局域网与广域网浅析

局域网有三种常见的拓扑结构,分别是:

  • 以太网:逻辑拓扑是总线型,物理拓扑是星型或拓展星型结构
  • 令牌环:逻辑拓扑是环形结构,物理拓扑是星型结构
  • FDDI(光纤分布数字接口):逻辑拓扑是环形,物理拓扑是双环结构

现在最常用的局域网拓扑就是以太网了,而现在常用的以太网标准就是IEEE 802.3
IEEE 802.3规定以太网:广播,无确认无连接,不编号,不可靠,对差错的纠正由高层完成

一般的差错控制都是在传输层完成的,因为即使下面各层都保证了可靠传输,到了高层的数据仍然不一定是对的(数据链路层即使可靠了,但是也可能因为网络层的拥塞而被丢弃),所以为了简单起见一般都交给了传输层的TCP来解决,而如果使用的是UDP的话则一般由应用层协议来解决了。

再说广域网,一般人或许认为广域网是很多个局域网,其实不然。广域网只是一个相对而言覆盖范围比较大的网络,它和局域网在网络中的等级上是相同的。

广域网中由结点交换机来转发分组(不是路由器),路由器是在网络之间转发分组,而结点交换机是在广域网内部。

另外,广域网使用的协议主要在网络层,而局域网使用的协议主要在数据链路层(还有少量在物理层)。

在连接方式上,广域网结点间常采用点到点连接,且一个结点交换机往往与多个节点交换机相连,而局域网普遍采用的是多点接入。

广域网更强调资源共享,而局域网强调的是数据传输。

目前最常用的两种广域网数据链路层控制协议是PPP和HDLC。

PPP协议是面向字节的,而HDLC协议是面向比特的。

PPP协议是对SLIP协议的一个扩展与改进,它包含三部分:

  • 链路控制协议LCP:一种扩展链路控制协议,用于建立、配置、测试和管理数据链路

  • 网络控制协议NCP:为网络层协议建立和配置逻辑连接

  • 一个将IP数据报封装到串行链路的方法:IP数据报是PPP帧中的数据部分,这个数据部分的长度受到最大传送单元MTU的限制

  • PPP协议只支持点对点通信,而不支持多点线路;

  • 且PPP只支持全双工;

  • PPP提供差错检测但是不提供纠错功能,能保证无差错但不保证可靠,不采用序号和确认机制;

  • PPP两端可以运行不同的网络层协议;

  • PPP是面向字节的,当在异步线路上时,采用字节填充法,而同步线路上时,采用硬件完成的比特填充(和HDLC一样)

HDLC(High-level Data Link Control):高级数据链路控制
该协议是面向比特的,不依赖于任何一种字符编码,为实现透明传输,采用的是"0比特插入法".

HDLC支持全双工通信,所有帧采用CRC检验,对信息帧进行顺序编号,可靠性高;且传输控制功能与处理功能分离,较灵活。

HDLC有非平衡配置和平衡配置两种链路配置,非平衡是指由一个主站控制整个链路工作,而平衡配置是指链路两端的两个站都是复合站,每个复合站都是平等的。

它的操作方式分为:

  • 正常响应方式:非平衡,从站需得到主站许可后才能响应
  • 异步平衡方式:平衡,都是复合站
  • 异步响应方式:非平衡,从站不许得到主站的允许即可响应

即只要有主站就不平衡

HDLC的帧定界是采用01111110,帧头和帧尾都有,因此这种情况实现透明传输就理所当然需要比特填充法了。

PPP不使用序号和确认,但是HDLC使用编号和确认机制,能提供可靠传输。

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