計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)csk第3章

1、第三章 局域網(wǎng)（Local Area Networks）局域網(wǎng): 較小地理范圍內(nèi), 利用通信線路將多種數(shù)據(jù)設(shè)備連接起 來, 實(shí)現(xiàn)相互間數(shù)據(jù)傳輸和資源共享的系統(tǒng)。局域網(wǎng)的發(fā)展： 始于70年代美國施樂公司實(shí)驗(yàn)性以太網(wǎng)和74年英國劍橋 大學(xué)的劍橋環(huán)網(wǎng)。80、90年代大范圍普及和高速發(fā)展。主要用途： 共享打印機(jī)、繪圖機(jī)等較昂貴的外部設(shè)備； 通過公共數(shù)據(jù)庫共享各類信息并進(jìn)行分散處理； 向用戶提供諸如電子郵件之類的高級服務(wù)。主要實(shí)現(xiàn)方法： 以太網(wǎng) 802.3 令牌總線 802.4 令牌環(huán) 802.5 光纖分布數(shù)據(jù)接口 FDDI3.1 局域網(wǎng)概述3.1.1 局域網(wǎng)的特點(diǎn)及其基本組成 1、局域網(wǎng)的主要特點(diǎn) 覆

2、蓋地理范圍較小，在0.110公里間。 傳輸速率較高,LAN：10100Mb/s, FDDI：100Mb/s, WAN：64kb/s2.048Mb/s。 局域網(wǎng)的經(jīng)營權(quán)和管理權(quán)歸部門所有。 便于管理、安裝和維護(hù)。2 、局域網(wǎng)的基本組成(1) 局域網(wǎng)的硬件資源 A、服務(wù)器 ( SERVER ): 局域網(wǎng)中的服務(wù)器主要用來作為文件服務(wù)器。作為局 域網(wǎng)的核心，網(wǎng)絡(luò)中共享資源大多集中于服務(wù)器中， 而服務(wù)器中裝有網(wǎng)絡(luò)OS的核心軟件，使它具有管理網(wǎng) 絡(luò)、共享資源、管理網(wǎng)絡(luò)通信和為用戶提供網(wǎng)絡(luò)服務(wù) 的功能。 進(jìn)一步分類： 文件服務(wù)器：提供大字量存儲空間,供工作站使用， 接收工作站發(fā)出的各種處理請求。 網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)

3、庫服務(wù)器:處理來自客戶端的數(shù)據(jù)庫記錄 的查詢更新等請求。 通信服務(wù)器：負(fù)責(zé)各工作站點(diǎn)對主計(jì)算機(jī)的通信 工作，以及網(wǎng)與網(wǎng)之間的通信等。 B、工作站 ( Workstation )： 聯(lián)網(wǎng)中的除服務(wù)器外的計(jì)算機(jī)。用戶訪問網(wǎng)絡(luò)共享 資源的操作臺，用戶通過工作站與服務(wù)器進(jìn)行交互 操作。 C、共享的外圍設(shè)備： 如 打印機(jī)、磁帶機(jī)、繪圖儀及CD-ROM 等。(2) 局域網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)通信硬件 局域網(wǎng)的通信硬件主要實(shí)現(xiàn)物理層和介質(zhì)訪問控制 層功能，在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)間提供數(shù)據(jù)幀的傳輸通路。 A、網(wǎng)卡：又稱網(wǎng)絡(luò)適配器 ( Network Adapter ),LAN 的通信接口，實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)通信中物理層和介質(zhì)訪問 控制層的功能

4、。涉及從計(jì)算機(jī)與電纜系統(tǒng)的物理連 接及計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)信號與電纜傳輸?shù)男盘栃问介g轉(zhuǎn)換， 到根據(jù) MAC 協(xié)議實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀的封裝和拆封,差錯(cuò)校 驗(yàn)和相應(yīng)的數(shù)據(jù)通信管理。B、傳輸媒體： 即通信介質(zhì)或通信線路。常分有線介質(zhì)和無線介質(zhì)。 有線介質(zhì)有：同軸電纜、雙絞線、光纜。 無線介質(zhì)有：微波通信、衛(wèi)星通信、蜂窩無線通信。 LAN 中常用傳輸媒體： 同軸電纜 RG-8 和 RG-11，粗纜 Ethernet。阻抗50歐。 RG-58, 細(xì)纜 Ethernet。阻抗75歐。 RG-59，有線電視傳輸及寬帶數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)。阻抗75歐。 RG-62，ARCNet 用于 IBM3270 終端。阻抗93歐。塑料外套屏蔽層絕緣層

