|
根據(jù)工作方式和分組結(jié)構(gòu)的不同，局域網(wǎng)一般分為令牌網(wǎng)、以太網(wǎng)、FDDI和ATM等幾種。自從1980年
2月IEEE802委員會(huì)成立以來(lái)，目前已經(jīng)有12個(gè)分委員會(huì)，他們分別負(fù)責(zé)研究和制定局域網(wǎng)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，
主要如下：
IEEE 802.1：對(duì)IEEE802標(biāo)準(zhǔn)做了介紹，并對(duì)接口原語(yǔ)進(jìn)行了對(duì)丁。同時(shí)，該標(biāo)準(zhǔn)還包括局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)、網(wǎng)絡(luò)管理、性能測(cè)試等內(nèi)容。
IEEE 802.2：定義了LLC子層協(xié)議。
IEEE 802.3：定義了總線型網(wǎng)絡(luò)的介質(zhì)訪問(wèn)控制協(xié)議CSMA/CD及物理層技術(shù)規(guī)范。
IEEE 802.4：定義了令牌總線(Token Bus)網(wǎng)絡(luò)MAC子層協(xié)議及物理層技術(shù)規(guī)范。
IEEE 802.5：定義了令牌環(huán)(Token Ring)網(wǎng)絡(luò)MAC子層協(xié)議及物理層技術(shù)規(guī)范。
IEEE 802.6：定義了城域網(wǎng)(MAN)的MAC子層協(xié)議及物理層技術(shù)規(guī)范。
IEEE 802.7：定義了寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為其他分委員會(huì)提供寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建議。
IEEE 802.8：定義了光纖網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為其他分委員會(huì)提供寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)建議。
IEEE 802.9：定義了語(yǔ)音及數(shù)據(jù)綜合局域網(wǎng)(IVD LAN)的MAC子層協(xié)議及物理技術(shù)規(guī)范。
IEEE 802.10: 定義了局域網(wǎng)安全技術(shù)規(guī)范。
IEEE 802.11: 定義了無(wú)線局域網(wǎng)技術(shù)的MAC子層協(xié)議及物理層技術(shù)規(guī)范。
IEEE 802.12: 定義了100VG-Any LAN 局域網(wǎng)的MAC子層協(xié)議。
IEEE 802委員會(huì)最先出臺(tái)的是802.1~802.6標(biāo)準(zhǔn)，這6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)已被ISO確定為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，分別為ISO8802-1~8802-6。
同時(shí)，ANSI(美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì))把IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)作為美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
令牌網(wǎng)
環(huán)形網(wǎng)絡(luò)曾在局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)得到了廣泛應(yīng)用，這時(shí)因?yàn)榄h(huán)形網(wǎng)絡(luò)具有其獨(dú)特的性能優(yōu)勢(shì)。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)僅是邏輯上
的概念，它可以使用同軸電纜、雙絞線和光纖等多種傳輸介質(zhì)來(lái)組成總線型、星型等多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，可以提供?/div>
種帶寬，從而滿足不同的用戶需要。
令牌網(wǎng)一般指令(Token Ring)和令牌總線網(wǎng)(Token Bus)，其中基于IEEE 802.4標(biāo)準(zhǔn)的令牌總線網(wǎng)的物理結(jié)構(gòu)為總線型，
而站點(diǎn)之間組成一個(gè)邏輯上的環(huán)形結(jié)構(gòu)，令牌(是一種物理的幀)在邏輯環(huán)上運(yùn)行，其運(yùn)行原理與令牌環(huán)網(wǎng)基本一樣。
令牌環(huán)網(wǎng)最早于1969年由貝爾實(shí)驗(yàn)室研制，后來(lái)被IBM公司運(yùn)用到自己的局域網(wǎng)中，稱為IBM令牌環(huán)網(wǎng)?；贗EEE
