新編計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)教程——第4章課件

1、局域網(wǎng)概述4.1局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)訪問控制方式4.2以太網(wǎng)4.3高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)4.4目錄Contents無(wú)線局域網(wǎng)4.5虛擬局域網(wǎng)4.6 目前常見的局域網(wǎng)類型包括：以太網(wǎng)（Ethernet）、令牌環(huán)網(wǎng)（Token Ring）、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）、異步傳輸模式（ATM）等，它們?cè)谕貥憬Y(jié)構(gòu)、傳輸介質(zhì)、傳輸速率、數(shù)據(jù)格式等多方面都有許多不同。其中應(yīng)用最廣泛的當(dāng)屬以太網(wǎng) 一種總線結(jié)構(gòu)的LAN，這種網(wǎng)絡(luò)是目前發(fā)展最迅速、也最經(jīng)濟(jì)的局域網(wǎng)。4. 1. 1 局域網(wǎng)的定義和特性 局域網(wǎng)是一個(gè)通信網(wǎng)絡(luò)，從協(xié)議層次的觀點(diǎn)看，它包含著下三層的功能。將連接到局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)通信設(shè)備加上高層協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)軟件組成為計(jì)算

2、機(jī)網(wǎng)絡(luò)，我們稱之為計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。 這里指的數(shù)據(jù)通信設(shè)備是廣義的，包括計(jì)算機(jī)、終端和各種外圍設(shè)備等。 這里指的小區(qū)域可以是一座建筑物內(nèi)、一個(gè)校園或者是大至幾十公里直徑的一個(gè)區(qū)域。 局域網(wǎng)（Local Area Network，縮寫為L(zhǎng)AN）是20世紀(jì)70年代后迅速發(fā)展起來的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，是將小區(qū)域內(nèi)的各種通信設(shè)備互聯(lián)在一起的通信網(wǎng)絡(luò)，是一個(gè)高速通信系統(tǒng)。從這個(gè)定義我們可以引出局域網(wǎng)的三個(gè)屬性：因此局域網(wǎng)的主要特性是： 地理范圍有限。 通信速率高，一般為基帶傳輸，傳輸速率為10100Mbps，能支持計(jì)算機(jī)間高速通信。 可采用多種通信介質(zhì)。 多采用分布式控制和廣播式通信?？煽啃暂^高，誤碼率通常低于

3、10-810-11。結(jié)點(diǎn)的增刪比較容易。 局域網(wǎng)的基本組成和廣域網(wǎng)相似，但由于局域網(wǎng)范圍規(guī)模較小，故又有不同之處。例如，局域網(wǎng)沒有通信處理機(jī)，其通信處理功能完全由網(wǎng)卡實(shí)現(xiàn)；局域網(wǎng)邏輯上也由兩級(jí)子網(wǎng)組成，但物理上卻又不明顯。 局域網(wǎng)主要由服務(wù)器、工作站、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)等組成，其特點(diǎn)如下。二.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成4. 1. 2 局域網(wǎng)的組成1服務(wù)器（Server） 服務(wù)器是用來管理網(wǎng)絡(luò)并為網(wǎng)絡(luò)用戶提供服務(wù)的計(jì)算機(jī)。與網(wǎng)絡(luò)中的工作站相比，服務(wù)器通常具有更快的速率、更強(qiáng)大的存儲(chǔ)容量和更高的可靠性。2工作站（Workstation） 工作站指用戶使用的計(jì)算機(jī)，又稱用戶機(jī)或客戶機(jī)。從網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成的角度

4、看，任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)都可作為工作站。當(dāng)工作站登錄到服務(wù)器后，可按規(guī)定權(quán)限存取服務(wù)器中的文件。此外，工作站通常還可以與網(wǎng)絡(luò)中的其他用戶進(jìn)行通信或訪問Internet。3網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)（Network Communications System） 網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)是連接工作站和服務(wù)器的硬件設(shè)備。這些設(shè)備通常包括專用的網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備，如集線器、交換機(jī)、路由器、網(wǎng)卡等，以及用于傳輸數(shù)據(jù)的通信介質(zhì)，如同軸電纜、雙絞線、光纖等。通信設(shè)備通過通信介質(zhì)互相連接。4網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)（Network Operating System） 對(duì)于稍大一點(diǎn)的網(wǎng)絡(luò)來說，為了充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)的功能，以及更好地管理網(wǎng)絡(luò)，通常應(yīng)在服務(wù)器中安裝網(wǎng)絡(luò)

5、操作系統(tǒng)。 局域網(wǎng)的分類根據(jù)不同的角度有不同的分法。其中，根據(jù)局域網(wǎng)規(guī)模大小可以分為小型局域網(wǎng)和大型局域網(wǎng)。其中小型局域網(wǎng)的特點(diǎn)是地域小，計(jì)算機(jī)數(shù)量不多，因而網(wǎng)絡(luò)安裝、管理和配置都比較簡(jiǎn)單。例如，家庭、辦公室、游戲廳、網(wǎng)吧以及計(jì)算機(jī)機(jī)房網(wǎng)絡(luò)都屬于小型局域網(wǎng)。而大型局域網(wǎng)主要是指企業(yè)Intranet網(wǎng)絡(luò)、行政網(wǎng)絡(luò)等，這類網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是設(shè)備較多，管理和維護(hù)都比較復(fù)雜。二.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成4. 1. 3 局域網(wǎng)的分類 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的工作原理，目前的局域網(wǎng)大致可分為三類，即以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)和ARCnet網(wǎng)。其中以太網(wǎng)是目前局域網(wǎng)中采用最多的網(wǎng)絡(luò)類型，它采用CSMA/CD（載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)）技術(shù)進(jìn)行

6、信息傳遞。在標(biāo)準(zhǔn)中定義了局域網(wǎng)中采用的電纜類型和信息處理方法，在互連設(shè)備之間可以10至100Mbit/s的速率傳送數(shù)據(jù)包，目前約80%的局域網(wǎng)都是以太網(wǎng)。以太網(wǎng)4.3高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)4.4目錄Contents無(wú)線局域網(wǎng)4.5虛擬局域網(wǎng)4.6局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)訪問控制方式4.2局域網(wǎng)概述4.1 所謂局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是指局域網(wǎng)中各個(gè)計(jì)算機(jī)之間的連接形式。目前局域網(wǎng)中各個(gè)計(jì)算機(jī)之間的連接形式有三種，即總線型、星型和環(huán)型。 總線結(jié)構(gòu)是使用同一媒體或電纜連接所有端用戶的一種方式，也就是說，連接端用戶的物理媒體由所有設(shè)備共享，如圖4-1所示。使用這種結(jié)構(gòu)必須解決的一個(gè)問題是確保端用戶使用媒體發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不能出現(xiàn)

7、沖突。然而，在LAN環(huán)境下，由于所有數(shù)據(jù)站都是平等的，不能采取上述機(jī)制。對(duì)此，研究了一種在總線共享型網(wǎng)絡(luò)使用的媒體訪問方法：帶有碰撞檢測(cè)的載波偵聽多路訪問，英文縮寫成CSMA/CD。圖4-1 總線型結(jié)構(gòu)圖4. 2. 1 局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)具有布線容易、電纜用量少、可靠性高、易于擴(kuò)充和安裝等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是故障診斷和排除困難、通信介質(zhì)或中間某一接點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)全網(wǎng)都會(huì)癱瘓、其終端必須是智能終端。 星型結(jié)構(gòu)是最古老的一種連接方式，大家每天都使用的電話就屬于這種結(jié)構(gòu)，如圖4-2所示，其中圖4-2（a）為電話網(wǎng)的星型結(jié)構(gòu)，圖4-2（b）為目前使用最普遍的以太網(wǎng)（Ethernet）星型結(jié)構(gòu)，處于中心位

