局域网、以太网、虚拟局域网、广域网：

你是不是对局域网，以太网，虚拟局域网，广域网，互联网......各种网的概念很模糊？本章就是针对这几种“网”进行了梳理，读完了本章，你将会对各个“网”关系有一个非常清晰的认知，建议结合目录学习，大纲在目录中有完整的体现！！！

一：局域网：

1、什么是局域网：

       局域网（Local Area Network，LAN）是指在一个较小地理范围内，将各种计算机、外部设备和数据库系统等通过双绞线，同轴电缆等连接介质相互连接起来，组成资源和信息共享等计算机互连网络。（简单理解为：地理范围小的网络）

2、局域网有什么特点：           

1. 局域网为一个单位所拥有，如一个学校，一个公司.......            

2. 所有站点共享较高的总带宽；            

3. 各个站点是平等的，不是主从关系（没有哪个重要哪个不重要）；            

4. 可以进行广播，组播；（发送一个帧，所有主机都收得到）

3、决定局域网的特性的主要因素：            

决定局域网的特性的主要因素有网络拓扑，传输介质，介质访问控制（在数据链路层有讲）；              

1）网络拓扑：常见的网络拓扑结构有星型、总线型、环形、树型；                

需要注意的是，对于某个网络，物理上和逻辑上的网络拓扑可以不一样；比如，物理上以星型连接的方式，我们可以通过代码，将其逻辑上改为其他型（如总线型）；

• 星型：

• 总线型

• 环形

• 树形

           显然，通过上面的图片看出，对于星型，环形，树形，如果一个节点出现故障，会导致整个网络崩溃，即出现单点故障问题； 而对于总线型，一个节点出问题了，只会影响他自己，不会影响到其他节点，这个拥有最大优势，常用于局域网中。

2）传输介质：

• 对有线局域网：传输介质一般为：双绞线、同轴电缆、光纤；

• 对无线局域网：传输介质一般为：电磁波。

3）介质访问控制：

介质访问控制是最重要的因素它决定了该局域网使用的是什么技术来避免冲突；

4、局域网的分类：          

局域网常分为：1、以太网，2、无线局域网，3、令牌环网，4、FDDI网，5、ATM网；            

1）以太网：

• 拓扑结构：物理上星型；逻辑上总线型；
• 遵循IEEE802.3标准；            

2）无线局域网：

• WiFi是无线局域网中的应用之一；
• 遵循IEEE802.11标准；            

3）令牌环网：

• 拓扑结构：物理上星型；逻辑上环型；
• 遵循IEEE802.5标准；            

4）FDDI网：

• 拓扑结构：物理上双环；逻辑上环型；
• 遵循IEEE802.8标准；            

5）ATM网：              

• 使用53字节固定长度的单元进行交换（这点了解一下就行）

下面就对以太网和无线局域网具体展开讲讲：

局域网之以太网：            

1）什么是以太网：

以太网是局域网中的一种，显然是属于一个网段内的，没有路由选择问题，即涉及到的只有物理层和数据链路层；（什么是路由选择可看完主页发表的“一篇带你串联计算机网络---网络层”文章）            

2）以太网传输介质的发展：

从 “粗同轴电缆”-->“细同轴电缆”-->“双绞线”+“集线器”。 显然是一步一步精细化，向传输更快更稳定的方向发展；            

3）以太网拓扑结构的发展：

物理上：从总线型-->星型；（因为有了集线器，星型的物理拓扑比总线型要方便得多，集线器是物理层的设备，如有不熟悉可以点完主页中“彻底搞懂计算机网络”专栏的物理层学习；）              

