局域网技术是计算机网络领域中的重要组成部分,主要用于在有限地理范围内的设备间建立高速、低误码的数据传输网络。本章将详细讲解局域网的技术特点、共享介质局域网的工作原理,以及以太网(Ethernet)的相关知识。
局域网的主要技术特点包括:
1. 地理范围有限,通常应用于公司、学校、机构等场所。
2. 提供高数据传输速率,从最初的10Mbps到现今的1000Mbps甚至10Gbps。
3. 误码率极低,确保数据传输质量。
4. 网络所有权集中,易于管理和扩展。
5. 网络拓扑、传输介质和介质访问控制方法是决定局域网特性的关键技术因素。
从介质访问控制角度看,局域网分为共享介质局域网和交换局域网。共享介质局域网如早期的以太网,其核心技术是CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)介质访问控制方法。CSMA/CD遵循"先听后发,边听边发,冲突停止,延迟重发"的原则,以避免数据冲突。当多个节点同时试图发送数据时,通过监听网络介质的状态来判断是否空闲,如果发现介质繁忙,则等待一段时间后重试。
以太网的发展历程包括了从ALOHA随机争用技术的起源,到Xerox公司的实验,再到1980年Xerox、DEC和Intel联合发布的Ethernet V2.0规范。随着10Base-T标准的引入,以太网的性能价格比显著提升,后来又发展出交换式以太网和高速以太网,成为局域网的主流。
以太网帧结构包含前导码、帧前定界符、目的地址、源地址、长度字段、LLC数据字段和帧校验字段。前导码用于同步接收端,帧前定界符用于识别帧的开始。地址字段可为单播、多播或广播地址。长度字段指示帧的数据部分大小,至少46字节,最多1518字节。LLC数据字段根据实际需要填充,帧校验字段通过CRC校验确保数据完整性。
以太网物理地址,也称为MAC地址,由48位组成,其中前24位是制造商ID,后24位是网络接口控制器(NIC)的唯一标识。不同厂商的MAC地址前缀各不相同,例如Cisco的为00-00-0c,Novell的为00-00-1B,IBM的为08-00-5A等。
总结来说,局域网技术的核心在于提供高效、可靠的数据通信,以太网作为最广泛使用的局域网技术,其发展历程、工作原理和帧结构等内容对于理解和构建局域网网络至关重要。通过深入理解这些知识点,可以更好地设计、实施和维护局域网系统。