第1章 局域网技术基础
本章主要内容
●局域网体系结构与标准
●局域网的拓扑结构
●局域网的传输媒体
●局域网的互连
1.1 概 述
1.1.1 局域网的普及
一个微机系统应用于学校、办公楼、工厂、企业等场合，这些系统互连起来，实现系统之间交换
数据和共享昂贵的的资源。
（1）主要包括与其它用户交换报文、共同访问公共文件和数据资源；
（2）实现硬件资源的共享，例如共享大容量存储器和高性能激光打印机等。
1.1.2 局域网的定义
在一个小区范围内，将分散的微机系统互连起来，实现资源的共享合同型，便构成了局域网
（LAN）。几点说明：
（1）局域网终端设备：又称为数据通信设备。主要包括：微机、服务器、终端、外围设备、传感
器（如温度、湿度、安全报警传感器等），数字电话、数字电视发送和接收机以及传真机等。
当然不是所有的LAN都能配置上述设备。
（2）局域网的地理覆盖一般可达几十公里范围；
（3）局域网在传输媒体上的数据传输速率为10Mbps、100Mbps及1000Mbps。
1.1.3 局域网的技术要素
●体系结构与标准
●传输媒体
●拓扑结构
●数据编码
●媒体访问控制 MAC
●逻辑链路控制 LAC
1.2 局域网体系结构与标准
1.2.1 局域网参考模型
LAN参考模型是以IEEE802（国际电工电子工程师协会）标准的工作文件为基础,并且采用参考模型
来分析这一问题。
1.局域网存在的四个特征
（1）它用带地址的帧来传送数据；
（2）不存在中间交换，所以不要求路由选择。
（3）数据传输各层的对应内容：
第一层： 物理层，比特传输；
第二层： 数据连路层，组成帧，并进行一定的控制，主要包括：寻址、排序、流量控制、差错控
制等。
第三层： 网络层，完成路由选择。
（4）层二和层三的区别
层二是通过单个链路完成其功能，层三是通过数个链路完成的。
2.域网体系结构
3.局域网数据的传递（二层和三层）
（1）最上层接收来自所连接的站的发送信息；
（2）通过服务访问点（SAP）向下层交换信息，SAP是相邻层的逻辑接口；
（3）发送时将数据组装带有地址的差错检测字段的帧；
（4）接收时拆卸帧，完成地址识别和差错检测；
（5）管理链路上的通信。
4.物理层的主要功能
（1）信号的编码和译码；
（2）前导码的生成和除去（前导码用于帧同步）；
（3）比特的发送和接收。
1.2.2 局域网媒体访问控制
1.么是MAC？
所有局域网均由共享该网络传输能力的多个设备组成。需要有某些方法控制对传输媒体的访问，
以便两个特定的设备在需要时可以交换数据。
2.体访问技术中的“方法”
“方法”分为两种，指控制是在集中方式下还是在分布方式下来实现。
（1）集中方式：
某个控制器被指定拥有访问网络的控制权，此时，希望发送的某个站必须等待，直到他收到该控
制器的准许，该站才允许发送。
（2）分布方式：
由各个站集体地完成媒体访问控制功能，动态地确定站的发送顺序。
（3）集中方式方案的优点和缺点：
优点a.可提供诸如优先权、保证带宽，具有较大的控制访问能力。
b.允许每个站有尽可能简单的逻辑；
c.避免了协调问题。
缺点：a.会出现影响全网的单点故障；
b.会发生瓶颈作用，时效率降低。
分布方式方案的优点和缺点：正好与集中式相反。
3.访问控制技术的分类
主要按同步和异步进行划分。
（1）同步技术：
每个连接均被分配一个专用规定的传输容量。这种方式在局域网中不是最佳的，因为每个站发送
数据是随机的。
（2）异步技术：
根据各站的发送情况分配传输容量，异步技术可进一步划分为：循环、预约、竞争三种情况。
1.异步技术三种方法
（1）循环：
给每个站轮流发送的机会，在此机会里，某站可以谢绝发送，或发送一定限度的信息。此限度为
每个站每次发送的最大数据量或最大时间量来表示。
（2）预约：
对于平稳流式的业务，预约技术是相当合适的。即将媒体（介质）上的时间划分为许多时隙，当
某站需要发送信息时，提前预约时隙。
（3）竞争：
对于突发式业务，竞争技术通常是合适的，各个站采取简单的竞争方式进行竞争发送数据。常用
的方式为循环和竞争方式。
1.2.3 局域网数据链路控制LLC
1.LAN的LLC与传统链路层的区别：
（1）它必须支持链路的多路访问特性；
（2）它可利用MAC子层来实现链路访问中的某些功能；
（3）它必须提供某些属于三层的功能。
2.LLC的主要功能：
（1）端到端的差错控制功能；
（2）端到端的流量控制功能；
（3）完成无连接服务功能；
（4）完成面向连接服务功能；
（5）能进行复用，即多个不同的端点的数据在同一信道上传输。
3.服务访问点（SAP）
SAP在每层中有若干个点，分别用SAP1、SAP2……SAPn表示，每个SAP属于某站，但它又在LLC层有
若干个SAP，每个SAP均由一个自己的地址，例如A点LLC层的SAP，可简单表示为：（A，1），如下
图。下面来看各站的SAP之间是如何通信的。
如上图，假设站A内有一个应用X，希望将电文发送给站C内的一个进程，（A为某PC内的报告生成
程序，C为一台打印机和一个简单的打印机驱动器）
（1）站A的链路发送一个“连接请求”，的若干控制比特的帧，该帧内含源地址（A，1—X），目
的地址（C，1—M），及其它的控制比特。
（2）LAN将该帧传递给C站；
（3）如果“C”站空闲，就返回一个“接受连接”帧，（如果不空闲，这需要等待）；
（4）当A站与C站建立连接后，就可以利用站A的LLC将来自X的全部数据组装成帧，每帧均含源地
址和目的地址；
（5）在此段时间，所有寻找（A，1）的帧均被拒绝，除非是来自（C，1）的帧。同样（C，1）的
寻找帧也被（C，1）拒绝，字节收（A，1）的帧。
（6）以上方式被称为面向连接服务。
在以上进行数据交换的同时，各站的其它SAP之间可以同时传递消息，例如，进程Y可以连接到
（A，2），并与（B，1）交换数据，这就是一个复用的例子。
