CCNA学习指南笔记(3) LAN与以太网

LAN组件:

(1)计算机:计算机充当网络终端,实现数据发送和接收。

(2)互联设备:互联设备支持数据从网络中的一点传输到另一点。互联设备包括以下这些组件。
NIC:网络接口卡将计算机产生的数据转换为可通过LAN传输的格式

网络介质:

(3)网络设备:LAN需要如下网络设备:
集线器:第一层(物理层)(已经快被交换机取代)
以太网交换机:第二层(数据链路层)(以太网交换机形成LAN的聚合点)(能智能分配LAN中的帧)
路由器:第三层(网络层)(路由器又是称为网关,提供了连接到LAN网段的方式)

(4)协议:协议规范通过了LAN传输数据的方式

主要有:1.以太网协议
    2.internet协议(ip)
    3.Internet协议(ipv6)
    4.地址解析协议(ARP)和反向地址协议(RARP)
    5.动态主机配置协议(DHCP)

ps:个人理解路由交换主要涉及的都是osi模型下三层方面的协议和过程

LAN功能:

LAN为网络用户提供通信和资源共享功能。

以太网

(1)以太网是最常见的一种LAN类型。

(2)以太网标准:以太网802.3,基于载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)

(3)以太网802.3指定了物理层(第一层)和数据链路层(第2层)的MAC部分

(4)以太网LAN标准指定了osi参考模型中物理层和数据链路层的布线和信令要求。

(5)IEEE将osi数据链路层分为以下两个独立的子层:

*逻辑链路控制(LLC):向上传输到网络层
    1.使数据链路层部分与现有技术分别独立运行,这一层不仅可以向  其上方的网络层协议提供多种多样的服务,同时还能与各种MAC层以及MAC层以下的第一层技术开展有效通信。
            作为子层,LLC参与封装流程
    当数据链路层收到帧的时候,LLC报头会指示数据链路层该对数据包执行怎么的操作。例如:主机收到帧,然后查看LLC报头,明白该数据包发往网络层的ip协议。
            PS:原始的以太网报头(IEEE 802.2和802.3之前)不使用LLC报头,相反,它使用以太网报头中的“类型”字段,确定以太网帧中采用第三层协议。

*MAC:向下传输到物理层
    1.mac子层处理物理介质访问。IEEE 802.3 mac的标准
MAC地址具有唯一性,每台设备想要加入网络,必须要有mac地址

CSMA/CD在以太网中的作用:

CSMA/CD流程:
    1.先侦听网络介质
    2.空闲则发送数据
    3.传输完毕
    4.轮到下一个抢到令牌的计算发送数据。

ps:(1)发送数据之前,CSMA/CD 站点会侦听该网段的是否被占用了。如果是则原地等待。 没有占用则传输数据。

(2)如果在网段中两台计算机同时传输数据,则两边计算机会发生冲突,停止发送,等待一个时间点重传。

**(3)CSMA/CD站点必须能够检测冲突,从而确定必须重新传输。

(4)发生冲突的网段范围成为冲突域。

以太网帧:

通过以太网LAN传输的比特会被构造成帧,在以太网术语中,存放数据以供发送的“容器”称为帧。
帧包含帧头信息、帧尾信息和实际传输的数据。

(1)以太网帧的主要结构:
1.前导码:此字段有7个字节,由交错排列的1和0所组成。用于同步通信计算机的信号。

**2.帧开始(sof)定界符:此字段包含多位,用于接受计算机发出的信号,表明即将开始传输实际的帧,接下来的任何数据都是属于该数据包的。

3.目的地址:此字段包含本地网络上数据包的目的NIC地址(网卡的mac地址?)
    4.源地址:此字段包含发送计算机的NIC地址

    5.类型/长度:在以太网II中,此字段包含用于标识网络层协议的代码。
 ps:在802.3中,该字段规定数据字段的长度。协议信息包含在802.2字段中,而该字段位于LLC子层。

**较新的802.3规范早已允许在不使用802.2字段的情况下使用Etherype

6.数据和填充:此字段包含从发送计算机的网络层收到的数据。然后该数据会被发送至目标计算机的相同协议。

ps:如果数据过短,适配器将使用附加位串来“填充”该字段。(用0填充???)使其达到46字节的最短长度。

**7.帧校验序列(FCS):此字段包含校验机制,以确保数据的数据包在传输过程中没有被损坏。
 ps:FCS在校验不正确,该帧会被自动丢弃。

以太网帧寻址:
网络中通信方式有三种,既单播、广播和组播。以太网帧相应地进行寻址。
(1)单播:在单播通信中,帧从一台主机发出,发往一个特定的目标。在单播传输中,只有一个发送方和一个接受方。单播传输是LAN和互联网中最主要的传输形式。
(2)广播:在广播通信中,帧从一个地址发送到所有其他地址。

(3)组播:在组播通信中,信息发送到特定设备组和客户端组。

以太网地址:
以太网地址是以太网LAN中使用的地址,与网络适配器关联。人们通过这种方式将数据的定向到适当的接收位置。(MAC地址)
NIC上的地址为MAC地址,通常称作固话地址(BIA),一些供应商允许修改此地址以满足本地需求。48位以太网MAC地址包含两个组成部分

    (1)24位组织唯一标识符(OUI):在目的地址中使用(厂商号)
        1.广播或组播位:这表示发往LAN网段上的所有终端站点或一组终端站点的帧的接收接口。
            2.本地管理的地址位:通常情况系,OUI与24位站点地址组合是一种通用唯一标识。不过,如果地址经过本地修改,则应当设置这一位。

    (2)供应商分配的24位终端站的地址:它是以太网硬件的唯一标识。

以太网LAN的传输介质:
最常见的连接介质是RJ-45连接器和插孔。
光纤GBIC:串行电流转换为光纤信号,并将光纤信号转换为数字电流的收发器。
光纤GBIC包括以下这些类型:
(1)短波长
(2)长波长/长距离输送
(3)扩展距离

双绞线:

    (1)屏蔽双绞线(STP)::抵抗一定的信号干扰
    (2)非屏蔽双绞线(UTP):防干扰性不是很好
        1类:用于电话通信,不适用于传输数据。
        2类:传输速度最高4M
        3类:10兆网络中,传输数据的速度最高可达10M
        4类:令牌环网,最高16M
        5类:100M
        5e类:1000M(1G)
        6类:1000M(1G)
        6e:10G

LAN环境中最常用的类别是1类(主要用于电话通信)、5类、5e类和6类

LAN线缆:

(1)直通线:(两端均使用T568A或T568B)
            不相同设备使用直通线
(2)交叉线:(一端使用T568A,另一端使用T568B)
    相同设备使用交叉线

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