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局域网与广域网

本章介绍局域网（LAN）与广域网（WAN）的基本概念、典型结构、主要协议及与IP的关系，配合结构图和例题帮助理解网络分层与终点寻址。
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
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
VLAN 10VLAN 20ABCD
VLAN逻辑分组：A、B属于VLAN10，C、D属于VLAN20，隔离广播域
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

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。

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