幾種常見局域網

1、第第4章局域網章局域網第二節(jié)第二節(jié) 幾種常見的局域網幾種常見的局域網 玉林師范學院玉林師范學院 物理科學與工程技術學院物理科學與工程技術學院 吳蘭岸吳蘭岸 4.2 局域網的類型（以訪問介質方法分） 以太網（以太網（Ethernet）IEEE802.3 令牌環(huán)網（令牌環(huán)網（Token Ring ） IEEE802.5 令牌總線網（令牌總線網（ Token Bus） IEEE802.4 光纖分布式數(shù)據(jù)接口（光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI） IEEE802.8 高速以太網（高速以太網（Fast Ethernet ）IEEE802.3u 千兆以太網千兆以太網 （ GBE Giga band ethern

2、et ）IEEE802.3ab、 IEEE802.3z- 無線局域網無線局域網(Wireless Local Area Networks； WLAN) IEEE802.11 虛擬局域網（虛擬局域網（VLAN）802.1Q 其中其中應用最廣泛的當屬以太網，也是目前發(fā)展最迅速、也是最，也是目前發(fā)展最迅速、也是最經濟的局域網經濟的局域網 4.2 局域網的類型（以訪問介質方法分） 其中在以太網中，其中在以太網中，10M/S的我們稱為的我們稱為傳統(tǒng)以傳統(tǒng)以太網太網，100M/S的稱為的稱為高速以太網高速以太網，還有，還有千千兆以太網兆以太網、萬兆以太網萬兆以太網 而早期以而早期以集線器集線器為中心是為中

3、心是共享式以太網共享式以太網，現(xiàn)在以現(xiàn)在以交換機交換機為中心是為中心是交換式以太網交換式以太網4.2.1 令牌環(huán)網Token Ring 協(xié)議標準協(xié)議標準IEEE802.5 什么叫令牌環(huán)呢？什么叫令牌環(huán)呢？令牌令牌是我國古代軍事所用的一種工具，是我國古代軍事所用的一種工具，誰拿到了令牌就可以發(fā)號施令。在令牌環(huán)中，誰拿到了令誰拿到了令牌就可以發(fā)號施令。在令牌環(huán)中，誰拿到了令牌就可以發(fā)送數(shù)據(jù)！這個令牌是一個個傳下去的。這樣就牌就可以發(fā)送數(shù)據(jù)！這個令牌是一個個傳下去的。這樣就避免了數(shù)據(jù)沖突。避免了數(shù)據(jù)沖突。 與環(huán)形相比，星型環(huán)結構在一條通路中與環(huán)形相比，星型環(huán)結構在一條通路中斷時不會影響整個網絡的暢通

4、，而環(huán)型網就不行了。斷時不會影響整個網絡的暢通，而環(huán)型網就不行了。：一種特殊的幀，只有得到令牌的節(jié)點才能發(fā)送幀。：一種特殊的幀，只有得到令牌的節(jié)點才能發(fā)送幀。IEEE 802.4使用令牌，從而避免了多個節(jié)點同時訪問總線引使用令牌，從而避免了多個節(jié)點同時訪問總線引起的幀碰撞。起的幀碰撞。令牌環(huán)網工作原理通信協(xié)議通過網絡線路上一個高速通信協(xié)議通過網絡線路上一個高速逆時針旋轉的令牌對信道進行控制。逆時針旋轉的令牌對信道進行控制。令牌令牌T占一個自己，有忙占一個自己，有忙01111111 、閑兩種標志閑兩種標志01111110想要發(fā)送必須得到令牌，得到后把想要發(fā)送必須得到令牌，得到后把T的標志改為忙的

5、標志的標志改為忙的標志各種都監(jiān)聽令牌，當接收點發(fā)現(xiàn)報各種都監(jiān)聽令牌，當接收點發(fā)現(xiàn)報文是發(fā)送給自己的時候，立刻接收文是發(fā)送給自己的時候，立刻接收信息，在令牌上加上正確的標志，信息，在令牌上加上正確的標志，令牌回到發(fā)送站，發(fā)送站將令牌標令牌回到發(fā)送站，發(fā)送站將令牌標志改為閑標志志改為閑標志Token Ring控制方式具有以下特點：控制方式具有以下特點： 確定的介質訪問延遲時間。確定的介質訪問延遲時間。 通過令牌控制，沒有信號沖突，高負載時數(shù)據(jù)吞吐率通過令牌控制，沒有信號沖突，高負載時數(shù)據(jù)吞吐率不降低。不降低。 可提供優(yōu)先級服務?？商峁﹥?yōu)先級服務。 環(huán)的初始化、維護比較復雜，添加和減少結點都比較環(huán)的

6、初始化、維護比較復雜，添加和減少結點都比較麻煩。麻煩。 在在IBM Token Ring的基礎上，的基礎上，IEEE 802委員會制定了委員會制定了IEEE 802.4標準（令牌總線網），定義了令牌傳遞環(huán)標準（令牌總線網），定義了令牌傳遞環(huán)形網的形網的MAC子層和物理層連接規(guī)范。子層和物理層連接規(guī)范。盡管確切講盡管確切講Token Ring和和IEEE802.5是不同的，但兩者使用起來完是不同的，但兩者使用起來完全兼容，人們也習慣于將他們看作同一個東西。全兼容，人們也習慣于將他們看作同一個東西。 4.2.2 令牌總線網Token Bus 協(xié)議標準協(xié)議標準IEEE802.4令牌總線局域網的兩個主

