零.簡介
1.區域網路是一種在有限的地理範圍内将大量計算機及各種裝置互聯在一起以實作資料傳輸和資源共享的計算機網絡。
一.區域網路概述
1.區域網路：區域網路是計算機網絡的一種，在計算機網絡中占有非常重要的地位。區域網路既有具有一般計算機網絡的特點，又有自己的特征。區域網路是在一個較小的範圍，利用通信線路将衆多的計算機及外部裝置連接配接起來，以達到資源共享、資訊傳遞和遠端資料通信的目的。
2.區域網路的發展：60年代末至70年代初是區域網路發展的萌芽階段。70年代中期是區域網路發展的一個重要階段，美國Xerox公司推出的實驗性以太網和英國劍橋大學研制的劍橋環網成為最初區域網路的典型代表。80年代初期是區域網路走向大發展的時期，一些标準化組織開始緻力于區域網路的有關協定和标準的制定。90年代以後，區域網路步入了更高的發展階段，使用已相當普遍。利用光導纖維作為通信媒體構成的高速主幹網，是目前許多區域網路系統普遍采用的一種結構形式。
二.區域網路的特點及其基本組成
1.區域網路的特點：(1).覆寫的地理範圍比較小；(2).資訊傳輸速率高、時延小、誤碼率低；(3).一般為一個機關所建，并負責管理和維護；(4).便于安裝、維護和擴充；(5).一般側重于共享資訊的處理。
2.區域網路的基本組成：(1).網絡硬體：伺服器、工作站、外部裝置、網卡、傳輸媒體；(2).網絡軟體：協定軟體、通信軟體、管理軟體、網絡作業系統、網絡應用軟體。
三.區域網路的主要技術
1.區域網路的主要技術：區域網路所涉及的技術很多，但決定區域網路性能但技術有：(1).傳輸媒體；(2).拓撲結構；(3).媒體通路控制方法。
(1).傳輸媒體：局域⽹常⽤的傳輸媒體有同軸電纜、雙絞線、光纜和⽆線電波。早期的傳統以太⽹(10Base-5，10Base-2等)使⽤最多的是同軸電纜。随着技術的發展和價格的不斷降低，雙絞線和光纖的應⽤⽇益普及。雙絞線依靠其低成本和⾼可靠性，在快速局域⽹中赢得了⼴泛地使⽤。光纖主要應⽤在遠距離、⾼速傳輸資料的⽹絡環境中。光纖的可靠性很⾼，具有許多雙絞線和同軸電纜⽆法⽐拟的優點，随着光纖成本的不斷降低，今後還将越來越⼴泛地應⽤于局域⽹。
(2).拓撲結構：⽹絡拓撲結構是指⽤傳輸媒體互連各種裝置的實體布局，它對整個⽹絡的設計、功能、可靠性和成本等⽅⾯有着重要的影響。⽬前局域⽹使⽤的拓撲結構主要有以下3種：
(3).媒體通路控制方法：媒體通路控制，是指控制⽹上各⼯作站在适當的情況下發送資料，并在發送資料的過程中，及時發現問題以及出現問題後妥善處理問題的⼀整套管理⽅法。媒體通路控制技術的優劣将對局域⽹的總體性能産⽣決定性的影響。
2.常用的媒體通路控制方法：(1).CSMA/CD(帶有碰撞檢測的載波偵聽多路通路)；(2).Token Ring(令牌環)；(3).Token Bus(令牌總線)。
四.區域網路體系結構與IEEE802标準
1.區域網路參考模型：IEEE 802标準遵循ISO/OSI參考模型的原則，主要解決最低兩層(即實體層和資料鍊路層)的功能以及與⽹絡層的接⼝服務。IEEE802參考模型中不再設⽴⽹絡層，IEEE 802局域⽹參考模型中的實體層的功能是：在實體媒體上實作⽐特流的傳輸和接收、同步前序的産⽣與删除，規定了所使⽤的信号、編碼、傳輸媒體以及有關的拓撲結構和傳輸速率等。資料鍊路層⼜分為邏輯鍊路控制(LLC)和媒體通路控制(MAC)兩個功能⼦層。MAC⼦層的主要功能是控制對傳輸媒體的通路。LLC⼦層的主要功能是向⾼層提供⼀個或多個邏輯接⼝，具有幀的發送和接收功能。