802.5標(biāo)準(zhǔn)的令牌環(huán)網(wǎng)與IBM公司令牌環(huán)網(wǎng)之間是兼容的。目前，令牌網(wǎng)到的應(yīng)用已很少。
以太網(wǎng)
以太網(wǎng)(Ethernet)是在20世界70年代中期有Xerox(施樂(lè))公司Palo Alto 研究中心推出的。由于相關(guān)介質(zhì)技術(shù)的發(fā)展，
Xerox可以將許多機(jī)器相互連接，這就是以太網(wǎng)的原型。后來(lái)，Xerox公司推出帶寬為2Mbit/s的以太網(wǎng)，又與Intel
和Digital合作推出了帶寬為10Mbit/s的以太網(wǎng)，這就是通常所稱的以太網(wǎng)Ⅱ或以太網(wǎng)DIX(Digital、Intel和Xerox)，有
時(shí)也寫成DIX ethernet V2。
FDDI FDDI以光纖作為傳輸介質(zhì)，它的邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個(gè)環(huán)，更確切地說(shuō)是邏輯計(jì)數(shù)訓(xùn)話(Logical Counter Rotating Ring)
它的物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以環(huán)型為主，也可以是帶樹型或星型的環(huán)。
FDDI的主要特點(diǎn)如下：
使用基于IEEE 802.5標(biāo)準(zhǔn)的MAC協(xié)議；
使用IEEE 802.2標(biāo)準(zhǔn)的LLC子層協(xié)議，保證與IEEE 802基本類型局域網(wǎng)的兼容；
所使用的傳輸介質(zhì)是多模光纖，并可使用具有容錯(cuò)功能的雙環(huán)結(jié)構(gòu)； 如果是單環(huán)結(jié)構(gòu)，可同時(shí)接入1000個(gè)站點(diǎn)；如果是雙環(huán)連接，最多可接收500個(gè)站點(diǎn)；
站點(diǎn)之間的最大距離為2km，光纖總長(zhǎng)度為200km；
具有動(dòng)態(tài)分配帶寬的能力，同時(shí)提供同步和異步數(shù)據(jù)傳輸服務(wù)。
在早期，F(xiàn)DDI應(yīng)用最為廣泛的是校園網(wǎng)的主干，用于連接分布在不同建筑物和不同場(chǎng)地的多種類型的局域網(wǎng)。
與IEEE 802.5令牌網(wǎng)類似，F(xiàn)DDI也采用令牌環(huán)協(xié)議。但I(xiàn)EEE 802.5使用單幀發(fā)送形式，在一個(gè)環(huán)中只有一個(gè)幀
(令牌幀或數(shù)據(jù)幀)；而在FDDI中采用了多幀發(fā)送形式，在同一環(huán)中同時(shí)有多個(gè)幀在運(yùn)行(但令牌幀只有一個(gè))，
很顯然，F(xiàn)DDI的傳輸效率要比IEEE 802.5高。在FDDI中，當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送完幀后，并不像IEEE 802.5那樣要等
到等到發(fā)出的幀返回后才釋放令牌，而是發(fā)完一幀后立即釋放。所以，當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送完數(shù)據(jù)后，下一個(gè)要發(fā)
送數(shù)據(jù)的站點(diǎn)將會(huì)獲得令牌，并開始發(fā)送數(shù)據(jù)，此過(guò)程進(jìn)行下去，將會(huì)形成多幀發(fā)送。
FDDI已經(jīng)屬于一種淘汰的技術(shù)，在局域網(wǎng)中已經(jīng)很少見到。
ATM局域網(wǎng)
電路交換和分組交換是目前網(wǎng)絡(luò)中存在的兩個(gè)交換技術(shù)，其中電路交換的實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，但電路交換在數(shù)據(jù)速率
較大時(shí)所需要新的系統(tǒng)開銷較大；分組交換大的靈活性很強(qiáng)，可以適應(yīng)于多種類型的網(wǎng)絡(luò)，但當(dāng)分組交換的數(shù)
據(jù) 較大時(shí)，數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r(shí)延將會(huì)增大。而異步傳輸模式(Asynchronous Transfer Mode，ATM)正好綜合電路交換
和分組交換的優(yōu)點(diǎn)，可以對(duì)高速寬帶信息進(jìn)行交換。
電路交換是按照時(shí)分多路復(fù)用的原理將數(shù)據(jù)從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳送到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。在這種數(shù)據(jù)傳輸方式中，系統(tǒng)要根