7、要特點，就是令牌總線局域網在物理上是一個令牌總線局域網的兩個主要特點，就是令牌總線局域網在物理上是一個總線網，而在邏輯上卻是一個令牌網。令牌傳遞的順序與站的物理位置總線網，而在邏輯上卻是一個令牌網。令牌傳遞的順序與站的物理位置無關，在圖中設令牌按照無關，在圖中設令牌按照ADBEFA的順序傳遞的順序傳遞 4.2.2 令牌總線網Token Bus 總線是一根線形的電纜，其上連接著各個節(jié)點，令總線是一根線形的電纜，其上連接著各個節(jié)點，令牌的傳遞通過總線以廣播方式進行，每個節(jié)點傳送牌的傳遞通過總線以廣播方式進行，每個節(jié)點傳送的幀其它節(jié)點都能收到。邏輯上，所有節(jié)點構成一的幀其它節(jié)點都能收到。邏輯上，所有

8、節(jié)點構成一個環(huán)，每個節(jié)點都有前方節(jié)點和后繼節(jié)點，并知道個環(huán)，每個節(jié)點都有前方節(jié)點和后繼節(jié)點，并知道它們的地址。所有正常工作著的結點形成一個完整它們的地址。所有正常工作著的結點形成一個完整的邏輯環(huán)。的邏輯環(huán)。 節(jié)點發(fā)送前必須獲得令牌，整個網絡上只有一個令節(jié)點發(fā)送前必須獲得令牌，整個網絡上只有一個令牌，獲得令牌的幀可以發(fā)送一幀。牌，獲得令牌的幀可以發(fā)送一幀。 令牌環(huán)網與總線型的以太網都是共享傳輸介質，以廣令牌環(huán)網與總線型的以太網都是共享傳輸介質，以廣播方式發(fā)送信息。但令牌環(huán)控制簡單，消除了信息流播方式發(fā)送信息。但令牌環(huán)控制簡單，消除了信息流擁擠堵塞的問題，傳輸距離遠，傳輸速率快，早期為擁擠堵塞的問

9、題，傳輸距離遠，傳輸速率快，早期為4Mbps，近幾年常用的為近幾年常用的為16Mbps，且有優(yōu)先權，適于且有優(yōu)先權，適于實時控制。實時控制。 令牌總線局域網既具有總線網的接入方便和可靠令牌總線局域網既具有總線網的接入方便和可靠性較高的優(yōu)點，也具有令牌環(huán)形網的無沖突和發(fā)送性較高的優(yōu)點，也具有令牌環(huán)形網的無沖突和發(fā)送時延確定的優(yōu)點。時延確定的優(yōu)點。 令牌總線的特點：無沖突的訪問方式。無沖突的訪問方式。確定的訪問最大時延。確定的訪問最大時延。 介質訪問可調節(jié)（可引入優(yōu)先權策略）。介質訪問可調節(jié)（可引入優(yōu)先權策略）。物理上的總線網，邏輯上的環(huán)形網的這一特點使之物理上的總線網，邏輯上的環(huán)形網的這一特點使

10、之既具有總線網的連接簡單、距離長、可廣播通信等既具有總線網的連接簡單、距離長、可廣播通信等優(yōu)點，又具有環(huán)型網的介質訪問可確定性和可調節(jié)優(yōu)點，又具有環(huán)型網的介質訪問可確定性和可調節(jié)性的優(yōu)點。性的優(yōu)點。吞吐量在輕載時令牌總線網是低效的，在重負荷時吞吐量在輕載時令牌總線網是低效的，在重負荷時有較高的效率。有較高的效率。4.2.3 光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI） IEEE802.8標準，標準，20世紀世紀90年代流行年代流行 FDDI也采用令牌環(huán)傳輸協(xié)議，但有兩點不同。也采用令牌環(huán)傳輸協(xié)議，但有兩點不同。一是采用雙環(huán)拓撲結構，二是以光纜為傳輸介一是采用雙環(huán)拓撲結構，二是以光纜為傳輸介質。質。FDDI雙

11、環(huán)結構如圖所示。雙環(huán)結構如圖所示。 光纖分布數(shù)據(jù)接口光纖分布數(shù)據(jù)接口FDDI（Fiber Distributed Data Interface）是計算機網絡技術向高速發(fā)展階段的第一種）是計算機網絡技術向高速發(fā)展階段的第一種高速網絡技術，它的傳輸速率為高速網絡技術，它的傳輸速率為100Mbps，符合美國標，符合美國標準準ANSI X3T9.5，后被，后被ISO接收為國際標準接收為國際標準ISO 9314。FDDI網絡在設計上沿用了網絡在設計上沿用了IEEE 802系列局域網的設計規(guī)范，系列局域網的設計規(guī)范，上層仍采用與其它局域網相同的邏輯鏈路控制上層仍采用與其它局域網相同的邏輯鏈路控制LLC子層

12、子層的標準結構，并對已經成熟的，在重負荷情況下仍能保的標準結構，并對已經成熟的，在重負荷情況下仍能保持高吞吐量的持高吞吐量的IEEE 802.5 Token Ring令牌環(huán)網絡技術加以令牌環(huán)網絡技術加以改進，以多增加一條光纖鏈路為代價，構成一種被稱為改進，以多增加一條光纖鏈路為代價，構成一種被稱為反向雙環(huán)（反向雙環(huán)（Dual Counter-Rotating Ring）的特殊結構，）的特殊結構，彌補了環(huán)型網絡拓撲結構的缺陷，提高了彌補了環(huán)型網絡拓撲結構的缺陷，提高了FDDI網絡系統(tǒng)網絡系統(tǒng)的可靠性。的可靠性。 FDDI主要優(yōu)點：主要優(yōu)點：、較長的傳輸距離，相鄰站間的最大長度可達、較長的傳輸距離

