局域網技術是當前計算機網絡研究與應用的一個熱點問題，這也是目前計算機網絡技術發展最快的領域之一。由于局域網的技術特點，使其在企業、機關、學校得到廣泛應用，局域網的發展也為互聯網的建立奠定了基礎。

1.局域網的概念和特點

局域網技術是當前計算機網絡研究與應用的一個熱點問題，這也是目前計算機網絡技術發展最快的領域之一。由于局域網的技術特點，使其在企業、機關、學校得到廣泛應用，局域網的發展也為互聯網的建立奠定了基礎。

·局域網的定義

什麼是局域網？通常可以采用如下定義進行說明：局域網（LAN，Local Area Network）是将範圍較小的計算機及其控制的外部設備，通過通信設備和線路連接起來，在網絡操作系統的控制下，按照通信協議進行信息交換，實現資源共享的系統化的計算機網絡。下圖是一個典型的局域網實例。

圖 典型的局域網實例

·局域網的主要技術特點

（1）局域網覆蓋有限的地理範圍。通常其覆蓋範圍在幾十米到幾千米内，它适合機關、學校、企業等有限範圍内的計算機、終端等設備聯網的需要。

（2）局域網具有高數據傳輸速率，一般在10～100 Mbps之間。随着網絡技術的發展，目前的傳輸速率可以達到1 000 Mbps。

（3）誤碼率低。局域網是一個高質量的數據傳輸環境，它的誤碼率通常在10-8～10-11之間。

（4）延遲小。典型的局域網延遲一般在幾ms到幾十ms。

（5）局域網通常采用共享介質、廣播通信的方式進行數據傳輸。

（7）局域網建設價格低廉，結構簡單，便于維護，容易實現。

局域網的分類

·局域網的分類

局域網可以按照多種方法進行分類，由于決定局域網特性的主要技術要素為網絡拓撲、傳輸介質與介質訪問控制方法，因此局域網常用的方法有如下幾種：

（1）按網絡的拓撲結構劃分。局域網可分為星型、總線型和環型局域網。目前常用的是星型和總線型局域網。

（2）按線路中傳輸的信号形式劃分。局域網可分為基帶局域網和寬帶局域網。基帶局域網傳輸基帶信号，傳輸距離較短；寬帶局域網可傳輸模拟信号，傳輸距離較遠，可達幾千米以上。目前局域網常用的是基帶傳輸方式的局域網。

（3）按網絡的傳輸介質劃分。局域網可分為雙絞線局域網、同軸電纜局域網、光纖局域網和無線局域網等。目前最常用的是雙絞線局域網。

（4）按網絡的傳輸介質訪問控制方式劃分。局域網可分為以太網、令牌環網和令牌總線網等。目前常用的是以太網。

2.局域網層次結構及模型

美IEEE 802标準所描述的局域網參考模型遵循ISO/OSI參考模型的原則，并根據局域網共享信道的特性，在IEEE 802局域網參考模型中隻對應OSI參考模型的物理層和數據鍊路層這兩層的功能。由于在局域網中，多個站點共享傳輸介質和傳輸介質的多樣性，以及在節點間傳輸數據之前必須首先解決由哪些設備占用傳輸介質等問題，所以局域網的數據鍊路層要有介質訪問控制功能。因此，在局域網中又将數據鍊路層劃分為兩個子層：邏輯鍊路控制子層（LLC，Logical Link Control）和介質訪問控制子層（MAC，Medium Access Control)），如圖所示。

圖 OSI參考模型

邏輯鍊路控制子層（LLC）構成了數據鍊路層的上半部分，與局域網的高層和MAC子層相鄰。LLC子層在MAC子層的支持下向網絡高層提供服務。LLC子層與傳輸介質無關，它獨立于介質訪問控制方法，隐藏了各種802局域網之間的差異，向局域網高層提供一個統一的格式和接口。LLC子層的作用是在MAC子層提供的介質訪問控制方法和物理層提供的比特服務的基礎上，将不可靠的信道處理為可靠的信道，确保數據幀的正确傳輸。

LLC子層的具體功能包括：建立和釋放數據鍊路層的邏輯連接，屏蔽MAC子層的差異，提供與高層的接口，實現差錯控制和确認，數據流量控制和發送順序控制等功能，并為網絡高層提供兩種類型的服務：面向連接的服務和無連接的服務。

介質訪問控制子層（MAC）構成了數據鍊路層的下半部分，直接與物理層相鄰。MAC子層是數據鍊路層的一個與傳輸介質有關的功能子層，它對LLC子層提供支持和服務。

MAC子層的主要功能是進行合理的信道分配，解決信道的競争問題，完成介質訪問控制功能，為競争的用戶分配信道使用權；以及數據幀的封裝/卸裝，幀的尋址和識别，比特的差錯控制等。

MAC子層為不同的物理介質定義了不同的介質訪問控制标準。目前，在IEEE 802标準中，制定了多個MAC子層的介質訪問控制标準，如IEEE 802.3标準中的帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CS/MACD）、IEEE 802.4标準中的令牌總線（Token Bus）、IEEE 802.5标準中的令牌環（Token Ring）、IEEE 802.11标準中的無線局域網的介質訪問控制協議等。介質訪問控制标準決定了局域網的主要性能，它對局域網的響應時間、吞吐量和網絡利用率都有十分重要的影響。

IEEE 802局域網參考模型中物理層的功能與OSI參考模型中的物理層的功能相同，主要實現比特流的傳輸與接收以及數據的同步控制等。IEEE還規定了局域網物理層所使用的信号與編碼、傳輸介質、拓撲結構和傳輸速率等規範。具體包括：

采用基帶信号傳輸。

數據編碼采用曼徹斯特編碼。

傳輸介質可以是雙絞線、同軸電纜和光纖。

拓撲結構可以是總線型、星型、環形和樹型。

傳輸速率有10 Mbit/s、100 Mbit/s、1 000 Mbit/s等。

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