8、置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備稱為集線器，英文名為Hub。（a）電話網(wǎng)的星型結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)便于集中控制，因?yàn)槎擞脩糁g的通信必須經(jīng)過中心站。由于這一特點(diǎn)，也帶來了易于維護(hù)和安全等優(yōu)點(diǎn)。端用戶設(shè)備因?yàn)楣收隙C(jī)時(shí)也不會(huì)影響其他端用戶間的通信但這種結(jié)構(gòu)非常不利的一點(diǎn)是，中心系統(tǒng)必須具有極高的可靠性，因?yàn)橹行南到y(tǒng)一旦損壞，整個(gè)系統(tǒng)便趨于癱瘓。對(duì)此中心系統(tǒng)通常采用雙機(jī)熱備份，以提高系統(tǒng)的可靠性。（b）以Hub為中心的結(jié)構(gòu)圖4-2 星型結(jié)構(gòu)圖 這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一種擴(kuò)充便是星型樹，如圖4-3所示。每個(gè)Hub與端用戶的連接仍為星型，Hub的級(jí)連而形成樹。然而，應(yīng)當(dāng)指出，Hub級(jí)連的個(gè)數(shù)是有限制的，并隨廠商的不同而有變化。圖

9、4-3 星型樹 環(huán)型結(jié)構(gòu)在LAN中使用較多。這種結(jié)構(gòu)中的傳輸媒體從一個(gè)端用戶到另一個(gè)端用戶，直到將所有端用戶連成環(huán)型，如圖4-4所示。這種結(jié)構(gòu)顯而易見消除了端用戶通信時(shí)對(duì)中心系統(tǒng)的依賴性。環(huán)行結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，每個(gè)端用戶都與兩個(gè)相臨的端用戶相連，因而存在著點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，但總是以單向方式操作。于是，便有上游端用戶和下游端用戶之稱。例如，在圖4-4中，用戶N是用戶N+1的上游端用戶，N+1是N的下游端用戶。圖4-4 環(huán)型結(jié)構(gòu) 局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議從低層向上看，物理層是必需的，且與OSI所定義的功能類似。物理層負(fù)責(zé)確定機(jī)械、電氣和過程的特性，以建立、維持和拆除物理鏈路。數(shù)據(jù)鏈路層也同樣需要，它負(fù)責(zé)把不可靠的傳輸信

10、道轉(zhuǎn)換成可靠的傳輸信道，傳輸帶有校驗(yàn)的數(shù)據(jù)幀，采用差錯(cuò)和幀確認(rèn)技術(shù)。4. 2. 2 局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)及IEEE 802標(biāo)準(zhǔn) 由于局域網(wǎng)多采用廣播式傳輸，需要很好地解決多個(gè)設(shè)備對(duì)于信道的爭(zhēng)用問題，因此本層協(xié)議應(yīng)具有介質(zhì)訪問控制功能。由于局域網(wǎng)多共用一條信道，不存在路徑選擇和流量控制問題，故一般不單獨(dú)設(shè)置網(wǎng)絡(luò)層，網(wǎng)絡(luò)層中的分組尋址、排序、流量控制、差錯(cuò)控制等功能可以合并到數(shù)據(jù)鏈路層中實(shí)現(xiàn)。當(dāng)局限于一個(gè)局域網(wǎng)時(shí)，物理層和鏈路層就能完成報(bào)文分組轉(zhuǎn)接功能。當(dāng)涉及網(wǎng)絡(luò)互連時(shí)，報(bào)文分組就需經(jīng)過多條鏈路才能達(dá)到目的地，此時(shí)就必須專門設(shè)置一個(gè)層次來完成網(wǎng)絡(luò)層的功能，這就是局域網(wǎng)協(xié)議中的網(wǎng)際層。 局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，一方

11、面必須設(shè)法解決由于競(jìng)爭(zhēng)所帶來的信息沖突問題；另一方面又要對(duì)通常協(xié)議中的一些功能進(jìn)行相應(yīng)地簡(jiǎn)化。 為了制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)協(xié)議，1980年2月，IEEE 802委員會(huì)制定了一系列局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，稱為IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)。按IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)，局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)由物理層、介質(zhì)訪問控制子層和邏輯鏈路子層LLC組成，如圖4-5所示。圖4-5 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)和OSI的對(duì)應(yīng)關(guān)系IEEE 802.1局域網(wǎng)概述、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。IEEE 802.2邏輯鏈路控制 LLC。IEEE 802.3為使用CSMA/CD的總線網(wǎng)絡(luò)定義MAC層，這是以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802.4Token Pass

12、ing BUS（令牌總線）。IEEE 802.5Token Ring（令牌環(huán)）訪問方法和物理層規(guī)范。IEEE 802.6城域網(wǎng)訪問方法和物理層規(guī)范。IEEE 802.7寬帶技術(shù)咨詢和物理層課題與建議實(shí)施。IEEE 802.8光纖技術(shù)咨詢和物理層課題。IEEE 802.9綜合聲音數(shù)據(jù)服務(wù)的訪問方法和物理層規(guī)范。IEEE 802.10安全與加密訪問方法和物理層規(guī)范。IEEE 802.11無(wú)線局域網(wǎng)訪問方法和物理層規(guī)范，包括：IEEE 802.11a、IEEE 802.11b、 IEEE 802.11c 和IEEE 802.11q標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802.12100VG-AnyLAN快速局域網(wǎng)訪問方法

13、和物理層規(guī)范。IEEE 802.13沒有使用。IEEE 802.14定義電纜調(diào)制解調(diào)器標(biāo)準(zhǔn)。IEEE 802.15定義無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)（WPAN）。IEEE 802.16定義寬帶無(wú)線標(biāo)準(zhǔn)。 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)定義局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)可以劃分為16個(gè)類別，這16個(gè)類別可以分別用它們的802編號(hào)來標(biāo)識(shí)，如下所示：IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)為下面內(nèi)容建立一套標(biāo)準(zhǔn)： 網(wǎng)卡。 廣域網(wǎng)部件。 用于創(chuàng)建雙絞線和同軸電纜網(wǎng)絡(luò)的部件。 盡管所發(fā)布的IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)實(shí)際上在OSI標(biāo)準(zhǔn)之前開始著手，但是，這兩種標(biāo)準(zhǔn)差不多在同一時(shí)間內(nèi)發(fā)展，并且這兩種標(biāo)準(zhǔn)共享許多信息，而這些信息導(dǎo)致了兩種相互兼容的模型的創(chuàng)建。IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)

14、之間的關(guān)系如圖4-6所示。圖4-6 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)間的關(guān)系IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)定義了NIC通過物理介質(zhì)進(jìn)行訪問和傳輸數(shù)據(jù)的方式，其中包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的連接、維護(hù)和斷開。IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)為網(wǎng)絡(luò)的物理部件（如網(wǎng)卡和電纜等）定義了網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)，這些物理部件組成了OSI模型中的數(shù)據(jù)鏈路層和物理層。數(shù)據(jù)鏈路層和物理層是OSI模型最下面的兩層，它們定義了多臺(tái)計(jì)算機(jī)同時(shí)使用網(wǎng)絡(luò)而不用彼此進(jìn)行交互的方式。IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)把這兩層中的規(guī)范合并起來，創(chuàng)建了一套標(biāo)準(zhǔn)，這套標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)定義了那些主要的局域網(wǎng)環(huán)境。 圖4-7所示的數(shù)據(jù)鏈路層包括LLC子層和MAC子層。其中，LLC子層管理數(shù)據(jù)鏈路通信，定義SAP邏輯接

15、口點(diǎn)的使用方法，其他計(jì)算機(jī)可以引用并使用SAP來把信息從LLC子層傳輸?shù)剿厦娴哪切㎡SI層。802.2定義了這些標(biāo)準(zhǔn)，MAC子層是兩個(gè)子層中更低層次的一層，它為計(jì)算機(jī)的NIC提供對(duì)物理層的訪問。MAC子層直接和NIC進(jìn)行通信，并負(fù)責(zé)在網(wǎng)絡(luò)上的兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間發(fā)送沒有錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)，如圖4-7所示。圖4-7 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)中LLC和MAC標(biāo)準(zhǔn)4. 2. 3 局域網(wǎng)中的半雙工和全雙工 所謂半雙工與全雙工，是指通信雙方信息交換的方式。其中半雙工是指在同一時(shí)間通信雙方只能有一方發(fā)送或接受信息，另一方只能處于等待狀態(tài)。局域網(wǎng)中最早使用的就是這種方式。就目前來說，由于共享式局域網(wǎng)中的全部計(jì)算機(jī)都共享一條

