【局域网概述】
局域网(Local Area Network, LAN)是计算机网络的一种类型,它在有限的地理区域内,如办公室、校园或建筑物内,连接各类通信设备,以实现高速数据传输、资源共享和通信。局域网的主要特点是数据传输速率高(10 Mbps到1000 Mbps)、通信距离短(0.1到10公里)、错误率低(10^-8到10^-11)。随着技术的发展,局域网朝着高速(如10G Ethernet)、移动(如无线局域网IEEE 802.11)的方向演进。
【局域网拓扑结构和传输介质】
局域网的拓扑结构包括星型、环型、总线型和树型。星型结构是最常见的,由中心节点(如交换机)连接各个终端设备。传输介质包括双绞线(用于基带同轴电缆)和光纤,以及无线通信技术。
【信道分配与多路访问协议】
局域网采用广播信道,因此需要解决信道争用问题。这涉及到介质访问控制(MAC)协议,它是数据链路层的一部分。信道分配方法包括静态的频分多路复用(FDM)和时分多路复用(TDM),以及动态分配。动态分配基于几个假设,如站点模型、单信道假设、冲突假设等。
【多路访问协议】
多路访问协议旨在管理多个用户共享信道的机制。ALOHA协议是最早的解决方案之一,分为纯ALOHA和分槽ALOHA。纯ALOHA允许用户随时发送,如果冲突则随机延迟重试。分槽ALOHA则将时间划分为槽,用户只能在槽开始时发送,以减少冲突。
【载波监听多路访问协议(CSMA)】
CSMA协议是另一种多路访问策略,站点在发送前会先监听信道。CSMA有多种变体,如1-坚持CSMA,它在发现信道空闲时立即发送,但可能会增加冲突概率。这些协议设计的目标是在确保效率的同时降低冲突。
【IEEE 802系列标准】
IEEE 802标准定义了局域网的具体技术,包括:
1. IEEE 802.3:定义了以太网标准,包括快速以太网和千兆以太网。
2. IEEE 802.5:定义了令牌环(Token Ring)网络。
3. IEEE 802.4:定义了令牌总线(Token Bus)网络。
这些标准为局域网的实现提供了规范。
【交换式局域网与虚拟局域网(VLAN)】
交换式局域网使用交换机代替传统的集线器,提供更高的带宽和更低的冲突。VLAN允许在物理网络上创建逻辑上的子网络,以提高安全性并优化流量管理。
【高速局域网技术】
高速局域网技术包括光纤分布式数据接口(FDDI)、快速以太网和千兆以太网,它们提升了数据传输速度,满足了对更高性能的需求。
【客户/服务器模式】
客户/服务器(C/S)模式是网络计算的主要模式,它由客户端应用程序请求服务,服务器响应并提供服务。这种模式经历了从集中式到分布式的发展,C/S模式具有可扩展性和功能分离的特点,通常采用三层架构来进一步优化系统结构。
总结,局域网是计算机网络的基础,涵盖拓扑结构、传输介质、信道分配、多路访问协议等多个方面。随着技术的发展,局域网不断进化,以适应高速、移动和安全的网络需求。