13、，相鄰站間的最大長度可達2KM，最大站間距，最大站間距離為離為200KM。、具有較大的帶寬，、具有較大的帶寬，F(xiàn)DDI的設計帶寬為的設計帶寬為100Mb/s。、具有對電磁和射頻干擾抑制能力，在傳輸過程中不受電磁和射、具有對電磁和射頻干擾抑制能力，在傳輸過程中不受電磁和射頻噪聲的影響頻噪聲的影響,也不影響其設備。也不影響其設備。、光纖可防止傳輸過程中被分接偷聽，也杜絕了輻射波的竊聽、光纖可防止傳輸過程中被分接偷聽，也杜絕了輻射波的竊聽,因因而是最安全的傳輸媒體。而是最安全的傳輸媒體。 由光纖構成的由光纖構成的FDDI，其基本結構為逆向雙環(huán)，如圖所示。一個，其基本結構為逆向雙環(huán)，如圖所示。一個環(huán)為

14、主環(huán)，另一個環(huán)為備用環(huán)。當主環(huán)上的設備失效或光纜發(fā)生環(huán)為主環(huán)，另一個環(huán)為備用環(huán)。當主環(huán)上的設備失效或光纜發(fā)生故障時故障時,通過從主環(huán)向備用環(huán)的切換可繼續(xù)維持通過從主環(huán)向備用環(huán)的切換可繼續(xù)維持FDDI的正常工作。的正常工作。這種故障容錯能力是其它網絡所沒有的。這種故障容錯能力是其它網絡所沒有的。FDDI的應用狀況 FDDI技術發(fā)展成熟，有全球統(tǒng)一的技術標準，技術發(fā)展成熟，有全球統(tǒng)一的技術標準，加上前面的優(yōu)點，使之成為加上前面的優(yōu)點，使之成為20世紀世紀90年代初年代初期到中期最為流行的網絡。期到中期最為流行的網絡。 FDDI的缺點是價格偏高，其網卡是以太網卡的缺點是價格偏高，其網卡是以太網卡價格

15、的價格的10多倍，配套設備費用高，技術要求多倍，配套設備費用高，技術要求高。高。FDDI的結構向的結構向ATM過渡也不如交換式以太過渡也不如交換式以太網容易。所以到了網容易。所以到了20世紀世紀90年代中后期，年代中后期，F(xiàn)DDI就不如交換式快速以太網和就不如交換式快速以太網和ATM網那么網那么流行了。流行了。 FDDI采用雙環(huán)拓撲結構，可用一根采用雙環(huán)拓撲結構，可用一根4芯光纜實現(xiàn)，在芯光纜實現(xiàn)，在光纖使用量上增加一倍，但卻大大提高了網絡線路光纖使用量上增加一倍，但卻大大提高了網絡線路的可靠性。它分為主環(huán)和副環(huán)，主環(huán)沿逆時針方向的可靠性。它分為主環(huán)和副環(huán)，主環(huán)沿逆時針方向傳輸數(shù)據(jù)，副環(huán)沿順時

16、針方向傳輸數(shù)據(jù)。在正常情傳輸數(shù)據(jù)，副環(huán)沿順時針方向傳輸數(shù)據(jù)。在正常情況下，兩個環(huán)路可同時傳送信息，并采用多令牌環(huán)況下，兩個環(huán)路可同時傳送信息，并采用多令牌環(huán)介質訪問協(xié)議，提高了網絡的傳輸速度和效率。介質訪問協(xié)議，提高了網絡的傳輸速度和效率。 當主環(huán)或副環(huán)光纜有一個出現(xiàn)故障或被切斷時，另當主環(huán)或副環(huán)光纜有一個出現(xiàn)故障或被切斷時，另一條環(huán)路可保證網絡正常工作一條環(huán)路可保證網絡正常工作 當環(huán)路上某臺主機出現(xiàn)故障，如圖當環(huán)路上某臺主機出現(xiàn)故障，如圖1.39中的中的B不能工作時，距不能工作時，距B最近的兩個點最近的兩個點A和和C能自動將各自的主環(huán)和副環(huán)閉合，組成除能自動將各自的主環(huán)和副環(huán)閉合，組成除B之

17、外的新環(huán)路。之外的新環(huán)路。 由于使用了光纜，提高了網絡的傳輸速度，延長了網絡傳輸距由于使用了光纜，提高了網絡的傳輸速度，延長了網絡傳輸距離。離。FDDI的傳輸速率為的傳輸速率為100Mbps，使多媒體信息得以傳輸。信使多媒體信息得以傳輸。信息高速公路以光纜為主干網，才有可能使電腦、電視、電話三息高速公路以光纜為主干網，才有可能使電腦、電視、電話三位一體。位一體。 光纜有單模與多模之分。多模光纜一段最長距離為光纜有單模與多模之分。多模光纜一段最長距離為2km，而單而單模光纜一段最長距離可達模光纜一段最長距離可達10km。FDDI一條環(huán)路的長度允許到一條環(huán)路的長度允許到200km，其覆蓋地域之廣超

18、過了其他網絡。圖其覆蓋地域之廣超過了其他網絡。圖1.39 計算機計算機B故故障，自動組成新的環(huán)路。障，自動組成新的環(huán)路。4.2.4 以太網ethenet一、以太網的發(fā)展一、以太網的發(fā)展二、以太網的工作原理二、以太網的工作原理三、傳統(tǒng)以太網三、傳統(tǒng)以太網四、共享式以太網與共享式以太網四、共享式以太網與共享式以太網五、高速以太網五、高速以太網六、千兆以太網六、千兆以太網七、萬兆以太網七、萬兆以太網八、虛擬局域網八、虛擬局域網九、無線局域網九、無線局域網4.2.4 以太網 什么是以太與名字的起源什么是以太與名字的起源 以太網這個名字，起源于一個科學假設：聲音是以太網這個名字，起源于一個科學假設：聲音