16、通信通道，在技術(shù)上無(wú)法實(shí)現(xiàn)同一時(shí)刻數(shù)據(jù)的雙向通行，因此，常規(guī)的共享式網(wǎng)絡(luò)只能工作在半雙工模式下。 所謂全雙工是指在同一時(shí)間內(nèi)，通信雙方都可以同時(shí)發(fā)送與接受信息。從理論上講，全雙工通信方式的數(shù)據(jù)傳輸速率要比半雙工通信方式提高一倍。就目前來說，很多交換機(jī)和網(wǎng)卡都采用了全雙工模式，從而使網(wǎng)絡(luò)速率得到了大幅度提高。4. 2. 4 局域網(wǎng)的介質(zhì)訪問控制方式 IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了局域網(wǎng)絡(luò)中最常用的介質(zhì)訪問控制方法，包括IEEE 802.3載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)（即CSMA/CD）、令牌總線（Token Bus）、令牌環(huán)網(wǎng)（Token Ring）。 CSMA/CD是一種采用隨機(jī)訪問技術(shù)的競(jìng)爭(zhēng)型（有

17、沖突的）訪問方法，各站點(diǎn)都能判斷信道的狀態(tài)，判斷的方法是利用站點(diǎn)上的接收器從信道上接收信道信號(hào)，如果信道電平變化，即所謂有載波，說明信道正被其他站點(diǎn)所占用；如果信道上電平?jīng)]有變化，說明信道正處于空閑狀態(tài)。由于是廣播式通信，因此這種訪問方法具有多目標(biāo)地址的特點(diǎn)。1CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方式 載波監(jiān)聽多路訪問（CSMA）（1）CSMA控制方案 一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送，首先需要監(jiān)聽總線，以確定介質(zhì)上是否存在其他站點(diǎn)的發(fā)送信號(hào)。 如果介質(zhì)是空閑的，則可以發(fā)送。 如果介質(zhì)是忙的，則等待一定時(shí)間間隔后重試。介質(zhì)的最大利用率取決于幀的長(zhǎng)度和傳播時(shí)間，幀愈長(zhǎng)或傳播時(shí)間愈短，則介質(zhì)利用率愈高。（2）堅(jiān)持退避算法如圖4

18、-8所示，有三個(gè)CSMA堅(jiān)持退避算法。（1）不堅(jiān)持CSMA 如果介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送。 如果介質(zhì)是忙的，等待一段隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步。（2）1-堅(jiān)持CSMA 如果介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送。 如果介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，立即發(fā)送。 如果沖突發(fā)生，則等待一段隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步。圖4-8 CSMA堅(jiān)持退避算法 （3）P-堅(jiān)持CSMA 如果介質(zhì)是空閑的，則以P的概率發(fā)送，而以（1-P）的概率延遲一個(gè)時(shí)間單位。時(shí)間單位等于最大的傳播延遲。 如果介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，重復(fù)第一步。 如果發(fā)送被延遲一個(gè)時(shí)間單位，則重復(fù)第一步。 不堅(jiān)持算法利用隨機(jī)的重傳時(shí)間來減少?zèng)_突的概率，這種算法的缺

19、點(diǎn)是：即使有幾個(gè)站有數(shù)據(jù)要發(fā)送，介質(zhì)仍然可能處于空閑狀態(tài)，介質(zhì)的利用率較低。為了避免這種介質(zhì)利用率的損失，可采用1-堅(jiān)持算法。當(dāng)站點(diǎn)要發(fā)送時(shí)，只要介質(zhì)空閑，就立即發(fā)送。這種算法的缺點(diǎn)是：假如有兩個(gè)或兩個(gè)以上的站點(diǎn)要發(fā)送，沖突就不可避免。P-堅(jiān)持算法是一種折衷的算法。它一方面試圖降低1-堅(jiān)持算法的沖突概率，另一方面又減少不堅(jiān)持算法中的介質(zhì)浪費(fèi)。問題在于如何有效選擇P值，此時(shí)考慮的主要因素是避免在重負(fù)載下系統(tǒng)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。假如當(dāng)介質(zhì)忙時(shí)，有N個(gè)站點(diǎn)在等待發(fā)送數(shù)據(jù)，則當(dāng)前的發(fā)送完成時(shí)，會(huì)有N*P個(gè)站點(diǎn)企圖發(fā)送，如果選擇P過大，使N*P1，則沖突不可避免。最壞的情況是，隨著沖突概率的不斷增大，吞吐率

20、會(huì)降為0。所以必須選擇P值使N*PPm的令牌）的R Pr或Pm Pr，則發(fā)送的令牌中設(shè)置P= max（Rr，Pm），R=0，S=1。前者發(fā)送的標(biāo)記優(yōu)先級(jí)不變，后者則提高了優(yōu)先級(jí)。（4）回到低的優(yōu)先級(jí)：假如PmS，而接收到的令牌P=S，則分成兩種情況處理：假如R=1，則發(fā)送令牌，設(shè)置P=1，R=0，即保持相同優(yōu)先級(jí)。假如R=0，則發(fā)送令牌，設(shè)置P=0，R=0，且S=0，即降低優(yōu)先級(jí)。 上面的算法是做了某些簡(jiǎn)化的，在一般情況下，優(yōu)先級(jí)可大于兩級(jí)?？梢杂脙蓚€(gè)堆棧來替代狀態(tài)標(biāo)志S，以跟蹤優(yōu)先級(jí)的狀態(tài)。此外，當(dāng)站點(diǎn)取得令牌后，可以在超時(shí)的范圍內(nèi)，發(fā)送一個(gè)或幾個(gè)PmP的幀。圖4-12是一個(gè)優(yōu)先級(jí)調(diào)度實(shí)例。

21、 環(huán)上有兩個(gè)站，每個(gè)站有兩個(gè)幀要發(fā)送。站1的幀優(yōu)先級(jí)為0，站2的幀優(yōu)先級(jí)為1，即站1的Pm=0，站2的Pm=1。 起始狀態(tài)是站1取得令牌。 幀的參量表示為F（P，R），令牌的參量表示為t（P，R）。圖4-12 優(yōu)先級(jí)調(diào)度實(shí)例 令牌總線訪問控制是在物理總線上建立一個(gè)邏輯環(huán)，如圖4-13所示。從物理上看，這是一種總線結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)，和總線網(wǎng)一樣，站點(diǎn)共享的傳輸介質(zhì)為總線；從邏輯上看，這是一種環(huán)型結(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)，接在總線上的站點(diǎn)組成一個(gè)邏輯環(huán)，每個(gè)站點(diǎn)被賦于一個(gè)順序的邏輯位置。圖4-13 令牌總線訪問控制3令牌總線 和令牌環(huán)一樣，站點(diǎn)只有取得令牌才能發(fā)送幀，令牌在邏輯環(huán)上依次傳遞，在正常運(yùn)行時(shí)，當(dāng)站點(diǎn)完

22、成了它的發(fā)送時(shí)，就將令牌送給下一個(gè)站。從邏輯上看，令牌是按地址的遞減順序傳送至下一個(gè)站點(diǎn)，但從物理上看，帶有目的地址的令牌幀是廣播到總線上所有的站點(diǎn)，當(dāng)目的站識(shí)別出符合它的地址時(shí)，即把該令牌幀接收。 因?yàn)橹挥惺盏搅钆频恼军c(diǎn)才能將數(shù)據(jù)幀傳送到總線上，因此，與CSMA/CD訪問方式不同，它不可能產(chǎn)生沖突。由于不可能產(chǎn)生沖突，令牌環(huán)的數(shù)據(jù)幀長(zhǎng)度只需要根據(jù)要傳送的信息長(zhǎng)度來確定，而對(duì)于CSMA/CD訪問控制，為了使最遠(yuǎn)距離的站點(diǎn)也能檢測(cè)到?jīng)_突，需要在實(shí)際的信息長(zhǎng)度后加填充位，以滿足最低信息長(zhǎng)度的要求。一些用在控制方面的令牌總線幀可以設(shè)置得很短，這樣開銷就減少了，相當(dāng)于增加了網(wǎng)絡(luò)的容量。 為了使站點(diǎn)等待