5、銅芯同軸電纜結(jié)構(gòu)剖析圖 雙絞線 ( Twisted Pair ) 屏蔽雙絞線STP ( Shielded Twisted Pair ) 無屏蔽雙絞線UTP ( Unshielded Twisted Pair )無屏蔽雙絞線UTP塑料外套銅芯彩色絕緣層屏蔽雙絞線STP塑料外套彩色絕緣層銅芯金屬屏蔽層EIA/TIA 按電氣特性進(jìn)行雙絞線分級或分類一類線:主要用于模擬語音，通常LAN中不用。二類線:可用于綜合業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)網(wǎng),通常LAN中不用。三類線:可用于10Mb/s和IEEE802.3 10Base-T的 語音和數(shù)傳輸。 四類線:改進(jìn)了三類線的性能，可用于10Mb/s和 IEEE802.3 10Bas

6、e-T，包括16Mb/s令牌 環(huán)局域網(wǎng)?？蔀?STP 或 UTP 。五類線:可用于100Mb/s或更高,Fast Ethernet。超五類:同五類線，性能更好。光纖： 光導(dǎo)纖維(通常以非常透明的石英玻璃拉成細(xì)絲)，靠 光束進(jìn)行傳輸。光電轉(zhuǎn)換：發(fā)送端(光發(fā)射機(jī))可采用發(fā)光二極管或半導(dǎo)體激光 器在電脈沖的作用下產(chǎn)生出光脈沖，接收端(光接收機(jī))利用 光電二極管做成光電檢測器， 檢測到光脈沖時(shí)還原出電脈沖。 光纖分類：多模光纖（折射） 單模光纖（直射） 包層纖芯光波多模光纖及傳輸示意包層纖芯光波單模光纖及傳輸示意外護(hù)套包帶層光纖及包層填充物加強(qiáng)芯遠(yuǎn)供電源四芯光纖剖示圖C、局域網(wǎng)通信設(shè)備 局域網(wǎng)通信設(shè)備

7、主要用于延伸傳輸距離和網(wǎng)絡(luò) 布線。如：中繼器(Repeater)、集線器(Hub)、 交換機(jī)(Switch)。(3) 局域網(wǎng)的軟件系統(tǒng) ( NOS )網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)：控制和管理 LAN 正常運(yùn)行、向 網(wǎng)絡(luò)上計(jì)算機(jī)提供服務(wù)的特殊的軟件。 80 年代中期，NOS 多依附于廠商提供的硬 件系統(tǒng)。后來 NOS 多具有硬件無關(guān)性。 目前局域網(wǎng)操作系統(tǒng)中有： Novell公司的Netware (早年,市場占有率高) Microsoft公司的Windows NT (市場占有率高） 其他還有:Lan Manger、OS/2、Vines、Xenix、 Linux 等。3.1.2 局域網(wǎng)拓樸結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)形式的三個(gè)方面

8、1)物理拓樸結(jié)構(gòu):網(wǎng)絡(luò)中站點(diǎn)的布置形式。（特指） 2)邏輯拓樸結(jié)構(gòu):信號流動形式。 3)介質(zhì)訪問方式:站點(diǎn)獲取傳輸介質(zhì)使用權(quán)的方式。網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)常特指物理拓樸結(jié)構(gòu)，即用傳輸媒體 互聯(lián)各種設(shè)備的物理布局(物理連接形態(tài))。介質(zhì)連接形式分類 1)點(diǎn)對點(diǎn)連接 ( Point to Point Connection ) 一條介質(zhì)僅連接兩設(shè)備而不涉及第三方，兩設(shè)備 間獨(dú)享信道的整個(gè)帶寬，不存在訪問沖突。 2)多點(diǎn)連接 ( Multipoint Connection ) 多臺設(shè)備共同使用一條傳輸介質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)帶寬 共享，減少浪費(fèi)。 目前LAN常用的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 總線形、星形、環(huán)形和網(wǎng)狀、蜂窩狀

