第3章 局域網(wǎng)技術(shù)

1、本章知識點本章知識點 目前，局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展極為迅速，它已在信息管理與信息服目前，局域網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展極為迅速，它已在信息管理與信息服務(wù)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。本章介紹局域網(wǎng)的技術(shù)特點、局域網(wǎng)務(wù)領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用。本章介紹局域網(wǎng)的技術(shù)特點、局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)、共享介質(zhì)局域網(wǎng)的工作原理、交換局域網(wǎng)的工作原理、的拓撲結(jié)構(gòu)、共享介質(zhì)局域網(wǎng)的工作原理、交換局域網(wǎng)的工作原理、高速局域網(wǎng)的工作原理、虛擬局域網(wǎng)的工作原理，以及城域網(wǎng)技術(shù)。高速局域網(wǎng)的工作原理、虛擬局域網(wǎng)的工作原理，以及城域網(wǎng)技術(shù)。嚴格定義局域網(wǎng)是比較困難的，但一般認為局域網(wǎng)具有以下特點：嚴格定義局域網(wǎng)是比較困難的，但一般認為局域網(wǎng)具有以下特點

2、： （1）局域網(wǎng)是一種通信網(wǎng)絡(luò)。）局域網(wǎng)是一種通信網(wǎng)絡(luò)。 （2）各站點之間形成平等關(guān)系而不是主從關(guān)系。連入局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信）各站點之間形成平等關(guān)系而不是主從關(guān)系。連入局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信設(shè)備是廣義的，包括計算機、終端和各種外部設(shè)備等。設(shè)備是廣義的，包括計算機、終端和各種外部設(shè)備等。 （3）覆蓋幾公里的地理范圍。從一個辦公室、一棟大樓到幾平方公里的）覆蓋幾公里的地理范圍。從一個辦公室、一棟大樓到幾平方公里的區(qū)域，且地理范圍和站點數(shù)目均有限。區(qū)域，且地理范圍和站點數(shù)目均有限。 （4）局域網(wǎng)具有高的數(shù)據(jù)傳輸速率（）局域網(wǎng)具有高的數(shù)據(jù)傳輸速率（10100Mbps）、低誤碼率（）、低誤碼率（10-8）。）。

3、 （5）局域網(wǎng)一般屬于一個單位所有，易于建立、維護和擴展。）局域網(wǎng)一般屬于一個單位所有，易于建立、維護和擴展。 （6）從技術(shù)角度看，決定局域網(wǎng)特性的主要技術(shù)要素是：網(wǎng)絡(luò)拓撲、傳）從技術(shù)角度看，決定局域網(wǎng)特性的主要技術(shù)要素是：網(wǎng)絡(luò)拓撲、傳輸介質(zhì)及介質(zhì)訪問控制方法。輸介質(zhì)及介質(zhì)訪問控制方法。 總線型拓撲結(jié)構(gòu)：總線拓撲結(jié)構(gòu)采用電纜（通?？偩€型拓撲結(jié)構(gòu)：總線拓撲結(jié)構(gòu)采用電纜（通常采用同軸電纜）作為傳輸媒體，所有站點通過相采用同軸電纜）作為傳輸媒體，所有站點通過相應(yīng)的硬件接口都直接連到這一公共傳輸媒體上，應(yīng)的硬件接口都直接連到這一公共傳輸媒體上，或稱總線上。任何一個站發(fā)送的信號都沿著傳輸或稱總線上。任何

4、一個站發(fā)送的信號都沿著傳輸媒體傳播而且能被其他站接收?？偩€拓撲結(jié)構(gòu)如媒體傳播而且能被其他站接收。總線拓撲結(jié)構(gòu)如右圖所示。右圖所示。 星型拓撲結(jié)構(gòu)：星型拓撲是由中央節(jié)點和通過點星型拓撲結(jié)構(gòu)：星型拓撲是由中央節(jié)點和通過點到點通信鏈路接到中央節(jié)點的各個站點組成，如到點通信鏈路接到中央節(jié)點的各個站點組成，如右圖所示。中央節(jié)點執(zhí)行集中式通信控制策略，右圖所示。中央節(jié)點執(zhí)行集中式通信控制策略，即每個節(jié)點都通過分支鏈路與網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點相連即每個節(jié)點都通過分支鏈路與網(wǎng)絡(luò)中心節(jié)點相連。因此中央節(jié)點較復(fù)雜，而各個站點的通信處理。因此中央節(jié)點較復(fù)雜，而各個站點的通信處理負擔(dān)都很小。采用星型拓撲的交換方式有電路交負擔(dān)都