23、取得令牌的時(shí)間是確定的，需要限定每個(gè)站發(fā)送幀的最大長(zhǎng)度，如果所有站都有報(bào)文要發(fā)送，最壞情況下，等待取得令牌和發(fā)送報(bào)文的時(shí)間應(yīng)該等于全部令牌傳遞時(shí)間和報(bào)文發(fā)送時(shí)間的總和。另一方面，如果只有一個(gè)站點(diǎn)有報(bào)文要發(fā)送，則最壞情況下等待時(shí)間只是全部令牌傳遞時(shí)間的總和，而平均等待時(shí)間是它的一半。 對(duì)于應(yīng)用在控制方面的局域網(wǎng)，這個(gè)等待訪問時(shí)間是一個(gè)很關(guān)鍵的參數(shù)，可以根據(jù)需求，限定網(wǎng)中的站點(diǎn)數(shù)及最大的報(bào)文長(zhǎng)度，從而保證在限定的區(qū)間內(nèi)，任一站點(diǎn)可以取得令牌權(quán)。 令牌總線訪問控制還提供了不同的服務(wù)級(jí)別，即不同的優(yōu)先級(jí)。 令牌總線網(wǎng)絡(luò)的正常操作是十分簡(jiǎn)單的，然而，網(wǎng)絡(luò)必須有初始化的功能，即能夠生成一個(gè)順序訪問的次序；

24、當(dāng)網(wǎng)中的令牌丟失，或產(chǎn)生多個(gè)令牌時(shí)，必須有故障恢復(fù)功能；還應(yīng)該有將不活動(dòng)的站點(diǎn)從環(huán)中刪除，以及將新的活動(dòng)節(jié)點(diǎn)加入環(huán)的功能，這些附加功能大大增加了令牌總線訪問控制的復(fù)雜性。歸納起來，令牌總線介質(zhì)訪問控制應(yīng)具備以下幾項(xiàng)功能： 令牌傳遞算法：邏輯環(huán)按遞減的站點(diǎn)地址次序組成，剛發(fā)完幀的站點(diǎn)將令牌傳給后繼站點(diǎn)，后繼站點(diǎn)應(yīng)立即發(fā)送數(shù)據(jù)或令牌幀，原先釋放令牌的站點(diǎn)監(jiān)聽到總線上的信號(hào)后，便可以確認(rèn)后繼站點(diǎn)已獲得令牌。 邏輯環(huán)的初始化：網(wǎng)絡(luò)開始啟動(dòng)時(shí)，或由于某種原因，在運(yùn)行中所有站點(diǎn)不活動(dòng)的時(shí)間超過規(guī)定的時(shí)間時(shí)，都需要進(jìn)行邏輯環(huán)的初始化，初始化的過程是一個(gè)爭(zhēng)用的過程，爭(zhēng)用的結(jié)果是只有一個(gè)站點(diǎn)能獲得令牌，其他的站

25、點(diǎn)用插入的算法插入。 站點(diǎn)插入算法：邏輯環(huán)上的每個(gè)站點(diǎn)應(yīng)周期性地使新的站點(diǎn)有機(jī)會(huì)插入環(huán)中。當(dāng)同時(shí)有幾個(gè)站點(diǎn)要插入時(shí)，可以采用帶有響應(yīng)窗口的爭(zhēng)用處理算法。 站點(diǎn)刪除算法：將不活動(dòng)的站點(diǎn)從邏輯環(huán)上除去，并修正邏輯環(huán)遞減的站點(diǎn)地址次序。以太網(wǎng)4.2高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)4.4目錄Contents無(wú)線局域網(wǎng)4.5虛擬局域網(wǎng)4.6局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)訪問控制方式4.3局域網(wǎng)概述4.101LOREM IPSUM DOLOR 以太網(wǎng)的核心思想是使用共享的公共傳輸信道，這一思想來源于夏威夷大學(xué)，20世紀(jì)末，該校的Norman Abramson及其同事研制了一個(gè)名為ALOHA系統(tǒng)的無(wú)線電網(wǎng)絡(luò)，這個(gè)地面無(wú)線電廣播系統(tǒng)，是為了把

26、該校位于Oahu島上的校園內(nèi)的IBM 360主機(jī)與分布在其他島上和海洋船舶上的讀卡機(jī)和終端連接起來而開發(fā)的。二.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成4. 3. 1 以太網(wǎng)的產(chǎn)生和發(fā)展 以太網(wǎng)是最早的局域網(wǎng)，也是目前應(yīng)用最廣泛的局域網(wǎng)，交換式及快速型以太網(wǎng)將確保以太網(wǎng)保持旺盛的生命力。以太網(wǎng)是發(fā)展成熟的、基于標(biāo)準(zhǔn)化的、價(jià)格適中的產(chǎn)品，并且得到了業(yè)界幾乎所有經(jīng)銷商的支持。 我們今天所知道的以太網(wǎng)是Xerox公司創(chuàng)立的，在DIX開展以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化工作的同時(shí)，世界性專業(yè)組織IEEE組成了一個(gè)定義與促進(jìn)工業(yè)LAN標(biāo)準(zhǔn)的委員會(huì)，并以辦公室環(huán)境為主要目標(biāo)，該委員會(huì)多叫802工程。接著發(fā)生的兩件大事使得以太網(wǎng)再度掀起高潮：一是19

27、85年Novell開始提交NetWare，這是一個(gè)專為IBM兼容個(gè)人計(jì)算機(jī)聯(lián)網(wǎng)用的高性能操作系統(tǒng)；二是10 BASE-T，一個(gè)能在無(wú)屏蔽雙絞線上全速10Mbps運(yùn)行的以太網(wǎng)，它使結(jié)構(gòu)化布線成為可能。表4-1展示最近13年以來，以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的進(jìn)展情況。下面介紹10 BASE-5、10 BASE-2、10 BASE-T三種常見的以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成和部件。 在80年代末，有以下三個(gè)市場(chǎng)因素驅(qū)動(dòng)網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)向前發(fā)展：（1）愈來愈多的PC加入到網(wǎng)絡(luò)之中，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)流量水平上揚(yáng)。（2）市場(chǎng)上PC的銷量愈來愈大，速度也愈來愈快。（3）大量以太網(wǎng)LAN正在進(jìn)行連接。由于以太網(wǎng)的共享介質(zhì)技術(shù)能使這些不同的LAN連接起

28、來，從而導(dǎo)致信息流量猛增。以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)IEEE規(guī)范批準(zhǔn)時(shí)間速度站/網(wǎng)段拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)段長(zhǎng)（m）支持的介質(zhì)10 BASE-510 BASE-21 BASE-510 BASE-T10BROAD-3610 BASE-F/FOIRL100 BASE802.3802.3a802.3c802.3i802.3b802.3i 802.3u198319881988199019881992 199510Mbps10Mbps1Mbps10Mbps10Mbps10Mbps 100Mbps1003012/集線器集線器100 1024總線型總線型星型星型總線型星型 星型50018525010018002000 100 100+

29、200050同軸電纜（粗）50同軸電纜（細(xì)）1002對(duì)線3類1002對(duì)線3類75同軸電纜2股多模式單模光纜 2對(duì)線1005類或1501類4對(duì)線1003/4/5/類2股多模單模光纜表4-1 以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展 粗電纜Ethernet又稱為標(biāo)準(zhǔn)Ethernet，因?yàn)檫@是最初實(shí)現(xiàn)的一種。圖4-14表示了一個(gè)粗電纜Ethernet布線方案，粗電纜Ethernet干線上的每個(gè)站點(diǎn)使用一個(gè)收發(fā)器和收發(fā)器電纜連接，該收發(fā)器與那些用于電纜Ethernet的BNC連接器不同，它是一個(gè)提供工作站與粗電纜電氣隔離的小盒子，在收發(fā)器中使用了一種“心跳”（Heart-Beat）測(cè)試的技術(shù)以決定該工作站是否連接適當(dāng)。10