9、(無線網(wǎng)專用) 其中：環(huán)形、星形和網(wǎng)狀 - 點(diǎn)對點(diǎn)連接。 總線形和蜂窩狀 - 多點(diǎn)連接。1、總線形（BUS）： 連接形式：使用同一媒體或電纜連接所有端用戶。 介質(zhì)訪問方法：帶碰撞檢測的載波偵聽多址訪問CSMA/CD?？偩€形結(jié)構(gòu)示意圖 CSMA/CD ( 帶沖突檢測的載波偵聽多址訪問 )(Carrier SenseMultiple AccessWith Couision Detection) 有效解決多站點(diǎn)共享公共傳輸介質(zhì)的沖突問題。 工作原理：要發(fā)送數(shù)據(jù)的站點(diǎn)首先要監(jiān)聽線路的忙、 閑狀態(tài), 遇忙退縮等待，遇閑發(fā)送(同時(shí)監(jiān)聽,并 與發(fā)送內(nèi)容信號比較，同則發(fā)送成功，異則表示 沖突),檢測到?jīng)_突時(shí)退

10、縮等待延時(shí)再發(fā)送。 二進(jìn)制后退算法：退縮等待時(shí)間片數(shù)確定方法。 當(dāng)?shù)趇次沖突時(shí)，隨機(jī)選擇的等待時(shí)間片數(shù)范圍 是 0 到 2i-1。 CSMA/CD的主要特點(diǎn) 1）所有節(jié)點(diǎn)都不斷的對信道進(jìn)行監(jiān)聽 2）若信道有空，則可發(fā)送數(shù)據(jù) 3）若信道中有數(shù)據(jù)正在傳送，則按照二進(jìn)制 后退算法等待一段時(shí)間后再發(fā)送。 4）當(dāng)出現(xiàn)沖突時(shí)，就退出，暫時(shí)停止發(fā)送信息。 5）將沖突檢測信號發(fā)送給所有節(jié)點(diǎn) 6）重發(fā)數(shù)據(jù)總線形拓樸結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1）電纜上某一段故障或匹配電阻脫落將使所有工 作站無法完成數(shù)據(jù)收發(fā)，導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓。 2）每個(gè)站點(diǎn)都同時(shí)收到廣播 3）故障定位困難 4）任何時(shí)刻只能有一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù) 5）信號衰減問題使連

11、接設(shè)備數(shù)受到限制。 如細(xì)以太網(wǎng)段同時(shí)連接設(shè)備數(shù)30 6）每一網(wǎng)段長度及主干數(shù)也受到限制。 如細(xì)以太網(wǎng)段長度180M，主干數(shù)5?？偩€形變形總線形變形樹形結(jié)構(gòu)中繼器中繼器2、星形（Star） 連接形式： 處于中心位置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(稱集線器 HUB)分別連接 所有端用戶。這是目前以太網(wǎng)(Ethernet)最普遍選 用的結(jié)構(gòu)。 介質(zhì)訪問方法： CSMA/CD。 特點(diǎn): .便于集中控制。 .易于維護(hù)、安全。 .端用戶故障停機(jī)某一工作站死機(jī)不會影響 整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 .集線器故障，則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)不能運(yùn)作。 .網(wǎng)段長度不超過100M 星形、星形樹結(jié)構(gòu)示意圖HubHub中心星形結(jié)構(gòu)Hub星形樹結(jié)構(gòu)HubHubHubHub

12、3、環(huán)形（Ring） 連接形式： 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)形。 介質(zhì)訪問方法： 令牌環(huán) ( Token Ring )。 特點(diǎn): 每個(gè)端用戶都與兩個(gè)相鄰的端用戶相連，因而存在 著點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，但總是以單向方式操作。 信號每經(jīng)過一臺設(shè)備后都被重新發(fā)送一次,衰減小。 故障定位容易。 報(bào)文傳輸必須經(jīng)所有端點(diǎn)，故某一端點(diǎn)斷開，則環(huán) 上通信將終止，網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性差。 設(shè)備接入(增減)需斷開環(huán)路。 對環(huán)長和設(shè)備數(shù)限制,如IBM令牌環(huán),環(huán)長120M,設(shè)備 數(shù)96。新的環(huán)形結(jié)構(gòu):環(huán)形網(wǎng)結(jié)構(gòu)環(huán)形網(wǎng) 主環(huán)+備用環(huán)，提高 容錯(cuò)性。 如 IBM 令牌環(huán)，設(shè) 備通過多工作站訪 問單元(MS

