2.局域網 Local Area Network

2.1 概述

2.1.1 特點

網路為一個單位所擁有
地理范圍和站點數目均有限

2.1.2 主要功能

資源共享和資料通信

2.1.3 優點

能方便地共享昂貴的外部設備、主機以及軟體、資料，從一個站點可以訪問全網
便于系統的擴展和逐漸演變，各設備的位置可靈活的調整和改變
提高系統的可靠性、可用性和易用性

2.1.4 標準

IEEE于（國際電子電氣工程師協會）1980年2月成立了局域網標準委員會（簡稱IEEE802委員會），專門從事局域網標準化作業，并制定了IEEE802標準，802標準所描述的局域網參考模型只對應OSI參考模型的資料鏈路層與物理層，它將資料鏈路層劃分為邏輯鏈路層LLC子層和介質訪問控制MAC子層.

LLC子層負責向其上層提供服務

MAC子層的主要功能包括資料幀的封裝/卸裝，幀的尋址和識別，幀的接收與發送，鏈路的管理，幀的差錯控制等，MAC子層的存在屏蔽了不同物理鏈路種類的差異性，

局域網標準
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（1）IEEE 802.1標準

局域網體系結構、網路互連、以及網路管理和性能測驗

（2）IEEE 802.2標準

邏輯鏈路控制LLC子層功能與服務

（3）IEEE 802.3標準

帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問CSMA/CD總線介質訪問控制子層與物理層規范

（4）IEEE 802.4標準

令牌總線（Token Bus）介質訪問控制子層與物理層規范

（5）IEEE 802.5標準

令牌環（Token Ring）介質訪問控制子層與物理層規范

（6）IEEE 802.6標準

城域網MAN介質訪問控制子層與物理層規范

（7）IEEE 802.7標準

寬帶網路技術

（8）IEEE 802.8標準

光纖傳輸技術

（9）IEEE 802.9標準

綜合語音與資料局域網（IVD LAN）技術

（10）IEEE 802.10標準

可互操作的局域網安全性規范（SILS）

（11）IEEE 802.11標準

無線局域網技術

（12）IEEE 802.12標準

優先度要求的訪問控制方法

（13）IEEE 802.13標準

未使用

（14）IEEE 802.14標準

互動式電視網

（15）IEEE 802.15標準

無線個人局域網（WPAN）的MAC子層和物理層規范，代表技術為藍牙（Bluetooth）

（16）IEEE 802.16標準

寬帶無線局域網網路

（17）IEEE802.20標準

移動寬帶無線接入系統(MBWA，Mobile Broadband Wireless Access)

（18）IEEE 802.22標準

無線地域網路（Wireless Regional Area Networks，WRAN）

無線網路標準

中國國家無線網路標準：WAPI

Wi-Fi：無線保真（Wireless Fidelity），是Wi-Fi聯盟制造商的商標做為產品的品牌認證，是一個創建于IEEE 802.11標準的無線局域網技術，Wi-Fi聯盟成立于1999年，當時的名稱叫做Wireless EthernetCompatibility Alliance（WECA），在2002年10月，正式改名為Wi-Fi Alliance，

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Wi-Fi 6是當前最新的WiFi技術標準，專業稱呼為：802.11ax，WiFi6簡單來講就是第六代WiFi標準的意思，就和第五代移動通信標準——5G、丐幫第六代長老的意思差不多，在WiFi6之前，WiFi的名字并不是什么WiFi5、WiFi4這種簡單的叫法，而是用一串非常拗口的技術型號來區分，比如WiFi5之前就叫802.11 ac，WiFi4就叫802.11 a/b/g/n，對于懂行的人來說辨別起來沒問題，但對于普通用戶來說就是兩眼一抓瞎看誰都一樣（這就好比俄羅斯大兄弟的人名：尼古拉·阿列克謝耶維奇·奧斯特洛夫斯基，一樣難記）

2018年WiFi聯盟自己也感覺這樣叫下去不行，我們得學學別人移動通信協會3G\4G\5G那樣整個簡單容易記的代號，讓消費者們容易區分前代與新代，刺激廠商升級更新換代，所以WiFi6的名稱就誕生了！并且一改還順便把WiFi4、WiFi5一起名字簡化了，現在大家在最新的手機系統中的WiFi角標就能看到WiFi4、WiFi5、WiFi6的標識來區分你連接的是第幾代WiFi技術，整的和手機信號是一樣一樣的
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802.11b — WiFi 1 (1999)
802.11a — WiFi 2 (1999)
802.11g — WiFi 3 (2003)
802.11n — WiFi 4 (2009)
802.11ac — WiFi 5(2014)
802.11ax — WiFi 6(2018)

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2.2 組網設備

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2.2.1 網路線纜和介面

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2.2.2.1 網線標準

上世紀80年代初，誕生了最早的網線標準（CAT）,這個標準一直沿用至今，主要根據帶寬和傳輸速率來區分，從一類網線CAT1——八類網線CAT8

1、一類網線：主要用于傳輸語音，不同于資料傳輸主要用于八十年代初之前的電話線纜，已淘汰，

2、二類網線：傳輸帶寬為1MHZ，用于語音傳輸，最高資料傳輸速率4Mbps，常見于使用4Mbps規范令牌傳遞協議的舊的令牌網（Token Ring），已被淘汰

3、三類網線：該電纜的傳輸帶寬16MHz，用于語音傳輸及最高傳輸速率為10Mbps的資料傳輸，主要用于10BASE–T，被ANSI/TIA-568.C.2作為最低使用等級，

