局域网(LAN)组网技术是构建计算机网络的基础,主要应用于相对有限的地理区域内,如办公室、学校或家庭环境。局域网的特点包括高带宽的传输媒质,支持多点访问,通常由单一实体私有管理,并能提供全时的本地业务支持。
局域网的数据传输涉及到多个层次,其中最重要的是数据链路层。根据IEEE 802标准,数据链路层分为两个子层:逻辑链路控制(LLC)和媒体访问控制(MAC)。LLC子层负责建立和释放数据链路层的逻辑连接,与上层通信接口,实现差错控制以及帧的编号。而MAC子层则关注于帧的封装、解封装,比特级的错误检测,执行MAC协议,以及设备的寻址。
MAC地址是局域网中设备的唯一标识,由24位的厂商代码和24位的序列号组成,通常烧录在设备的ROM中。地址解析协议(ARP)是局域网中用于将IP地址转换为MAC地址的关键机制。在本地网络中,当主机需要知道另一主机的MAC地址时,会发送ARP广播请求,收到请求的主机回应其MAC地址。在非本地网络中,ARP请求通常是寻找默认网关的MAC地址,通过路由器进行网络间通信。
组建LAN时,有多种组网技术可供选择,例如光纤分布式数据接口(FDDI)、异步传输模式(ATM)以及以太网(包括10BaseT、10BaseF、10Base2、10Base5、100BaseT、100BaseF、1000BaseSx和1000BaseLx等)。这些技术提供了不同的带宽、传输距离和连接方式。
在多点访问网络中,如以太网,采用广播型通信,所有节点都能接收到广播数据包。为了控制访问,局域网采用多种访问控制策略,如随机接入的ALOHA系统和受控接入的令牌传递机制。ALOHA系统的吞吐量受网络负载影响,而令牌传递机制则通过令牌的传递来决定哪个节点可以发送数据,从而减少冲突。
802.3以太网标准定义了无效帧的条件,如帧长度与数据长度字段不匹配、长度非整数字节、帧校验序列(FCS)错误或帧长度小于规定最小值。以太网帧结构包含前同步码、目的地址、源地址、数据长度、LLC帧数据和FCS。
透明网桥是用于隔离冲突域和提高性能的设备,它们根据站表转发帧。当收到无差错帧时,如果源站在站表中,网桥会更新方向和定时器;如果不在,网桥会将源站加入站表并向正确方向转发帧。网桥的使用使得局域网的扩展性和性能得到显著提升,同时允许不同类型的局域网互联。
局域网组网技术是一个综合了网络架构、数据传输、访问控制和设备管理的复杂领域,它的理解和应用对于构建高效、可靠的局域网至关重要。