2.IEEE 802區域網路标準：
IEEE 802.1：局域⽹概述、體系結構、⽹絡管理和⽹絡互聯
IEEE 802.2：邏輯鍊路控制 LLC
IEEE 802.3：CSMA/CD媒體通路控制标準和實體層技術規範
IEEE 802.4：令牌總線媒體通路控制标準和實體層技術規範
IEEE 802.5：令牌環⽹媒體通路控制⽅法和實體層技術規範
IEEE 802.6：城域⽹媒體通路控制⽅法和實體層技術規範
IEEE 802.7：寬帶技術
IEEE 802.8：光纖技術（光纖分布資料接⼝FDDI）
IEEE 802.9：綜合業務數字⽹（ ISDN）技術
IEEE 802.10：局域⽹安全技術
IEEE 802.11：⽆線局域⽹媒體通路控制⽅法和實體層技術規範
五.區域網路組網技術
1.區域網路産品類型及互相關系
2.傳統以太網
3.以太網的工作原理：以太⽹的核⼼技術是CSMA/CD，即帶有碰撞檢測的載波偵聽多路通路⽅法。這種⽅法主要⽤來解決多結點如何共享公共總線的問題。CSMA/CD屬于随機争⽤型媒體通路控制⽅法，這種⽅法的特點可以簡單地概括為4點：先聽後發，邊聽邊發，沖突停⽌，随機延遲後重發。
4.傳統以太網組網技術：
(1).粗纜以太網10Base-5
(2).細纜以太網10Base-2
(3).雙絞線以太網10Base-T
5.IBM令牌環網：令牌環⽹是由IBM公司在20世紀70年代初開發的⼀種⽹絡技術，⽬前已經發展成為除Ethernet IEEE 802.3以外最為流⾏的局域⽹組⽹技術。IEEE 802.5規範與IBM公司開發的令牌環⽹⼏乎完全相同，并且互相相容。事實上， IEEE 802.5規範制定之初正是選取了IBM的令牌環⽹絡作為參考模型，并在随後的過程中根據IBM令牌環⽹的發展不斷地進⾏了調整。
6.令牌環網的結構群組成：
7.令牌環網的工作原理：
8.交換式以太網：共享式以太⽹采⽤了以HUB為中⼼的星型連接配接⽅式，但其實際上還是總線型拓撲結構。當⽹絡規模不斷擴⼤時，⽹絡中的沖突就會⼤⼤增加，⽽資料經過多次重發後，延時也相當⼤，造成⽹絡整體性能下降。在⽹絡⽤戶數較多時，以太⽹的帶寬使⽤效率隻有30%～40%。為了從根本上解決⽹絡帶寬，克服⽹絡規模和⽹絡性能之間的⽭盾，⼈們提出了将共享式以太⽹改為交換式以太⽹，這就導緻了交換式以太⽹的産⽣。
9.共享式以太網的結構：交換式以太⽹的核⼼裝置是交換機(Switch)。交換機有多個端⼝，能同時提供多個通道，允許多個⽤戶之間同時進⾏資料傳輸。
10.交換式以太網的特點：在交換式以太⽹中，各⽤戶結點獨占通道，獨享帶寬，從根本上解決了⽹絡帶寬問題。交換式以太⽹則允許接⼊的多個結點間同時建⽴多條通信鍊路，同時進⾏資料通信，從⽽⼤⼤提⾼了⽹絡的利⽤率。交換式以太⽹可以構造“虛拟⽹絡”(VLAN)，并通過軟體的⽅式來實作邏輯⼯作組的劃分和管理。以太⽹交換技術是基于以太⽹的，它最⼤限度地保留了現有以太⽹的基礎設施，從⽽這樣有效地保護了⽤戶的現有投資，節省了資⾦。
11.以太網的幀結構：
