内容正文:
河北省(计算机类)对口招生《计算机网络》
复习讲义
模块 2 局域网技术
考点15 虚拟局域网与无线网络
【考纲要求】
1.理解VLAN划分的分类方式;
2.熟悉VLAN的各种应用场景;
3.理解802.11标准及常用的子标准;
【知识网络】
【知识和技能要点】
一、虚拟局域网
1.虚拟局域网基本概念
虚拟局域网(VLAN)是由若干局域网网段组成的逻辑工作组,完全脱离设备物理位置限制,仅依据用户业务需求、网络需求进行划分。
2.VLAN数据帧格式
标准以太网原始数据帧无VLAN标识,划分VLAN后,交换机在原始以太网帧源MAC地址与类型字段之间插入4字节VLAN标签(Tag),该帧称为带标签帧。
3.VLAN核心作用
(1)隔离广播域:缩小广播范围,抑制广播风暴,大幅提升局域网传输效率;
(2)提高网络安全性:不同VLAN二层隔离,无法直接互通,防止内网非法访问;
(3)简化网络管理:逻辑分组替代物理分组,无需更改布线即可调整网络架构;
(4)优化带宽资源:隔离无效流量,减少网段干扰,合理分配网络带宽。
4.VLAN的三种划分方式
(1)基于交换机端口的VLAN
以交换机物理端口为划分依据,将指定端口分组,每一组端口对应一个独立VLAN。
核心特点:
①配置简单、稳定性高、运维方便,是企业最主流划分方式;
②分组端口可集中在一台交换机,也可跨多台交换机;
③设备端口固定归属某一VLAN,设备更换端口后,VLAN归属随之改变。
(2) 基于节点MAC地址的VLAN
以终端网卡的MAC硬件地址为划分依据,交换机跟踪节点MAC地址与对应接入端口,根据MAC地址固定划分VLAN。
核心特点:
①与物理端口无关,终端设备更换接入端口,VLAN归属保持不变,适合移动终端设备;
②新节点入网时,可根据需求手动或自动划归指定VLAN;
③初始配置繁琐,需录入所有终端MAC地址,后期设备更换需重新配置。
(3)基于网络层的VLAN
属于最高级、最复杂的VLAN划分方式,不依赖端口、MAC地址,而是通过网络层协议、IP地址、网络策略确定VLAN成员。
核心特点:
①灵活性最强,可基于业务策略、网段、协议批量划分VLAN;
②智能化程度高,适配大型复杂网络;
③配置难度大、对设备性能要求高,小型局域网极少使用。
二、无线局域网
1.无线局域网概述
无线局域网(WLAN)是利用无线射频技术替代传统网线,实现终端互联的局域网,无需物理传输介质,组网灵活、扩展性强,主流遵循IEEE 802.11系列标准。
2.无线局域网两大组网模式
(1)对等网络模式
无中心设备的无线组网模式,所有终端设备(电脑、手机)通过无线网卡直接点对点通信,无需无线接入点(AP)、路由器等设备。
核心特点:
①组网简单、零成本,无需部署网络设备;
②终端之间直接互联,快速实现资源共享;
③覆盖范围小、终端数量受限、稳定性差,仅适合临时小型组网。
(2) 结构化网络模式
有中心设备的标准无线组网模式,以无线接入点(AP)为核心,所有无线客户机均通过AP接入网络、转发数据。
核心特点:
①AP为网络核心,统一负责无线信号的接收、转发与管理;
②支持多终端同时接入、覆盖范围广、稳定性强、安全性高;
③可对接有线局域网,实现无线与有线网络融合,是企业、家庭主流组网模式。
三、IEEE 802.11无线局域网标准
IEEE 802.11是无线局域网的通用国际标准,规定了WLAN的物理层和数据链路层规范,主流分支标准如下:
(1)802.11b:早期低速标准,工作在2.4GHz频段,最高速率11Mbps,抗干扰能力弱;
(2)802.11g:兼容802.11b,2.4GHz频段,最高速率54Mbps,普及度高;
(3)802.11n:双频段(2.4G/5G),支持MIMO多天线技术,速率大幅提升,兼容性极
(4)802.11ac:仅5GHz频段,高速千兆无线标准,延迟低、抗干扰强;
(5)802.11ax:新一代Wi-Fi 6标准,高并发、低延迟,适配多终端密集场景。
【练习题】
一、填空题
1.虚拟局域网是依靠________方式划分的工作组,不受设备物理位置限制。
2.交换机为以太网帧添加的 VLAN 标签总长度为________字节。
3.VLAN 最核心作用是隔离________,抑制广播风暴。