5、很小。采用星型拓撲的交換方式有電路交換和報文交換，尤以電路交換更為普遍?，F(xiàn)在的換和報文交換，尤以電路交換更為普遍?，F(xiàn)在的數(shù)據(jù)處理和聲音通信的信息網(wǎng)大多采用這種拓撲數(shù)據(jù)處理和聲音通信的信息網(wǎng)大多采用這種拓撲結(jié)構(gòu)。結(jié)構(gòu)。總線型拓撲結(jié)構(gòu)星型撲結(jié)構(gòu) 環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)：環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)型是封閉環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)：環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)的幾何構(gòu)型是封閉環(huán)形。由站點和連接站點的鏈路組成一個閉合環(huán)環(huán)形。由站點和連接站點的鏈路組成一個閉合環(huán)。如右圖所示。如右圖所示。 樹型拓撲結(jié)構(gòu)：樹型拓撲結(jié)構(gòu)是星形結(jié)構(gòu)的擴展樹型拓撲結(jié)構(gòu)：樹型拓撲結(jié)構(gòu)是星形結(jié)構(gòu)的擴展，是一種多級星形結(jié)構(gòu)，形狀像一棵倒置的樹，是一種多級星形結(jié)構(gòu)，形狀像一棵倒置的

6、樹，頂端是頂端是“樹根樹根”，“樹根樹根”以下帶分支，每個分以下帶分支，每個分支還可再帶子分支，如右圖所示。支還可再帶子分支，如右圖所示。環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)樹型撲結(jié)構(gòu) 網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，要求任意兩個網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)：網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)，要求任意兩個節(jié)點間都設(shè)置鏈路，由分布在不同地理位置的計節(jié)點間都設(shè)置鏈路，由分布在不同地理位置的計算機經(jīng)傳輸介質(zhì)和通信設(shè)備連接而成的。因網(wǎng)狀算機經(jīng)傳輸介質(zhì)和通信設(shè)備連接而成的。因網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)中節(jié)點之間的連接是任意的、無規(guī)律的拓撲結(jié)構(gòu)中節(jié)點之間的連接是任意的、無規(guī)律的，每兩個節(jié)點之間的通信鏈路可能有多條，所以，每兩個節(jié)點之間的通信鏈路可能有多條，所以必須使用必須使用“

7、路由選擇路由選擇”算法進行路徑選擇，考慮算法進行路徑選擇，考慮一條或幾條路徑來傳送數(shù)據(jù)。如右圖所示。一條或幾條路徑來傳送數(shù)據(jù)。如右圖所示。 混合型拓撲結(jié)構(gòu)：將以上兩種單一拓撲結(jié)構(gòu)類型混合型拓撲結(jié)構(gòu)：將以上兩種單一拓撲結(jié)構(gòu)類型混合起來，取兩種拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)點構(gòu)成一種混合混合起來，取兩種拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)點構(gòu)成一種混合型拓撲結(jié)構(gòu)。如右圖所示是星型拓撲和環(huán)型拓撲型拓撲結(jié)構(gòu)。如右圖所示是星型拓撲和環(huán)型拓撲混合成的星型環(huán)狀拓撲?；旌铣傻男切铜h(huán)狀拓撲。網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)混合型拓撲結(jié)構(gòu)IEEEIEEE在在19801980年年2 2月成立了局域網(wǎng)標準化委員會月成立了局域網(wǎng)標準化委員會（簡稱（簡稱IEEE 802 IEEE

8、802 委員會），專門從事局域網(wǎng)的協(xié)議委員會），專門從事局域網(wǎng)的協(xié)議制訂，并制定了制訂，并制定了IEEE 802IEEE 802標準。該標準已被國際標準標準。該標準已被國際標準化組織化組織ISOISO采納，作為局域網(wǎng)的國際標準系列，稱為采納，作為局域網(wǎng)的國際標準系列，稱為ISO 8802ISO 8802標準。在這些標準中，根據(jù)局域網(wǎng)的多種類標準。在這些標準中，根據(jù)局域網(wǎng)的多種類型，規(guī)定了各自的拓撲結(jié)構(gòu)、媒體訪問控制方法、幀型，規(guī)定了各自的拓撲結(jié)構(gòu)、媒體訪問控制方法、幀的格式和操作等內(nèi)容。的格式和操作等內(nèi)容。IEEE 802IEEE 802標準所描述的局域網(wǎng)參考模型與標準所描述的局域網(wǎng)參考模型與