13、AU)接入， 增減無需斷環(huán)。多工作站訪問單元MSAU入出4、網(wǎng)狀（Mesh） 連接形式： 網(wǎng)狀拓樸將網(wǎng)間所有站點(diǎn)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)的連接。 特點(diǎn): (1）所有設(shè)備間采用點(diǎn)到點(diǎn)通信，沒有爭用 信道現(xiàn)象，帶寬充足。 （2）每條電纜之間都相互獨(dú)立，當(dāng)發(fā)生故障 時(shí)，故障隔離定位方便。 （3）任何兩站點(diǎn)之間都有2條線路可以互 相連通，網(wǎng)絡(luò)的容錯(cuò)性較好。 （4）電纜數(shù)量用的較多，調(diào)整時(shí)工作量大。網(wǎng)狀物理拓樸3.2 IEEE802 標(biāo)準(zhǔn)與 典型局域網(wǎng)簡介LAN結(jié)構(gòu)的主要類型 以太網(wǎng) ( Ethernet ) 令牌環(huán) ( Token Ring ) 令牌總線 ( Token Bus ) 及 (作為這三種網(wǎng)的骨干網(wǎng)的)

14、光纖分布數(shù)據(jù)接口 ( FDDI )LAN所遵循的標(biāo)準(zhǔn) IEEE 局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會制訂的 802局域網(wǎng) 標(biāo)準(zhǔn)。 IEEE 802.X 標(biāo)準(zhǔn)IEEE 802.1 通用網(wǎng)絡(luò)概念及網(wǎng)橋等IEEE 802.2 邏輯鏈路控制等IEEE 802.3 CSMA/CD訪問方式及物理層規(guī)定 *IEEE 802.4 ARCNet 總線結(jié)構(gòu)及訪問方式、物理層規(guī)定IEEE 802.5 Token Ring 訪問方式及物理層規(guī)定等 *IEEE 802.6 城域網(wǎng)的訪問方式及物理層規(guī)定IEEE 802.7 寬帶局域網(wǎng)IEEE 802.8 光纖局域網(wǎng) ( FDDI )IEEE 802.9 ISDN 局域網(wǎng)IEEE 802.1

15、0 網(wǎng)絡(luò)的安全I(xiàn)EEE 802.11 無線局域網(wǎng)IEEE 802.12 100VG-AnyLAN 局域網(wǎng) (后來外加的)3.2.1 IEEE 802.3 與 以太網(wǎng)802.3標(biāo)準(zhǔn): 基于CSMA/CD總線的物理層和介質(zhì)訪問控制子層協(xié)議的 描述。以太網(wǎng)(Ethernet): 70年代中Xerox公司研制。當(dāng)今最典型的、最流行、最 成熟的局域網(wǎng)。802.3與以太網(wǎng): 802.3是依據(jù)以太網(wǎng)而制訂的，因此也稱802.3標(biāo)準(zhǔn)為以 太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)中的三種標(biāo)準(zhǔn)： 細(xì)以太網(wǎng)（10Base-2） 粗以太網(wǎng)（10Base-5） 雙絞線以太網(wǎng)（10Base-T）以太網(wǎng)中的5.4.3規(guī)則： 以太網(wǎng)中最多有5個(gè)網(wǎng)段

16、，4個(gè)中斷器，且5個(gè)網(wǎng)段中僅 3個(gè)能安裝設(shè)備，另兩個(gè)網(wǎng)段僅延長距離用。1、粗/細(xì)以太網(wǎng) (同軸電纜方式) 依據(jù)所選同軸電纜的粗細(xì)的不同,可分為細(xì)纜方式 10Base-2、粗纜方式 10Base-5。 (注：10代表速率10Mb/s， Base代表基帶操作方式 2為每段最長為200米，5為每段最長為500米) 連接方式： 細(xì)以太網(wǎng)采用直徑1/4英寸的細(xì)同軸電纜,以T形頭 連入總線形主干電纜。粗以太網(wǎng)采用直徑1/2英寸 的粗同軸電纜，以收發(fā)器連入總線形主干電纜。 有效長度： 細(xì)以太網(wǎng)的最大有效長度1km（200m5） 粗以太網(wǎng)的最大有效長度2.5km（500m5） 粗、細(xì)電纜連接及連接件匹配電阻T