12.以太⽹交換機的⼯作原理：以太⽹交換機監測發送到每個端⼝的資料包，通過資料包中的有關資訊(源結點的MAC位址、⽬的結點的MAC位址)，在交換機的内部建⽴⼀張“端⼝——MAC位址”的映射表。當某個端⼝接收到資料包後，交換機會取出該包中⽬的結點的MAC位址，并通過該映射表迅速地将資料包轉發到相應的輸出端⼝。
13.以太⽹交換機的資料交換⽅式：(1).直接交換(Cut Through)：交換機隻要接收到資料包，便⽴即擷取包的⽬的位址，轉換成相應的交換機端⼝，将該資料包轉發出去。(2).存儲轉發(Store and Forward)：交換機把資料包全部接收到内部緩沖區中，并進⾏校驗，⼀旦發現錯誤就通知源結點重新發送該包。(3).⽆碎⽚轉發(Fragment-free)：在接收到資料幀的前64位元組後判斷該幀的幀頭字段是否正确，如果正确則轉發出去。
六.快速組網技術
1.快速⽹絡技術：局域⽹技術發展的直接推動⼒是計算機的⻜速發展以及資料庫、多媒體技術的⼴泛應⽤。在過去的⼏⼗年中，計算機的速度提⾼了數百萬倍，⽽⽹絡的速度隻提⾼了⼏千倍。今天，⼈們對計算機⽹絡的傳輸速率及其它性能的要求越來越⾼，如果Ethernet仍然保持以前10Mb/s的資料傳輸速率，顯然是遠遠不能滿⾜需要的。⽬前，提⾼⾼速傳輸的⽹絡有快速以太⽹、吉⽐特以太⽹、 ATM⽹絡等等，它們都能實作100Mb/s以上的傳輸速率。
2.快速以太⽹組⽹技術：随着⼈們對局域⽹傳輸速率要求的不斷提⾼，IEEE 802.3委員會決定制定⼀個快速的局域⽹協定。但他們内部出現了兩種不同的觀點，⼀種是建議采⽤⼀種具有優先級、集中控制的MAC協定，但它不能相容原先的以太⽹；另⼀種則建議保留原來以太⽹的體系結構和MAC協定不變，設法提⾼局域⽹的速度。後來IEEE 802.3委員會決定保持傳統以太⽹的原狀，并于1995年6⽉正式釋出了快速以太⽹協定标準——802.3u。
3.IEEE 802.3u：802.3u是802.3标準的延伸，是以被稱為快速以太⽹。它保留了802.3的幀格式、接⼝、軟體算法規則以及CSMA/CD協定，隻是将資料傳輸速率從10Mbit/s提⾼到100Mbit/s。快速以太⽹是完全基于10BASE-T⽽設計的，它仍然使⽤HUB進⾏組⽹，但不再使⽤BNC連接配接器和同軸電纜。
4.快速以太網的協定結構
5.快速以太⽹的實體層标準：100BASE-TX⽀持2對5類UTP或2對1類STP。每個結點可以同時以100Mbit/s的速率發送與接收資料。結點與集線器的最⼤距離為100⽶。100BASE-T4⽀持4對3類、4類和5類UTP。⽹絡結點與集線器的最⼤距離也是100⽶。100Base-FX的标準電纜類型是内徑為62.5微⽶、外徑為125微⽶的多模光纜。100Base-FX可将⽹絡節點與伺服器的最⼤距離增加到200m，⽽使⽤單模光纖時可達2km。
6.吉⽐特以太⽹組⽹技術：吉⽐特以太⽹是近⼏年推出的⾼速局域⽹技術，它在保持了與以太⽹和快速以太⽹裝置相容的同時，提供1000Mbit/s的資料帶寬。IEEE 802.3委員會于1996年8⽉成⽴了802.3z⼯作組。1997年初⼜成⽴了802.3ab⼯作組。1998年IEEE 802.3z正式成為了吉⽐特以太⽹的标準。吉⽐特以太⽹保留了傳統100Base-T的所有特征，并可從現有的傳統以太⽹和快速以太⽹的基礎上平滑地過渡得到。吉⽐特以太⽹的關鍵是利⽤交換式全雙⼯操作部件建構主⼲⽹絡，連接配接超級伺服器和⼯作站。
