第4章 局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

1.局域網(wǎng)概述

2.局域網(wǎng)的組成

3.局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

4.局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

7.無線局域網(wǎng)

5.局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式

6.以太網(wǎng)技術(shù)第4章局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)

局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)局域網(wǎng)的特點4.1局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)

局域網(wǎng)（LocalAreaNetwork，LAN）是20世紀(jì)70年代后迅速發(fā)展起來的計算機網(wǎng)絡(luò)，局域網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)涵蓋共享訪問技術(shù)、交換技術(shù)、高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)。4.1局域網(wǎng)概述交換技術(shù)高速共享網(wǎng)絡(luò)技術(shù)局域網(wǎng)的發(fā)展和技術(shù)4.1局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)的特點局域網(wǎng)的特點:(1)地理范圍一般不超過幾公里(2)通信速率高(3)多采用分布式控制和廣播式通信，可靠性高(4)可采用多種通信介質(zhì)(5)易于安裝、組建與維護(hù)。4.1局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)的組成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器工作站網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通信介質(zhì)4.2局域網(wǎng)的組成網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（一）

網(wǎng)上可以配置不同數(shù)量的服務(wù)器，有些服務(wù)器提供相同的服務(wù)，有些提供不同的服務(wù)。對于專用的服務(wù)器，其技術(shù)性能的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在通信處理能力、內(nèi)存容量、磁盤空間、系統(tǒng)容錯能力、并發(fā)處理能力及高速緩存能力等方面。4.2局域網(wǎng)的組成(1)文件服務(wù)器(2)應(yīng)用服務(wù)器(3)打印服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器（二）4.2局域網(wǎng)的組成工作站網(wǎng)絡(luò)工作站是指連接到計算機網(wǎng)絡(luò)上并運行應(yīng)用程序來實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的計算機，它是數(shù)據(jù)處理的主要場所。用戶通過工作站與網(wǎng)絡(luò)交換信息，共享網(wǎng)絡(luò)資源。根據(jù)工作站有無外部存儲器，可將其分為無盤工作站和有盤工作站；根據(jù)應(yīng)用環(huán)境的不同，可將其分為事務(wù)處理工作站和圖形工作站；根據(jù)操作系統(tǒng)的不同，又可分為DOS工作站、Windows工作站、UNIX工作站和Linux工作站等多種工作站。

4.2局域網(wǎng)的組成網(wǎng)絡(luò)設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備是指用于網(wǎng)絡(luò)通信的設(shè)備，包括網(wǎng)絡(luò)接口卡、中繼器（Repeater）、集線器（HUB）、網(wǎng)橋（Bridge）、交換機（Switch）、路由器（Router）、網(wǎng)關(guān)（Gateway）等多種設(shè)備。4.2局域網(wǎng)的組成網(wǎng)絡(luò)接口卡（NIC）

網(wǎng)絡(luò)接口卡，又稱網(wǎng)絡(luò)適配器（Adapter），簡稱網(wǎng)卡。它是組成局域網(wǎng)的主要器件，用于網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器或工作站與通信介質(zhì)的連接。網(wǎng)卡的種類很多，根據(jù)其支持的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)可分為以太網(wǎng)卡、ATM網(wǎng)卡、FDDI網(wǎng)卡、快速以太網(wǎng)卡和千兆位以太網(wǎng)卡；根據(jù)網(wǎng)卡適用的主機總線類型可分為ISA網(wǎng)卡、PCI網(wǎng)卡和PCMCIA網(wǎng)卡；根據(jù)網(wǎng)卡提供的電纜接口類型可分為RJ-45接口網(wǎng)卡、BNC接口網(wǎng)卡、AUI接口網(wǎng)卡和光纖接口網(wǎng)卡等。

4.2局域網(wǎng)的組成中繼器中繼器又叫轉(zhuǎn)發(fā)器，是兩個網(wǎng)絡(luò)在物理層上的連接，用于連接具有相同物理層協(xié)議的局域網(wǎng)，是局域網(wǎng)互連的最簡單的設(shè)備。連接局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)有雙絞線、同軸電纜和光纖。變?nèi)醯男盘栔欣^器再生的信號4.2局域網(wǎng)的組成集線器（HUB）是一種特殊的中繼器，它作為多個網(wǎng)絡(luò)電纜段的中間轉(zhuǎn)換設(shè)備將各個網(wǎng)段連接起來。集線器可以分為無源集線器、有源集線器和智能集線器三種。