9、OSIOSI參考模參考模型的關(guān)系如右圖所示。型的關(guān)系如右圖所示。IEEE 802IEEE 802參考模型只對應(yīng)于參考模型只對應(yīng)于OSIOSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層，它將數(shù)據(jù)鏈路參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層，它將數(shù)據(jù)鏈路層劃為邏輯鏈路控制（層劃為邏輯鏈路控制（LLC,logical link controlLLC,logical link control）子層與介質(zhì)訪問控制（子層與介質(zhì)訪問控制（MAC,media access controlMAC,media access control）子層。子層。 IEEE802參考模型對應(yīng)關(guān)系 IEEE 802委員會為局域網(wǎng)制定了一系列標準，它們統(tǒng)

10、稱為委員會為局域網(wǎng)制定了一系列標準，它們統(tǒng)稱為IEEE 802標準。標準。IEEE 802標準之間的關(guān)系如下圖所示。標準之間的關(guān)系如下圖所示。IEEE 802標準之間的關(guān)系 IEEE 802標準主要包括以下幾種：標準主要包括以下幾種： （1）IEEE 802.1 標準，定義了局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)以及網(wǎng)絡(luò)管理標準，定義了局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)以及網(wǎng)絡(luò)管理與性能測試。與性能測試。 （2）IEEE 802.2 標準，定義了邏輯鏈路控制子層功能與服務(wù)。標準，定義了邏輯鏈路控制子層功能與服務(wù)。 （3）IEEE 802.3 標準，定義了標準，定義了CSMA/CD總線介質(zhì)訪問控制子層與物理總線介質(zhì)訪問

11、控制子層與物理層規(guī)范。層規(guī)范。 （4）IEEE 802.4 標準，定義了令牌總線介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)標準，定義了令牌總線介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范。范。 （5）IEEE 802.5 標準，定義了令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范。標準，定義了令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范。 （6）IEEE 802.6 標準，定義了城域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范。標準，定義了城域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制子層與物理層規(guī)范。 （7）IEEE 802.7 標準，定義了寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。標準，定義了寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。 （8）IEEE 802.8 標準，定義了光纖傳輸技術(shù)。標準，定義了光纖傳輸技術(shù)。 （9）IEEE 802

12、.9 標準，定義了綜合語音與數(shù)據(jù)局域網(wǎng)（標準，定義了綜合語音與數(shù)據(jù)局域網(wǎng)（IVD-LAN）技術(shù)。）技術(shù)。 （10）IEEE 802.10 標準，定義了可互操作的局域網(wǎng)安全性規(guī)范（標準，定義了可互操作的局域網(wǎng)安全性規(guī)范（SILS）。）。 （11）IEEE 802.11 標準，定義了無線局域網(wǎng)技術(shù)。標準，定義了無線局域網(wǎng)技術(shù)。 IEEE 802標準定義了標準定義了LLC子層和子層和MAC子層的幀格式。數(shù)據(jù)傳輸過程中，子層的幀格式。數(shù)據(jù)傳輸過程中，LLC子層將高層遞交的報文分組作為子層將高層遞交的報文分組作為LLC的信息字段，再加上的信息字段，再加上LLC子層目的子層目的服務(wù)訪問點（服務(wù)訪問點（DS

13、AP）、源服務(wù)訪問點（）、源服務(wù)訪問點（SSAP）及相應(yīng)的控制信息以構(gòu)成）及相應(yīng)的控制信息以構(gòu)成LLC幀。幀。 1載波監(jiān)聽多路訪問（載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA） CSMA（Carrior Sense Multipte Access）協(xié)議被通俗地稱為）協(xié)議被通俗地稱為“先聽后先聽后講講”，是一種帶有監(jiān)聽的多路訪問系統(tǒng)。其工作原理是：每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)，是一種帶有監(jiān)聽的多路訪問系統(tǒng)。其工作原理是：每個站在發(fā)送數(shù)據(jù)前先要監(jiān)聽信道上是否有載波，即是否有別的站在傳輸數(shù)據(jù)。前先要監(jiān)聽信道上是否有載波，即是否有別的站在傳輸數(shù)據(jù)。根據(jù)監(jiān)聽到介質(zhì)狀態(tài)后采取的回避策略可將根據(jù)監(jiān)聽到介質(zhì)狀態(tài)后采取的回避策略可將CSM