7. 吉⽐特以太⽹的協定結構
8.吉⽐特以太⽹的技術特點：(1).技術的簡易性：吉⽐特以太⽹保持了傳統以太⽹的技術原理、安裝實施和管理維護的簡易性。(2).技術過渡的平滑性：吉⽐特以太⽹保持了傳統以太⽹的技術原理、主要技術特征，確定傳統以太⽹到吉⽐特以太⽹的平滑過渡。(3).技術⼿段的⾼可靠性：吉⽐特以太⽹保持了傳統以太⽹的安裝、管理和維護的⽅法，確定了其⾼可靠性。(4).技術的低成本性：由于繼承了傳統以太⽹的技術，使吉⽐特以太⽹的整體成本下降。
9.萬兆(10G)以太⽹：10G以太⽹于2002年7⽉在IEEE通過。10G以太⽹包括10GBASE－X、10GBASE－R、10GBASE－W以及基于銅纜的10GBASE－T等(2006年通過)。
10.ATM技術：ATM——Asynchronous Transfer Mode(ATM)異步傳輸模式的縮寫ATM是⼀項資料傳輸技術，是實作B-ISDN的業務的核⼼技術之⼀。ATM是以信元為基礎的⼀種分組交換和複⽤技術，它是⼀種為了多種業務設計的通⽤的⾯向連接配接的傳輸模式。它适⽤于局域⽹和⼴域⽹，它具有⾼速資料傳輸率和⽀持許多種類型如聲⾳、資料、傳真、實時視訊、CD品質⾳頻和圖像的通信。
11.ATM的⼯作原理：ATM把資訊分割成⼀個個⻓度固定的信元(Cell)來加以傳送，信元包括信元頭和⽤戶資料兩部分，信元共53個位元組⻓。ATM是采⽤虛電路⽅式來進⾏資料傳遞的。發送⽅主機⾸先将根據對⽹絡帶寬的需求，發出連接配接建⽴請示。ATM交換機接收到該請求後，将根據目前⽹絡狀況選擇從發送⽅主機到接收⽅主機的路徑，并構造出相應的路由表。僅當有⾜夠的可⽤帶寬時，ATM交換機才允許連接配接。信元到達交換機後，将根據信元頭部分的虛拟路徑辨別符(VPI)從路由表中找到相應的輸出端⼝，然後信元傳⾄下⼀交換機。
12.ATM的特點：(1).極端靈活和可變的帶寬；(2).具有很⾼的資料傳輸速率，可⽀持不同速率的各種業務；(3).對傳輸距離的依賴⼩；(4).可在局域⽹和⼴域⽹中提供⼀種單⼀的⽹絡技術，實作完美的⽹絡內建。
七.虛拟區域網路VLAN
1.VLAN概述：VLAN實質上就是指⽹絡上的節點按⼯作性質與需要所劃分的若⼲個“邏輯⼯作組”，其節點組成不受實體位置的限制。同⼀邏輯⼯作組的成員不⼀定要連接配接在同⼀個實體⽹段上，當⼀個節點從⼀個邏輯⼯作組轉移到另⼀個邏輯⼯作組時，隻需要簡單地通過軟體設定，⽽不需要改變其在⽹絡中的實體位置。
2.VLAN的标準：1996年3⽉，IEEE 802委員會釋出了IEEE 803.1Q VLAN标準。該标準包括3個⽅⾯：(1).VLAN的體系結構說明；(2).為在不同裝置⼚商⽣産的不同裝置之間交流VLAN資訊⽽制定的局域⽹實體幀的改進标準；(3).VLAN标準的未來發展展望。
(1).IEEE 802.1Q标準提供了對VLAN明确的定義及其在交換式⽹絡中的應⽤。該标準的釋出確定了不同⼚商産品的互操作能⼒，并在業界獲得了⼴泛的推⼴，成為了VLAN發展史上的重要⾥程碑。IEEE 802.1Q的出現打破了VLAN依賴于單⼀⼚商的僵局，從⼀個側⾯推動了VLAN的迅速發展。⽬前，該标準已得到全世界主要⽹絡⼚商的⼴泛⽀持。