4.2局域網(wǎng)的組成網(wǎng)橋是在數(shù)據(jù)鏈路層上連接兩個網(wǎng)絡(luò)，即網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)鏈路層不同而網(wǎng)絡(luò)層相同時要用網(wǎng)橋連接。網(wǎng)橋4.2局域網(wǎng)的組成路由器路由器是網(wǎng)絡(luò)層上的連接，即不同網(wǎng)絡(luò)與網(wǎng)絡(luò)之間的連接。路由器和網(wǎng)橋的區(qū)別路由器的主要工作是接收來自一端的報文分組，根據(jù)目的地址和當(dāng)時的網(wǎng)絡(luò)情況，找出正確的路徑，發(fā)往另一個通信子網(wǎng)。

4.2局域網(wǎng)的組成路由器4.2局域網(wǎng)的組成協(xié)議轉(zhuǎn)換器（網(wǎng)關(guān)）若要使兩個完全不同的網(wǎng)絡(luò)連接在一起，一般要使用網(wǎng)關(guān)。電子郵件網(wǎng)關(guān)IBM主機網(wǎng)關(guān)Internet網(wǎng)關(guān)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)4.2局域網(wǎng)的組成協(xié)議轉(zhuǎn)換器（網(wǎng)關(guān)）4.2局域網(wǎng)的組成通信介質(zhì)

在局域網(wǎng)中，常用的通信介質(zhì)有同軸電纜、雙絞電纜和光纜，有的場合還采用無線介質(zhì)（WirelessMedium）如微波、激光、紅外線和無線電等。(1)同軸電纜(2)雙絞電纜(3)光纜(4)無線介質(zhì)4.2局域網(wǎng)的組成局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)成局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有很多，主要有總線拓?fù)湫切屯負(fù)洵h(huán)型拓?fù)錁湫屯負(fù)涞?.3局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)a）總線型

b）星型

d）樹型

c）環(huán)型

4.3局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型總線拓?fù)?.3局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線拓?fù)?.總線拓?fù)涞膬?yōu)點a.結(jié)構(gòu)簡單、易于擴充b.電纜長度短、布線容易2.總線拓?fù)涞娜秉c故障診斷困難：由于不是集中控制，故障檢測需在網(wǎng)上各個站點上進(jìn)行。4.3局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型星型拓?fù)?.3局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.星型拓?fù)涞膬?yōu)點方便服務(wù)集中控制和故障診斷簡單的訪問協(xié)議2.星型拓?fù)涞娜秉c依賴于中央節(jié)點電纜長度長

星型拓?fù)?.3局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型

環(huán)型拓?fù)?.3局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)1.環(huán)型拓?fù)涞膬?yōu)點結(jié)構(gòu)簡單、容易實現(xiàn)、無路徑選擇。信息傳輸?shù)难舆t時間相對穩(wěn)定。所需電纜長度和總線拓?fù)湎嗨?，但比星型拓?fù)湟痰枚唷?.環(huán)型拓?fù)涞娜秉c可靠性較差故障診斷困難環(huán)型拓?fù)?.3局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹型拓?fù)錁湫屯負(fù)淇梢詮男切屯負(fù)浠蚩偩€拓?fù)溲葑兌鴣?，形狀像一棵倒置的樹，頂端有一個帶分支的根，每個分支還可延伸出子分支。4.3局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹型拓?fù)?.樹型拓?fù)涞膬?yōu)點

a.易于擴展從本質(zhì)上看這種結(jié)構(gòu)可以延伸出很多分支和子分支，新的節(jié)點和新的分支很容易加入網(wǎng)內(nèi)。 b.故障容易隔離如果某一分支的節(jié)點或線路發(fā)生故障，很容易將該分支和整個系統(tǒng)隔離開來。

2.樹型拓?fù)涞娜秉c樹型拓?fù)涞娜秉c是對根的依賴性大，如果根發(fā)生故障，則全網(wǎng)不能正常工作，因此這種結(jié)構(gòu)的可靠性和星型結(jié)構(gòu)相似。4.3局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的參考模型IEEE802標(biāo)準(zhǔn)4.4局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的參考模型

