摘要

1. 局域網(wǎng)概述
2. 以太網(wǎng)技術(shù)
3. 虛擬局域網(wǎng)（VLAN）
4. 無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）

一、局域網(wǎng)概述

• 局域網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程
  局域網(wǎng)的研究開(kāi)始于20世紀(jì)70年代初，一些大學(xué)和研究機(jī)構(gòu)提出了不同的局域網(wǎng)技術(shù)設(shè)計(jì)思想。1975年，美國(guó)施樂(lè)公司（Xerox）研制出了基于總線的局域網(wǎng)產(chǎn)品——以太網(wǎng)（Ethernet）。到了20世紀(jì)80年代，局域網(wǎng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，占主導(dǎo)地位的技術(shù)主要有以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)和令牌總線網(wǎng)3種。這三種的數(shù)據(jù)格式和控制方式都各不相同。為了解決標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題，美國(guó)電氣和電子工程師協(xié)會(huì)（IEEE）成立了局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)，簡(jiǎn)稱IEEE 802 委員會(huì)，主要研究局域網(wǎng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸和控制，不考慮路由和交換機(jī)，針對(duì)的時(shí)OSI參考模型里的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。

• 局域網(wǎng)協(xié)議模型
  IEEE 802 委員會(huì)將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩個(gè)子層：邏輯鏈路控制（Logical Link Control，LLC）和介質(zhì)訪問(wèn)控制（Media Access Control，MAC）。與接入各種傳輸介質(zhì)有關(guān)的內(nèi)存放在MAC層，LLC層與傳輸介質(zhì)無(wú)關(guān)，LLC層必須采用相同的技術(shù)和協(xié)議，MAC層則可以采用不同的技術(shù)和協(xié)議。到了20世紀(jì)90年代，以太網(wǎng)逐漸在競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，很多設(shè)備制造商的產(chǎn)品不再使用LLC協(xié)議，而是直接將數(shù)據(jù)封裝在以太網(wǎng)的MAC幀中。

二、以太網(wǎng)技術(shù)

2.1 以太網(wǎng)的基本原理

傳統(tǒng)的以太網(wǎng)是總線型的局域網(wǎng)，總線型結(jié)構(gòu)決定了網(wǎng)絡(luò)中所有結(jié)點(diǎn)共享傳輸介質(zhì)，但同一時(shí)間只允許一個(gè)結(jié)點(diǎn)以“廣播”的方式使用總線發(fā)送數(shù)據(jù)，其他結(jié)點(diǎn)以“收聽(tīng)”的方式接收數(shù)據(jù)。所以，當(dāng)局域網(wǎng)中的結(jié)點(diǎn)要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，首先要確定總線上沒(méi)有其他結(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)，否則，就要等總線空閑下來(lái)才能發(fā)送。而由于結(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù)在總線上有傳輸延遲，有可能會(huì)出現(xiàn)兩個(gè)以上結(jié)點(diǎn)通過(guò)總線發(fā)送數(shù)據(jù)，造成多個(gè)數(shù)據(jù)“沖突”，無(wú)法接收正確數(shù)據(jù)。這些都是介質(zhì)訪問(wèn)控制（MAC）協(xié)議要解決的問(wèn)題。

• CSMA/CD原理
  以太網(wǎng)中采用載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè)（Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection，CSMA/CD）作為介質(zhì)控制訪問(wèn)方法。其原理為：每一個(gè)結(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)前先檢測(cè)總線上是否有其他結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)。如果有，則暫時(shí)不發(fā)送數(shù)據(jù)，要等到信道變?yōu)榭臻e狀態(tài)后再發(fā)送數(shù)據(jù)。由于以太網(wǎng)使用的時(shí)曼徹斯特編碼，各結(jié)點(diǎn)檢測(cè)的是總線上是否有高低電平的變化，所以這個(gè)過(guò)程稱為 “ 載波監(jiān)聽(tīng) ” ；由于存在傳輸延遲問(wèn)題，當(dāng)有多個(gè)結(jié)點(diǎn)在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，總線上的信號(hào)電壓會(huì)因?yàn)榀B加而增大，當(dāng)超過(guò)某個(gè)閾值時(shí)，就認(rèn)為總線上有多個(gè)結(jié)點(diǎn)在同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，即產(chǎn)生了“沖突”，這一過(guò)程稱為 “ 沖突檢測(cè) ” 。當(dāng)發(fā)生沖突時(shí)，就立即停止發(fā)送數(shù)據(jù)，等待一段時(shí)間再發(fā)送。

