Question

计算机网络-数据链路层-局域网

Answer 1

局域网(Local Area Network,LAN)为一个单位所拥有，且地理范围和站点数目均有限，使用广播信道通信。局域网有多种传输媒体，由于价格便宜双绞线是局域网的主流传输媒体，当数据率很高时，往往需要使用光纤作为传输媒体。

局域网的主要优点：能进行广播或组播；高传输速率；低误码率；高可靠性和可用性；较低的时延。

（图3-l3(1)）是星形网。由于 集线器(hub) 的出现和双绞线大量用于局域网中， 星形以太网以及多级星形结构的以太网获得了非常广泛的应用 。图3-13(2)是环形网，图3-13(3)为总网，各站直接连在总线上。总线两端的 匹配电阻 吸收在总线上传播的电磁波信号的能量， 避免在总线上产生有害的电磁波反射 。总线网以传统 以太网 最为著名。

“局域网工作的层次跨越了数据链路层和物理层。由于局域网技术中有关数据链路层的内容比较丰富，因此我们就把局域网的内容放在数据链路层这一章中讨论。但这并不表示局域网仅仅和数据链路层有关。”

共享信道要着重考虑的一个问题就是如何使众多用户能够合理而方便地共享通信媒体资源。这在技术上有两种方法：

(1)静态划分信道：频分复用、时分复用、波分复用和码分复用等。用户只要分配到了信道就不会和其他用户发生冲突。但这种划分信道的方法代价较高，不适合于局域网使用。

(2)动态媒体接入控制：又称为多点接入(multiple access)，其特点是信道并非在用户通信时固定分配给用户。这里又分为以下两类：

随机接入：随机接入的特点是所有的用户可随机地发送信息。但如果恰巧有两个或更多的用户在同一时刻发送信息，那么在共享媒体上就要产生碰撞（即发生了冲突)，使得这些用户的发送都失败。因此，必须有解决碰撞的网络协议。

受控接入：受控接入的特点是用户不能随机地发送信息而必须服从一定的控制。这类的典型代表有分散控制的令牌环局域网和集中控制的多点线路探询(polling),或称为轮询。

受控接入则由于目前在局域网中使用得较少，大多使用随机接入以太网。

计算机与外界局域网的连接是通过通信适配器(adapter)进行的。适配器本来是在主机箱内插入的一块网络接口板（或者是在笔记本电脑中插入一块PCMCIA卡一个人计算机存储器卡接口适配器)。这种接口板又称为网络接口卡NIC (Network Interface Card)或简称为“ 网卡 ”。由于现在计算机主板上都己经嵌入了这种适配器，不再使用单独的网卡了。在这种通信适配器上面装有 处理器和存储器（包括RAM和ROM) 。 适配器和局域网之间的通信是通过电缆或双绞线以串行传输方式进行的，而适配器和计算机之间的通信则是通过计算机主板上的 I/O 总线以并行传输方式进行的。 因此， 适配器 的一个重要功能就是 要进行数据串行传输和并行传输的转换 。由于网络上的数据率和计算机总线上的数据率并不相同，因此在适配器中必须装有 对数据进行缓存 的存储芯片。在主板上插入适配器时，还必须把管理该适配器的设备驱动程序安装在计算机的操作系统中。这个驱动程序以后就会告诉适配器，应当从存储器的什么位置上把多长的数据块发送到局域网，或者应当在存储器的什么位置上把局域网传送过来的数据块存储下来。适配器还要能够 实现以太网协议 。

适配器在 接收和发送各种帧 时，不使用计算机的CPU。这时计算机中的CPU可以处理其他任务。当适配器收到有差错的帧时，就把这个帧直接丢弃而不必通知计算机。当适配器收到正确的帧时，它就使用中断来通知该计算机，并交付协议栈中的网络层。当计算机要发送IP数据报时，就由协议栈把IP数据报向下交给适配器，组装成帧后发送到局域网。图3-15表示适配器的作用。我们特别要注意，计算机的 硬件地址就在适配器的ROM中 ，而计算机的 软件地址一IP地址 ， 则在 计算机的 存储器中 。