19、是通過空氣傳播的，那么光呢？在外太空沒有空氣通過空氣傳播的，那么光呢？在外太空沒有空氣光也可以傳播。于是，光也可以傳播。于是，有人說光是通過一種叫以有人說光是通過一種叫以太的物質傳播。后來，愛因斯坦證明以太根本就太的物質傳播。后來，愛因斯坦證明以太根本就不存在。不存在。一、以太網的發(fā)展 1980年年9月，月，DEC（ Digital Equipment Corporation ，美國數(shù)字設，美國數(shù)字設備公司，備公司， 1998年年1月月DEC公司被康柏以公司被康柏以96億美元的價格收購，億美元的價格收購，2001年惠普康柏宣布合并）公司、年惠普康柏宣布合并）公司、Intel公司和公司和Xero

20、x公司（施樂公公司（施樂公司）三方在司）三方在Bob Metcalfe的實驗型以太網的基礎上，正式推出了的實驗型以太網的基礎上，正式推出了以太網以太網DIX 1.0規(guī)范，規(guī)范，DIX1.0以以10Mbps的速度運行，的速度運行，1982年，年，3家家公司公布了以太網公司公布了以太網DIX2.0規(guī)范作為終結。規(guī)范作為終結。 這三家公司將此規(guī)范提交給這三家公司將此規(guī)范提交給IEEE(電子電氣工程師協(xié)會電子電氣工程師協(xié)會)802委員委員會，經過會，經過IEEE成員的修改并通過，變成了成員的修改并通過，變成了IEEE的正式標準，并編的正式標準，并編號為號為IEEE802.3。Ethernet和和IEE

21、E802.3雖然有很多規(guī)定不同，但術雖然有很多規(guī)定不同，但術語語Ethernet通常認為與通常認為與802.3是兼容的是兼容的二、以太網的工作原理 在以太網中，所有的節(jié)點共享傳輸介質。如何保證傳輸介質有序、高效地為許多節(jié)點提供傳輸服務，就是以太網的介質訪問控制協(xié)議要解決的問題。 以以太網采用載波幀聽多路訪問太網采用載波幀聽多路訪問/沖突檢測沖突檢測CSMA/CD（ Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect ）介質訪問控制方法的機制。以太網中節(jié)點都可以看到在網機制。以太網中節(jié)點都可以看到在網絡中發(fā)送的所有信息，因此，我們說以太網是一種廣絡中發(fā)送

22、的所有信息，因此，我們說以太網是一種廣播網絡。播網絡。共享信道的廣播通信方式注意：通信的地址問題和沖突問題 “載波監(jiān)聽載波監(jiān)聽”是指每一個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要是指每一個站在發(fā)送數(shù)據(jù)之前先要檢測一下總線上是否有其他計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)，檢測一下總線上是否有其他計算機在發(fā)送數(shù)據(jù)，如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生沖突。如果有，則暫時不要發(fā)送數(shù)據(jù)，以免發(fā)生沖突。 “多路訪問多路訪問”表示許多計算機以多點接入的方式表示許多計算機以多點接入的方式連接在一根總線上，總線可以多路訪問。連接在一根總線上，總線可以多路訪問。 “沖突檢測沖突檢測”就是計算機邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道就是計算機邊發(fā)送數(shù)據(jù)邊檢測信道上的信號

23、電壓大小。當幾個站同時在總線上發(fā)送上的信號電壓大小。當幾個站同時在總線上發(fā)送數(shù)據(jù)時，總線上的信號電壓擺動值將會增大（互數(shù)據(jù)時，總線上的信號電壓擺動值將會增大（互相疊加）。當一個站檢測到的信號電壓擺動值超相疊加）。當一個站檢測到的信號電壓擺動值超過一定的門限值時，就認為總線上至少有兩個站過一定的門限值時，就認為總線上至少有兩個站同時在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產生了沖突。在發(fā)生沖突同時在發(fā)送數(shù)據(jù)，表明產生了沖突。在發(fā)生沖突時，總線上傳輸?shù)男盘柈a生了嚴重的失真，就無時，總線上傳輸?shù)男盘柈a生了嚴重的失真，就無法從中恢復出有用的數(shù)據(jù)。法從中恢復出有用的數(shù)據(jù)。1.CSMA/CD的工作原理先聽后發(fā)、邊發(fā)邊聽、沖突停止

24、、延時重發(fā)先聽后發(fā)、邊發(fā)邊聽、沖突停止、延時重發(fā) 2.CSMA/CD的基本思想 CSMA/CD是帶有沖突檢測的是帶有沖突檢測的CSMA，其基本其基本思想是：思想是：當一個節(jié)點要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先當一個節(jié)點要發(fā)送數(shù)據(jù)時，首先監(jiān)聽信道；如果信道空閑就發(fā)送數(shù)據(jù)，并監(jiān)聽信道；如果信道空閑就發(fā)送數(shù)據(jù)，并繼續(xù)監(jiān)聽；如果在數(shù)據(jù)發(fā)送過程中監(jiān)聽到繼續(xù)監(jiān)聽；如果在數(shù)據(jù)發(fā)送過程中監(jiān)聽到了沖突，則立刻停止數(shù)據(jù)發(fā)送，等待一段了沖突，則立刻停止數(shù)據(jù)發(fā)送，等待一段隨機的時間后，重新開始嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)。隨機的時間后，重新開始嘗試發(fā)送數(shù)據(jù)。3.以太網的工作過程如下 1、監(jiān)聽信道上收否有信號在傳輸。如果有的話，表明、監(jiān)聽信道上收否有

25、信號在傳輸。如果有的話，表明信道處于忙狀態(tài)，就繼續(xù)監(jiān)聽，直到信道空閑為止。若信道處于忙狀態(tài)，就繼續(xù)監(jiān)聽，直到信道空閑為止。若沒有監(jiān)聽到任何信號，就傳輸數(shù)據(jù)。沒有監(jiān)聽到任何信號，就傳輸數(shù)據(jù)。 2、傳輸?shù)臅r候繼續(xù)監(jiān)聽，如發(fā)現(xiàn)沖突，則立即停止發(fā)、傳輸?shù)臅r候繼續(xù)監(jiān)聽，如發(fā)現(xiàn)沖突，則立即停止發(fā)送，沖突雙方執(zhí)行退避算法，隨機等待一段時間后，重送，沖突雙方執(zhí)行退避算法，隨機等待一段時間后，重新執(zhí)行步驟新執(zhí)行步驟1（當沖突發(fā)生時，涉及沖突的計算機會發(fā)（當沖突發(fā)生時，涉及沖突的計算機會發(fā)送會返回到監(jiān)聽信道狀態(tài)。送會返回到監(jiān)聽信道狀態(tài)。 注意：每臺計算機一次只注意：每臺計算機一次只允許發(fā)送一個包，一個擁塞序列，以