14、A分為分為3種：種： （1）堅持型）堅持型CSMA 又稱又稱1-堅持堅持CSMA，當(dāng)某站要送數(shù)據(jù)時，先監(jiān)聽信道，若信道忙，就堅，當(dāng)某站要送數(shù)據(jù)時，先監(jiān)聽信道，若信道忙，就堅持監(jiān)聽，直到信道空閑為止，當(dāng)空閑時立即發(fā)送一幀。持監(jiān)聽，直到信道空閑為止，當(dāng)空閑時立即發(fā)送一幀。 （2）非堅持型）非堅持型CSMA當(dāng)某站監(jiān)聽到信道忙狀態(tài)時，不再堅持監(jiān)聽，而是隨機延后一段時間再來監(jiān)當(dāng)某站監(jiān)聽到信道忙狀態(tài)時，不再堅持監(jiān)聽，而是隨機延后一段時間再來監(jiān)聽。其缺點是很可能在再次監(jiān)聽之前信道已空閑了，從而產(chǎn)生浪費。聽。其缺點是很可能在再次監(jiān)聽之前信道已空閑了，從而產(chǎn)生浪費。 （3）P-堅持型堅持型CSMA當(dāng)某站準備發(fā)送

15、信息時，它首先監(jiān)聽信道，若空閑，便以概率當(dāng)某站準備發(fā)送信息時，它首先監(jiān)聽信道，若空閑，便以概率P傳送信息，傳送信息，而以概率（而以概率（1-P）推遲發(fā)送。）推遲發(fā)送。 2載波監(jiān)聽多路訪問載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測（沖突檢測（CSMA/CD） 載波監(jiān)聽多路訪問載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測方法沖突檢測方法CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Derect）起源于美國夏威夷大學(xué)開發(fā)的）起源于美國夏威夷大學(xué)開發(fā)的ALOHA網(wǎng)所采用的網(wǎng)所采用的爭用型協(xié)議，并進行了改進，使之具有比爭用型協(xié)議，并進行了改進，使之具有比ALOHA協(xié)議更高的介質(zhì)利用率。協(xié)

16、議更高的介質(zhì)利用率。 IEEE 802.3支持的物理層介質(zhì)和配置方式有多種，是由一組協(xié)議組成的。支持的物理層介質(zhì)和配置方式有多種，是由一組協(xié)議組成的。每一種實現(xiàn)方案都有一個名稱代號，由以下三部分組成：每一種實現(xiàn)方案都有一個名稱代號，由以下三部分組成： 最常用的以太網(wǎng)有以下最常用的以太網(wǎng)有以下4種。種。 （1）10Base-5通常稱為粗纜以太網(wǎng)。目前由于高速交換以太網(wǎng)技術(shù)的廣泛通常稱為粗纜以太網(wǎng)。目前由于高速交換以太網(wǎng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，在新建的局域網(wǎng)中，應(yīng)用，在新建的局域網(wǎng)中，10Base-5很少被采用。很少被采用。 （2）10Base-2通常稱為細纜以太網(wǎng)。通常稱為細纜以太網(wǎng)。10Base-2使

17、用使用50細同軸電纜，它的建細同軸電纜，它的建網(wǎng)費用比網(wǎng)費用比10Base-5低。目前低。目前10Base-2已很少被使用。已很少被使用。 （3）10Base-T無屏蔽雙絞線以太網(wǎng)。雙絞線以太網(wǎng)系統(tǒng)具有技術(shù)簡單、價無屏蔽雙絞線以太網(wǎng)。雙絞線以太網(wǎng)系統(tǒng)具有技術(shù)簡單、價格低廉、可靠性高、易實現(xiàn)綜合布線和易于管理、維護、升級等優(yōu)點。格低廉、可靠性高、易實現(xiàn)綜合布線和易于管理、維護、升級等優(yōu)點。 （4）10Base-F是是10 Mbps光纖以太網(wǎng)，它使用多模光纖作為傳輸介質(zhì)，在光纖以太網(wǎng)，它使用多模光纖作為傳輸介質(zhì)，在介質(zhì)上傳輸?shù)氖枪庑盘柖皇请娦盘?。介質(zhì)上傳輸?shù)氖枪庑盘柖皇请娦盘枴？焖僖蕴W(wǎng)的傳輸