30、BASE-5這種記號(hào)的含義如下： 10表示信號(hào)在電纜上的傳輸速率為10Mbps。 BASE表示電纜上的信號(hào)是基帶信號(hào)。 5表示每一段電纜的最大長(zhǎng)度為500m。圖4-14 粗電纜Ethernet拓?fù)浜鸵?guī)格參數(shù) 二.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成4. 3. 2 粗電纜Ethernet 10 BASE-5 大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)板支持粗或細(xì)電纜Ethernet布線，該板應(yīng)當(dāng)具有一個(gè)陰DIX型連接器以供粗電纜Ethernet收發(fā)器電纜連接，注意有些廉價(jià)的網(wǎng)絡(luò)接口卡可能沒有這種DIX連接器。如果在服務(wù)器中安裝一塊接口卡，該卡一定要選用性能最好的，如果安裝在一個(gè)無(wú)盤工作站上，必須使用遠(yuǎn)程設(shè)置的PROM。1. 網(wǎng)絡(luò)接口卡下面的這些構(gòu)

31、件是粗電纜Ethernet網(wǎng)絡(luò)的組成部分。 中繼器是一個(gè)選擇性設(shè)備，用于連接兩個(gè)Ethernet干線并增強(qiáng)它們之間的信號(hào)強(qiáng)度。一個(gè)中繼器與每個(gè)電纜段之間由收發(fā)器電纜相連。2. 中繼器（Repeater） 收發(fā)器是粗電纜Ethernet上的一個(gè)連接盒，由它連接工作站。它有三個(gè)連接器：兩個(gè)是粗電纜Ethernet輸入輸出連接器，另一個(gè)使用收發(fā)器電纜將工作站與收發(fā)器相連。收發(fā)器與網(wǎng)絡(luò)電纜段相連有兩種方式：一種是夾的方法需要刺穿電纜，它無(wú)需截?cái)嚯娎|即可安裝連接器；另一種方法是收發(fā)器的BNC方式，它具有T連接器與電纜段相連，這種方法要求截?cái)嚯娎|并用連接器與之相連。3. 收發(fā)器（Transceiver）

32、收發(fā)器電纜通常與收發(fā)器單元相連，一個(gè)陽(yáng)的或一個(gè)陰的DIX型被各自安裝在兩端，還有滑動(dòng)鎖用來鎖住電纜與網(wǎng)絡(luò)接口卡和收發(fā)器連接器的連接。4 . 收發(fā)器電纜 用于粗電纜Ethernet的是一種阻抗為50歐姆、直經(jīng)為4英寸的同軸電纜，與收發(fā)器電纜不是同一種，從許多廠商那里能夠成批地或按長(zhǎng)度購(gòu)買到Ethernet電纜。5 . 粗電纜布線 當(dāng)使用T型連接器收發(fā)器時(shí)，首先要將這些連接器安裝在電纜上，這些粗Ethernet電纜被安裝在連接器的兩端。6 . N系列T型連接器 這些連接器用于連接兩個(gè)電纜段。7 . N系列桶型連接器 每個(gè)電纜段的兩端必須接有50歐姆N系列端接器。對(duì)于每個(gè)電纜段，需要將其中一個(gè)端接器

33、接地而另一個(gè)無(wú)需接地。端接器的作用是將傳送到電纜端部的數(shù)字信號(hào)能量吸收掉，否則該能量就會(huì)反射回去擾亂后繼信號(hào)。而一端端接器的接地則是出于電氣安全與抗干擾的考慮。8 . N系列端接器 下面將網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格參數(shù)和限制描述歸納如下：（1）最大的干線段長(zhǎng)度是500m。（2）收發(fā)器連至干線段。（3）工作站到收發(fā)器的最大距離是50m。（4）到下一個(gè)收發(fā)器的最小距離是2.5m。（5）最多使用4個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器連接5個(gè)干線段。工作站僅允許連接在其中3個(gè)干線段上。其余被用作加長(zhǎng)距離。（6）最大網(wǎng)絡(luò)干線長(zhǎng)度為2500m。（7）一個(gè)干線上最多支持100個(gè)工作站。轉(zhuǎn)發(fā)器相當(dāng)于一個(gè)工作站。（8）干線段的每一端均需有一個(gè)50歐姆

34、的端接器，其中之一必須接地。 細(xì)電纜Ethernet的電纜在物理上較粗Ethernet電纜容易處理，它不需要站點(diǎn)使用收發(fā)器，它的電纜便宜，但干線段的長(zhǎng)度不如粗電纜Ethernet那么長(zhǎng)，圖4-15表示了一個(gè)細(xì)電纜Ethernet網(wǎng)絡(luò)。二.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的形成4. 3. 3 細(xì)同軸電纜Ethernet 10 BASE-2下列部件是10 BASE-2網(wǎng)絡(luò)的組成部分：圖4-15 細(xì)電纜Ethernet拓?fù)浜鸵?guī)格參數(shù) 大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)板支持粗或細(xì)電纜Ethernet布線，該板應(yīng)當(dāng)具有二個(gè)BNC類型的連接器連至背面，有可能有一個(gè)細(xì)Ethernet連接器。為了與干線電纜相連，一個(gè)BNC T型連接器連至該卡背面的BN

35、C連接器。有標(biāo)準(zhǔn)的8位ISA總線、AT型16位ISA 總線、MCA和EISA的網(wǎng)絡(luò)接口卡可供使用。如果安裝一個(gè)無(wú)盤工作站，必須使用一個(gè)遠(yuǎn)程設(shè)置的PROM。1. 網(wǎng)絡(luò)接口卡 中繼器是一個(gè)選擇性設(shè)備，用于連接兩個(gè)Ethernet干線，以增強(qiáng)它們兩者之間的信號(hào)。2. 中繼器（Repeater） 這種電纜是阻抗為50歐姆、直徑為0.2英寸的RG 58A/U同軸電纜，許多廠商將電纜截為標(biāo)準(zhǔn)的長(zhǎng)度出售，但在截?cái)嗟碾娎|端部必須安裝有BNC連接器。有許多種電纜可供使用，如防火實(shí)芯電纜、非實(shí)芯內(nèi)部電纜、地下電纜和空中電纜。3細(xì)Ethernet電纜 BNC連接器必須連接到所有電纜段的端部。成套的連接器包括一個(gè)中心

36、針、套筒和下夾封套。安裝連接器時(shí)將需要同軸電纜的剝皮和彎卷的工具。4BNC電纜連接器 T型連接器連接到Ethernet接口背面的BNC連接頭上。 T型連接器對(duì)于信號(hào)進(jìn)和信號(hào)出提供兩個(gè)電纜連接。每臺(tái)工作站將需要一個(gè)T型連接器。5BNC T型連接器 這些連接器用于將兩個(gè)電纜段連接在一起。6BNC桶型連接器 每個(gè)電纜段的兩端必須接有50歐姆的N系列端接器。對(duì)于每個(gè)電纜段，需要將其中一個(gè)端接器接地而另一個(gè)無(wú)需接地。7BNC端接器 下面將細(xì)Ethernet網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)格參數(shù)和限制歸納如下：（1）最大的干線段長(zhǎng)度是185m。（2）T型連接器用來將網(wǎng)絡(luò)接口卡與電纜相連。（3）最多使用4個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器連接5個(gè)干線段

37、。工作站僅允許連接在3個(gè)干線段上。其余被用作加長(zhǎng)距離。（4）最大網(wǎng)絡(luò)干線長(zhǎng)度為925m。（5）一個(gè)干線上最多支持30個(gè)工作站。轉(zhuǎn)發(fā)器相當(dāng)于一個(gè)工作站。（6）干線段的每一端均需有一個(gè)50歐姆的端接器，其中之一必須接地。將粗電纜和細(xì)電纜系統(tǒng)結(jié)合起來是可能的，這樣做的原因是：為了在電纜上節(jié)省開支，因?yàn)榧?xì)電纜通常比粗電纜更為經(jīng)濟(jì)。通過使用一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器，粗電纜可能用于擴(kuò)展兩個(gè)細(xì)電纜段之間的距離。利用細(xì)電纜，可以直接將BNC系列與網(wǎng)卡相連，節(jié)省了較多的收發(fā)器費(fèi)用。一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器也能用于連接兩個(gè)現(xiàn)存的干線段。 干線段的最大數(shù)目是5。通過使用一個(gè)BNC到N系列適配器（該N系列適配器可以是陽(yáng)或陰的）來完成。 粗和細(xì)段