CSMA/CD 基本思想簡(jiǎn)單概括為：“先監(jiān)聽(tīng)，再發(fā)送；邊發(fā)送，邊監(jiān)聽(tīng)?！?/p>

2.2 以太網(wǎng)的硬件地址

為了能在局域網(wǎng)中方便的找到各個(gè)結(jié)點(diǎn)，IEEE 802 委員會(huì)制定了一套標(biāo)識(shí)規(guī)則，即用一個(gè) 48bit（6B） 二進(jìn)制數(shù)作為局域網(wǎng)的全球地址，標(biāo)識(shí)每一塊局域網(wǎng)適配器（網(wǎng)卡）。這個(gè)地址在適配器生產(chǎn)時(shí)就固化到其ROM中，稱為局域網(wǎng)適配器的物理地址或MAC地址。計(jì)算機(jī)只有安裝了局域網(wǎng)適配器才能接入局域網(wǎng)，所以局域網(wǎng)適配器的MAC地址可以認(rèn)為是該計(jì)算機(jī)在局域網(wǎng)中的地址。

局域網(wǎng)地址由IEEE RA 機(jī)構(gòu)管理和分配，他們負(fù)責(zé)分配局域網(wǎng)地址6個(gè)字節(jié)中的前3個(gè)字節(jié)，后3個(gè)字節(jié)由生產(chǎn)廠商自行分配，只要不出現(xiàn)重復(fù)即可。

2.3 以太網(wǎng)的MAC幀格式

在以太網(wǎng)的MAC層，數(shù)據(jù)是以幀的形式存在的，以太網(wǎng)的MAC幀格式有兩種標(biāo)準(zhǔn)：DIX Ethernet V2 標(biāo)準(zhǔn)和IEEE 802.3 標(biāo)準(zhǔn)，兩者的幀格式基本相同，唯一區(qū)別是V2幀中設(shè)置兩個(gè)字節(jié)作為類型字段，用于標(biāo)記上一層所使用的協(xié)議類型，而802.3幀定義這兩個(gè)字節(jié)為長(zhǎng)度或類型字段。目前使用最廣的是V2幀格式。

• 以太網(wǎng)V2幀結(jié)構(gòu)

以太網(wǎng)V2幀格式

各字段含義：

目的地址和源地址： 分別為48bit。
類型： 上層所使用的協(xié)議，如IP。
數(shù)據(jù)： 從上層接收到的數(shù)據(jù)報(bào)文，長(zhǎng)度限定為46~1500B之間，如果最短數(shù)據(jù)不足46B，則填充到46B。
FCS： 幀檢測(cè)序列，采用循環(huán)冗余CRC校驗(yàn)對(duì)收到的MAC幀進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)。

在實(shí)際傳輸中，發(fā)送端要在每個(gè)以太網(wǎng)MAC幀前面插入8B（由硬件生成），包括7B的前導(dǎo)碼和1B的幀前定界符，用于告知接收端數(shù)據(jù)到了，實(shí)現(xiàn)接收的同步。