18、速率達到了快速以太網(wǎng)的傳輸速率達到了100Mbps100Mbps，它比普通以太網(wǎng)快，它比普通以太網(wǎng)快1010倍。快速以倍?？焖僖蕴W(wǎng)保留了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的所有特性，包括相同的數(shù)據(jù)幀格式、介質(zhì)訪問控制太網(wǎng)保留了傳統(tǒng)以太網(wǎng)的所有特性，包括相同的數(shù)據(jù)幀格式、介質(zhì)訪問控制方式和組網(wǎng)方法，只是將每個比特的發(fā)送時間由方式和組網(wǎng)方法，只是將每個比特的發(fā)送時間由100ns100ns降低到降低到10ns10ns。100BASE-100BASE-T T可以支持多種傳輸介質(zhì)，目前制定了三種有關(guān)傳輸介質(zhì)的標準：可以支持多種傳輸介質(zhì)，目前制定了三種有關(guān)傳輸介質(zhì)的標準：100BASE-TX100BASE-TX、100BASE

19、-T4100BASE-T4、100BASE-FX100BASE-FX。 （1 1）100 Base -TX100 Base -TX 100 Base -TX 100 Base -TX是是5 5類無屏蔽雙絞線方案，它是真正由類無屏蔽雙絞線方案，它是真正由10Base-T10Base-T派生出來的。派生出來的。100 Base -TX100 Base -TX類似于類似于10Base-T10Base-T。 （2 2）100 Base -FX100 Base -FX 100 Base -FX 100 Base -FX是光纖介質(zhì)快速以太網(wǎng)標準，它采用與是光纖介質(zhì)快速以太網(wǎng)標準，它采用與100 Base

20、-TX100 Base -TX相同相同的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層標準協(xié)議。的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層標準協(xié)議。 （3 3）100 Base -T4100 Base -T4 100 Base -T4 100 Base -T4是是3 3類無屏蔽雙絞線方案，該方案使用類無屏蔽雙絞線方案，該方案使用4 4對對3 3類（或類（或4 4類、類、5 5類）類）無屏蔽雙絞線介質(zhì)。無屏蔽雙絞線介質(zhì)。IEEE 802IEEE 802委員會于委員會于19981998年年2 2月，正式批準了千兆以太網(wǎng)標準月，正式批準了千兆以太網(wǎng)標準IEEE 802.3zIEEE 802.3z。千兆以太網(wǎng)的傳輸速率達到千兆以太網(wǎng)的傳輸速率達到10

21、00Mbps1000Mbps，比快速以太網(wǎng)快，比快速以太網(wǎng)快1010倍。千兆以太網(wǎng)保倍。千兆以太網(wǎng)保留著傳統(tǒng)的留著傳統(tǒng)的10Mbps10Mbps速率以太網(wǎng)的所有特征（相同的數(shù)據(jù)幀格式、相同的介質(zhì)速率以太網(wǎng)的所有特征（相同的數(shù)據(jù)幀格式、相同的介質(zhì)訪問控制方式、相同的組網(wǎng)方法），只是將傳統(tǒng)以太網(wǎng)每個比特的發(fā)送時間訪問控制方式、相同的組網(wǎng)方法），只是將傳統(tǒng)以太網(wǎng)每個比特的發(fā)送時間由由100ns100ns降低到降低到1ns1ns。 1000Base-LX1000Base-LX是一種在收發(fā)器上使用長波激光作為信號源的媒體技術(shù)。是一種在收發(fā)器上使用長波激光作為信號源的媒體技術(shù)。 IEEE 802.3zIE

22、EE 802.3z千兆以太網(wǎng)標準定義了兩種光纖介質(zhì)標準，包括千兆以太網(wǎng)標準定義了兩種光纖介質(zhì)標準，包括1000Base-1000Base-SXSX和和1000Base-LX1000Base-LX，另一種是銅線介質(zhì)標準，稱為，另一種是銅線介質(zhì)標準，稱為1000Base-CX1000Base-CX三種介質(zhì)系統(tǒng)。三種介質(zhì)系統(tǒng)。 1000Base-SX1000Base-SX是一種在收發(fā)器上使用短波激光作為信號源的媒體技術(shù)。是一種在收發(fā)器上使用短波激光作為信號源的媒體技術(shù)。 1000Base-CX1000Base-CX是使用銅纜的兩種千兆以太網(wǎng)技術(shù)之一。是使用銅纜的兩種千兆以太網(wǎng)技術(shù)之一。 IEEE 8

