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1.局域網的特點和優點
局域網最主要的特點是：
網絡爲一個單位所擁有；
地理範圍和站點數目均有限。
局域網具有如下主要優點：
具有廣播功能，從一個站點可很方便地訪問全網。局域網上的主機可共享連接在局域網上的各種硬件和軟件資源。
便於系統的擴展和逐漸地演變，各設備的位置可靈活調整和改變。
提高了系統的可靠性、可用性和殘存性。
2.局域網拓撲結構
星形網：由於集線器(hub)的出現和雙絞線大量用於局域網中，星形以太網和多級星形結構的以太網獲得了非常廣泛的應用。
環形網： 最典型的就是令牌環形網(token ring)，簡稱爲令牌環。
總線網：各站直接連在總線上。總線兩端的匹配電阻吸收在總線上傳播的電磁波信號的能量，避免在總線上產生有害的電磁波反射。
總線網可使用兩種協議：(1)傳統以太網使用的CSMA/CD。(2)令牌傳遞總線網，即物理上是總線網而邏輯上是令牌環形網。前一種總線網現在已演變爲星形網，而後一種令牌傳遞總線網早已退出了市場。
總線網還有一種變形叫樹形網，都屬於使用廣播信道的網絡，但這主要用於頻分複用的寬帶局域網。
3.媒體共享技術
靜態劃分信道:
頻分複用
時分複用
波分複用
碼分複用
用戶只要分配到了信道就不會和其他用戶發送衝突,但這種劃分信道的方法代價比較高，不適合於局域網使用。
動態媒體接入控制（多點接入）：
隨機接入：特點是所有用戶可隨機地發送信息。但如果恰巧有兩個或更多的用戶在同一時刻發送信息，那麼在共享媒體上就要發生碰撞(即發生了衝突)，使得這些用戶的發送都失敗。因此，必須有解決碰撞的網絡協議。
受控接入 ：受控接入的特點是用戶不能隨機地發送信息而必須服從一定的控制。如多點線路探詢 (polling)，或稱輪詢。
4.以太網的兩個標準
DIX Ethernet V2 是世界上第一個局域網產品（以太網）的規約。
IEEE 802.3 是第一個 IEEE 的以太網標準。
DIX Ethernet V2 標準與 IEEE 的 802.3 標準只有很小的差別，因此可以將 802.3 局域網簡稱爲“以太網”。
嚴格說來，“以太網”應當是指符合 DIX Ethernet V2 標準的局域網 。
爲了使數據鏈路層能更好地適應多種局域網標準，IEEE 802 委員會就將局域網的數據鏈路層拆成兩個子層：
邏輯鏈路控制 LLC (Logical Link Control)子層；
媒體接入控制 MAC (Medium Access Control)子層。
與接入到傳輸媒體有關的內容都放在 MAC子層，而 LLC 子層則與傳輸媒體無關。
不管採用何種協議的局域網，對 LLC 子層來說都是透明的。
一般不考慮 LLC 子層,是因爲 TCP/IP 體系經常使用的局域網是 DIX Ethernet V2 而不是 802.3 標準中的幾種局域網，因此現在 802 委員會制定的邏輯鏈路控制子層 LLC（即 802.2 標準）的作用已經不大了。很多廠商生產的適配器上就僅裝有 MAC 協議而沒有 LLC 協議。
5.適配器的作用
網絡接口板又稱爲通信適配器 (adapter) 或網絡接口卡 NIC (Network Interface Card)，或“網卡”。
適配器的重要功能：
進行串行/並行轉換。
對數據進行緩存。
在計算機的操作系統安裝設備驅動程序。
實現以太網協議。
計算機通過適配器和局域網進行通信 :
6. CSMA/CD 協議
最初的以太網是將許多計算機都連接到一根總線上。當初認爲這樣的連接方法既簡單又可靠，因爲總線上沒有有源器件。
總線上的每一個工作的計算機都能檢測到 B 發送的數據信號。
由於只有計算機 D 的地址與數據幀首部寫入的地址一致，因此只有 D 才接收這個數據幀。
其他所有的計算機（A, C 和 E）都檢測到不是發送給它們的數據幀，因此就丟棄這個數據幀而不能夠收下來。
在具有廣播特性的總線上實現了一對一的通信。
爲了通信的簡便，以太網採取了兩種重要的措施：
(1) 採用較爲靈活的無連接的工作方式
不必先建立連接就可以直接發送數據。
對發送的數據幀不進行編號，也不要求對方發回確認。
這樣做的理由是局域網信道的質量很好，因信道質量產生差錯的概率是很小的。
以太網提供的服務是不可靠的交付，即盡最大努力的交付。