26、警告所有的節(jié)點）；允許發(fā)送一個包，一個擁塞序列，以警告所有的節(jié)點）；若未發(fā)現(xiàn)沖突則發(fā)送成功。若未發(fā)現(xiàn)沖突則發(fā)送成功。 3.網絡上的每個站點都在收聽信息，一旦數(shù)據(jù)包接收地網絡上的每個站點都在收聽信息，一旦數(shù)據(jù)包接收地址是自己，立刻接收到自己計算機中存儲起來，并向發(fā)址是自己，立刻接收到自己計算機中存儲起來，并向發(fā)送站回答正確達到，若出錯，則要求重發(fā)。送站回答正確達到，若出錯，則要求重發(fā)。4.三種算法及特點 非堅持的非堅持的CSMA：線路忙，等待一段時間，再偵聽；線路忙，等待一段時間，再偵聽；不忙時，立即發(fā)送；減少沖突，信道利用率降低不忙時，立即發(fā)送；減少沖突，信道利用率降低 1堅持的堅持的CSMA

27、：線路忙，繼續(xù)偵聽；不忙時，立即線路忙，繼續(xù)偵聽；不忙時，立即發(fā)送；提高信道利用率，增大沖突：發(fā)送；提高信道利用率，增大沖突： p堅持的堅持的CSMA：線線路忙，繼續(xù)偵聽；不忙時，根據(jù)路忙，繼續(xù)偵聽；不忙時，根據(jù)p概率進行發(fā)送，另外的概率進行發(fā)送，另外的1-p概率為繼續(xù)偵聽（概率為繼續(xù)偵聽（p是一是一個指定概率值）；有效平衡，但復雜個指定概率值）；有效平衡，但復雜三、傳統(tǒng)以太網 開始以太網只有開始以太網只有10Mbps的吞吐量，使用的是的吞吐量，使用的是CSMACD（帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問）的帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問）的訪問控制方法，這種早期的訪問控制方法，這種早期的10Mbps

28、以太網稱之為標以太網稱之為標準以太網，又稱為傳統(tǒng)以太網。以太網主要有兩種準以太網，又稱為傳統(tǒng)以太網。以太網主要有兩種傳輸介質，那就是雙絞線和同軸電纜。所有的以太傳輸介質，那就是雙絞線和同軸電纜。所有的以太網都遵循網都遵循IEEE 802.3標準，下面列出是標準，下面列出是IEEE 802.3的一的一些以太網絡標準，在這些標準中前面的數(shù)字表示傳些以太網絡標準，在這些標準中前面的數(shù)字表示傳輸速度，單位是輸速度，單位是“Mbps”，最后的一個數(shù)字表示單段最后的一個數(shù)字表示單段網線長度（基準單位是網線長度（基準單位是100m），），Base表示表示“基帶基帶”的意思，的意思，Broad代表代表“帶寬帶

29、寬”。IEEE 802.3常見傳統(tǒng)以太網絡標準 10Base5 使用粗同軸電纜，最大網段長度為使用粗同軸電纜，最大網段長度為500m，基帶基帶傳輸方法；傳輸方法； 10Base2 使用細同軸電纜，最大網段長度為使用細同軸電纜，最大網段長度為185m，基帶基帶傳輸方法；傳輸方法； 10BaseT 使用雙絞線電纜，最大網段長度為使用雙絞線電纜，最大網段長度為100m； 1Base5 使用雙絞線電纜，最大網段長度為使用雙絞線電纜，最大網段長度為500m，傳輸傳輸速度為速度為1Mbps； 10Broad36 使用同軸電纜（使用同軸電纜（RG59U CATV），），最大網最大網段長度為段長度為3600m

30、，是一種寬帶傳輸方式；是一種寬帶傳輸方式； 10BaseF 使用光纖傳輸介質，傳輸速率為使用光纖傳輸介質，傳輸速率為10Mbps；28四、共享式以太網與交換式以太網 共享式以太網的典型代表是使用共享式以太網的典型代表是使用10Base2/10Base5的總線型網絡和以集線器的總線型網絡和以集線器（集線（集線 器）為核心的星型網絡。器）為核心的星型網絡。 在使用集線器的以太網中，集線器將很多在使用集線器的以太網中，集線器將很多以太網設備集中到一臺中心設備上，這些以太網設備集中到一臺中心設備上，這些設備都連接到集線器中的同一物理總線結設備都連接到集線器中的同一物理總線結構中。構中。以集線器為中心的

31、共享式局域網 從本質上講，以集線器為核心的以太網同從本質上講，以集線器為核心的以太網同原先的總線型以太網無根本區(qū)別。原先的總線型以太網無根本區(qū)別。30集線器的工作原理 沖突域的概念 沖突域就是連接在同一共享傳輸介質上的所有沖突域就是連接在同一共享傳輸介質上的所有工作站的集合工作站的集合,或者說是同一物理網段上所有節(jié)或者說是同一物理網段上所有節(jié)點的集合點的集合,或者說是以太網上競爭同一帶寬的節(jié)或者說是以太網上競爭同一帶寬的節(jié)點集合。點集合。 換句話說，基于換句話說，基于CSMA/CD的以太網是的以太網是總線網絡，如果兩個或更多站同時有幀在等待總線網絡，如果兩個或更多站同時有幀在等待發(fā)送，那么它們