23、02.3IEEE 802.3委員會公布的第二個銅線標準委員會公布的第二個銅線標準IEEE 802.3abIEEE 802.3ab，即，即1000 Base -1000 Base -T T物理層標準。物理層標準。 數(shù)據(jù)傳輸速率高達數(shù)據(jù)傳輸速率高達10Gbps、通信距離可延伸、通信距離可延伸40km的以太網(wǎng)叫做的以太網(wǎng)叫做萬兆以太網(wǎng)。它是在以太網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因此，萬兆以太網(wǎng)萬兆以太網(wǎng)。它是在以太網(wǎng)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，因此，萬兆以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)一樣，在本質(zhì)上仍是以太網(wǎng)，只是在速度和距離方面有和千兆以太網(wǎng)一樣，在本質(zhì)上仍是以太網(wǎng)，只是在速度和距離方面有了顯著的提高。萬兆以太網(wǎng)繼續(xù)使用了顯著的

24、提高。萬兆以太網(wǎng)繼續(xù)使用IEEE 802.3以太網(wǎng)協(xié)議，以及以太網(wǎng)協(xié)議，以及IEEE 802.3的幀格式和幀大小。萬兆以太網(wǎng)與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)比較具有的幀格式和幀大小。萬兆以太網(wǎng)與傳統(tǒng)的以太網(wǎng)比較具有以下幾方面的特點。以下幾方面的特點。 （1）MAC子層和物理層實現(xiàn)子層和物理層實現(xiàn)10Gbps傳輸速率。傳輸速率。 （2）MAC子層的幀格式不變，并保留子層的幀格式不變，并保留IEEE 802.3標準最小和最大標準最小和最大幀長度。幀長度。 （3）只可能實現(xiàn)全雙工交換型）只可能實現(xiàn)全雙工交換型10Gbps以太網(wǎng)，即不支持共享型，以太網(wǎng)，即不支持共享型，只支持全雙工。因此只支持全雙工。因此10Gbps以

25、太網(wǎng)媒體的傳輸距離不會受到傳統(tǒng)以太以太網(wǎng)媒體的傳輸距離不會受到傳統(tǒng)以太網(wǎng)網(wǎng)CSMA/CD的制約，而僅僅取決于媒體上信號傳輸?shù)挠行浴５闹萍s，而僅僅取決于媒體上信號傳輸?shù)挠行浴?（4）支持星型局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，采用點到點連接和結(jié)構(gòu)化布線技）支持星型局域網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)，采用點到點連接和結(jié)構(gòu)化布線技術(shù)。術(shù)。 （5）在物理層上分別定義了局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)兩種系列，并定義了）在物理層上分別定義了局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)兩種系列，并定義了適應(yīng)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸機制。適應(yīng)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸機制。 （6）只支持多模和單模光纖，不能使用雙絞線。提供連接距離的）只支持多模和單模光纖，不能使用雙絞線。提供連接距離的物理層

26、技術(shù)規(guī)范。物理層技術(shù)規(guī)范。 令牌環(huán)網(wǎng)是令牌環(huán)網(wǎng)是IBM公司于上世紀公司于上世紀70年代發(fā)展的，現(xiàn)在這種網(wǎng)絡(luò)比較少見。年代發(fā)展的，現(xiàn)在這種網(wǎng)絡(luò)比較少見。在老式的令牌環(huán)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)傳輸速度為在老式的令牌環(huán)網(wǎng)中，數(shù)據(jù)傳輸速度為4Mbps或或16Mbps，新型的快速令，新型的快速令牌環(huán)網(wǎng)速度可達牌環(huán)網(wǎng)速度可達100Mbps。令牌環(huán)網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方式采用標記環(huán)（令牌環(huán)網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方式采用標記環(huán)（Token Ring）。環(huán)中有一個令）。環(huán)中有一個令牌在循環(huán)傳送。任何一個站要發(fā)送數(shù)據(jù)，都必須等待循環(huán)的令牌通過該站牌在循環(huán)傳送。任何一個站要發(fā)送數(shù)據(jù)，都必須等待循環(huán)的令牌通過該站并獲取令牌。令牌是一種特殊的

27、位組合，是一種發(fā)送權(quán)標志，如其形式可并獲取令牌。令牌是一種特殊的位組合，是一種發(fā)送權(quán)標志，如其形式可為為01111111，表示空令牌。希望發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站等到空令牌來后，將空令，表示空令牌。希望發(fā)送數(shù)據(jù)幀的站等到空令牌來后，將空令牌改成忙令牌，其形式為牌改成忙令牌，其形式為01111110，然后緊接著其后傳送數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)信，然后緊接著其后傳送數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)信息一個比特接一個比特地附加到環(huán)上，環(huán)上信息從一站到下一站地環(huán)行。息一個比特接一個比特地附加到環(huán)上，環(huán)上信息從一站到下一站地環(huán)行。所尋的目的站在信息經(jīng)過時拷貝此信息，最后由發(fā)送該信息的站從環(huán)上撤所尋的目的站在信息經(jīng)過時拷貝此信息，最后由發(fā)送該信息