當目的站收到有差錯的數據幀時就丟棄此幀，其他什麼也不做。差錯的糾正由高層來決定。如果高層發現丟失了一些數據而進行重傳，但以太網並不知道這是一個重傳的幀，而是當作一個新的數據幀來發送。
(2) 以太網發送的數據都使用曼徹斯特 (Manchester) 編碼
CSMA/CD 含義
CSMA/CD 含義即載波監聽多點接入 / 碰撞檢測 (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection) 。
“多點接入”表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上。
“載波監聽”是指每一個站在發送數據之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發送數據，如果有，則暫時不要發送數據，以免發生碰撞。 總線上並沒有什麼“載波”。因此， “載波監聽”就是用電子技術檢測總線上有沒有其他計算機發送的數據信號。
“碰撞檢測”就是計算機邊發送數據邊檢測信道上的信號電壓大小。
當幾個站同時在總線上發送數據時，總線上的信號電壓擺動值將會增大（互相疊加）。當一個站檢測到的信號電壓擺動值超過一定的門限值時，就認爲總線上至少有兩個站同時在發送數據，表明產生了碰撞。所謂“碰撞”就是發生了衝突。因此“碰撞檢測”也稱爲“衝突檢測”。
在發生碰撞時，總線上傳輸的信號產生了嚴重的失真，無法從中恢復出有用的信息來。
每一個正在發送數據的站，一旦發現總線上出現了碰撞，就要立即停止發送，免得繼續浪費網絡資源，然後等待一段隨機時間後再次發送。
爲什麼要進行碰撞檢測？
由於電磁波在總線上的傳播速率是有限的，當某個站監聽到總線是空閒時，也可能總線並非真正是空閒的。
A 向 B 發出的信息，要經過一定的時間後才能傳送到 B。
B 若在 A 發送的信息到達 B 之前發送自己的幀 (因爲這時 B 的載波監聽檢測不到 A 所發送的信息)，則必然要在某個時間和 A 發送的幀發生碰撞。
碰撞的結果是兩個幀都變得無用。
所以需要在發送期間進行碰撞檢測，以檢測衝突。
強化碰撞：當發送數據的站一旦發現發生了碰撞時：
(1) 立即停止發送數據；
(2) 再繼續發送若干比特的人爲干擾信號 (jamming signal)，以便讓所有用戶都知道現在已經發生了碰撞。
CSMA/CD 重要特性
使用 CSMA/CD 協議的以太網不能進行全雙工通信而只能進行雙向交替通信（半雙工通信）。
每個站在發送數據之後的一小段時間內，存在着遭遇碰撞的可能性。
這種發送的不確定性使整個以太網的平均通信量遠小於以太網的最高數據率。
爭用期
二進制指數類型退避算法
例如第二次發生衝突：
做個小題：以太網中，第4次衝突之後,一個節點選擇的隨機退避係數r的值爲6的概率是？
解析：第四次衝突，r就取0-(2^4-1)即r={0,1,2,…15}
則r爲6的概率爲1/16
爭用期的長度
最短有效幀長
如果發生衝突，就一定是在發送的前 64 字節之內。
由於一檢測到衝突就立即中止發送，這時已經發送出去的數據一定小於 64 字節。
以太網規定了最短有效幀長爲 64 字節，凡長度小於 64 字節的幀都是由於衝突而異常中止的無效幀。
例題：假定1km長的CSMA/CD網絡的數據率爲1Gbit/s.設信號在網絡上的傳播速率爲20000km/s。求能夠使用此協議的最短幀長。
答:對於1km電纜，單程端到端傳播時延爲: T =1 /200000=5μ s,
端到端往返時延爲:2T =10μs,
爲了能按照CSMA/CD工作，最小幀的發送時延不能小於10μ s，以C=1Gb/s速率工.作，10μs可發送的比特數等於: 2T*C=10000bit=1250字節
7.CSMA/CD協議的要點
(1) 準備發送。但在發送之前，必須先檢測信道。
(2) 檢測信道。若檢測到信道忙，則應不停地檢測，一直等待信道轉爲空閒。若檢測到信道空閒，並在 96 比特時間內信道保持空閒（保證了幀間最小間隔），就發送這個幀。
(3) 檢查碰撞。在發送過程中仍不停地檢測信道，即網絡適配器要邊發送邊監聽。這裏只有兩種可能性：
①發送成功：在爭用期內一直未檢測到碰撞。這個幀肯定能夠發送成功。發送完畢後，其他什麼也不做。然後回到 (1)。
②發送失敗：在爭用期內檢測到碰撞。這時立即停止發送數據，並按規定發送人爲干擾信號。適配器接着就執行指數退避算法，等待 r 倍 512 比特時間後，返回到步驟 (2)，繼續檢測信道。但若重傳達 16 次仍不能成功，則停止重傳而向上報錯。