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2.1局域网及交换式局域网《计算机网络组建与维护》课程项目二

局域网局域网(LocalAreaNetwork,LAN)是指在某一个区域内(如一个学校、一个公司、一间办公室或一个家庭)由多台计算机或外设互联而成的计算机通信网，其范围一般限制在方圆几千米以内，如图所示。决定局域网的主要技术要素为：网络拓扑传输介质介质访问控制方法等

局域网协议标准IEEE802IEEE802标准定义了ISO/OSI的物理层和数据链路层，具体如下：一、物理层物理层包括物理介质、物理介质连接设备(PMA)、连接单元(AUI)和物理收发信号格式(PS)。物理层主要功能：实现比特流的传输和接收；为进行同步用的前同步码的产生和删除；信号的编码与译码；规定了拓扑结构和传输速率。二、数据链路层数据链路层包括逻辑链路控制(LLC)子层和媒体访问控制MAC子层，其中逻辑链路控制LLC子层集中了与媒体接入无关的功能。LLC子层主要功能是：建立和释放数据链路层的逻辑连接；提供与上层的接口(即服务访问点)；给LLC帧加上序号；差错控制。

介质访问控制方式时分多路复用CSMA/CD令牌环网随着网络的应用越来越广泛，对以太网的性能要求也越来越高，传统的以太网也越来越暴露出许多缺点，变得越来越拥塞和不堪重负。为了提高局域网的效率和性能，必须采用交换技术来解决这个问题。共享式以太网的缺点主要有：1.共享带宽2.不能支持多种速率3.不支持高级的网络功能

交换机的工作过程（1）开始的时候，MAC地址表是空的，当交换机接收到第一个数据帧的时候，查找MAC地址表失败，于是向所有端口转发数据帧，在转发数据帧的同时，交换机把接收到的数据帧的源MAC地址和接收端口进行关联，形成一项记录，填写到MAC地址表中。（2）学习过程持续一段时间后，交换机基本上把所有端口跟相应终端设备的MAC地址都学习到了，于是进入稳定的转发状态，实现数据帧的点到点发送。

数据转发方式1.直接交换(Cut-Through)在直接交换方式中，不用接收完整个数据帧，只要收到数据帧帧头的源MAC地址和目的MAC的地址，就根据数据帧目的MAC地址查找地址映射表，找到对应端口马上将该据帧转发出去，而不管这一数据帧是否有错。这种交换方式的优点是速率高、延时小；缺点是在转发帧时不进行错误校验，可靠性相对降低，不能对不同速率的端口转发。如从100Mbps到10Mbps的端口不能直接转发。2.存储转发交换(Store-and-Forward)在存储转发交换方式下．交换机的先将收到的数据帧放入缓冲存储器，然后进行CRC校验，滤掉不正确的帧（一旦发现错误就通知源主机重新发送帧），确认数据帧正确后，取出目的地址，通过地址映射表找到相应的输出端口，然后把数据帧转发出去。这种交换方式的优点是具有帧差错检测能力，并且能够支持不同速率端口之间的数据帧转发；缺点是交换的时间延迟长（因为要接收并校验整个数据帧后才能转发出去）。

3.改进的直接交换改进的直接交换方式是介于直通交换方式和存储转发交换方式之间的一种解决方案。它检查数据帧的长度是否达到64Byte，如果小于64Bytes，说明该帧是碎片（即在数据发送过程中由于冲突而产生的残缺不全的帧），则丢弃该帧；如果大于64Bytes，则转发该帧。特点是对于短帧，交换延迟时间与直接交换方式相同；对于长帧，交换延迟时间减少。总的来说比存储转发交换方式快，但比直通交换式慢。数据转发方式