局域网扩展与集线器详解-数据链路层

"该资源主要讨论了具有三个端口的集线器在计算机网络，特别是局域网（LAN）和以太网环境中的应用。它涵盖了局域网的基本概念、以太网的工作原理、局域网的扩展方式，以及高速以太网、虚拟局域网（VLAN）、无线局域网（WLAN）等多个方面。" 在局域网中，集线器是一种重要的网络设备，通常用于连接多个工作站或网卡。具有三个端口的集线器可以将三个不同的网络节点（例如，工作站或服务器）连接在一起，形成一个简单的局域网。集线器的工作原理是将接收到的数据帧广播到所有连接的端口，这被称为“透明桥接”。虽然集线器能够扩展网络，但它们并不具备处理冲突的能力，当多个节点同时发送数据时，可能导致数据包冲突。 以太网是局域网中最广泛使用的标准。传统以太网遵循DIX Ethernet V2或IEEE 802.3标准，这两个标准在实际应用中基本相同。以太网的工作基于竞争/冲突检测(CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection)机制，即在网络空闲时，任何节点都可以发送数据，一旦检测到冲突，则停止发送并等待随机时间后重试。 局域网的拓扑结构有多种，包括总线型、星型、树型和环形等。在总线网中，匹配电阻用于信号反射和终止；星形网则是通过集线器或交换机连接各个节点，每个节点直接连接到中心设备，减少了冲突域。树形网是星形网的扩展，而环形网如令牌环网则使用令牌传递机制控制网络访问。 在数据链路层，以太网的MAC层负责物理地址（MAC地址）的管理和帧的发送与接收。有两种不同的MAC帧格式：一种是802.3格式，另一种是Ethernet II格式。MAC层还涉及媒体接入控制，以确保多个设备公平有效地共享同一传输介质。 为了扩展局域网，可以采用物理层扩展，比如通过增加电缆长度或使用中继器；在数据链路层扩展，如使用网桥或交换机来分割冲突域，提高网络效率。虚拟局域网（VLAN）是一种逻辑上的网络划分，允许在物理网络上创建多个独立的逻辑网络，提高网络管理和安全性。 高速以太网包括100BASE-T、吉比特以太网（Gigabit Ethernet）和10吉比特以太网（10 Gigabit Ethernet），提供了更高的数据传输速率。此外，还有其他类型的高速局域网，如100VG-AnyLAN、光纤分布式数据接口（FDDI）、高性能并行接口（HIPPI）和光纤通道（FC），这些技术各有特点，适用于不同场景。 无线局域网（WLAN）使用802.11标准，其物理层和MAC层各有规范。802.11标准包括多个子版本，如802.11a/b/g/n/ac等，支持不同的频段和速率。WLAN由多个组件组成，如接入点（AP）、无线网卡等，其MAC层采用了CSMA/CA（载波监听多路访问/冲突避免）机制，以减少无线环境中的冲突。 这个资源提供了关于局域网及其核心组成部分集线器的深入理解，以及以太网和其他网络技术的基础知识，对于学习计算机网络和准备考研的读者来说极具价值。