4.使用范围最广、配置最简单的 VLAN 划分方式是基于交换机________的 VLAN。
5.无线局域网通用国际标准为________系列标准。
6.不需要 AP、终端之间直接点对点通信的无线组网模式称为________网络模式。
7.以无线接入点 AP 为中心的无线组网模式叫作________网络模式。
8.结构化无线网络中,承担信号接收与转发的核心设备简写为________。
9.IEEE802.11帧分为3种类型:________、________和数据帧。
10.802.11标准定义了无线网络的________和 ________。
二、选择题
1.虚拟局域网 VLAN 是一种( )
A. 新型传输介质
B. 逻辑工作组,与物理位置无关
C. 独立物理局域网
D. 三层路由设备
2.交换机为以太网帧添加 VLAN 标签时,标签插入位置是( )
A. 目标 MAC 地址前方
B. 源 MAC 地址与类型字段之间
C. 数据载荷尾部
D. FCS 校验字段之后
3.企业局域网使用最广泛、配置最简单的 VLAN 划分方式是( )
A. 基于 MAC 地址 VLAN
B. 基于端口 VLAN
C. 基于网络层 VLAN
D. 基于协议 VLAN
4.VLAN 最核心的作用是( )
A. 提升网线传输速率
B. 隔离广播域,抑制广播风暴
C. 实现不同网段路由转发
D. 延长信号传输距离
5.IEEE 802.11 标准主要定义无线局域网哪两层规范( )
A. 物理层、网络层
B. 物理层、数据链路层
C. 数据链路层、网络层
D. 网络层、传输层
6.无线对等网络(Ad-Hoc 模式)的关键特征是( )
A. 必须部署无线 AP
B. 终端之间直接点对点通信,无需接入点
C. 只能连接一台终端
D. 必须接入有线网络
7.下列场景最适合使用基于网络层 VLAN 的是( )
A. 小型办公室 10 台电脑组网
B. 大型园区复杂业务多网段网络
C. 仅有两台电脑临时组网
D. 固定工位机房电脑
8.在结构化无线局域网中,承担信号接收、转发的核心设备是( )
A. 调制解调器
B. AP 无线接入点
C. 二层交换机
D. 中继器
9.下列关于无线局域网的叙述,不正确的是( )
A. 在无线局城网中,无线接入点实际上是一种无线交换机或无线 Hub, 通常在室内覆益距离可达几十米
B. 目前无线局域网采用的协议主要有802.11(俗称 WiFi) 和蓝牙,前者的数据传输速率比后者低
C. 目前无线局域网还不能完全脱离有线网络,它只是有线网络的朴充
D. 接入无线局域网的每台计算机都需要有一块无线网卡
10.使用 VLAN 能够提升内网安全性,原因是( )
A. 具备防火墙杀毒功能
B. 二层环境下不同 VLAN 主机不能直接访问
C. 自动加密传输数据
D. 限制终端上网带宽
三、判断题
1.VLAN 是物理上重新搭建的独立局域网。( )
2.不同 VLAN 中的计算机,在二层交换机环境下可以直接相互访问。( )
3.VLAN 可以缩小广播域,有效抑制广播风暴,提高局域网整体效率。( )
4.基于端口划分 VLAN 时,分组端口只能部署在同一台交换机上,不能跨交换机。( )
5.VLAN 技术能够简化网络管理,调整分组不需要重新改造布线。( )
6.IEEE 802.11 标准定义无线局域网物理层与数据链路层规范。( )
7.无线对等网络(Ad-Hoc)组网必须使用无线 AP 设备。( )
8.结构化无线局域网以无线 AP 作为整个无线网络的核心节点。( )
9.VLAN 技术可以隔离无效流量,合理利用带宽资源。( )
10.同一 VLAN 属于同一个广播域,广播帧能够在 VLAN 内部转发。( )
【答案】
一、填空题
1.逻辑 2.4 3. 广播域 4.端口 5.IEEE 802.11 6.对等 7.结构化 8. AP 9.控制帧、管理帧 10.物理层 数据链路层
二、选择题
1. B 2.B 3.B 4.B 5.B 6.B 7.B 8. B 9. B 10.B
三、判断题
1.× 2.× 3.√ 4. × 5.√ 6.√ 7. × 8. √ 9. √ 10.√
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