17、形頭收發(fā)器細(xì)纜連接粗纜連接粗、細(xì)纜總線形結(jié)構(gòu)示意圖匹配電阻T頭/收發(fā)器匹配電阻連接 雙絞線以太網(wǎng)布局又稱為10Base-T。 (注：10代表速率10Mb/s，Base代表基帶操作方式， T代表雙絞線 ) 連接方式： 以RJ-45頭接入計(jì)算機(jī)及星形中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備(HUB)2、雙絞線以太網(wǎng) 1X 2X 3X 8X 8集線器(Hub)集線器(Hub)Hub級聯(lián)級聯(lián)口(RJ-45)RJ-45口10 BASE T 連接 1X 2X 3X 8X 8 介質(zhì)訪問方式10BASE-T使用與以太網(wǎng)相同的邏輯總線拓?fù)?，CSMA/CD 介質(zhì)爭用方式。 1 2 3 8 8X集線器(Hub)10BASE-T邏輯總線拓?fù)?

18、RJ-45及觸點(diǎn)分配編號信號1TxD+2TxD-3RxD+4不用5不用6RxD-7不用8不用觸點(diǎn)分配RJ-45雙絞線RJ-45123456783.2.2 快速以太網(wǎng) ( Fast Ethernet ) 1、快速以太網(wǎng) 100Base-T 快速以太網(wǎng)：傳輸速率達(dá)到100Mb/s的以太網(wǎng)。 與以太網(wǎng)區(qū)別：物理層規(guī)范。 快速以太網(wǎng)物理層規(guī)范： Fast Ethernet 100BASE-T a. 介質(zhì)訪問方式: 幀結(jié)構(gòu)等與以太網(wǎng)同。 b. 物理層規(guī)范: 100Base-T 2對5類線 100Base-FX 光纖為傳輸介質(zhì)，以消除電 磁干擾，且最大距離可達(dá)一英里 100Base-TX 用2對5類數(shù)據(jù)線

19、,可達(dá)100Mb/s 100Base-T4 用3類線中的全部4對數(shù)據(jù)線才 能達(dá)到100Mb/s 100VG-AnyLAN 新確認(rèn)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。提供100Mb/s 數(shù)據(jù)傳輸，支持 100BASE-T以太網(wǎng)及令牌環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。 物理層規(guī)范: 它通過4對UTP雙絞線傳輸數(shù)據(jù),這4對 雙絞線構(gòu)成4個(gè)分開的通道,每通道中分別以25Mb/s 的速率傳輸,總速率為100Mb/s。 介質(zhì)訪問控制方式:請求優(yōu)先協(xié)議DPA。 (Demand Priority Architeetare ) DPA方式: 集線器擔(dān)任網(wǎng)絡(luò)通信管理員,順序掃描每 個(gè)端口，尋找要傳送的數(shù)據(jù)，如果某一站點(diǎn)發(fā)出傳 送數(shù)據(jù)請求，集線器就會允許它生

20、成一幀，然后再 繼續(xù)查詢下一端口，這樣，就消除了沖突。網(wǎng)絡(luò)忙 時(shí)通知該站等待，等待一定時(shí)間便升高優(yōu)先權(quán)，一 旦網(wǎng)絡(luò)空閑，首先處理高優(yōu)先權(quán)的請求。 100VG-AnyLAN 的特點(diǎn)1) 適合于對時(shí)延敏感（連慣性量更重要）的場 合，如多媒體應(yīng)用、電視會議等。2) 是能夠處理以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)的長幀結(jié)構(gòu)而 無需分段。3) 對物理介質(zhì)的要求不高，可以使用3類、4類、 5類UTP、STP和光纖。4) 使用100VG-AnyLAN，用戶最多不應(yīng)超過三層 級聯(lián)的HUB。5) 總體性能低于 100BASE-T，尤其業(yè)務(wù)負(fù)載高、 幀長度小時(shí)。3.2.3 交換式以太網(wǎng)1、交換技術(shù)的產(chǎn)生 交換技術(shù)產(chǎn)為了解決以太網(wǎng)在用