電氣電子工程師協(xié)會（IEEE）下設(shè)的IEEE802委員會在局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)制定方面做了卓有成效的工作，該委員會根據(jù)局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方法適用的傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、性能及實現(xiàn)難易等考慮因素，為局域網(wǎng)制定了一系列的標(biāo)準(zhǔn)，稱為IEEE802標(biāo)準(zhǔn)。它已被ISO采納作為局域網(wǎng)的國際標(biāo)準(zhǔn)系列，稱為ISO8802標(biāo)準(zhǔn)。4.4局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的參考模型在將OSI模型應(yīng)用于局域網(wǎng)時，就將數(shù)據(jù)鏈路層劃分為兩個子層：邏輯鏈路控制（LogicalLinkControl，LLC）子層介質(zhì)訪問控制（MediumAccessControl，MAC）子層4.4局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)下面簡單介紹局域網(wǎng)各層的功能

圖4-2IEEE802模型與OSI模型的對應(yīng)關(guān)系4.4局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)MAC子層（介質(zhì)訪問控制層)MAC子層是數(shù)據(jù)鏈路層的一個功能子層，是數(shù)據(jù)鏈路層的下半部分，它直接與物理層相鄰。MAC子層為不同的物理介質(zhì)定義了介質(zhì)訪問控制標(biāo)準(zhǔn)。主要功能如下： a.傳送數(shù)據(jù)時，將傳送的數(shù)據(jù)組裝成MAC幀，幀中包括地址和差錯檢測字段。 b.接收數(shù)據(jù)時，將接收的數(shù)據(jù)分解成MAC幀，并進(jìn)行地址識別和差錯檢測字段。 c.管理和控制對局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)的訪問。4.4局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)LLC子層（邏輯鏈路控制子層）LLC子層（邏輯鏈路控制子層）該層在數(shù)據(jù)鏈路層的上半部分，在MAC層的支持下向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)。可運行于所有802局域網(wǎng)和城域網(wǎng)協(xié)議之上。LLC子層與傳輸介質(zhì)無關(guān)。它獨立于介質(zhì)訪問控制方法。隱蔽了各種802網(wǎng)絡(luò)之間的差別，并向網(wǎng)絡(luò)層提供一個統(tǒng)一的格式和接口。LLC子層的功能包括差錯控制、流量控制和順序控制，并為網(wǎng)絡(luò)層提供面向連接和無連接的兩類服務(wù)。4.4局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802委員會認(rèn)為，由于局域網(wǎng)只是一個計算機通信網(wǎng)，而且不存在路由選擇問題，因此它不需要網(wǎng)絡(luò)層，有最低的兩個層次就可以；但與此同時，由于局域網(wǎng)的種類繁多，其介質(zhì)訪問控制方法也各不相同，因此有必要將局域網(wǎng)分解為更小而且更容易管理的子層。同時，因為用戶需求各異，不可能使用一種單一的技術(shù)就能滿足所有的需求，因此局域網(wǎng)技術(shù)中存在多種傳輸介質(zhì)和多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，相?yīng)地介質(zhì)訪問控制方法就有多種，IEEE802委員會決定把幾個建議都制訂為標(biāo)準(zhǔn)，而不是僅形成一個標(biāo)準(zhǔn)。4.4局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列間的關(guān)系如圖4-3所示。根據(jù)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的需要，新的協(xié)議還在不斷補充進(jìn)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)包括：圖4-3IEEE802標(biāo)準(zhǔn)系列4.4局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)（1）IEEE802.1綜述和體系結(jié)構(gòu)。（2）IEEE802.2邏輯鏈路控制。（3）IEEE802.3帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問（CarrierSenseMultipleAccesswithCollisionDetection，CSMA/CD）控制方法和物理層規(guī)范。（4）IEEE802.4令牌總線（TokenBus）訪問控制方法和物理層規(guī)范。（5）IEEE802.4令牌環(huán)（TokenRing）訪問控制方法和物理層規(guī)范。（6）IEEE802.6城市區(qū)域網(wǎng)（MetropolitanAreaNetwork，MAN）訪問控制方法和物理層規(guī)范。（7）IEEE802.7時隙環(huán)（SlottedRing）訪問控制方法和物理層規(guī)范。4.4局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