38、的結(jié)合通常介于185m500m之間。使用下列公式求出在一個(gè)結(jié)合的干線段上所能使用的最大細(xì)電纜的長(zhǎng)度： （500m-L）/8.28=t 式中L是所要建造的干線段的長(zhǎng)度，而t是能使用的細(xì)電纜的最大長(zhǎng)度。4. 3. 4 雙絞線Ethernet 10 BASE-T IEEE 10Mbps基帶雙絞線的標(biāo)準(zhǔn)稱為10 BASE-T。該標(biāo)準(zhǔn)提供了Ethernet的優(yōu)越性而無(wú)需使用昂貴的同軸電纜。 10 BASE-T規(guī)格參數(shù)使得它與其他IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)兼容，這使得從一種介質(zhì)到另一種介質(zhì)的轉(zhuǎn)移較為容易，從同軸電纜轉(zhuǎn)變?yōu)殡p絞線時(shí)可以保持現(xiàn)有的Ethernet網(wǎng)卡。在大多數(shù)情況下通過使用支持同軸電纜、光纖和雙

39、絞線Ethernet干線的轉(zhuǎn)發(fā)器，現(xiàn)存的干線能夠增加雙絞線干線，許多廠商都開發(fā)了這樣的產(chǎn)品作為他們Ethernet產(chǎn)品系列的一部分。10 BASE-T規(guī)格參數(shù)包括了鏈路完整性測(cè)試中的一種電纜測(cè)試特性。使用這個(gè)特性，該系統(tǒng)能夠持續(xù)地測(cè)試雙絞線是否開路和短路，監(jiān)視工作由中心節(jié)點(diǎn)完成。 一個(gè)基本的10 BASE-T連接見圖4-16所示。工作站連至一個(gè)中心集線器或集中器，其作用相當(dāng)于一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器。工作站能夠用一根長(zhǎng)度不超過100m的非屏蔽雙絞線與集線器相連，也可以將集線器連接到靠近工作站的收發(fā)器上，該收發(fā)器則用一根最長(zhǎng)可達(dá)50m的15線電纜連接到工作站上去。當(dāng)來自工作站的信號(hào)到達(dá)時(shí)，該集線器將在它的所有

40、輸出線路上廣播。集線器能以級(jí)連方式連接到其他集線器上。圖4-16 雙絞線Ethernet拓?fù)浜鸵?guī)格參數(shù) 使用雙絞線傳輸?shù)闹饕蛑皇抢矛F(xiàn)存的電話線，如圖4-17所示。在這個(gè)例子中，一根同軸電纜或光纖主干線將位于建筑物中的不同部門的接線中心或接線盒連接起來，一個(gè)10 BASE-T集中器則連接到接線盒中的主干線上，一個(gè)50針電話跳線電纜則將該集線器與電話分線（Punch Down）模塊連接起來。兩對(duì)未使用的雙絞線用來創(chuàng)建一個(gè)分線模塊和靠近該工作站的電話面板間的連接。 在10 BASE-T網(wǎng)絡(luò)中使用下列構(gòu)件（一個(gè)基本系統(tǒng)可能并不需要一個(gè)主干電纜或電話接線模塊連接的部件）。圖4-17 利用現(xiàn)有的電

41、話線Ethernet配置 需要一塊具有一個(gè)RJ-45連接器的Ethernet網(wǎng)卡。有標(biāo)準(zhǔn)的8位ISA總線、AT型16位總線、MAC和EISA的網(wǎng)絡(luò)接口卡可供使用。如果安裝無(wú)盤工作站，必須使用遠(yuǎn)程設(shè)置的PROM。1網(wǎng)絡(luò)接口卡 集線器（也稱為集中器）可能有12個(gè)端口，有些則具有8、10或24個(gè)，它應(yīng)包括與同軸電纜或光纖主干相連的端口。某些集線器沒有對(duì)于每個(gè)工作站的分離的插口，它們使用具有與每個(gè)工作站相連線路的“章魚”電纜。2集線器（Hub） 能夠使用具有RJ-45連接器的、長(zhǎng)度不超過100m的雙絞線?？梢再?gòu)買批量的電纜和連接器來作用戶的電纜。購(gòu)買時(shí)應(yīng)同時(shí)購(gòu)買一個(gè)RJ夾具。3雙絞線電纜 該收發(fā)器器件

42、在一側(cè)有一個(gè)RJ-45連接器，在另一側(cè)有一個(gè)DB-15連接器。4收發(fā)器器件 該電纜將收發(fā)器器件和網(wǎng)絡(luò)接口卡的背面連接起來。5收發(fā)器電纜 如果使用現(xiàn)存的電話電纜，用該電纜將集中器與電話分線模塊連接。6分線模塊連接器電纜 能使用帶有RJ連接器的墻板以將雙絞線安裝到墻上。如果還需要一個(gè)電話連接器，可購(gòu)買雙板。7墻板10 BASE-T規(guī)格參數(shù)列出如下：（1）使用非屏蔽雙絞線（2024AWG UTP）。（2）通常使用RJ-45連接器。針1和2用于傳輸，針3和6用于接受。（3）從收發(fā)器到集線器的距離不能超過100m。（4）一個(gè)集線器能夠連接多達(dá)24個(gè)工作站。（5）一個(gè)中心集線器能夠連接多達(dá)12個(gè)以上集線器

43、以擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)工作站的數(shù)目。（6）集線器能與其他電纜或光纖相連，以成為較大Ethernet網(wǎng)絡(luò)的一部分。（7）無(wú)需使用網(wǎng)橋即可在網(wǎng)絡(luò)上連接多達(dá)1023個(gè)工作站。以太網(wǎng)4.2高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)4.3目錄Contents無(wú)線局域網(wǎng)4.5虛擬局域網(wǎng)4.6局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)訪問控制方式4.4局域網(wǎng)概述4.1 在今天，無(wú)論是準(zhǔn)備籌建網(wǎng)絡(luò)的用戶還是準(zhǔn)備對(duì)已有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行升級(jí)改造的用戶，都會(huì)發(fā)現(xiàn)，在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域有眾多的技術(shù)可以選擇，其中有一些是成熟的，有一些還不太成熟，并且新技術(shù)還在不斷地推向市場(chǎng)。這些不同的技術(shù)方案，一方面給用戶提供了更大的選擇空間，另一方面在用戶中造成了極大的思想混亂，了解現(xiàn)有的技術(shù)方案，并且追蹤技術(shù)

44、發(fā)展的動(dòng)向，對(duì)用戶來說是一件具有挑戰(zhàn)性的工作。 下面介紹目前較為流行的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。它們中有些是適合局域網(wǎng)的，有些是適合廣域網(wǎng)的，還有適應(yīng)于兩種場(chǎng)合應(yīng)用的ATM。需要說明的是，新技術(shù)還在不斷地產(chǎn)生、發(fā)展。4. 4. 1 交換式以太網(wǎng) 以太網(wǎng)用戶的廣播式信道，在任一時(shí)刻只有一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息，其他節(jié)點(diǎn)接收信息并通過對(duì)信息頭的分析來判定是不是發(fā)給自己的。同時(shí)每個(gè)終端都在爭(zhēng)取得到發(fā)送信息的機(jī)會(huì)，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的信道始終處于大家“分享”和“共享”的狀態(tài)。在這種方式下網(wǎng)絡(luò)上各節(jié)點(diǎn)共享信道的帶寬，這就使得網(wǎng)絡(luò)規(guī)模擴(kuò)大時(shí)，整體效率下降，延遲增加。 提高網(wǎng)絡(luò)效率、減少擁塞有多種方案，以太網(wǎng)交換機(jī)（Switch）也稱為以

45、太網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，具體到設(shè)備，就是交換式集線器或稱交換機(jī)，它的功能與網(wǎng)橋相似，但速度更快。交換機(jī)提供多端口，通常擁有一個(gè)共享內(nèi)存交換矩陣，用來將LAN分成多個(gè)獨(dú)立沖突段并以全線速度提供這些段間互連。數(shù)據(jù)幀直接從一個(gè)物理端口送到另一個(gè)物理端口，在用戶間提供并行通信，允許不同用戶對(duì)同時(shí)進(jìn)行傳送，這種工作方式類似于電話交換機(jī)，其連接方式為星型方式。 通常把多節(jié)點(diǎn)共享一個(gè)10Mbps帶寬稱為“共享10Mbps”，而把一個(gè)節(jié)點(diǎn)獨(dú)占10Mbps的帶寬（即交換機(jī)上的一個(gè)端口）稱為“專用10Mbps”，傳統(tǒng)集線器的各個(gè)端口都共享一個(gè)10Mbps帶寬，稱之為“共享式集線器”，相對(duì)應(yīng)的交換機(jī)稱為“交換式集線器”。現(xiàn)在