21、戶增加、負(fù)載加大的情況下，由于網(wǎng)上所有站點(diǎn)共享一條公共傳輸通道而使實(shí)際傳送速度降低的問題。 傳統(tǒng)共享式局域網(wǎng)中，由于采用集線器， 其工作方式是廣播式的，端口用戶爭用同一信 道，一方發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)其他端口用戶都必須等待， 故實(shí)際平均使用速率低。而集線器替以交換機(jī) 時(shí)，交換機(jī)相當(dāng)于將整個(gè)網(wǎng)絡(luò)劃分為一個(gè)個(gè)單 用戶網(wǎng)段因而不存在碰撞問題，端口用戶可充 分利用帶寬，網(wǎng)絡(luò)性能自然大幅度提高。集線器和交換器原理工作站網(wǎng)卡集線器工作站網(wǎng)卡工作站網(wǎng)卡工作站網(wǎng)卡交換器工作站網(wǎng)卡工作站網(wǎng)卡工作站網(wǎng)卡2、交換機(jī)的交換方式 交換以太數(shù)據(jù)包的兩種基本技術(shù)是直接切換 (Cut-through)和存儲轉(zhuǎn)發(fā)(store-and-f

22、orward)直接切換： 交換機(jī)接收到數(shù)據(jù)包時(shí)，只讀取其目的地址， 將其余部分一律切換過去，而不檢查數(shù)據(jù)包的完整性。其特點(diǎn): 適合如FDDI不存在以太網(wǎng)碰撞問題的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。 交換速度快，而且延遲很小。 由于以太網(wǎng)碰撞產(chǎn)生廢包轉(zhuǎn)發(fā)影響傳輸有效性。 由同時(shí)帶來的數(shù)據(jù)包傳送的不可靠性。 存儲轉(zhuǎn)發(fā) 當(dāng)一個(gè)數(shù)據(jù)包到達(dá)時(shí)，交換機(jī)首先將數(shù)據(jù)包接收并存儲下來，然后進(jìn)行CRC校驗(yàn),檢查是否有數(shù)據(jù)損壞。如果數(shù)據(jù)完整無缺交換機(jī)才將其轉(zhuǎn)發(fā)至依據(jù)某算法得到的適當(dāng)端口。 其特點(diǎn)： 保證了數(shù)據(jù)的完整性和正確性。 比直接切換時(shí)延大。 存儲轉(zhuǎn)發(fā)過程實(shí)現(xiàn)不同地址、幀格式 等的轉(zhuǎn)換，故支持異種網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)。3、交換式以太網(wǎng)的應(yīng)用工作組

23、服務(wù)器工作組服務(wù)器主服務(wù)器100Mb/s交換器100Mb/s交換器100Mb/s集線器快速交換以太網(wǎng)應(yīng)用方案客戶A客戶B客戶C客戶A客戶B客戶C100Mb/s交換器100Mb/s交換器3.2.4 令牌環(huán)網(wǎng)（Token Rihg） 70年代IBM開發(fā),應(yīng)用僅次于以太網(wǎng)。IEEE 802.5 即在令牌環(huán)網(wǎng)基礎(chǔ)上制定的。1、令牌環(huán)網(wǎng)的組成 令牌環(huán)網(wǎng)基本組成：多工作站訪問單元(MSAU)、 網(wǎng)卡、服務(wù)器、工作站、傳輸介質(zhì)和連接附件。MSAU入出MSAU入出MSAU入出MSAU入出令牌環(huán)網(wǎng)的物理配置45米 多工作站訪問單元(MSAU) 由拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)討論，令牌環(huán)有兩大缺點(diǎn) 1) 網(wǎng)絡(luò)可靠性較差，任何纜段、網(wǎng)

24、卡甚至工作 站故障都影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)正常運(yùn)行。 2) 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的增減麻煩，都要切斷某段電纜。 MSAU的引入克服了上述缺點(diǎn)。 MSAU的端口: 1 RI端口 + 1 RO端口 + 8 PC端口 采用MSAU的令牌環(huán)網(wǎng) 物理上呈星形結(jié)構(gòu), 類似以太網(wǎng)的集線器， 而通信的邏輯關(guān)系仍 是閉環(huán)路。多工作站訪問單元(MSAU)入出2、令牌環(huán)網(wǎng)中的介質(zhì)訪問方式 令牌傳遞機(jī)制中有兩個(gè)不同的方式： 令牌環(huán)(Token Ring)、令牌總線(Token Bus)1）令牌環(huán) 令牌(Token):短幀（通常是24位的控制幀）。 令牌環(huán):當(dāng)無信息在環(huán)上傳送時(shí)，令牌沿著環(huán) 循環(huán)傳送。工作站欲發(fā)送信息必須等待令牌經(jīng) 過并截獲