局域網(wǎng)使用的是廣播信道，即眾多用戶共享通信媒體，為了保證每個用戶不發(fā)生沖突，能正常通信，關(guān)鍵問題是如何解決對信道爭用。解決信道爭用的協(xié)議稱為介質(zhì)訪問控制協(xié)議（MediumAccessControl，MAC），是數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的一部分。局域網(wǎng)常用的介質(zhì)訪問控制協(xié)議有載波偵聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）、令牌環(huán)（TokenRing）訪問控制和令牌總線訪問控制。采用CSMA/CD的以太網(wǎng)已是局域網(wǎng)的主流，本書重點介紹。4.5局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式載波偵聽多路訪問/沖突檢測法令牌環(huán)訪問控制方式4.5局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式載波偵聽多路訪問/沖突檢測法

(CSMA/CD，CarrierSenseMultipleAccessWithCollisionDetection）是一種適合于總線結(jié)構(gòu)的具有信道檢測功能的分布式介質(zhì)訪問控制方法。最初的以太網(wǎng)是基于總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的，使用的是粗同軸電纜，所有站點共享總線，一個站點發(fā)送數(shù)據(jù)幀給某個特定站點時，總線上的所有站點都會收到此數(shù)據(jù)幀，每個站點根據(jù)數(shù)據(jù)幀的目的地址決定是丟棄還是處理該幀。4.5局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式載波偵聽多路訪問/沖突檢測法

總線上只能有一臺計算機發(fā)送數(shù)據(jù)，否則數(shù)據(jù)信號在信道中會疊加，相互干擾，產(chǎn)生數(shù)據(jù)沖突，使發(fā)出數(shù)據(jù)無效。由于站點都是隨機發(fā)送數(shù)據(jù)的，如果沒有一個協(xié)議來規(guī)范，所有站點都來爭用同一個站點，必然會發(fā)生沖突。載波偵聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）正是解決這種沖突的協(xié)議。該協(xié)議實際上可分為“載波偵聽”和“沖突檢測”。4.5局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式載波偵聽多路訪問/沖突檢測法1.工作過程CSMA/CD又被稱之為“先聽后講，邊聽邊講”，其具體工作過程概括如下：（1）先偵聽信道，如果信道空閑則發(fā)送信息。（2）如果信道忙，則繼續(xù)偵聽，直到信道空閑時立即發(fā)送。（3）發(fā)送信息后進(jìn)行沖突檢測，如發(fā)生沖突，立即停止發(fā)送，并向總線發(fā)出一串阻塞信號（連續(xù)幾個字節(jié)全1），通知總線上各站點沖突已發(fā)生，使各站點重新開始偵聽與競爭。（4）已發(fā)出信息的站點收到阻塞信號后，等待一段隨機時間，重新進(jìn)入偵聽發(fā)送階段。4.5局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式載波偵聽多路訪問/沖突檢測法CSMA/CD流程圖4.5局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式二進(jìn)制指數(shù)后退算法實際上，當(dāng)一個站開始發(fā)送信息時，檢測到本次發(fā)送有無沖突的時間很短，它不超過該站點與距離該站點最遠(yuǎn)站點信息傳輸時延的2倍。假設(shè)A站點與距離A站最遠(yuǎn)B站點的傳輸時延為T（圖4-5所示），那么2T就作為一個時間單位。若該站點在信息發(fā)送后2T時間內(nèi)無沖突，則該站點取得使用信道的權(quán)利。可見，要檢測是否沖突，每個站點發(fā)送的最小信息長度必須大于2T。圖4-5傳輸延時示意圖4.5局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式載波偵聽多路訪問/沖突檢測法