• 以太網(wǎng)的基本工作原理
  從以太網(wǎng)內(nèi)站點(diǎn)A發(fā)送數(shù)據(jù)給站點(diǎn)B，首先A將目的地址和源地址分別設(shè)置為B的MAC和自己的MAC封裝在MAC幀中，并將上層傳來(lái)的數(shù)據(jù)放入幀中的數(shù)據(jù)字段，然后開(kāi)始監(jiān)聽(tīng)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)將MAC幀以廣播的方式發(fā)送到以太網(wǎng)中，并繼續(xù)監(jiān)聽(tīng)是否發(fā)生碰撞。以太網(wǎng)中每個(gè)結(jié)點(diǎn)收到A發(fā)送的MAC幀后，首先檢查一下其目的地址字段中的MAC地址是否與自己相同，如果不是則丟棄；當(dāng)站點(diǎn)B收到該MAC幀后，發(fā)現(xiàn)目的地址與自己相同，則需要繼續(xù)檢查該MAC幀是否為無(wú)效幀，如果是無(wú)效的就丟棄，否則就接收。

• 無(wú)效的MAC幀
  1）MAC幀的長(zhǎng)度不是整數(shù)字節(jié)；
  2）FCS檢測(cè)出錯(cuò)；
  3）收到的MAC幀長(zhǎng)度不在64~1518之間。

2.4 以太網(wǎng)的產(chǎn)品類型

• 粗纜以太網(wǎng)（10Base-5）
  傳輸速度10Mbit/s，最大長(zhǎng)度為500m。
• 細(xì)纜以太網(wǎng)（10Base-2）
  傳輸速度10Mbit/s，最大干線長(zhǎng)度為200m。
• 雙絞線以太網(wǎng)（10Base-T）
  傳輸速率10Mbit/s，最大長(zhǎng)度100m。
• 快速以太網(wǎng)（100Base-T）
  傳輸速率100Mbit/s。
• 千兆位以太網(wǎng)（Gigabit Ethernet）
  傳輸速率1000Mbit/s。
• 萬(wàn)兆位以太網(wǎng)（10 Gigabit Ethernet）
  傳輸速率10Gbit/s。

2.5 以太網(wǎng)的擴(kuò)展

隨著以太網(wǎng)的普及，人們需要以太網(wǎng)覆蓋更廣闊的區(qū)域，容納更多的主機(jī)，這時(shí)就需要對(duì)以太網(wǎng)進(jìn)行擴(kuò)展。擴(kuò)展的方法根據(jù)使用設(shè)備所在層次的不同，分為物理層擴(kuò)展和數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展。物理層擴(kuò)展使用的設(shè)備主要有中繼器（Repeater）和集線器（Hub），數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展使用的設(shè)備主要有網(wǎng)橋（Bridge）和交換機(jī)（Switch）。

• 中繼器和集線器
  中繼器對(duì)衰減的信號(hào)進(jìn)行放大、轉(zhuǎn)發(fā)和重發(fā)，不關(guān)心以太網(wǎng)幀中的內(nèi)容；集線器是一種特殊形式的中繼器，也是對(duì)物理信號(hào)進(jìn)行放大和轉(zhuǎn)發(fā)，具有多個(gè)物理接口，每個(gè)接口可以連接主機(jī)或其他以太網(wǎng)網(wǎng)段。多級(jí)結(jié)構(gòu)的集線器構(gòu)成的以太網(wǎng)仍然采用的是CSMA/CD協(xié)議，因此會(huì)在整個(gè)以太網(wǎng)范圍內(nèi)形成一個(gè)很大的碰撞域，即同一時(shí)刻只能有一個(gè)主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)，否則就會(huì)發(fā)生碰撞。下圖為集線器對(duì)以太網(wǎng)的擴(kuò)展：

