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计算机网络/局域网与广域网
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局域网(LAN)

局域网(LAN, Local Area Network)是覆盖范围较小、通常在同一建筑或园区内的计算机网络。

  • 常用技术:以太网(Ethernet)、Wi-Fi
  • 典型设备:交换机、集线器、无线AP
  • IP分配:通常采用私有IP地址,通过DHCP自动分配

典型拓扑结构

局域网常见拓扑有:星型、总线型、环型、树型等。

交换机ABCD
星型拓扑:所有主机通过交换机互联

以太网帧结构

目的MAC源MAC类型数据FCS
以太网帧结构:目的MAC | 源MAC | 类型 | 数据 | FCS
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VLAN逻辑分组

VLAN 10VLAN 20ABCD
VLAN逻辑分组:A、B属于VLAN10,C、D属于VLAN20,隔离广播域

ARP协议与IP-MAC映射

ARP(地址解析协议)用于根据IP地址查询目标主机的MAC地址,实现IP到物理地址的映射。

主机A主机BARP请求:谁是192.168.1.3?ARP应答:我是192.168.1.3,MAC=xx:xx
ARP流程:A广播ARP请求,B应答返回MAC,实现IP到MAC映射

以太网帧结构与VLAN

以太网帧用于局域网内数据传输,VLAN可实现逻辑分组,提升安全性和管理灵活性。

  • 以太网帧头包含源MAC、目的MAC、类型等字段
  • VLAN通过打标签(Tag)区分不同虚拟局域网

常见局域网协议对比

协议典型应用优点缺点
Ethernet有线局域网速度快、成本低受限于物理距离
Wi-Fi无线局域网灵活、易扩展易受干扰

例题:

局域网内主机A(192.168.1.2)如何向主机B(192.168.1.3)发送数据?请说明IP和MAC的作用。

解析:主机A构造数据包,目的IP为192.168.1.3;通过ARP查询B的MAC地址,封装以太网帧;数据包通过交换机转发,最终到达主机B;交换机根据MAC地址转发,IP地址用于确定目标主机。

LAN以太网VLANARPMAC地址