局域网技术详解：从基础到组网应用

"本讲主要讨论局域网技术，包括其参考模型与标准、介质访问控制方法、连接设备与工作原理、组网方法、高速局域网和无线局域网等。课程旨在使学习者了解最新局域网技术的发展，熟悉常用局域网技术及关键技术，并掌握局域网的组网技术，具备设计和组建局域网的能力。" 局域网（Local Area Network，LAN）是计算机网络的一种类型，它在有限地理范围内，如建筑物内或校园内，提供高数据传输速率和低延迟的通信服务。局域网技术自20世纪70年代以来不断发展，从最初的以太网到现在的高速、无线网络，其技术进步显著。 局域网的产生和发展始于远程通信交换网，如ARPAnet，后来通过Bell公司的环形网络技术和以太网的出现，局域网技术逐渐成熟。以太网由Bob Metcalfe和David Boggs在1973年提出，后来标准化工作由IEEE 802.3委员会负责，推动了10M以太网、快速以太网（100Base-T）、交换式网络技术、ATM、千兆位以太网和万兆位以太网的诞生。 局域网的参考模型通常遵循OSI七层模型或TCP/IP四层模型，其中介质访问控制（Medium Access Control, MAC）层是数据链路层的一个子层，负责管理同一物理介质上的多个设备的数据传输，避免冲突。常见的介质访问控制方法有CSMA/CD（载波监听多路访问/冲突检测）用于以太网，以及令牌环、令牌总线等其他协议。 局域网的连接设备主要包括集线器、交换机、路由器和网桥。集线器简单地转发信号，而交换机则通过存储并转发的方式提高网络性能。路由器负责不同网络之间的数据传输，而网桥则用于连接两个相同或不同的局域网段。 局域网的组网方法多种多样，可以是星型、环型、总线型或网状结构，现代局域网更多采用星型拓扑，中心节点通常是交换机。高速局域网通过提高数据传输速率来提升网络性能，如100Mbps的快速以太网和1Gbps的千兆位以太网。无线局域网（Wireless LAN，WLAN）利用无线电波或红外线进行通信，如Wi-Fi技术，为移动设备提供了灵活的接入方式。 本课程不仅涵盖了局域网的基本概念和技术，还强调了实际应用，包括了解最新的局域网技术，如Wi-Fi 6（802.11ax）和Wi-Fi 6E，以及掌握如何设计和构建局域网，这包括选择合适的网络设备、规划网络拓扑、配置IP地址、设置安全策略等。通过学习，学生应能够具备解决实际网络问题和优化网络性能的能力。