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计算机网络中的局域网(Local Area Network,LAN)是一种在有限地理范围内的计算机网络,通常覆盖范围在几千米以内,如办公室、学校或建筑物内部。局域网模型和标准是理解其工作原理的关键。 局域网的模型主要遵循开放系统互连(Open System Interconnection,OSI)参考模型的简化版本,由三个主要层次构成:物理层、介质访问控制子层(MAC)和逻辑链路控制子层(LLC)。这些层次各自承担着不同的功能: 1. **物理层**:这是最底层,负责实际的物理连接和信号传输。它规定了传输媒介、信号类型、传输速率以及接口等硬件特性。物理层确保比特流正确无误地在媒介上传输。 2. **介质访问控制子层(MAC)**:MAC层位于物理层之上,主要处理数据链路层的两个子层之一。它的职责包括帧的发送与接收,以及对共享媒介的访问控制,如防止冲突的发生。MAC层采用的访问控制机制有多种,例如在以太网中广泛使用的CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection,带有冲突检测的载波监听多路访问)。 - **CSMA/CD**:当多个设备试图同时发送数据时,CSMA/CD策略使得每个设备在发送前先监听媒介是否空闲。如果空闲则发送数据,如果检测到碰撞则停止发送,等待随机时间后重试。这是早期以太网(如10BASE-T)的核心技术。 3. **逻辑链路控制子层(LLC)**:LLC层为网络层提供服务,独立于具体的物理媒介,负责错误检测、流量控制和网络层协议的封装。LLC层允许不同的局域网技术在同一网络环境中交互,提供了网络层协议如IP与MAC层之间的桥梁。 局域网的标准主要由IEEE 802工作组制定,包括802.3和802.11系列标准: - **802.3**:这是一系列以太网标准,定义了CSMA/CD访问控制方法和物理层技术。以太网是目前最常见的局域网技术,包括了传统的10Mbps以太网、100Mbps快速以太网、1Gbps吉比特以太网和10Gbps十吉比特以太网等。这些标准不仅规范了物理层的特性,还定义了帧格式和传输协议。 - **802.11**:这个标准定义了无线局域网(Wireless LAN, WLAN)的媒体访问控制协议和物理层规范。WLAN利用无线电波进行通信,使得设备可以在没有有线连接的情况下接入网络。802.11家族包括多个速率标准,如802.11a/b/g/n/ac,分别对应不同的传输速率和频段,提供了无线网络的多样化选择。 总结来说,局域网模型和标准是构建和理解计算机网络中局域网部分的基础。它们定义了数据如何在物理媒介上传输,如何避免冲突,以及如何通过无线方式实现网络连接。了解这些知识对于设计、维护和优化局域网至关重要。
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