46、交換機(jī)上也提供集線器端口，10Mbps或100Mbps二種端口，圖4-18中（b）顯示了目前以太網(wǎng)的一種常見連接方式，服務(wù)器連在10Mbps端口上以克服服務(wù)器瓶頸，工作站在共享集線器上，再由共享集線器連在交換機(jī)上，比全部使用交換機(jī)費(fèi)用低很多。交換式以太網(wǎng)具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)： 第一，它保留現(xiàn)有以太網(wǎng)的基礎(chǔ)設(shè)施，而不必把還能工作的設(shè)備扔掉。交換式以太網(wǎng)使用大多數(shù)或全部的現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施，當(dāng)需要時(shí)可追加更多性能。 第二，以太網(wǎng)交換機(jī)有著各類廣泛的應(yīng)用與現(xiàn)行的中繼器結(jié)合，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可以用來將超載的網(wǎng)絡(luò)分段，或者加進(jìn)網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)或者建立新的主干網(wǎng)，所有這些應(yīng)用都維持現(xiàn)有的設(shè)備不變。 第三，以太網(wǎng)交換技術(shù)是基于以

47、太網(wǎng)的。因?yàn)橐蕴W(wǎng)已成為常規(guī)技術(shù)，工業(yè)界人人都對(duì)它了如指掌，交換技術(shù)也只需進(jìn)行少量培訓(xùn)。圖4-18 交互式以太網(wǎng)連接示意圖 共享以太網(wǎng)LAN經(jīng)歷過性能的衰退，原因是在通信量和用戶數(shù)的增加超出一定時(shí)會(huì)造成碰撞沖突，但交換式以太網(wǎng)不會(huì)出現(xiàn)這些問題，因?yàn)樗粫?huì)有其他用戶與之沖突。交換式以太網(wǎng)也可以按全雙工模式進(jìn)行操作，從而使性能大大地超過傳統(tǒng)的10Mbps的上限。 交換式以太網(wǎng)可以向每個(gè)節(jié)點(diǎn)提供專用的服務(wù)，這對(duì)要求專用服務(wù)的應(yīng)用如電視會(huì)議和其他自然數(shù)據(jù)型應(yīng)用是一個(gè)理想的選擇，因?yàn)樗云浯_保的帶寬達(dá)到了低的延時(shí)。 交換式以太網(wǎng)可提供最廣泛的媒體支持，因?yàn)榻粨Q式以太網(wǎng)也是以太網(wǎng)，它也在第3類UTP、光纜

48、以及同軸電纜上運(yùn)行，尤其是光纜以太網(wǎng)使得交換式以太網(wǎng)非常適合于作主干網(wǎng)。交換式以太網(wǎng)可以通過給每個(gè)節(jié)點(diǎn)以專用的10Mbps帶寬來改善客戶機(jī)的性能，可以把大型共享LAN分段為較小的組來改善服務(wù)器的流通量。運(yùn)行在UTP或光纜上的交換式以太網(wǎng)可以在需要時(shí)提高性能、改善現(xiàn)有超載網(wǎng)絡(luò)的性能，或者建造新的高性能網(wǎng)絡(luò)。 交換式網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)是其流通量有時(shí)不夠用。它只能提供10Mbps的流通量，這對(duì)某些應(yīng)用可能不夠快。由于主干網(wǎng)是從整個(gè)LAN上聚集信息，它經(jīng)常需要求比10Mbps高得多的流通能力。 在1995年初IEEE正式通過100 BASE-T為802.3標(biāo)準(zhǔn)，它是一個(gè)很像標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)，但比它快10倍的以太網(wǎng)，

49、故稱為快速以太網(wǎng)（Fast Ethernet）。 因?yàn)?00 BASE-T把數(shù)據(jù)傳輸速率提高了10倍，它帶來的一種不可避免的改變是網(wǎng)絡(luò)的“直徑”成比例地減小了。因此，對(duì)100 BASE-T解決方案來說，沖突的范圍和轉(zhuǎn)發(fā)器的級(jí)聯(lián)問題必須用不同的方法來管理。 100 BASE-T還保留了10 BASE-T的另一個(gè)特色，即從匯集連線的小房間到工作站仍為100m長(zhǎng)的UTP電纜。但是，與10 BASE-T不同，在兩個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器或集線器之間的最大距離為5m。這樣，就使得從源端的DTE到目的端DTE的最大網(wǎng)絡(luò)跨距為205m。由于這一距離的限制，將需使用低價(jià)的橋接器或交換機(jī)來擴(kuò)展100 BASE-T的工作距離。正

50、式的100 BASE-T標(biāo)準(zhǔn)定義了三種OSI物理層規(guī)范以支持不同的物理介質(zhì)，它們分別是：（1）100 BASE-TX，用于兩對(duì)5類UTP電纜。（2）100 BASE-T4，用于4對(duì)3、4或5類UTP電纜。（3）100 BASE-FX，用于光纜。4. 4. 2 100 BASE-T 使用了光纜以后，100 BASE-FX允許得到極大的100 BASE-T局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)。在單個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，225m長(zhǎng)的光纖是允許的。當(dāng)從MAC連到MAC時(shí)，在使用標(biāo)準(zhǔn)的半雙工100 BASE-FX的情況下，使用450m長(zhǎng)的光纖是允許的。最后，非標(biāo)準(zhǔn)雙工的100 BASE-FX允許網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)設(shè)備在200m以上的距離進(jìn)

51、行連接，結(jié)果，100 BASE-T可以成功地用在工作組和建筑物的主干網(wǎng)建設(shè)。圖4-19顯示出了100 BASE-T的一種典型的連接圖。 100 BASE-T是一種能夠很好適應(yīng)高速臺(tái)式機(jī)分布系統(tǒng)和主干網(wǎng)的技術(shù)。對(duì)于那些將臺(tái)式機(jī)組成局域網(wǎng)的環(huán)境，要求盡可能低的價(jià)格，且與其所用的現(xiàn)有系統(tǒng)兼容，對(duì)性能要求又高于10Mbps或16Mbps的用戶來說，100 BASE-T是一種很適合的技術(shù)。圖4-19 100 BASE-T的一種典型連接100 BASE-T提供的好處包括： 多種連線形式，極端靈活的解決方案。 在性能可比的情況下價(jià)格相當(dāng)?shù)汀?為現(xiàn)有的10 BASE-T局域網(wǎng)提供了一種直接走向高速網(wǎng)絡(luò)的途徑。

52、 通過使用10/100Mbps交換集線器很容易和現(xiàn)存的10 BASE-T局域網(wǎng)集成在一起。 得到工業(yè)界60個(gè)以上領(lǐng)先廠商的支持。 10 BASE-T的應(yīng)用軟件在100 BASE-T可以不變。 對(duì)MIS系統(tǒng)的用戶所需的再培訓(xùn)工作最少。 現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)管理工具和操作程序可以用在100 BASE-T上。 100 BASE-T和10 BASE-T產(chǎn)品可以由一個(gè)單一的SNMP管理應(yīng)用來管理。100 BASE-T標(biāo)準(zhǔn)的某些制約因素如下： 是一種共享帶寬的網(wǎng)絡(luò)。 100 BASE-T和100VG-AnyLAN二者之間的市場(chǎng)模糊不清。 不適合大的校園主干網(wǎng)。 最大的UTP跨距為205m，可能引起某些場(chǎng)所需要搬遷的

53、問題。 用戶可能要再鋪設(shè)電纜，因?yàn)?00 BASE-T要求4對(duì)與3類UTP一起工作的電纜，而10 BASE-T僅要 求兩對(duì)電纜。并且100 BASE-T不支持同軸電纜。4. 4. 3 100VG-AnyLAN 100VG-AnyLAN是100 BASE-T的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，它是由HP和AT&T共同開發(fā)的，由IEEE 802.12委員會(huì)完成其標(biāo)準(zhǔn)化工作。首次于1994年推出，它可設(shè)計(jì)成支持IEEE 802.3以太網(wǎng)幀格式和IEEE 802.5令牌環(huán)幀格式。和100 BASE-T不同，100VG-AnyLAN在MAC層沒有使用CSMA/CD，而是重新開發(fā)了一種所謂的按需分配優(yōu)先級(jí)存放方法（DPAM）。