在標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)中，2T取51.2μs。在51.2μs的時間內(nèi)，對10Mbps的傳輸速率，可以發(fā)送512bit，即64字節(jié)數(shù)據(jù)。因此以太網(wǎng)發(fā)送數(shù)據(jù)，如果發(fā)送64字節(jié)還沒發(fā)生沖突，那么后續(xù)的數(shù)據(jù)將不會發(fā)生沖突。為了保證每一個站點都能檢測到?jīng)_突，以太網(wǎng)規(guī)定最短的數(shù)據(jù)幀為64字節(jié)。在接收到的小于64字節(jié)的幀都是由于發(fā)生沖突后站點停止發(fā)送的數(shù)據(jù)片，是無效的，應(yīng)該丟棄。反過來說，如果以太網(wǎng)的幀小于64字節(jié)，那么有可能某個站點數(shù)據(jù)發(fā)送完畢后，沒有檢測到?jīng)_突，但沖突實際已經(jīng)發(fā)生。4.5局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式載波偵聽多路訪問/沖突檢測法為了檢測沖突，在每個站點的網(wǎng)絡(luò)接口單元（NIU）中設(shè)置有相應(yīng)電路，當(dāng)有沖突發(fā)生時，該站點延遲一個隨機時間（2T*隨機數(shù)），再重新偵聽。與延遲相應(yīng)的隨機數(shù)一般?。?,M）之間，M=2min(10,N)。其中N為已檢測到的沖突次數(shù)：沖突大于16，則放棄發(fā)送，另作處理。這種延遲算法稱為二進(jìn)制指數(shù)后退算法。4.5局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式載波偵聽多路訪問/沖突檢測法該算法有下面三種不同的存在方式：（1）非-堅持CSMA（2）1-堅持CSMA（3）P-堅持CSMA4.5局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式令牌環(huán)訪問控制方式令牌環(huán)訪問控制方式令牌環(huán)是一種適用于環(huán)形網(wǎng)絡(luò)的分布式介質(zhì)訪問控制方式，已由IEEE802委員會建議成為局域網(wǎng)控制協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)之一，即IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)。4.5局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式令牌環(huán)網(wǎng)實時性較強，適合負(fù)載較重的網(wǎng)絡(luò)；而以太網(wǎng)實時性差，適合負(fù)載較輕的網(wǎng)絡(luò)。圖4-6令牌環(huán)控制方式工作原理4.5局域網(wǎng)介質(zhì)訪問控制方式局域網(wǎng)發(fā)展到現(xiàn)在，已占據(jù)絕對地位，特別萬兆以太網(wǎng)（10Gbit/s）的出現(xiàn)，使以太網(wǎng)的工作范圍擴展到城域網(wǎng)，甚至廣域網(wǎng)，實現(xiàn)了端到端的以太網(wǎng)的連接。以太網(wǎng)的MAC幀格式以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)快速以太網(wǎng)千兆位以太網(wǎng)10Gbps以太網(wǎng)4.6以太網(wǎng)技術(shù)以太網(wǎng)的MAC幀格式總線局域網(wǎng)MAC了層的幀結(jié)構(gòu)4.6以太網(wǎng)技術(shù)以太網(wǎng)的MAC幀格式數(shù)據(jù)：47-1500字節(jié)，上層傳下來的數(shù)據(jù)。46字節(jié)是以太網(wǎng)幀的最小字節(jié)64字節(jié)減去前后的固定字段字節(jié)和18字節(jié)而得到的。填充字段：保證幀長不少于64字節(jié)。當(dāng)上層數(shù)據(jù)小于46字，會自動添加字節(jié)。FCS：幀校驗序列，這是一個32位的循環(huán)冗余碼（CRC-32）。4.6以太網(wǎng)技術(shù)以太網(wǎng)的組網(wǎng)技術(shù)Ethernet的主要技術(shù)規(guī)范：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：總線型。