25、，改變特定位然后發(fā)送，逐站向前傳 輸，直到目的站。目的站收下該幀并在幀尾附 上接收標(biāo)志轉(zhuǎn)發(fā)到下一站環(huán)路一圈后回到源站 點(diǎn),源站點(diǎn)檢查對方是否接收,然后生成新令牌。 令牌傳遞網(wǎng)是延遲確定型網(wǎng)絡(luò)。令牌環(huán)網(wǎng)工作過程DBACTDBADBACCDBACT2）令牌總線 邏輯上與令牌環(huán)基本相同，但物理上由于令 牌總線采用同軸電纜總線結(jié)構(gòu)。因?yàn)殡娎|介 質(zhì)的廣播性，每個(gè)站點(diǎn)都可以收聽到所有幀， 當(dāng)某站點(diǎn)發(fā)出令牌后所有站都能“看到”這個(gè)令 牌。站點(diǎn)把令牌的目的地址與自己的地址比較， 如果一樣就收下令牌，如果不一樣就丟棄令牌。優(yōu)點(diǎn)：各站對介質(zhì)的共享可以是均等的，可 以將邏輯環(huán)上的站點(diǎn)設(shè)置為不同的優(yōu) 先級，適用于實(shí)時(shí)

26、性較強(qiáng)的場合，站 點(diǎn)連在電纜上的實(shí)際順序?qū)τ谶壿嫮h(huán) 并不重要。缺點(diǎn)：協(xié)議十分復(fù)雜,實(shí)現(xiàn)起來比CSMA/CD復(fù) 雜很多。令牌維護(hù)較難，令牌丟失時(shí) 會降低環(huán)路的利用率。3.2.5 FDDI（Fiber Distributed Data Interface） ANSI X3T9.5 委員會90年標(biāo)準(zhǔn)化的一種環(huán)形共享介 質(zhì)網(wǎng)絡(luò)物理層和鏈路層標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)定了光纖媒體、光 發(fā)送器、接收器、信號傳送速率和編碼、媒體接入 協(xié)議、幀格式、分布式管理協(xié)議和允許使用的網(wǎng)絡(luò) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等規(guī)范。 FDDI是一個(gè)使用光纖作為傳輸媒體的，高速通用的 令牌環(huán)形網(wǎng)。1、光纖通道 FDDI在數(shù)據(jù)通信的物理過程中使用的是光纖信道。 光纖

27、通道可提供各種服務(wù)質(zhì)量，以保證短等待時(shí)間, 擁控制、等時(shí)數(shù)據(jù)傳輸和專用帶寬。 目前主要用于點(diǎn)對點(diǎn)通信和作為主干網(wǎng)。 設(shè)計(jì)目的： 高速外設(shè)與大型機(jī)、工作站的連接，但它的靈活 性使它也可用于高速局域網(wǎng)。 傳輸速度： 目前常用的速度200Mb/s(100Mb/s至1Gb/s), 今后將提高到2Gb/s至4Gb/s。 傳輸方式： 基于幀的傳輸方式,每幀2112個(gè)字節(jié),其中首部36 字節(jié)。 支持介質(zhì)類型： 單模光纜 (最遠(yuǎn)10km) 多模光纜 (最遠(yuǎn)2km的距離上以00Mb/s傳輸) 同軸電纜和STP電纜 (最遠(yuǎn)50m) FDDI規(guī)定采用芯徑62.5微米的多模光纖。2、FDDI網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)FDDI采用類似8

28、02.5令牌環(huán)方式,站點(diǎn)欲發(fā)送數(shù)據(jù)必須首先得到令牌,幀長17-4500字節(jié)間,一個(gè)重要區(qū)別是FDDI基于雙環(huán)結(jié)構(gòu),主環(huán)(Primary Ring)傳遞數(shù)據(jù)，另一個(gè)環(huán)用于備份以提高系統(tǒng)容錯(cuò)性。雙環(huán)結(jié)構(gòu)使得FDDI的可靠性大為提高，雙環(huán)數(shù)據(jù)傳輸方向相反，次環(huán)路在正常情況下是沒有數(shù)據(jù)傳輸?shù)?，只有?dāng)系統(tǒng)有故障時(shí)才會啟動。FDDI雙環(huán)結(jié)構(gòu) 主環(huán) 次環(huán)A類站B類站路由器其他網(wǎng)絡(luò)環(huán)斷容錯(cuò)示意圖 主環(huán) 次環(huán)A類站B類站路由器其他網(wǎng)絡(luò) 主環(huán) 次環(huán)A類站B類站路由器其他網(wǎng)絡(luò)主環(huán)斷裂,次環(huán)啟動雙環(huán)斷裂時(shí)的折返技術(shù)3、FDDI網(wǎng)絡(luò)的主要特性1) 物理特性： 具有令牌環(huán)網(wǎng)的許多特征，再加上以太網(wǎng) 及令牌環(huán)網(wǎng)所沒有的管理