使用集線器對(duì)以太網(wǎng)擴(kuò)展

• 網(wǎng)橋
  數(shù)據(jù)鏈路層設(shè)備，它根據(jù)MAC幀中的目的地址對(duì)收到的幀進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)和過(guò)濾。網(wǎng)橋通過(guò)接口連接不同的網(wǎng)段，同時(shí)內(nèi)部維護(hù)著一個(gè)用于轉(zhuǎn)發(fā)MAC幀的數(shù)據(jù)庫(kù)，稱為轉(zhuǎn)發(fā)表。當(dāng)網(wǎng)橋收到一個(gè)幀時(shí)，并不是向所有接口轉(zhuǎn)發(fā)此幀，而是讀取幀里的目的地址，查詢轉(zhuǎn)發(fā)表將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到合適接口，或者將其丟棄。

網(wǎng)橋連接示意圖：

網(wǎng)橋連接兩個(gè)以太網(wǎng)示意圖

上圖網(wǎng)橋中的轉(zhuǎn)發(fā)表：

轉(zhuǎn)發(fā)過(guò)程：
網(wǎng)橋的接口1和接口2分別連接兩個(gè)以太網(wǎng)LAN1和LAN2，假如主機(jī)1要給主機(jī)5發(fā)數(shù)據(jù)，它將MAC幀廣播發(fā)送到LAN1上，與之相連的網(wǎng)橋也會(huì)收到該MAC幀，收到后，網(wǎng)橋檢查其中的目的地址并查找轉(zhuǎn)發(fā)表，發(fā)現(xiàn)主機(jī)5對(duì)應(yīng)的接口為接口2，則將其轉(zhuǎn)發(fā)到接口2，從而廣播到LAN2中。如果主機(jī)1要向主機(jī)4發(fā)送數(shù)據(jù)，它將MAC幀廣播發(fā)送到LAN1上，網(wǎng)橋收到后，發(fā)現(xiàn)其目的地址對(duì)應(yīng)的接口是接口1，與發(fā)送主機(jī)（主機(jī)1）的接口相同，說(shuō)明主機(jī)1和主機(jī)4在同一個(gè)網(wǎng)段上，不需要轉(zhuǎn)發(fā)，將該幀丟棄。網(wǎng)橋的這種機(jī)制，保證了不同網(wǎng)段上的通信互不干擾。如果主機(jī)1向主機(jī)8發(fā)送數(shù)據(jù)，網(wǎng)橋收到該幀后查詢轉(zhuǎn)發(fā)表，發(fā)現(xiàn)沒(méi)有目的地址為主機(jī)8的表項(xiàng)，則向除該MAC幀來(lái)源（接口1）外的所有接口進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。

網(wǎng)橋內(nèi)部使用 “自學(xué)習(xí)” 算法來(lái)建立和維護(hù)轉(zhuǎn)發(fā)表?；舅枷胧牵寒?dāng)一個(gè)網(wǎng)橋剛接入以太網(wǎng)時(shí)，轉(zhuǎn)發(fā)表是張空表。當(dāng)它從某接口x收到某主機(jī)a所發(fā)出MAC幀時(shí)，就把主機(jī)a的地址和接口x記錄到轉(zhuǎn)發(fā)表中，如果再收到目的地址為主機(jī)a的MAC幀，則向接口x轉(zhuǎn)發(fā)。當(dāng)以太網(wǎng)內(nèi)的所有主機(jī)都向網(wǎng)橋發(fā)送過(guò)MAC幀后，每一個(gè)主機(jī)地址都會(huì)記錄在表中。

• 交換機(jī)
  交換機(jī)也是工作在數(shù)據(jù)鏈路層的以太網(wǎng)擴(kuò)展設(shè)備，也被稱為第二層交換機(jī)，其本質(zhì)是一種多接口的網(wǎng)橋，通常有幾十個(gè)以上的接口。也是通過(guò)自學(xué)習(xí)建立轉(zhuǎn)發(fā)表。