逻辑上：一直都是总线型；            

4）以太网提供的服务：

1）无连接：发送和接收方均无“握手”过程；（握手是传输层讲的，点完主页点传输层学习）；              

2）不可靠：有错直接丢弃，不会重发；              

3）无差错：收到的那部分一定是没有错的；            

5）常见的以太网：

1、10BASE-T以太网：

顾名思义，也就是传输速率为10Mb/s的以网；                

• 传输介质上：使用**无屏蔽双绞线，每段最长100米，最多节点数2；

• 编码上：采用曼彻斯编码；                

• 介质访问控制上：使用CSMA/CD协议；              

2、高速以太网：

高速以太网包括：100BASE-T以太网，吉比特以太网、10吉比特以太网；

• 100BASE-T以太网：

  • 传输速率：100Mb/s；
  • 传输介质上：采用双绞线；
  • 支持全双工和半双工通信，可在全双工工作而无冲突（物理层的内容）；

• 吉比特以太网：

  • 传输速率：1Gb/s；
  • 传输介质上：光纤；
  • 支持全双工和半双工通信 ；

• 10吉比特以太网：

  • 传输速率：10Gb/s；
  • 传输介质上：光纤；
  • 只支持全双工通信 ；           

6）以太网的两个标准：

DIX Ethernet V2标准（也叫以太网V2标准）               IEEE802.3标准；（这两个标准有印象就行）            

7）以太网MAC帧：

首先补充一个知识：MAC地址：                

MAC地址（也叫硬件地址 或 物理地址），由48位二进制数表示，常用6个16进制的数，中间用“-”分隔开来表示，如：02-60-8c-e4-61-21；                

MAC地址的前24位代表厂家，后24位数厂家自己设定的，一个设备生产下来，就必须配对一个世界上独一无二的MAC地址。（所以，如果你想证明你买的苹果蓝牙耳机是不是真货，最好的办法就是查看MAC地址的前24位是不是对应苹果公司的）              

MAC帧格式（以以太网v2格式为例子）：

  

以太网MAC帧由目的MAC地址、源MAC地址、类型、数据、FCS组成：                  

1、目的MAC地址：占6个字节；

2、源MAC地址：占6个字节；                  

3、类型：表明这个MAC是什么类型的，占2个字节；                  

4、数据：也就是MAC帧中的数据部分，范围为46-1500字节；所以，以太网的最小帧长（忽略前导码）为：目的MAC地址的6字节+源MAC地址的6字节+类型的2字节+数据的46字节+FCS的4字节=64字节；                  

5、FCS：也就是采用CRC循环冗余检验的冗余码（物理层的内容），占4个字节；              

IEEE802.3标准下的以太网格式大体上与以太网v2标准下的格式一样，但有两点小区别：                

1. 区别1：IEEE802.3标准下的以太网格式的第三个字段是“长度/类型”；                

2. 区别2：当 “长度/类型” 值小于0x0600时，数据字段必须装入LLC子层；              

那么问题来了，什么是LLC子层：                

以太网的所遵循的IEEE 802标准将数据链路层划分为逻辑链路层LLC子层和介质访问控制MAC层；LLC层在MAC之上，负责给帧加序号；而MAC层负责对帧的封装，接收和发送等。            

总结：需要记住以太网帧的格式

局域网之无线局域网：          

1）无线局域网的分类/组成：

• 有固定基础设施无线局域网
• 无固定基础设施移动自组织网络          

2）无线局域网的MAC帧（也叫802.11帧， 因为无线局域网遵循的是IEEE802.11协议）

          

我们看到上面有个几个字段，分别为地1，地址2，地址3，地址4（其他字段不讲，因为不重要）：这里的地址1，2，3，4应该结合AP（也就是中转站） 来理解：            

无线局域网的MAC帧的通信是这样的：

• 如果主机A和主机B中间没有中转站时：主机A发送MAC帧时，地址1为B的MAC地址、地址2为A的MAC地址、地址3为B的MAC地址、地址4为A的MAC地址；（此时发送端和源地址可以理解为没区别）

• 如果主机A和主机B中间有1个中转站AP时：

  1、主机A先发送MAC帧给AP（to AP），其地址1为AP的MAC地址、地址2为A的MAC地址、地址3为B的MAC地址，地址4没有使用；

  2、AP收到来自主机A的MAC帧后将其转发给B（from AP）：其地址1为B的MAC地址、地址2为AP的MAC地址、地址3为A的MAC地址，地址4没有使用；

  总结：

  • to AP时：地址1，2，3分别为接收端地址，发送端地址，目的地址
  • from AP时，地址1，2，3分别为接收端地址，发送端地址，源地址

• 如果主机A和主机B中间有多个中转站时：

  • 地址1和地址2就是实际发送的接收端和发送端，地址3和地址4永远不变，就是B的地址和A的地址。（这里可以理解为，如果中转站太多，源地址和目的地址很容易忘记，所以必须时刻保存着。）              