4、四類網線：該類電纜的傳輸頻率為20MHz，用于語音傳輸和最高傳輸速率16Mbps（指的是16Mbit/s令牌環）的資料傳輸，主要用于基于令牌的局域網和 10BASE-T/100BASE-T，最大網段長為100m，采用RJ形式的連接器，未被廣泛采用，

5、五類線：可追溯到1995年，傳輸帶寬為100MHz，可支持10Mbps和100Mbps傳輸速率（雖然現實中與理論值有一定差距），主要用于雙絞線以太網（10BASE-T/100BASE-T），目前仍可使用，不過在新網路建設中已經很難看到，

6、超五類線：標準于2001年被提出，傳輸帶寬為100MHz，近距離情況下傳輸速率已可達1000Mbps，它具有衰減小，串擾少，比五類線增加了近端串音功率和測驗要求，所以它也成為了當前應用最為廣泛的網線

7、六類線：繼CAT5e之后，CAT6標準被提出，傳輸帶寬為250MHz，最適用于傳輸速率為1Gbps的應用，改善了在串擾以及回波損耗方面的性能，這一點對于新一代全雙工的高速網路應用而言是極重要的，還有一個特點是在4個雙絞線中間加了十字形的骨架，

8、超六類線：超六類線是六類線的改進版，發布于2008年，同樣是ANSI/TIA-568C.2和ISO/IEC 11801超六類/EA級標準中規定的一種雙絞線電纜，主要應用于萬兆位網路中，傳輸頻率500 MHz，最大傳輸速度也可達到10Gbps ，在外部串擾等方面有較大改善，

9、七類線：該線是ISO/IEC 11801 7類/F級標準中于2002年認可的一種雙絞線，它主要為了適應萬兆以太網技術的應用和發展，但它不再是一種非屏蔽雙絞線了，而是一種屏蔽雙絞線，所以它的傳輸頻率至少可達600 MHz，傳輸速率可達10 Gbps，

10、超七類線:相對于CAT7最大區別在于，支持的頻率帶寬提升到了1000MHz，在國內而言，七類網線已經有很少地方使用了，超七類就更加沒有廣泛的進入人們的生活，目前使用范圍最廣的是超五類、六類等網線

11、八類線CAT8：相關標準由美國通信工業協會（TIA）TR-43委員會在2016年正式發布，支持2000MHz帶寬，支持40Gbps以太網路，主要應用于資料中心

2.2.2.2 網線線序和規范

非屏蔽式雙絞線Unshielded Twisted-Pair Cable UTP
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RJ-45 Connector和Jack

UTP直通線(Straight-Through)

UTP交叉線(Crossover)

UTP 直通線和交叉線

雙絞線針腳定義

注：BI=雙向資料 RX=接收資料 Receive Data TX=傳送資料 Transmit Data
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2.2.2.3 光纖和介面 Fiber-Optic

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Short wavelength (1000BASE-SX) 最遠幾百米
Long wavelength/long haul (1000BASE-LX/LH) 最遠幾公里
Extended distance (1000BASE-ZX) 最遠上百公里

2.2.2 網路配接器

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作用

進行串行/并行轉換
資料快取
在計算機作業系統中安裝設備驅動程式
實作以太網協議

型別
（1）按總線介面型別進行分類

分為ISA網卡、PCI網卡、PCI-X 網卡、PCMCIA網卡、PCI-E和USB網卡等幾種型別

（2）按傳輸介質介面分類

細同軸電纜的BNC介面網卡、粗同軸電纜AUI介面網卡、以太網雙絞線RJ-45介面網卡、光纖F/O介面網卡、無線網卡等

（3）按傳輸速率（帶寬）分類

10Mbps網卡、100Mbps以太網卡、10Mbps/100Mbps自適應網卡、1000Mbps千兆以太網卡、40Gbps自適應網卡等

2.2.3 中繼器和集線器

2.2.3.1 中繼器 repeater

實際上是一種信號再生放大器，可將變弱的信號和有失真的信號進行整形與放大，輸出信號比原信號的強度將大大提高,中繼器不解釋、不改變收到的數字資訊，而只是將其整形放大后再轉發出去

優點

（1）易于操作

（2）很短的等待時間

（4）價格便宜

（5）突破線纜的距離限制來擴展局域網段的距離

（6）可用來連接不同的物理介質

缺點

（1）采用中繼器連接網路分支的數目要受具體的網路體系結構限制

（2）中繼器不能連接不同型別的網路

（3）中繼器沒有隔離和過濾功能，無路由選擇、交換、糾錯／檢錯功能，一個分支出現故障可能會影響到其他的每一個網路分支

（4）使用中繼器擴充網路距離是最簡單最廉價的方法，但當負載增加時，網路性能急劇下降，所以只有當網路負載很輕和網路時延要求不高的條件下才能使用

2.2.3.2 集線器 hub

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集線器（Hub）作業在物理層，是中繼器的一種形式，是一種集中連接纜線的網路組件，可以認為集線器是一個多埠的中繼器，集線器提供多埠連接，主要功能是對接收到的信號進行再生整形放大，以擴大網路的傳輸距離，同時把所有節點集中在以它為中心的節點上
Hub并不記憶報文是由哪個MAC地址發出，哪個MAC地址在Hub的哪個埠