介質(zhì)訪問控制方式：CSMA/CD。傳輸速率：10Mbps。傳輸介質(zhì)：同軸電纜（50Ω）或雙絞線。最大工作站數(shù)：1024個。最大傳輸距離：2.5km（采用中繼器）。報文長度：64-1518Byte（不計報文前的同步序序)。4.6以太網(wǎng)技術(shù)細(xì)纜以太網(wǎng)（10BASE-2）10BASE-2以太網(wǎng)連接4.6以太網(wǎng)技術(shù)2.雙絞線以太網(wǎng)（10BASE-T）10BASE-T以太網(wǎng)是使用非屏蔽雙絞線電纜來連接的傳輸速率為10mbps的以太網(wǎng)。10BASE-T以太網(wǎng)連接4.6以太網(wǎng)技術(shù)快速以太網(wǎng)1．快速以太網(wǎng)（100BASE-T）簡介快速以太網(wǎng)具有以下特點：協(xié)議采用與10BASE-T相似的層次結(jié)構(gòu)，其中LLC子層完全相同，但在MAC子層與物理層之間采用了介質(zhì)無關(guān)接口。數(shù)據(jù)幀格式與10BASE-T相同，包括最小幀長為64字節(jié)，最大幀長1518字節(jié)。介質(zhì)訪問控制方式仍然是CSMA/CD。傳輸介質(zhì)采用UTP和光纖，傳輸速率為100Mbit/s。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)節(jié)點間最大距離為205米。4.6以太網(wǎng)技術(shù)2.快速以太網(wǎng)分類快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)分為：100BASE-TX、100BASE-FX和100BASE-T4三個子類。名稱線纜最大距離優(yōu)點100BASE-T4雙絞線100m可以使用3類雙絞線100BASE-TX雙絞線100m全雙工、5類雙絞線100BASE-FX光纖200m全雙工、長距離表5-1快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)4.6以太網(wǎng)技術(shù)3.快速以太網(wǎng)接線規(guī)則快速以太網(wǎng)對MAC層的接口有所拓展，它的接線規(guī)則有相應(yīng)變化，如圖所示。快速以太網(wǎng)接線規(guī)則站點距離中心節(jié)點的UTP最大長度依然是100m。增加了I級和II級中繼器規(guī)范。4.6以太網(wǎng)技術(shù)快速以太網(wǎng)在10Mbit/s標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)中對所有介質(zhì)采用同一中繼器定義。100Mbit/s以太網(wǎng)定義了I級和II級兩類中繼器，兩類中繼器靠傳輸延時來劃分，延時0.7μs的為I級中繼器，在0.46μs以下的為II級中繼器。在一條鏈路上只能使用一個I級中繼器，兩端的鏈路為100m。最多可以使用2個II級中繼器，可以用兩段100m的鏈路和5m的中繼器間的鏈路。兩個站點間或站點與交換機間的最大距離為205m。4.6以太網(wǎng)技術(shù)快速以太網(wǎng)當(dāng)采用光纖布線時，交換機與中繼器（集線器）連接，如果采用半雙工通信，兩者之間的光纖最大距離為225m。如果采用全雙工通信，站點到交換機間的距離可以達(dá)到2000m或更長?？焖僖蕴W(wǎng)仍然是基于載波偵聽多路訪問/沖突檢測（CSMA/CD）技術(shù)，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時，會造成效率低下。4.6以太網(wǎng)技術(shù)千兆位以太網(wǎng)千兆位以太網(wǎng)技術(shù)有兩個標(biāo)準(zhǔn)：IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纖和短程銅線連接方案的標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.3ab制定了五類雙絞線上較長距離連接方案的標(biāo)準(zhǔn)。1.IEEE802.3z（1）1000Base-SX1000Base-SX只支持多模光纖，可以采用直徑62.5μm和50μm的多模光纖，工作波長為770nm-860nm，傳輸距離為550m左右。4.6以太網(wǎng)技術(shù)千兆位以太網(wǎng)（2）1000Base-LX