32、將發(fā)生沖突。發(fā)送，那么它們將發(fā)生沖突。一組競爭信道訪一組競爭信道訪問的站稱為沖突域。問的站稱為沖突域。同一個沖突域中的站競爭同一個沖突域中的站競爭信道，不同沖突域的站不會競爭公共信道。信道，不同沖突域的站不會競爭公共信道。如果所有節(jié)點使用物理層設備進行互聯(lián)，則所如果所有節(jié)點使用物理層設備進行互聯(lián)，則所有節(jié)點同處于一個沖突域中。有節(jié)點同處于一個沖突域中。 隔離沖突域 交換式以太網的出現(xiàn) 共享式網絡存在的問題如下：共享式網絡存在的問題如下：隨著網絡接入節(jié)點的增多，沖突增多，線隨著網絡接入節(jié)點的增多，沖突增多，線路的有效傳輸嚴重下降，線路上充斥著大路的有效傳輸嚴重下降，線路上充斥著大量無效無用的沖突

33、信號，而嚴重影響網絡量無效無用的沖突信號，而嚴重影響網絡的性能，因此，需要對網絡中的沖突進行的性能，因此，需要對網絡中的沖突進行解決。解決。網絡的擴大，數(shù)據(jù)流量應該本地化，也就網絡的擴大，數(shù)據(jù)流量應該本地化，也就是本地的兩臺計算機之間的通信，不應該是本地的兩臺計算機之間的通信，不應該影響其他網絡的數(shù)據(jù)通信。影響其他網絡的數(shù)據(jù)通信。 交換式以太網 以前，只要數(shù)據(jù)鏈路層遵從以前，只要數(shù)據(jù)鏈路層遵從CSMA/CD協(xié)議通信，協(xié)議通信，那么它就可以被稱為以太網，但隨著接入共享網那么它就可以被稱為以太網，但隨著接入共享網絡設備的增加，沖突會使網絡的傳輸效率越來越絡設備的增加，沖突會使網絡的傳輸效率越來越低

34、。后來，低。后來，交換機的出現(xiàn)使全雙工以太網得到了交換機的出現(xiàn)使全雙工以太網得到了更好的實現(xiàn)。更好的實現(xiàn)。未來，以太網會披上光的外衣，飛未來，以太網會披上光的外衣，飛的更快。的更快。 在交換式以太網中，交換機根據(jù)收到的數(shù)據(jù)幀中在交換式以太網中，交換機根據(jù)收到的數(shù)據(jù)幀中的的MAC地址決定數(shù)據(jù)幀應發(fā)向交換機的哪個端口。地址決定數(shù)據(jù)幀應發(fā)向交換機的哪個端口。因為端口間的幀傳輸彼此屏蔽，因為端口間的幀傳輸彼此屏蔽，因此節(jié)點就不擔因此節(jié)點就不擔心自己發(fā)送的幀在通過交換機時是否會與其他節(jié)心自己發(fā)送的幀在通過交換機時是否會與其他節(jié)點發(fā)送的幀產生沖突。點發(fā)送的幀產生沖突。交換式以太網概述 在網橋應用的基礎上，

35、在網橋應用的基礎上，1990年年Kalpana公司推出公司推出世界世界上第一臺以太網交換機上第一臺以太網交換機EtherSwitch EPS-700，它能同，它能同時提供多條數(shù)據(jù)傳輸路徑，使網絡整體吞吐量顯著提時提供多條數(shù)據(jù)傳輸路徑，使網絡整體吞吐量顯著提高。高。 交換式以太網的核心部件是以太網交換機。交換式以太網的核心部件是以太網交換機。它的主要它的主要特點是：所有端口平時都不連通，當結點間需要通信特點是：所有端口平時都不連通，當結點間需要通信時，交換機才為相應結點進行連接；當多對結點需要時，交換機才為相應結點進行連接；當多對結點需要通信時，交換機提供多對結點間的并發(fā)連接，通信時，交換機提供

36、多對結點間的并發(fā)連接，使每一使每一對相互通信的結點都能像獨占介質那樣，無沖突地傳對相互通信的結點都能像獨占介質那樣，無沖突地傳送數(shù)據(jù)。送數(shù)據(jù)。共享式以太網與交換式以太網五、快速以太網（Fast Ethernet ） 隨著網絡規(guī)模的擴大、結點數(shù)的增加以及多媒隨著網絡規(guī)模的擴大、結點數(shù)的增加以及多媒體的應用，網絡帶寬成了計算機網絡性能的瓶頸。體的應用，網絡帶寬成了計算機網絡性能的瓶頸。為了解決這個問題，人們提出了三種不同的方法。為了解決這個問題，人們提出了三種不同的方法。第一種是第一種是分割網段，通過減少每個子網內部結點分割網段，通過減少每個子網內部結點數(shù)的方法，使網絡性能得到改善。數(shù)的方法，使網

37、絡性能得到改善。 第二種是第二種是將局域網的數(shù)據(jù)傳輸速率，從將局域網的數(shù)據(jù)傳輸速率，從10Mbps提高到提高到100Mbps，使每個結點平均能得到的帶寬，使每個結點平均能得到的帶寬提高提高。 第三種是：將第三種是：將“共享介質方式共享介質方式”改為改為“交換方式交換方式”，這導致了，這導致了“交換局域網交換局域網”技術的技術的發(fā)展。發(fā)展。100Base-T （標準IEEE802.3u） 快速以太網（快速以太網（Fast Ethernet）也就是我們常說的百也就是我們常說的百兆以太網，它在保持幀格式、兆以太網，它在保持幀格式、MAC（介質存取控介質存取控制）機制和制）機制和MTU（最大傳送單元）

