Mb/sBASE是基带传输T是传输介质为两对UTP双绞线(twist-pair)100BASE-T和10BASE-T每段双绞线最大传输距离都是100米。目前百兆网通常都是5类UTP只有千兆网及以上才使用6类UTP。可支持共享式组网集线器组网和交换式组网交换机组网前导码为了达到比特同步在传输媒体上实际传送的要比 MAC 帧还多8个字节由硬件在帧的前面插入 8 字节。第一个字段共 7 个字节是前同步码用来迅速实现 MAC 帧的比特同步。第二个字段 1 个字节是帧开始定界符表示后面的信息就是MAC帧地址6字节(48bit)的MAC地址类型用来标志上一层使用的是什么协议 以便把收到的 MAC 帧的数据上交给上一层的这个协议数据正式名称是MAC客户数据字段。由于CSMA/CD算法的限制以太网帧最短帧长为64字节由于首部和尾部加起来有18字节所以数据字段的最小长度为46字节不够46字节需要填充。数据字段的最大长度为1500B是规定的称为MTU(最大传送单元)(有效的 MAC 帧长度为 64-1518 字节之间)FCS(Frame Check Sequence帧校验序列)校验范围从目的地址段开头到数据段末尾算法采用32位循环冗余码MAC帧并不需要帧结束符因为以太网在传送帧时各帧之间必须有一定的间隙因此接收端只要找到帧开始定界符其后面连续到达的比特流就都属于同一个MAC帧。但不要误以为以太网MAC帧不需要尾部在数据链路层上帧即有尾部又有首部。FCS就是以太网帧的尾部 IEEE802.3MAC帧与以太网V2MAC帧格式的区别长度域指出数据字段的长度 以太网的拓展
用集线器扩展
用集线器扩展的以太网增大了冲突域 光纤调制解调器的作用就是进行电信号和光信号的转换 用交换机拓展
用网桥或交换机拓展的以太网隔离了冲突域 从总线以太网到星形以太网