3.VLAN的優點：(1).控制⽹絡的⼴播⻛暴：采⽤VLAN技術，可将交換機的某個交換端⼝劃分到某個VLAN中，⼀個VLAN的⼴播⻛暴不會影響到其他VLAN的性能。(2).確定⽹絡的安全性：VLAN能限制個别⽤戶的通路以及控制⼴播組的⼤⼩和位置，甚⾄鎖定某台裝置的MAC位址。(3).簡化⽹絡的管理：⽹絡管理者能借助VLAN技術輕松地管理整個⽹絡。⽹絡管理者隻需設定⼏條指令就能很快地建⽴⼀個VLAN，并将分布在不同地⽅的⽤戶設定到VLAN中。
4.VLAN的組網方法：
(1).⽤交換機端⼝号定義VLAN：許多早期的VLAN都是根據局域⽹交換機的端⼝号來定義VLAN成員的。VLAN從邏輯上把局域⽹交換機的端⼝号劃分成不同的虛拟⼦⽹，各虛拟⼦⽹相對獨⽴。⽤局域⽹交換機端⼝号劃分VLAN成員是最通⽤的⽅法，但是，純粹⽤端⼝号定義VLAN時，不允許不同的VLAN包含相同的實體⽹段或交換機端⼝号。
(2).⽤MAC位址定義VLAN：采⽤節點的MAC位址來定義VLAN的優點是，允許節點移動到⽹絡的其它實體⽹段，⽽⾃動保持該節點原來的VLAN成員地位。⽤MAC位址定義VLAN的缺點是，要求所有⽤戶在初始階段必須配置到⾄少⼀個VLAN中，這在⼤規模的⽹絡中，顯然是很麻煩的。
(3).⽤⽹絡層位址定義VLAN：采⽤節點的⽹絡層位址來定義VLAN具有獨特的優點。⾸先，允許按照協定類型來組成VLAN，這有利于組成基于服務或應⽤的VLAN。其次，⽤戶可以随意移動⼯作站⽽⽆需重新配置⽹絡位址。這種⽅法最⼤的缺點是⽹絡性能較差，因為檢查⽹絡層位址⽐檢查MAC位址要花費更多的時間。
八.無線區域網路WLAN
1.WLAN概述：
(1).⽆線局域⽹(英⽂：Wireless LAN，縮寫WLAN)是不使⽤任何導線或傳輸電纜連接配接的局域⽹，⽽使⽤⽆線電波作為資料傳送的媒介，傳送距離⼀般隻有⼏⼗⽶。⽆線局域⽹的主⼲⽹路通常使⽤有線電纜，⽆線局域⽹⽤戶通過⼀個或多個⽆線接⼊點接⼊⽆線局域⽹。⽆線局域⽹現在已經⼴泛的應⽤在商務區，⼤學，機場，及其他公共區域。
(2).⽆線局域⽹最通⽤的标準是IEEE定義的802.11系列标準。——維基百科
2.WLAN标準：
802.11，1997年，原始标準(2Mbit/s⼯作在2.4GHz)
802.11a，1999年，實體層補充(54Mbit/s⼯作在5GHz)
802.11b，1999年，實體層補充(11Mbit/s⼯作在2.4GHz)
802.11c，符合802.1D的媒體接⼊控制層(MAC)橋接(MAC Layer Bridging)
802.11d，根據各國⽆線電規定做的調整
802.11e，對服務等級(Quality of Service, QoS)的⽀持
802.11f，基站的互連性(Interoperability)
802.11g，實體層補充(54Mbit/s⼯作在2.4GHz)
802.11h，⽆線覆寫半徑的調整，室内(indoor)和室外(outdoor)信道(5GHz頻段)
802.11i，安全和鑒權(Authentification)⽅⾯的補充。
802.11n，導⼊多重輸⼊輸出(MIMO)和40Mbit通道寬度(HT40)技術，基本上是802.11a/g的延伸版
3.WLAN的實作
本文出自: http://www.cnblogs.com/linxx ，本部落格文章除特别聲明，全部都是原創或親身實踐過，禁止個人和公司轉載本文，謝謝了解！