38、質量的前提下，最大傳送單元）質量的前提下，其速率比其速率比10BaseT的以太網增加了的以太網增加了10倍。二者之倍。二者之間的相似性使得間的相似性使得10BaseT以太網現(xiàn)有的應用程序以太網現(xiàn)有的應用程序和網絡管理工具能夠在快速以太網上使用?？焖俸途W絡管理工具能夠在快速以太網上使用?？焖僖蕴W是基于擴充的以太網是基于擴充的IEEE802.3標準。標準。100Base-T支持的傳輸介質的標準 名稱名稱 電纜電纜最大分段長最大分段長度度特點特點100Base-T4雙絞線雙絞線100m使用使用3類類UTP100Base-TX雙絞線雙絞線100m5類類UTP 全全雙工雙工100Base-FX光纖光纖

39、2000m全雙工、長全雙工、長距離距離 100Base-T4 100Base-T4支持支持4對對3類類UTP?？紤]到對傳統(tǒng)以太網的?？紤]到對傳統(tǒng)以太網的兼容和升級，能使用兼容和升級，能使用3類類UTP顯然是必要的。它使用了顯然是必要的。它使用了四對雙絞線，采用三元信號編碼。每秒鐘有四對雙絞線，采用三元信號編碼。每秒鐘有25M個時個時鐘周期，每個周期發(fā)送鐘周期，每個周期發(fā)送4比特，這樣就獲得了所要求比特，這樣就獲得了所要求的的100Mbps的數(shù)據(jù)傳輸速度。的數(shù)據(jù)傳輸速度。 100Base-TX 100Base-TX支持支持2對對5類非屏蔽雙絞線或類非屏蔽雙絞線或2對對l類屏蔽雙類屏蔽雙絞線。絞線

40、。使用兩對雙絞線連接集線器，一對用于發(fā)送數(shù)使用兩對雙絞線連接集線器，一對用于發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對用于接收數(shù)據(jù)，是全雙工的系統(tǒng)。據(jù)，另一對用于接收數(shù)據(jù)，是全雙工的系統(tǒng)。 100Base-FX 100Base-FX支持支持2芯的多模光纖芯的多模光纖。每根光纖都可用于兩。每根光纖都可用于兩個方向，是全雙工的。站點與集線器之間的最大距離個方向，是全雙工的。站點與集線器之間的最大距離可達可達2 km。 六、千兆位以太網 千兆位以太網的千兆位以太網的數(shù)據(jù)傳輸速率達到數(shù)據(jù)傳輸速率達到1000Mbps，但仍保但仍保留著標準留著標準10Mbps Ethernet的所有特征的所有特征（數(shù)據(jù)幀格式、（數(shù)據(jù)幀格式、介質訪

41、問控制方法、組網方法），只是將標準以太網每介質訪問控制方法、組網方法），只是將標準以太網每個比特的發(fā)送時間由個比特的發(fā)送時間由100ns降低到降低到1ns，在物理層使用不，在物理層使用不同編碼并定義了新的物理層標準。同編碼并定義了新的物理層標準。 IEEE 802.3z千兆以太網標準千兆以太網標準在在1998年年6月正式通過，它月正式通過，它規(guī)定了下列幾種物理層標準：規(guī)定了下列幾種物理層標準： 1000Base-CX，采用，采用STP雙絞線，傳輸距離雙絞線，傳輸距離25米。米。 1000Base-T，采用，采用5類類UTP，傳輸距離，傳輸距離100米。米。 1000Base-SX，使用波長為，

42、使用波長為850nm的多模光纖，傳輸距的多模光纖，傳輸距離最大離最大500m。 1000Base-LX，使用波長為，使用波長為1300nm的單模光纖，傳輸距的單模光纖，傳輸距離最大離最大3000m。 千兆以太網有千兆以太網有全雙工和半雙工兩種工作方式全雙工和半雙工兩種工作方式；采用；采用多模和單模光纖作為通信介質，連接距離分別為作為通信介質，連接距離分別為500m和3000m。千兆以太網也可在。千兆以太網也可在4對對5類線上支持千兆位信令，類線上支持千兆位信令，連接距離連接距離100m。 千兆以太網交換機具有很高的千兆以太網交換機具有很高的可靠性和冗余度可靠性和冗余度。配置在。配置在干線上的交

43、換機不僅能夠傳送數(shù)據(jù)，而且能夠傳送音頻干線上的交換機不僅能夠傳送數(shù)據(jù)，而且能夠傳送音頻和視頻信息。業(yè)務管理、擁擠控制和業(yè)務質量（和視頻信息。業(yè)務管理、擁擠控制和業(yè)務質量（QoS）都是其重要的評估指標。都是其重要的評估指標。 實現(xiàn)千兆以太網最常見的辦法是實現(xiàn)千兆以太網最常見的辦法是采用三層設計采用三層設計，以兼容，以兼容早期的以太網產品。最下面的一層由早期的以太網產品。最下面的一層由10Mbps集線器或集線器或交換機加交換機加100Mbps上行鏈路組成，第二層由上行鏈路組成，第二層由100Mbps以以太網交換機加千兆以太網上行鏈路組成，最高層由千兆太網交換機加千兆以太網上行鏈路組成，最高層由千兆

44、交換機實現(xiàn)交換，每一層交換機逐步提高干線交換速率。交換機實現(xiàn)交換，每一層交換機逐步提高干線交換速率。 七、萬兆以太網 萬兆以太網技術與千兆以太網類似，仍然萬兆以太網技術與千兆以太網類似，仍然保留了以太網幀結構。通過不同的編碼方保留了以太網幀結構。通過不同的編碼方式或波分復用提供式或波分復用提供10Gbit/s傳輸速度。所以傳輸速度。所以就其本質而言，就其本質而言，10G以太網仍是以太網的一以太網仍是以太網的一種類型。種類型。 10G以太網于以太網于2002年年7月在月在IEEE通過。通過。10G以以太網包括太網包括10GBASEX、10GBASER和和10GBASEW。44八、虛擬局域網 一種