29、控制和可靠性設(shè) 施,可選的第二環(huán)路可全面提高可靠性。 傳輸速率可大100Mb/s，可支持2KM的多模 光纜，最大距離200KM，最多連接站數(shù)是 1000個(gè)。2) 傳輸特性： 具有動態(tài)分配帶寬的能力，帶寬為00Mb/s。 能同時(shí)提供同步和異步數(shù)據(jù)服務(wù)。3) 應(yīng)用環(huán)境(FDDI標(biāo)準(zhǔn)中描述)：數(shù)據(jù)中心:要求可靠、高速和容錯(cuò),段長400M，環(huán) 長20KM，站點(diǎn)較少(通常50),多為主機(jī)和高 速外設(shè),并且通常雙環(huán)結(jié)構(gòu)連接。智能大廈:典型站點(diǎn)是經(jīng)過集中器(智能程度、啟動 速度遠(yuǎn)優(yōu)于令牌環(huán)網(wǎng)的MSAU）與FDDI相連的小型 機(jī)、RAS、PC和網(wǎng)絡(luò)外設(shè)等。一般只能單環(huán)連接。校園網(wǎng)或主干網(wǎng):該環(huán)境中,FDDI可

30、作為智能大廈數(shù) 據(jù)中心環(huán)境的網(wǎng)絡(luò)及一些低速網(wǎng)絡(luò)間的主干網(wǎng)。多校園環(huán)境:該環(huán)境中,FDDI是將多組分布在不同網(wǎng) 中的站點(diǎn)連接起來，各校園環(huán)境間距離有可能較 遠(yuǎn)。3.2.6 異步傳輸模式 ( ATM )ATM(Asynchronus Transfer Mode) 建立在電路交換和分組交換的基礎(chǔ) 上的一種結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)的新的交換 技術(shù)。它綜合多項(xiàng)服務(wù)，提供了一 種新穎的網(wǎng)絡(luò)傳輸解決方案,使LAN 和WAN間區(qū)別模糊化。1、ATM產(chǎn)生背景背景： 為解決現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)的業(yè)務(wù)專用性（往往不能適用于 其它業(yè)務(wù)，個(gè)別特殊情況下，利用附加設(shè)備，犧 牲資源利用率才能用于非原設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)）的問題。B-ISDN服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)： 要求建

31、立單一的多功能網(wǎng)絡(luò)，利用高速通道來傳 輸數(shù)字化的聲音、數(shù)據(jù)、視像和多媒體信息等。突出特點(diǎn)： ATM是在分組交換技術(shù)上發(fā)展起來的快速分組交換 技術(shù)。它能夠傳送任何業(yè)務(wù)，不論業(yè)務(wù)特征（如: 比特率、質(zhì)量要求、突發(fā)特性等），因而它成為 B-ISDN的傳輸方式。2、ATM的工作原理 ATM以硬件方式非常迅速把要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)切成一個(gè)個(gè)定長的信元(小數(shù)據(jù)碎片)加以傳送。信元(Cell): ATM中用以傳送的定長的交換單元(小數(shù)據(jù)碎片)。信元結(jié)構(gòu): 5字節(jié)信息頭+48字節(jié)信息字信 頭信 息一般流控制VCI/VPI字段有效載荷類型指示符信元損耗優(yōu)先級信頭校驗(yàn)和有效載荷4位24位2位2位8位48字節(jié)48字節(jié)信息字5 字節(jié)信息頭(VPI:8 bit;VCI:16 bit) ATM 的數(shù)據(jù)傳遞：采用虛電路方式虛擬路徑標(biāo)識符VPI:(Virtual Path Identifier) 實(shí)現(xiàn)虛電路方式中的ATM