據(jù)要求的數(shù)據(jù)速率，為每一個(gè)邏輯新到分配一個(gè)或幾個(gè)時(shí)隙(即每個(gè)信道需要周期性地占用固定的時(shí)隙)。當(dāng)通
信結(jié)束后，這個(gè)時(shí)隙將被重新分配給其他的連接。這種傳輸方式就稱為同步傳輸模式(Synchronous Transfer Mode，
STM)。
而異步傳輸模式與同步傳輸模式中分配時(shí)隙的方式不同。在ATM中，用戶數(shù)據(jù)被劃分為大小固定的53字節(jié)長(zhǎng)的
信元(Cell)，從各種數(shù)據(jù)源到來(lái)的信元是隨機(jī)的，沒(méi)有固定的先后順序。同時(shí)每個(gè)時(shí)隙沒(méi)有固定的占用者，各信道
根據(jù)通信量的大小和排隊(duì)規(guī)則來(lái)占用時(shí)隙。將這種傳輸方式也稱為統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用。所以ATM就是以信元為傳輸
單位的統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用技術(shù)。
作為信息的傳輸和交換單元，信元在ATM交換機(jī)中根據(jù)已經(jīng)建立的邏輯連接，把信元從入口鏈路交換到出口鏈路
由于ATM的信元使用53字節(jié)的固定長(zhǎng)度，所以可以在ATM交換機(jī)中進(jìn)行高速地交換，這正是ATM區(qū)別于一般分組
交換的特點(diǎn)。
ATM是結(jié)合了電路交換和分組交換的一種交換技術(shù)，它同時(shí)具有電路交換和分組交換的優(yōu)點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下幾
方面:
使用固定長(zhǎng)度的信元為數(shù)據(jù)的傳輸和交換單位，有利用實(shí)現(xiàn)高速的數(shù)據(jù)交換。由于ATM的信元使用較短的53字節(jié)
長(zhǎng)度，在傳輸中只需要相關(guān)的硬件就能夠進(jìn)行信元的轉(zhuǎn)發(fā)，因而縮短了單位數(shù)據(jù)的處理時(shí)間。
可以同時(shí)支持多種業(yè)務(wù)。不管是什么類型的應(yīng)用，在進(jìn)入ATM網(wǎng)絡(luò)的鏈路之前都被劃分為固定長(zhǎng)度的信元。這些
信元按照先到先服務(wù)的規(guī)則，使用統(tǒng)一的傳輸速率隨機(jī)地插入一個(gè)個(gè)空閑的時(shí)隙內(nèi)進(jìn)行傳輸。每一個(gè)時(shí)隙傳輸一
個(gè)信元 ，不同類型的服務(wù)都被復(fù)用在一起。
在網(wǎng)絡(luò)的最底層以面向連接的方式工作，以保證電路交換適合于傳送實(shí)時(shí)性較強(qiáng)的應(yīng)用。
ATM網(wǎng)絡(luò)即可以承載數(shù)據(jù)流量相對(duì)穩(wěn)或周期性發(fā)生變化的實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)，也可以支持流量不穩(wěn)定的突發(fā)業(yè)務(wù)的傳輸。
由于ATM多使用光纖作為傳輸介質(zhì)，而光纖介質(zhì)的誤碼率較低，且容量較大。因此，ATM網(wǎng)絡(luò)中不需要在數(shù)據(jù)
鏈路層在數(shù)據(jù)鏈路層進(jìn)行差錯(cuò)和流量控制，而將其放在用戶端的高層處理，這將有效地提高信元在網(wǎng)絡(luò)中的傳
輸速率。
目前，在一些對(duì)實(shí)時(shí)通信要求較高的應(yīng)用中，經(jīng)常使用ATM局域網(wǎng)。
半雙工和全雙工以太網(wǎng)
半雙工和全雙工是以太網(wǎng)的兩種工作方式。不同的工作方式是由相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、硬件和軟件共同確定的，同時(shí)，不
同的，不同的工作方式也決定了不同的網(wǎng)絡(luò)性能。
半雙工以太網(wǎng)的工作特點(diǎn)
半雙工通信僅使用同一根傳輸線，它既負(fù)責(zé)接收又負(fù)責(zé)發(fā)送，雖然數(shù)據(jù)可以在兩個(gè)方向上傳送，但通信雙方不能
收發(fā)數(shù)據(jù)，這樣的傳送方式就是半雙工通信方式，采用半雙工方式時(shí)，通信系統(tǒng)每一段的發(fā)送器和接收器，通過(guò)
收/發(fā)開關(guān)轉(zhuǎn)接到通信線纜上，進(jìn)行方向的切換，因此，會(huì)產(chǎn)生時(shí)間遲延。收/發(fā)開關(guān)實(shí)際上是由軟件控的電子開關(guān)。
半雙工以太網(wǎng)使用CSMA/CD(Carrier Sense Multple Access with Collision Detection，帶有沖突監(jiān)測(cè)的載波偵聽多路訪問(wèn))