45、將局域網設備從邏輯上劃分（注意，不是從物理上一種將局域網設備從邏輯上劃分（注意，不是從物理上劃分）成一個網段，從而實現(xiàn)虛擬工作組的新興數(shù)據(jù)交劃分）成一個網段，從而實現(xiàn)虛擬工作組的新興數(shù)據(jù)交換技術。換技術。45 同一個物理網同一個物理網絡，分成絡，分成3個個VLAN.八、虛擬局域網 虛擬網絡是建立在局域網交換機交換機或ATM交換機交換機之上的，它以軟件方式軟件方式來實現(xiàn)邏輯工作組的劃分和管理，邏輯工邏輯工作組的結點組成不受物理位置的限制。作組的結點組成不受物理位置的限制。同一邏輯工作組的成員不一定要連接在同一個物理網段上，它們可以連接在同一個局域網交換機上，也可以連接在不同的局域網交換機上，只要

46、這些交換機是互連的。但它們之間的通信就像在同一個物理網段上一樣。46虛擬局域網的優(yōu)點 廣播控制廣播控制 交換機可以隔離碰撞，把連接到交換機上的主機交換機可以隔離碰撞，把連接到交換機上的主機的流量轉發(fā)到對應的端口，的流量轉發(fā)到對應的端口， VLAN進一步提供在進一步提供在不同的不同的VLAN間完全隔離，廣播和多址流量只能間完全隔離，廣播和多址流量只能在在VLAN內部傳遞。內部傳遞。2.網絡管理網絡管理 因為因為VLAN是一個邏輯工作組，與地理位置無關，所以是一個邏輯工作組，與地理位置無關，所以易于網絡管理，如果一個用戶移動到另一個新的地點，易于網絡管理，如果一個用戶移動到另一個新的地點，不必像以

47、前重新拉線，只要在網管上把它拖到另一個不必像以前重新拉線，只要在網管上把它拖到另一個虛擬網絡中即可。這樣既節(jié)省了時間，又十分便于網虛擬網絡中即可。這樣既節(jié)省了時間，又十分便于網絡結構的增改、擴展，非常靈活。絡結構的增改、擴展，非常靈活。虛擬局域網的優(yōu)點3. 安全性安全性 VLAN提供的安全性有兩個方面：對于保密要求提供的安全性有兩個方面：對于保密要求高的用戶，可以分在一個高的用戶，可以分在一個VLAN中，盡管其他人中，盡管其他人在同一個物理網段內，也不能透過虛網的保護訪在同一個物理網段內，也不能透過虛網的保護訪問保密信息；因為問保密信息；因為VLAN是一個邏輯分組，與物是一個邏輯分組，與物理位

48、置無關，所以理位置無關，所以VLAN間的通信需要經過路由間的通信需要經過路由器或網橋，當經過路由器通信時，可以利用傳統(tǒng)器或網橋，當經過路由器通信時，可以利用傳統(tǒng)路由器提供的保密、過濾等路由器提供的保密、過濾等OSI三層的功能對通三層的功能對通信進行控制管理；當經過網橋通信時，利用傳統(tǒng)信進行控制管理；當經過網橋通信時，利用傳統(tǒng)網橋提供的網橋提供的OSI二層過濾功能進行包過濾。二層過濾功能進行包過濾。虛擬局域網的優(yōu)點4.性能性能 VLAN可以提高網絡中各個邏輯組中用戶的傳輸可以提高網絡中各個邏輯組中用戶的傳輸流量，比如在一個組中的用戶使用流量很大的流量，比如在一個組中的用戶使用流量很大的CAD/C

49、AM工作站，或使用廣播信息很大的應用工作站，或使用廣播信息很大的應用軟件，它只影響到本軟件，它只影響到本VLAN內的用戶，對于其他內的用戶，對于其他邏輯工作組中的用戶則不會受它的影響，仍然可邏輯工作組中的用戶則不會受它的影響，仍然可以以很高的速率傳輸，所以提高了使用性能。以以很高的速率傳輸，所以提高了使用性能。虛擬局域網拓撲結構50 不同物不同物理網絡理網絡上的計上的計算機組算機組成同一成同一個個VLAN虛擬局域網拓撲結構51Server FarmVLAN 1? ? ? ? ? ?C4006C3524C3524C3524VLAN 10VLAN 20VLAN 30C4506服務器的連接九、無線局

50、域網WLAN 無線局域網絡無線局域網絡(Wireless Local Area Networks； WLAN,標準標準EEE 802.1152移動性強布線方便組網靈活成本低廉無線局域網特點無線局域網特點無線局域網的特點 傳輸方式傳輸方式 無線電波與紅外線；無線電波與紅外線； 無線局域網的拓撲結構無線局域網的拓撲結構 無中心拓撲和有中心拓撲無中心拓撲和有中心拓撲 ；54無線局域網常見設備無線局域網常見設備 1.無線網卡無線網卡 無線網卡的作用類似于以太網中的網卡，作無線網卡的作用類似于以太網中的網卡，作為無線局域網的接口，實現(xiàn)與無線局域網的連為無線局域網的接口，實現(xiàn)與無線局域網的連接。無線網卡根據(jù)接口類型的不同，主要分為接。無線網卡根據(jù)接口類型的不同，主要分為三種類型，即三種類型，即PCMCIA無線網卡、無線網卡、PCI無線網卡和無線網卡和USB無線網卡。無線網卡。55無線局域網常見設備無線局域網常見設備 2.無線路由器（無線接入點）無線路由器（無線接入點） 接入點的作用相當于局域網交換機。它在無線局域網接入點的作用相當于局域網交換機。它在無線局域網和有線網絡之間接收、緩沖存儲和傳輸數(shù)據(jù)，以支持一和有線網絡