交換機(jī)自學(xué)習(xí)的基本原理：利用接收到的數(shù)據(jù)幀的源MAC地址完成學(xué)習(xí)，即學(xué)習(xí)到可以通過(guò)接收該幀的端口到達(dá)該幀的源MAC地址對(duì)應(yīng)的主機(jī)。例如，若從某個(gè)主機(jī)A發(fā)出的幀通過(guò)端口x進(jìn)入某交換機(jī)，就意味著從端口x出發(fā)沿相反方向一定可以把一個(gè)幀傳送到A。所以，交換機(jī)每收到一個(gè)幀，先按其源MAC地址查看轉(zhuǎn)發(fā)表的目的地址欄，如果沒(méi)有則將其源MAC地址和進(jìn)入的端口標(biāo)識(shí)記錄在轉(zhuǎn)發(fā)表中，完成一次學(xué)習(xí)；再按目的MAC地址查找轉(zhuǎn)發(fā)表的目的地址欄，如果有記錄，則向相應(yīng)的端口轉(zhuǎn)發(fā)，如果沒(méi)有記錄，則向除幀進(jìn)入交換機(jī)對(duì)應(yīng)的端口外的其他所有端口轉(zhuǎn)發(fā)。

三、虛擬局域網(wǎng)（VLAN）

• 什么是虛擬局域網(wǎng)？
  虛擬局域網(wǎng)（Virtual LAN）是基于交換機(jī)的一種局域網(wǎng)，由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無(wú)關(guān)的邏輯組。

• 與傳統(tǒng)局域網(wǎng)有什么區(qū)別？
  主要區(qū)別就是虛擬局域網(wǎng)不受物理位置的限制，傳統(tǒng)局域網(wǎng)內(nèi)不同工作組間是通過(guò)網(wǎng)橋或交換機(jī)連接，如果想調(diào)整分組結(jié)構(gòu)，則需要調(diào)整設(shè)備物理位置。而虛擬局域網(wǎng)是通過(guò)軟件實(shí)現(xiàn)的邏輯分組。

• 虛擬局域網(wǎng)基本原理

虛擬局域網(wǎng)示意圖

原理說(shuō)明：假如某局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如上圖所示，其中有9臺(tái)主機(jī)，分布在三個(gè)樓層，通過(guò)3個(gè)交換機(jī)形成3個(gè)網(wǎng)段：網(wǎng)段a(a1，a2，a3)、網(wǎng)段b(b1，b2，b3)和網(wǎng)段c(c1，c2，c3)。3個(gè)網(wǎng)段通過(guò)路由器連接在一起。根據(jù)業(yè)務(wù)需求，現(xiàn)在要重新劃分工作組，將不同網(wǎng)段內(nèi)的主機(jī)劃分成一個(gè)工作組，形成虛擬局域網(wǎng)。假設(shè)劃分成3個(gè)虛擬局域網(wǎng)：VLAN1：（a1，b1，c1）、VLAN2：（a2，b2，c2）和VLAN3：（a3，b3，c3），每個(gè)虛擬局域網(wǎng)中的每臺(tái)主機(jī)都可以在不同的網(wǎng)段和樓層。

• 虛擬局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸方式
  1）虛擬局域網(wǎng)中的每個(gè)主機(jī)都可以收到同一個(gè)虛擬局域網(wǎng)內(nèi)其他主機(jī)所發(fā)的廣播；
  2）當(dāng)一個(gè)主機(jī)向虛擬局域網(wǎng)內(nèi)的其他主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，該虛擬局域網(wǎng)外的其他主機(jī)不會(huì)收到其所發(fā)的廣播消息。從而抑制廣播風(fēng)暴。