总结：需要理解无线局域网主机之间的通信；

局域网之虚拟局域网（VLAN）：            

1）为什么有虚拟局域网的出现：

当然是传统的局域网有缺点：

1、缺乏流量隔离，有洪泛的风险（随便发一个帧，同个网段下的所有主机都收得到（收到跟接收是两码事，收到是识别到有信号的输入，接收是收到并且识别到这些信号是给自己的，不会丢弃））                

2、管理用户不方便；                

3、路由器成本高；            

2）虚拟局域网是什么：

将一个局域网内的设备逻辑上划分为不同组（也就是一个LAN内在分成多个VLAN），每一个虚拟局域网是一个单独的广播域。            

3）划分为虚拟局域网后是怎么通信的？

其实就是通过交换机上的VLAN表，里面记录着各个主机对应VLAN ID（VLAN ID：用来标识虚拟局域网）              

需要注意的是：

如果是不同交换机1，2下的同一个VLAN下的两台主机的A、B通信，A发送的普通MAC帧会来交换机中转为802.1Q帧，再通过交换机1转到另一个交换机2，然后交换机2再将该802.1Q帧转为普通的MAC帧再虚拟局域网下传输；                

其实就是：

• 不同交换机之间的通信需要使用802.1Q帧，不能使用普通的MAC帧。                  

• 主机与交换机之间的通信才能使用普通MAC帧            

4）802.1Q帧

直接上图，一目了然，也就比普通的以太网MAC帧多了一个VLAN标记而已；（很好理解，标识这个帧时属于哪个VLAN的）

其中VALN标记占4个字节：前面2个字节标识该帧时802.1Q帧，接下来4位没有用，后面12位上VALN标识符号VID（所以VID有2的12次方=4096，所以VID有效范围为0-4095）。

以上就是局域网、虚拟局域网的内容！！！！！下面讲讲广域网。

二：广域网（WAN）：      

广域网也就是地理范围比较大的网络，但问题来了，广域网是不是就是互联网呢？答案肯定不是：      

1）广域网和互联网的区别：

1. 互联网可以由路由器连接不同类型的网络（既可以连接局域网，又可以连接广域网）；        

2. 广域网上单一的网络（什么是单一，就是使用的协议只有一个），而互联网连接的不同类型的网络可以是不同协议的。        

总结就是互联网“更大”！！！！！！！！      

因为广域网其实已经可以算很大的了，所以广域网内不同主机的通信不是向局域网那样，有广播的特性了，而是点对点的方式。也就是两个主机通信，别的主机是无法收到信号的。其中通信当然要遵循相应的协议：PPP协议，HDLC协议：      

2）PPP协议：

Point to Point Protocol，点对点协议，支持全双工通信，采用分组交换技术（网络层知识）；        

PPP协议有以下三部分：          

1. 链路控制协议LCP，用于建立，配置，测试，管理数据链路；          
2. 网络控制协议NCP，PPP协议支持不同网络协议的，但需要通过NCP来配置；          
3. 将一个IP数据报封装到串型链路：也就是能封装数据报。        

PPP协议的帧格式：

注意点：ppp协议的帧是以字节为单位的；

      

其他稍微看一看就行了，这个不重要。关于PPP协议只需知道1、帧是以字节为单位的，2、点对点协议和3、支持全双工通信就行。有个概念就行了。      

3）DHLC协议：

高级数据链路控制协议，只****支持全双工；        

DHLC协议的帧格式：

同样，只需要注意DHLC协议的帧格式是以比特为单位的，这里跟PPP协议有区别；          

且DHLC协议的帧分为：信息帧（I），监督帧（S），无编号帧（U）；

最后：    

关于局域网，以太网，虚拟局域网，广域网的知识就这些，如果你还想学习计算机网络的知识，看我主页的“[彻底搞懂计算机网络](彻底搞懂计算机网络 - acitve_yang的专栏 - 掘金 (juejin.cn))”专栏，关注关注关注mememe！！！！

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