局域网:以太网,VLAN,WLAN - jerry

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局域网:以太网,VLAN,WLAN

1、以太网 Ethernet

以太网是现实世界中最普遍的一种计算机网络。以太网有两类:第一类是经典以太网,第二类是交换式以太网,使用了一种称为交换机的设备连接不同的计算机。经典以太网是以太网的原始形式,运行速度从3~10 Mbps不等;而交换式以太网正是广泛应用的以太网,可运行在100、1000和10000Mbps那样的高速率,分别以快速以太网、千兆以太网和万兆以太网的形式呈现。

以太网的标准拓扑结构为总线型拓扑,但目前的快速以太网(100BASE-T、1000BASE-T标准)为了减少冲突,将能提高的网络速度和使用效率最大化,使用集线器来进行网络连接和组织。如此一来,以太网的拓扑结构就成了星型;但在逻辑上,以太网仍然使用总线型拓扑和CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection,即载波多重访问/碰撞侦测)的总线技术。

Ethernet 是 Xerox 、Digital Equipment 和 Intel 三家公司开发的局域网组网规范, 并于 80 年代初首次出版,称为 DIX1.0 。1982年修改后的版本为 DIX2.0 。这三家公司将此规范提交给 IEEE(电子电气工程师协会 )802 委员会,经过 IEEE成员的修改并通过,变成了 IEEE 的正式标准,并编号为 IEEE802.3。Ethernet 和 IEEE802.3 虽然很多规定不同,但术语 Ethernet 通常认为与 802.3 是兼容的。 IEEE将 802.3 标准提交国际标准化组织 (ISO)第一联合技术委员会 (JTC1),
再次经过修订变成了国际标准 ISO8802.3 。

以太网实现了网络上无线电系统多个节点发送信息的想法,每个节点必须获取电缆或者信道的才能传送信息,有时也叫作以太(Ether)。(这个名字来源于19世纪的物理学家假设的电磁辐射媒体-光以太。后来的研究证明光以太不存在。) 每一个节点有全球唯一的48位地址也就是制造商分配给网卡的MAC地址,以保证以太网上所有节点能互相鉴别。由于以太网十分普遍,许多制造商把以太网卡直接集成进计算机主板。

早期局域网技术的关键是如何解决连接在同一总线上的多个网络节点有秩序的共享一个信道的问题, 而以太网络正是利用载波监听多路访问 /碰撞检测 (CSMA/CD) 技术成功的提高了局域网络共享信道的传输利用率, 从而得以发展和流行的。

交换式快速以太网及千兆以太网是近几年发展起来的先进的网络技术, 使以太网络成为当今局域网应用较为广泛的主流技术之一。

交换式快速以太网技术便应运而生。 快速以太网及千兆以太网从根本上讲还是以太网, 只是速度快。它基于现有的标准和技术 (IEEE802.3 标准,CSMA/CD 介质存取协议, 总线性或星型拓扑结构,支持细缆、 UTP、光纤介质,支持全双工传输 ),可以使用现有的电缆和软件,因此它是一种简单、经济、安全的选择。然
而,以太网络在发展早期所提出的共享带宽、 信道争用机制极大的限制了网络后来的发展,即使是近几年发展起来的链路层交换技术 (即交换式以太网技术 )和提高收发时钟频率 (即快速以太网技术 )也不能从根本上解决这一问题, 具体表现在:

1、以太网提供是一种所谓 “无连接”的网络服务, 网络本身对所传输的信息包无法进行诸如交付时间、包间延迟、 占用带宽等等关于服务质量的控制。因此没有服务质量保证 (Quality of Service) 。
2、对信道的共享及争用机制导致信道的实际利用带宽远低于物理提供的带宽,因此带宽利用率低。

更深入放入理解研究以太网,详见计算机网络(谢希仁第七版第三章以太网相关部分)

2、虚拟局域网VLAN

3、无线局域网

3.1 无线局域网的组成

注: 网桥(Bridge)是早期的两端口二层网络设备,用来连接不同网段。网桥的两个端口分别有一条独立的交换信道,不是共享一条背板总线,可隔离冲突域。网桥比集线器(Hub)性能更好,集线器上各端口都是共享同一条背板总线的。后来,网桥被具有更多端口、同时也可隔离冲突域的交换机(Switch)所取代。

WiFi联盟宣布简化WiFi名称将以发布顺序用数字进行命名

WLAN系统一般由AC(接入控制器)和AP(无线接入点)组成,一个是控制器,一个是接入点。

1、无线AP:即“无线访问接入点”,无线接入点是一个无线网络的接入点,俗称“热点”,它是用于无线网络的无线交换机,也是无线网络的核心。

AP相当于一个连接有线网和无线网的桥梁,其主要作用是将各个无线网络客户端连接到一起,然后将无线网络接入以太网,从而达到网络无线覆盖的目的,它就是传统有线网络中的无线交换机,也是组建小型无线局域网时最常用的设备。

2、AC:它是指无线接入控制服务器, 接入控制器(AC) 无线局域网接入控制设备,负责把来自不同AP的数据进行汇聚并接入Internet,同时完成AP设备的配置管理、无线用户的认证、管理及宽带访问、安全等控制功能。

无线控制器是一种网络设备,用来集中化控制局域网内可控的无线AP,是一个无线网络的核心,负责管理无线网络中的所有无线AP,对AP管理包括:下发配置、修改相关配置参数、射频智能管理、接入安全控制等。

区别:

AP:Access Point,无线接入点,一种局域网覆盖设备,可以理解成我们家用和公司的常见WIFI发射器。又细分为瘦AP和胖AP,他们的胖瘦是通过功能多少来区分的,瘦AP是胖AP的进化版,最早的 胖AP = 现在的 瘦AP + AC(接入控制器)。为了便于管理和节约成本,将原来胖AP的功能做了删减,使用多个AP配合一个AC进行局域网的无线管理。

AC:Access Control,接入控制器,一种无线局域网接入控制设备,负责将来自不同AP的数据进行汇总并接入互联网。

吸顶式AP与入墙式AP都属于无线AP的一种,体积都很小巧,皆支持PoE供电,集中AC控制等。但是吸顶式AP一般是安装在天花板上,而入墙式AP一般安装在墙壁上。在有障碍物遮挡的情况下WIFI的信号会受到干扰,而无线AP发出的WIFI信号是椭圆的球形,因此安装在墙壁上的入墙式AP的效果会打一点折扣,而安装在天花板上的吸顶式AP则会发挥WIFI信号发出的优势。整体上来看,吸顶式AP对比入墙式AP更具有优势。

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