28、的站從環(huán)上撤除此信息，并將忙令牌改為空令牌，傳至后面的站，使之獲得發(fā)送權(quán)。除此信息，并將忙令牌改為空令牌，傳至后面的站，使之獲得發(fā)送權(quán)。 接受幀的站在幀經(jīng)過本站時，將幀中的目的地址與本站的地址進行比接受幀的站在幀經(jīng)過本站時，將幀中的目的地址與本站的地址進行比較，如地址相符合，則將幀放入接收緩沖器，并同時將幀送回環(huán)上，如地較，如地址相符合，則將幀放入接收緩沖器，并同時將幀送回環(huán)上，如地址不符合，則將幀沿環(huán)下傳。址不符合，則將幀沿環(huán)下傳。 環(huán)上每個中繼器可引入一位或幾位延時，環(huán)的長度往往折算成比特數(shù)環(huán)上每個中繼器可引入一位或幾位延時，環(huán)的長度往往折算成比特數(shù)來衡量。把環(huán)看作一個環(huán)緩沖器，則有：來衡

29、量。把環(huán)看作一個環(huán)緩沖器，則有： 環(huán)上的比特數(shù)傳播延時環(huán)上的比特數(shù)傳播延時發(fā)送介質(zhì)長度發(fā)送介質(zhì)長度數(shù)據(jù)率中繼器延遲數(shù)據(jù)率中繼器延遲 FDDI是一種以光纖作為傳輸介質(zhì)的高速主干網(wǎng)，它可以用來互聯(lián)局域是一種以光纖作為傳輸介質(zhì)的高速主干網(wǎng)，它可以用來互聯(lián)局域網(wǎng)與計算機。典型的網(wǎng)與計算機。典型的FDDI作為主干網(wǎng)互聯(lián)多個局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示。作為主干網(wǎng)互聯(lián)多個局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)如下圖所示。典型的FDDI互聯(lián)多個局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu) 圖中圖中FDDI建立在小令牌幀的基礎(chǔ)上，當(dāng)所有站都空閑時，小令牌幀沿環(huán)建立在小令牌幀的基礎(chǔ)上，當(dāng)所有站都空閑時，小令牌幀沿環(huán)運行。當(dāng)某一站有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，必須等待有令牌通過時才可能。一

30、旦識別出運行。當(dāng)某一站有數(shù)據(jù)要發(fā)送時，必須等待有令牌通過時才可能。一旦識別出有用的令牌，該站便將其吸收，隨后便可發(fā)送一幀或多幀。這時環(huán)上沒有令牌有用的令牌，該站便將其吸收，隨后便可發(fā)送一幀或多幀。這時環(huán)上沒有令牌環(huán)后，便在環(huán)上插入一新的令牌，不必像環(huán)后，便在環(huán)上插入一新的令牌，不必像IEEE802.5令牌環(huán)那樣，只有收到自令牌環(huán)那樣，只有收到自己發(fā)送的幀后才能釋放令牌。因此，任一時刻環(huán)上可能會有來自多個站的幀運己發(fā)送的幀后才能釋放令牌。因此，任一時刻環(huán)上可能會有來自多個站的幀運行。行。 FDDI主要的技術(shù)特點有：主要的技術(shù)特點有： （1）使用基于）使用基于IEEE 802.5的單令牌環(huán)網(wǎng)介質(zhì)訪

31、問控制的單令牌環(huán)網(wǎng)介質(zhì)訪問控制MAC協(xié)議。協(xié)議。 （2）使用）使用IEEE 802.2 協(xié)議，與符合協(xié)議，與符合IEEE 802 標準的局域網(wǎng)兼容。標準的局域網(wǎng)兼容。 （3）數(shù)據(jù)傳輸速率為）數(shù)據(jù)傳輸速率為100Mbps，連網(wǎng)的節(jié)點數(shù)，連網(wǎng)的節(jié)點數(shù)=1000，環(huán)路長度為，環(huán)路長度為100 km。 （4）可以使用雙環(huán)結(jié)構(gòu)，具有容錯能力。）可以使用雙環(huán)結(jié)構(gòu)，具有容錯能力。 （5）可以使用多?；騿文９饫w。）可以使用多?；騿文９饫w。 （6）具有動態(tài)分配帶寬的能力，能支持同步和異步數(shù)據(jù)傳輸。）具有動態(tài)分配帶寬的能力，能支持同步和異步數(shù)據(jù)傳輸。 FDDI主要應(yīng)用于以下幾種環(huán)境：主要應(yīng)用于以下幾種環(huán)境： （1