那么該如何劃分虛擬局域網(wǎng)呢？

主要有3種方法：

1. 根據(jù)交換機(jī)端口劃分
   如上面的虛擬局域網(wǎng)示意圖中，可以將交換機(jī)1的A1端口、交換機(jī)2的B1端口和交換機(jī)3的C1端口劃分到一個(gè)虛擬局域網(wǎng)中。
2. 根據(jù)MAC地址劃分
   按每個(gè)連接到以太網(wǎng)交換機(jī)的主機(jī)MAC地址定義VLAN成員。需要交換機(jī)連接一臺(tái)VLAN配置服務(wù)器，用于對(duì)接入交換機(jī)的主機(jī)進(jìn)行動(dòng)態(tài)VLAN劃分。
3. 根據(jù)上層協(xié)議類型或地址劃分
   根據(jù)以太網(wǎng)幀所攜帶數(shù)據(jù)中的上層協(xié)議類型（如TCP/IP、IPX）或地址（如IP地址、子網(wǎng)地址）定義VLAN成員，這種方法有利于組成基于應(yīng)用的VLAN。

虛擬局域網(wǎng)的幀格式

為了標(biāo)識(shí)以太網(wǎng)幀所屬的不同虛擬局域網(wǎng)，需要對(duì)以太網(wǎng)幀格式進(jìn)行擴(kuò)展。IEEE 802.1Q 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定在以太網(wǎng)的幀格式中插入一個(gè)4B的標(biāo)識(shí)符，稱為VLAN標(biāo)記，用來(lái)指明發(fā)送該幀的主機(jī)屬于哪一個(gè)虛擬局域網(wǎng)。如下圖所示。

VLAN幀結(jié)構(gòu)

VLAN標(biāo)記字段占4B，位于源地址和類型字段之間，其中前16位（2B）是固定的二進(jìn)制數(shù)（1000000100000000），稱為IEEE 802.1Q標(biāo)記類型。當(dāng)接收到MAC幀檢測(cè)到源地址后面的16位后，說(shuō)明是插入了VLAN標(biāo)記。后面的兩個(gè)字節(jié)中，前3位是用戶優(yōu)先級(jí)字段，接著是1位規(guī)范格式指示符（CFI），最后12位是虛擬局域網(wǎng)VLAN標(biāo)識(shí)符（VID），表示該幀屬于哪一個(gè)VLAN。

虛擬局域網(wǎng)中間技術(shù) VLAN Trunk

由于VLAN是按照邏輯位置而非物理位置進(jìn)行劃分的，因此經(jīng)常遇到同一VLAN中的主機(jī)需要跨越不同的交換機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)通信的問(wèn)題，采用的方法是在不同的交換機(jī)之間用一條骨干鏈路連接起來(lái)，并利用VLAN標(biāo)識(shí)符來(lái)識(shí)別和承載來(lái)自多個(gè)VLAN中的數(shù)據(jù)幀，如下圖所示。

VLAN Trunk結(jié)構(gòu)圖

在交換機(jī)1和交換機(jī)2之間用一條鏈路級(jí)聯(lián)，并將對(duì)應(yīng)的端口設(shè)置位Trunk端口，這樣就可以使兩個(gè)交換機(jī)上處于同一個(gè)VLAN的主機(jī)進(jìn)行通信，即a1和b1之間，a2和b2之間，a3和b3之間。

四、無(wú)線局域網(wǎng)（WLAN）

無(wú)線局域網(wǎng)（Wireless Local Area Network，WLAN）是局域網(wǎng)發(fā)展的一種新形式，通過(guò)無(wú)線方式在各種便攜式的計(jì)算機(jī)設(shè)備之間建立數(shù)據(jù)連接。

無(wú)線局域網(wǎng)分兩類：

• 有固定基礎(chǔ)設(shè)施
  是指網(wǎng)絡(luò)中已經(jīng)預(yù)先存在了一批固定的數(shù)據(jù)處理和轉(zhuǎn)發(fā)設(shè)備，這些固定設(shè)備可以通過(guò)有線方式連接到其他網(wǎng)絡(luò)或Internet
• 無(wú)固定基礎(chǔ)設(shè)施
  是指網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)成員都是對(duì)等的可移動(dòng)設(shè)備