1000Base-LX既可以使用多模光纖，也可以使用單模光纖。多模光纖采用直徑62.5μm和50μm，工作波長為1270nm-1355nm，傳輸距離為550m左右。單模光纖采用直徑9μm和10μm，工作波長為1270nm-860nm，傳輸距離為5km左右（3）1000Base-CX

1000Base-CX采用150Ω屏蔽雙絞線（STP），傳輸距離為25m。4.6以太網(wǎng)技術(shù)千兆位以太網(wǎng)2.IEEE802.3abIEEE802.3ab工作組負(fù)責(zé)制定基于UTP的半雙工鏈路的千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。IEEE802.3ab定義了基于5類UTP的1000Base-T標(biāo)準(zhǔn)，是100Base-T的自然擴展，與10Base-T、100Base-T完全兼容，其目的是在5類UTP上以1000Mbit/s速率傳輸100m，保護(hù)用戶在5類UTP布線上的投資。1000Base-T的其他一些重要規(guī)范使成為一種價格低廉、不易被破壞并具有良好性能的技術(shù)。4.6以太網(wǎng)技術(shù)千兆位以太網(wǎng)2.IEEE802.3ab有如下優(yōu)點：（1）它支持以太網(wǎng)MAC，而且可以后向兼容10/100Mbit/s以太網(wǎng)技術(shù)。（2）很多的1000Base-T產(chǎn)品都支持100/1000Mbit/s自動協(xié)商功能，1000Base-T因此可以直接在快速以太網(wǎng)中通過升級實現(xiàn)。（3）1000Base-T是一種高性能技術(shù)，它每傳送100億比特，其中錯誤位不會超過1個（誤碼率低于11-10，這與100Base-T的誤率相當(dāng)）。4.6以太網(wǎng)技術(shù)10Gbps以太網(wǎng)2002年6月正式發(fā)布了IEEE802.3ae10Gbps標(biāo)準(zhǔn)，將802.3協(xié)議擴展到10Gbps的工作速度，并擴展以太網(wǎng)的應(yīng)用空間，使之能夠包括WAN鏈接。4.6以太網(wǎng)技術(shù)萬兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的目標(biāo)保留IEEE802.3幀格式不變保留IEEE802.3最小/最大幀長不變只支持全雙工運行模式不需要進(jìn)行沖突檢測，不再使用CSMA/CD協(xié)議。僅使用光纜作為傳輸介質(zhì)可提供10Gb/s的城域網(wǎng)或局域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率，也可以支持10.59Gb/s的廣域網(wǎng)數(shù)據(jù)傳輸速率（支持SONET/SDH）4.6以太網(wǎng)技術(shù)IEEE802.3ae標(biāo)準(zhǔn)的分類（1）10GBase-SRSerial：850nm短距離模塊（現(xiàn)有多模光纖上最長傳輸距離85米，新型2000MHz/km多模光纖上最長傳輸距離300米）。（2）10GBase-LRSerial：1310nm長距離模塊（單模光纖上最長傳輸距離10公里）。（3）10GBase-ERSerial：1550nm超長距離模塊（單模光纖上最長傳輸距離40公里）4.6以太網(wǎng)技術(shù)有線網(wǎng)絡(luò)所存在的使用限制：具有空曠場地的建筑物內(nèi)；具有復(fù)雜周圍環(huán)境的制造業(yè)工廠、貨物倉庫內(nèi)；機場、車站、碼頭、股票交易場所等一些用戶頻繁移動的公共場所內(nèi)；缺少網(wǎng)絡(luò)電纜而又不能打洞布線的歷史建筑物內(nèi)；4.7無線局域網(wǎng)有線網(wǎng)絡(luò)所存在的使用限制：受自然條件影響而無法實施布線的環(huán)境，如存在河道；在一些需要臨時增設(shè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的場合，如體育比賽場地、展示會等。無線局域網(wǎng)的應(yīng)用走上前臺。無線局域網(wǎng)(WirelessLocalAreaNetwork，)就是指采用無線傳輸介質(zhì)的局域網(wǎng)，簡稱WLAN。4.7無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)支持無線局域網(wǎng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)主要有：藍(lán)牙技術(shù)：手機或PDA為主要設(shè)計對象HomeRF技術(shù)：主要服務(wù)為家庭無線網(wǎng)絡(luò)IEEE802.11系列：無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)以IEEE802.11為例介紹4.7無線局域網(wǎng)IEEE802.11標(biāo)準(zhǔn)的組成覆蓋無線局域網(wǎng)的物理層和MAC子層：物理層標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了無線傳輸信號等基礎(chǔ)規(guī)范，如802.11a、802.11b、802.11d、802.11g、802.11h。MAC子層標(biāo)準(zhǔn)包括802.11e、802.11f、802.11i。IEEE802.11系列：無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)4.7無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)物理實現(xiàn)紅外線(IR)采用波長小于1μｍ的紅外線作為傳輸媒體，有較強的方向性，受陽光干擾大。它支持1～2Mbit/s數(shù)據(jù)速率，適于近距離通信。無線電波方式(具有覆蓋范圍大，抗干擾、抗噪聲、抗衰減和保密性好的優(yōu)點)直接序列式擴頻（DSSS）：支持1～2Mbit/s數(shù)據(jù)速率

跳頻擴展頻譜（FHSS）：支持1Mbit/s數(shù)據(jù)速率

4.7無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)的MAC子層采用帶沖突避免的載波偵聽多路訪問：