局域网

网络种类

局域网(LAN)，全称为Local Area Network，指在较小的地理区域内，通过传输介质连接的一组计算机及其外围设备的网络。局域网的传输速度较快，一般在几百Mbps到几Gbps，延迟较低。局域网是一种私有网络，一般在一座建筑物内或建筑物附近，主要用于办公室、学校、研究所或家庭等相对较小的地理范围内。局域网便于共享资源，如打印机、文件服务及其他应用程序，并可实现数据和信息的快速交换。

局域网简介

局域网的带宽可以通过以下公式计算：

其中B表示信道的物理带宽，信噪比（SNR）是信号强度与背景噪声强度的比值。

局域网为封闭型网络，在一定程度上能够防止信息泄露和外部网络病毒攻击，具有较高的安全性，但是一旦发生黑客攻击等事件，极有可能导致局域网整体出现瘫痪，网络内的所有工作无法进行，甚至泄露大量公司机密，对公司事业发展造成重创。局域网一般分为无线局域网和有线局域网。

发展历史

局域网技术自1970年代起经历了多个重要发展阶段：

无线局域网

无线局域网（Wireless Local Area Network，简称WLAN）是在局域网的基础上发展起来的网络技术，它利用无线电波作为传输媒介，允许用户在没有物理线缆限制的情况下进行网络访问。常用的无线标准包括802.11a/b/g/n/ac/ax，它们支持不同的速率和频段。

有线局域网

有线局域网（Wired Local Area Network简称LAN），是指在相对较小的地理范围内（如办公室、学校、家庭等）通过有线电缆（如双绞线、同轴电缆或光纤）连接多台计算机和其他设备，以实现资源共享和数据通信的网络系统。在有线局域网中，各设备通常通过网络交换机或路由器连接，形成稳定的网络架构[3]。

技术特点

典型网络设备

1. 路由器（Router）

路由器是连接多个网络、如两个或更多局域网或广域网（WAN）的设备，并在这些网络之间转发数据包。路由器能够决定数据从源头到目的地的最佳路径。它工作在OSI模型的第三层，即网络层。

主要功能包括：

2. 交换机（Switch）

交换机是网络中的一个设备，用于连接各种设备，如计算机、打印机等，以构建网络。交换机工作在OSI模型的第二层，即数据链路层。

主要功能包括：

3. 集线器（Hub）

集线器是一个简单的网络设备，用于连接多个以太网设备，使它们作为一个单一的网络部分。集线器工作在OSI模型的物理层。

主要功能包括：

4. 网络桥接器（Bridge）

网络桥接器是用来连接两个相同类型的网络，如两个局域网或两个子网，使它们表现得如同一个网络。它工作在数据链路层。

主要功能包括：

这些设备的组合使用可以根据特定的网络需求和预算来优化网络的性能和安全性。选择合适的网络设备可以帮助提高数据传输的效率，保证网络的稳定运行，并加强网络安全。

拓扑结构

局域网（LAN）的拓扑结构是指网络中设备（如计算机、打印机、路由器等）的物理和逻辑布局方式，这些结构对网络的性能、可靠性和扩展性有显著影响。下面是几种常见的局域网拓扑结构：

1. 星形拓扑 (Star Topology)

在星形拓扑中，所有的设备都直接连接到一个中心节点，通常是一个网络交换机或集线器。这种拓扑的优点是易于安装和管理，故障诊断也相对简单，因为每个设备与中心节点之间有独立的连接线。如果一个设备或其连接线出现问题，不会影响到网络的其他部分。然而，星形拓扑的缺点在于中心节点的依赖性高；如果中心节点出现故障，整个网络将会瘫痪。

2. 环形拓扑 (Ring Topology)

在环形拓扑中，每个设备只与两个邻近设备直接连接，形成一个闭合环路。数据在环中的设备间按一定方向（顺时针或逆时针）传输。环形拓扑的优点是网络中的数据传输延迟相对一致，且不需要通过中心节点。其主要缺点是维护和故障排查较为复杂，一旦环路中的任何一条连接或设备出现故障，整个网络的传输就会中断。

3. 总线形拓扑 (Bus Topology)

在总线形拓扑中，所有的设备都连接到一条主传输媒介上，通常是一根共享的同轴电缆或双绞线。数据在总线上自由流动，每个设备都可以接收传输的数据。总线形拓扑的优点在于简单和成本低廉；但其缺点是网络的可靠性和扩展性较低，随着设备数量的增加，网络性能可能会下降。此外，如果主总线发生故障，整个网络也会受到影响。

4. 网状拓扑 (Mesh Topology)

网状拓扑中，设备之间存在多条冗余的连接路径。这种拓扑可以是完全网状，即每个节点都与其他所有节点直接连接；或者是部分网状，即只有某些节点间有直接连接。网状拓扑的优点是提供了非常高的可靠性和容错能力，因为即使多条路径发生故障，数据通常还可以通过其他路径传输。缺点是成本和复杂性较高，因为需要更多的硬件设备和连接线。

这些拓扑结构各有优缺点，选择合适的拓扑结构取决于组织的具体需求、预算以及预期的网络规模和性能。在现代网络设计中，星形拓扑因其简单性和高效性而被广泛应用，尤其是在使用交换机构建网络时

无线局域网的安全协议

在无线局域网的安全性方面，WPA2（Wi-Fi Protected Access 2）和WPA3（Wi-Fi Protected Access 3）是两种关键的安全协议。这些协议为无线网络通信提供保护，防止未经授权的访问和数据泄露。

1. WPA2

WPA2是2004年推出的无线网络加密标准，它取代了WEP（Wired Equivalent Privacy）和原始的WPA（Wi-Fi Protected Access）标准，提供了更加强化的安全措施。WPA2主要使用AES（高级加密标准）算法和CCMP（Counter Mode Cipher Block Chaining Message Authentication Code Protocol）作为加密协议，大幅提升了网络的安全性。

主要特点：

2. WPA3

WPA3是2018年推出的最新无线加密协议，旨在解决WPA2中存在的安全漏洞。WPA3提供了更高级的加密措施和新的功能来增强用户的数据保护和网络访问安全。

主要特点：

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