CSMA/CA協(xié)議

對(duì)于有固定基礎(chǔ)設(shè)施的無(wú)線局域網(wǎng)，在MAC層使用載波監(jiān)聽(tīng)多路訪問(wèn)/沖突避免協(xié)議（CSMA/CA）。與有線以太網(wǎng)的CSMA/CD協(xié)議不同，CSMA/CA協(xié)議采用的是沖突避免算法（CA）來(lái)代替沖突檢測(cè)算法（CD）。這樣做的原因：
1）在無(wú)線通信環(huán)境下，信號(hào)強(qiáng)度的動(dòng)態(tài)范圍非常大，接收端不容易根據(jù)收到的信號(hào)強(qiáng)度判斷是否發(fā)生碰撞；
2）由于無(wú)線信號(hào)是向所有方向傳播的，當(dāng)多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)進(jìn)行通信時(shí)，很可能 “檢測(cè)到信道空閑，其實(shí)并不空閑；檢測(cè)到信道忙，其實(shí)并不忙” 的錯(cuò)誤
因此，無(wú)線局域網(wǎng)應(yīng)該盡可能地減少碰撞的發(fā)生。

CSMA/CA基本思想
1）采用 “停止-等待” 的可靠傳輸方式，即發(fā)送方必須收到接收方的確認(rèn)幀后才能繼續(xù)發(fā)送；如果在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒(méi)有收到確認(rèn)幀，則認(rèn)為數(shù)據(jù)丟失，需要重發(fā)。
2）采用 “虛擬載波監(jiān)聽(tīng)” 機(jī)制，讓發(fā)送方將它要占用信道的時(shí)間及時(shí)通知給其他所有站點(diǎn)，以便使其他站點(diǎn)在這一段時(shí)間內(nèi)都停止發(fā)送數(shù)據(jù)，從而降低碰撞機(jī)會(huì)。
3）在信道從忙狀態(tài)轉(zhuǎn)為空閑時(shí)，各個(gè)站點(diǎn)要執(zhí)行 “退避算法” ，等待一個(gè)隨機(jī)的時(shí)間段后再發(fā)送數(shù)據(jù)，目的是減少碰撞的概率。

無(wú)線局域網(wǎng)的擴(kuò)展

WLAN的最小單位是基本服務(wù)集BSS，其中包括一個(gè)AP和多個(gè)移動(dòng)設(shè)備。在一個(gè)BSS內(nèi)，各個(gè)移動(dòng)設(shè)備之間可以通信，但如果要和本BSS外的設(shè)備通信，則必須經(jīng)過(guò)BSS內(nèi)的AP。一個(gè)BSS可以與由以太網(wǎng)、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)鏈路或者無(wú)線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的分配系統(tǒng)DS相連接，然后再連接其他BSS，構(gòu)成覆蓋范圍更廣的擴(kuò)展服務(wù)器ESS，如下圖所示。

無(wú)線局域網(wǎng)的擴(kuò)展方式

移動(dòng)設(shè)備如何與AP建立連接？
有兩種方式建立連接：
1）被動(dòng)掃描： 由AP周期性地發(fā)出包含SSID、速率等參數(shù)的信息幀，移動(dòng)設(shè)備收到這些信息幀后與AP建立連接；
2）主動(dòng)掃描： 由移動(dòng)設(shè)備主動(dòng)發(fā)出探測(cè)請(qǐng)求幀，然后等待AP發(fā)回探測(cè)響應(yīng)幀進(jìn)行連接。

總結(jié)

• 講解了局域網(wǎng)的發(fā)展過(guò)程，IEEE 802協(xié)議是啥，數(shù)據(jù)鏈路層的兩個(gè)子層LLC和MAC的功能

• 以太網(wǎng)的工作原理是什么？CSMA/CD的基本思想？MAC幀格式

• 集線器、中繼器、網(wǎng)橋和交換機(jī)的工作原理

• 虛擬局域網(wǎng)的劃分方法

• 無(wú)線局域網(wǎng)的分類即CSMA/CA的基本思想