局域网技术详解：从Hub到Switch的演变

本文主要介绍了局域网（LAN）的相关知识，包括局域网的特点、关键技术、拓扑结构、传输形式、介质访问控制方式以及局域网的分类和标准，特别是重点讲述了三层交换机的工作原理。 在局域网中，三层交换机扮演着至关重要的角色。当发送站点A需要向目的站B发送数据时，它首先知道的是目的站的IP地址，但并不了解对应的MAC地址。这时，地址解析协议（ARP）被用来确定目的站的硬件地址。发送站A会对比自己的IP地址和目的站B的IP地址，利用子网掩码来判断两者是否处于同一子网内。如果它们在同一个子网，A就会通过广播ARP请求来寻找B的MAC地址，B收到请求后回应其MAC，A随后将这个MAC地址存储在缓存中，并用此MAC封装数据包，通过交换机的第二层交换模块将数据包发送到正确的目标端口。 局域网具有特定的技术特点，如覆盖范围通常较小，局限于房间、建筑物或园区，传输速率较高（10Mb/s到1000Mb/s），误码率极低（大约在10^-8到10^-11之间）。局域网可以采用不同的拓扑结构，如总线型、星型和环形，同时支持多种传输介质，如非屏蔽双绞线（UTP）、光纤和同轴电缆。此外，局域网还涉及关键的介质访问控制方法，如CSMA/CD（载波监听多路访问）、令牌总线（TokenBus）和令牌环网（TokenRing）。 局域网的标准化工作主要由IEEE 802委员会负责，该委员会制定了一系列局域网标准，包括将数据链路层划分为逻辑链路控制（LLC）和介质访问控制（MAC）两个子层。在IEEE 802参考模型中，由于局域网不存在路由选择，所以没有网络层。LLC子层处理网络服务访问点（SAP），并与高层接口，而MAC子层则负责媒体访问控制，确保多个设备能共享同一通信媒体。 局域网是一种高效率、高速度的通信网络，其核心在于有效地管理介质访问，通过交换机等设备实现数据的有效传输。理解局域网的工作原理和技术细节对于网络管理和优化至关重要。