32、）計算機機房網(wǎng)稱為后端網(wǎng)絡(luò)，用于計算機機房中大型計算機與高速外設(shè)）計算機機房網(wǎng)稱為后端網(wǎng)絡(luò)，用于計算機機房中大型計算機與高速外設(shè)之間的連接，以及對可靠性、傳輸效率與系統(tǒng)容錯要求較高的環(huán)境。之間的連接，以及對可靠性、傳輸效率與系統(tǒng)容錯要求較高的環(huán)境。 （2）辦公室或建筑物群的主干網(wǎng)稱為前端網(wǎng)絡(luò)，用于連接大量的小型機、工）辦公室或建筑物群的主干網(wǎng)稱為前端網(wǎng)絡(luò)，用于連接大量的小型機、工作站、個人計算機與各種外設(shè)。作站、個人計算機與各種外設(shè)。 （3）校園網(wǎng)的主干網(wǎng)，用于連接分布在校園中各個建筑物中的小型機、服務(wù)）校園網(wǎng)的主干網(wǎng)，用于連接分布在校園中各個建筑物中的小型機、服務(wù)器、工作站和個人計算機，以及

33、多個局域網(wǎng)。器、工作站和個人計算機，以及多個局域網(wǎng)。 （4）多個校園網(wǎng)的主干網(wǎng)，用于連接地理位置相距幾千米的多個校園網(wǎng)、企）多個校園網(wǎng)的主干網(wǎng)，用于連接地理位置相距幾千米的多個校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)。業(yè)網(wǎng)。 共享介質(zhì)局域網(wǎng)與交換式局域網(wǎng)的工作原理 交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)備是局域網(wǎng)交換機，局域網(wǎng)交換機可以在它的多交換式局域網(wǎng)的核心設(shè)備是局域網(wǎng)交換機，局域網(wǎng)交換機可以在它的多個端口之間建立多個并發(fā)連接。如圖個端口之間建立多個并發(fā)連接。如圖3-11所示給出了共享介質(zhì)局域網(wǎng)與交換局所示給出了共享介質(zhì)局域網(wǎng)與交換局域網(wǎng)工作原理的區(qū)別。為了保護用戶已有的投資，局域網(wǎng)交換機一般針對某域網(wǎng)工作原理的區(qū)別。為了保護用戶已

34、有的投資，局域網(wǎng)交換機一般針對某類局域網(wǎng)（例如類局域網(wǎng)（例如802.3標準的標準的Ethernet或或802.5標準的標準的Token Ring）設(shè)計的。）設(shè)計的。 典型的局域網(wǎng)交換機結(jié)構(gòu)與工作過程如下圖所示。網(wǎng)中的交換機有典型的局域網(wǎng)交換機結(jié)構(gòu)與工作過程如下圖所示。網(wǎng)中的交換機有6個端個端口，其中端口口，其中端口1、4、5、6分別連接了節(jié)點分別連接了節(jié)點A、節(jié)點、節(jié)點B、節(jié)點、節(jié)點C與節(jié)點與節(jié)點D。那么，。那么，交換機的交換機的“端口號端口號/MAC地址映射表地址映射表”就可以根據(jù)以上端口與節(jié)點就可以根據(jù)以上端口與節(jié)點MAC地址的地址的對應(yīng)關(guān)系建立起來。如果節(jié)點對應(yīng)關(guān)系建立起來。如果節(jié)點A與節(jié)點與節(jié)點D同時發(fā)送數(shù)據(jù)，它們可以分別在以太網(wǎng)同時發(fā)送數(shù)據(jù)，它們可以分別在以太網(wǎng)幀的目的地址字段（幀的目的地址字段（DA，destination address）中填上該幀的目的地址。）中填上該幀的目的地址。典型的局域網(wǎng)交換機結(jié)構(gòu)與工作過程虛擬局域網(wǎng)（虛擬局域網(wǎng)（VLANVLAN）是一個邏輯組，其所有的終端用戶在通信時好像獨）是一個邏輯組，其所有的終端用戶在通信時好像獨立于網(wǎng)絡(luò)，只有本組的人在物理上是互聯(lián)的。立于網(wǎng)絡(luò)，只有本組的人在物理上是互聯(lián)的。 虛擬網(wǎng)是指在