54、100VG-AnyLAN網(wǎng)絡(luò)由一個(gè)根集線器（Root-HUB）通過點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接到其他工作站或集線器，如圖4-20所示。100VG-AnyLAN標(biāo)準(zhǔn)允許多達(dá)三級(jí)的連接。該網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)集線器均可以配置為支持以太網(wǎng)或令牌環(huán)網(wǎng)的幀，但一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的所有集線器都必須配置為支持相同類型的幀。這就意味著，在同一個(gè)100VG-AnyLAN中，以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)的幀不可能同時(shí)存在。圖4-20 100VG-AnyLAN網(wǎng)絡(luò)（3類UTP電纜） 100VG-AnyLAN電纜連接標(biāo)準(zhǔn)：對(duì)3類UTP和1型SPT電纜來說可支持達(dá)100m，對(duì)5類UTP大約是150m，對(duì)光纜來說是2km。這一標(biāo)準(zhǔn)允許在最大網(wǎng)絡(luò)直徑為2500m的

55、任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)之間最多有4個(gè)集線器。因?yàn)閷?duì)100VG-AnyLAN來說整個(gè)非橋式網(wǎng)絡(luò)的直徑為2500m，故它既可用于局域網(wǎng)，也可用于小型主干網(wǎng)。100VG-AnyLAN技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)： 對(duì)以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)都提供支持。 可用來支持802.5局域網(wǎng)100Mbps的轉(zhuǎn)移途徑。 允許通過橋接器或路由器和過去使用的老網(wǎng)互聯(lián)。 DPAM使網(wǎng)絡(luò)的性能是可預(yù)期的，與網(wǎng)絡(luò)負(fù)載無(wú)關(guān)。 決定性的存取和優(yōu)先級(jí)對(duì)語(yǔ)音、視頻和多媒體的傳送提供支持。 較大的網(wǎng)絡(luò)直徑為現(xiàn)有的10 BASE-T網(wǎng)絡(luò)提供一個(gè)轉(zhuǎn)移途徑。 得到了若干關(guān)鍵廠商的支持。100VG-AnyLAN標(biāo)準(zhǔn)的某些制約因素如下： 是一種共享帶寬的網(wǎng)絡(luò)。 100VG-

56、AnyLAN和100 BASE-T二者之間的市場(chǎng)模糊不清。 市場(chǎng)涉及新的和未批準(zhǔn)的DPAM。 缺乏某些關(guān)鍵的以太網(wǎng)廠商的支持。 未提供從10 BASE-T轉(zhuǎn)移的簡(jiǎn)單的轉(zhuǎn)移途徑。 要求新的網(wǎng)絡(luò)管理和分析工具。 需要重新對(duì)MIS網(wǎng)絡(luò)的工作人員進(jìn)行培訓(xùn)以支持新技術(shù)。 用戶可能要再鋪設(shè)電纜，因?yàn)?00VG-AnyLAN要求4對(duì)電纜與3類UTP一起工作，而10 BASE-T僅要求兩對(duì)電纜。 FDDI（光纖分布式數(shù)據(jù)接口）是100Mbps的光纖主干網(wǎng)，而FDDI-則使用了不同的MAC層協(xié)議，期望提供定時(shí)服務(wù)以支持對(duì)時(shí)間敏感的視頻和多媒體信息的傳輸，F(xiàn)FOL（FDDI Follow-On LAN）處在其發(fā)展

57、初期，期望在150Mbps2.4Gbps數(shù)據(jù)傳輸率下運(yùn)行，并提供高速主干網(wǎng)連接。以上三類使用光纖介質(zhì)，而CDDI（銅線分布式數(shù)據(jù)接口）則使用5類UTP線。圖4-21是一個(gè)典型的FDDI網(wǎng)絡(luò)。圖4-21 一個(gè)典型的FDDI網(wǎng)絡(luò)4. 4. 4 FDDI（光纖分布式數(shù)據(jù)接口） FDDI使用定時(shí)的、早釋放的令牌傳送方案。令牌沿著網(wǎng)絡(luò)連續(xù)地轉(zhuǎn)圈子，所有的工作站（或稱端站，End Station）都有公平獲取它的機(jī)會(huì)，當(dāng)一個(gè)工作站控制著令牌的時(shí)候，就可以訪問網(wǎng)絡(luò)。目標(biāo)令牌兜圈時(shí)間的長(zhǎng)短在系統(tǒng)初始化時(shí)協(xié)商決定，這種協(xié)商是十分重要的，因?yàn)樗试S需要較高帶寬的用戶比需要較低帶寬的用戶能更多地控制令牌，從而使高性

58、能的工作站能更多地訪問網(wǎng)絡(luò)（或分享更大的帶寬）以傳送數(shù)據(jù)。 FDDI主要用于提供不同建筑物之間網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力。采用多模光纖時(shí)，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間最大距離為2km，支持500站點(diǎn)，整個(gè)環(huán)長(zhǎng)達(dá)200km，若使用雙環(huán)，每個(gè)環(huán)最大100km，但可用于故障自修復(fù)；采用單模光纖時(shí)兩站之間距離可超過20km，全網(wǎng)光纖總長(zhǎng)數(shù)千公里。 CDDI使用5類UTP降低成本，使得FDDI能延伸連接工作站，提供100Mbps帶寬，而FFOL被設(shè)計(jì)成FDDI、FDDI-H、ATM、IEEE 802.3、IEEE 802.5以及其他包交換和基于位元交換的網(wǎng)絡(luò)的主干。 因?yàn)镕DDI網(wǎng)絡(luò)上的工作站競(jìng)爭(zhēng)并共享可用帶寬，所以FDDI也是一種

59、共享帶寬網(wǎng)絡(luò)。雙環(huán)結(jié)構(gòu)提供了高度的可靠性和容錯(cuò)能力，在正常情況下，主環(huán)傳遞數(shù)據(jù)，備份環(huán)在主環(huán)壞時(shí)用于自動(dòng)恢復(fù)。當(dāng)關(guān)鍵的數(shù)據(jù)必須有規(guī)則地傳送，或者在一個(gè)局域網(wǎng)中網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)有不同的帶寬要求時(shí)，F(xiàn)DDI的訪問方式是很有用的。以下為FDDI提供的好處： 雙環(huán)結(jié)構(gòu)提供了容錯(cuò)功能。 使用了站管理的內(nèi)建網(wǎng)絡(luò)管理。 令牌協(xié)議提供了有保證的訪問和確定的性能。 FDDI標(biāo)準(zhǔn)已處于成熟階段。 在現(xiàn)有的100Mbps的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，其網(wǎng)絡(luò)直徑或覆蓋距離為最大。 作為一個(gè)主干網(wǎng)絡(luò)的解決方案，得到了工業(yè)界和廠商的強(qiáng)有力支持。 有很多產(chǎn)品可供選擇，如工作站適配器、集線器、橋接器、路由器等。 很多廠商產(chǎn)品的互操作性已經(jīng)過驗(yàn)證。

60、可用性廣。FDDI有如下制約因素： 它是一種共享帶寬網(wǎng)絡(luò)。 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議比較復(fù)雜。 安裝和管理相對(duì)困難。 存在FDDI會(huì)被價(jià)格較廉的快速以太網(wǎng)代替的可能。 FDDI-對(duì)于廠商實(shí)現(xiàn)和用戶使用都太昂貴。 FDDI-與原來的FDDI-的技術(shù)指標(biāo)不兼容。 作為高速局域網(wǎng)的主干網(wǎng)，F(xiàn)FOL直接面臨ATM的競(jìng)爭(zhēng)。 ATM技術(shù)問世于20世紀(jì)80年代未，是一種正在興起的、極具革命性的高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）和ATM論壇正在制定其技術(shù)規(guī)范，ATM被電信界認(rèn)為是未來寬帶基本網(wǎng)的基礎(chǔ)。4. 4. 5 ATM（異步傳輸模式） ATM是基于信元（Cell）的交換或交換訪問（Switch Access），它利用固