控制通信?？梢詫SMA/CD看作一種會(huì)議發(fā)言規(guī)則。在進(jìn)行會(huì)議時(shí)，每個(gè)人都有權(quán)利發(fā)言，大家都會(huì)遵循一個(gè)會(huì)
議規(guī)則：同一時(shí)間只有一個(gè)人發(fā)言。如果有人想闡述觀點(diǎn)，他應(yīng)該先聽聽是否有其他人在說(shuō)話(即載波偵聽)，如果
這時(shí)有人在說(shuō)話，他應(yīng)該耐心地等待，知道對(duì)方結(jié)束說(shuō)話，他才可以開始發(fā)表意見。
有一種情況，有可能兩個(gè)人在統(tǒng)一時(shí)間都想開始說(shuō)話，那會(huì)出現(xiàn)什么樣的情況呢？顯然，如果兩個(gè)人同時(shí)說(shuō)話，這
時(shí)說(shuō)話，這時(shí)很難辨別每個(gè)人都在說(shuō)什么。但是，在現(xiàn)實(shí)中，當(dāng)兩個(gè)人同時(shí)開始說(shuō)話時(shí)，雙方都會(huì)發(fā)現(xiàn)他們?cè)谕?/div>
時(shí)間開始講話(即沖突檢測(cè))，這時(shí)說(shuō)話立即終止，他們隨機(jī)地等待一段時(shí)間后，說(shuō)話才開始。
以太網(wǎng)的工作方式與上面的方式相同。首先，多路訪問(wèn)環(huán)境是指：多個(gè)系統(tǒng)(站點(diǎn))連接在一起，系統(tǒng)通過(guò)介質(zhì)向其他
系統(tǒng)發(fā)送幀。
以太網(wǎng)網(wǎng)段上需要進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的站點(diǎn)會(huì)對(duì)介質(zhì)進(jìn)行監(jiān)聽，這個(gè)過(guò)程稱為CSMA/CD的載波偵聽。如果，這時(shí)有另外
的節(jié)點(diǎn)正在傳送數(shù)據(jù)，監(jiān)聽節(jié)點(diǎn)將不得不等待一段時(shí)間，直到傳送節(jié)點(diǎn)的傳送任務(wù)結(jié)束。
在這里介紹一下有關(guān)沖突檢測(cè)的概念，如果某時(shí)恰好有兩個(gè)工作站同時(shí)準(zhǔn)備傳送數(shù)據(jù)，以太網(wǎng)網(wǎng)段將發(fā)出“沖突”
信號(hào)。這時(shí)，節(jié)點(diǎn)上所有的工作站都將檢測(cè)到?jīng)_突信號(hào)，沖突信號(hào)可以讓其他站點(diǎn)了解到?jīng)_突的存在，并且在沖突存
在，并且在沖突存在期間不再試圖發(fā)送數(shù)據(jù)。
產(chǎn)生沖突的兩個(gè)站點(diǎn)隨機(jī)等待一段時(shí)間后，會(huì)再次試著去進(jìn)行載波偵聽，如果沒(méi)有沖突存在，它就會(huì)發(fā)送數(shù)據(jù)。實(shí)際
上，隨機(jī)的時(shí)間是通過(guò)一種算法產(chǎn)生的。
在CSMA/CD方式下，在一個(gè)時(shí)間段，只有一個(gè)站點(diǎn)能夠在介質(zhì)上傳送數(shù)據(jù)。如果其他節(jié)點(diǎn)想傳送數(shù)據(jù)，必須等到正
在傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)結(jié)束數(shù)據(jù)傳送后才能開始傳輸數(shù)據(jù)。
如果太多的沖突存在，說(shuō)明這個(gè)網(wǎng)段上的設(shè)備可能太多了，沒(méi)有足夠的可用帶寬分配給這些設(shè)備，這種情況下就要對(duì)
網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分段。
Hub上所有的端口都只能工作在半雙工模式下，這時(shí)由Hub工作原理所決定的。
全雙工以太網(wǎng)的工作特點(diǎn)
全雙工通信是指將數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收分流，分別由兩根不同的傳輸線傳送，這時(shí)通信雙方都能在同一時(shí)刻進(jìn)行發(fā)送和
接收操作，這樣的傳送方式就是全雙工機(jī)制。在全雙工方式下，通信系統(tǒng)的每一端都設(shè)置了發(fā)送端和接收端，因此，
能控制數(shù)據(jù)同時(shí)在兩個(gè)方向上傳送。全雙工方式無(wú)需進(jìn)行方向的切換，因此，沒(méi)有切換操作所產(chǎn)生的時(shí)間延遲，這對(duì)
那些不能有時(shí)間延誤的交互式應(yīng)用十分有利。這種方式要求通信雙方均有2根數(shù)據(jù)線傳送數(shù)據(jù)信號(hào)。
當(dāng)兩個(gè)以太網(wǎng)節(jié)點(diǎn)通過(guò)10Base-T的雙絞線直接連接時(shí)，就已經(jīng)具備了全雙工通信的潛力。通過(guò)前面的介紹，已知10Base-T
使用雙絞線直接連接，在這種情況下，數(shù)據(jù)可以通過(guò)兩個(gè)獨(dú)立的路徑發(fā)送和接收，一對(duì)用于發(fā)送數(shù)據(jù)，一對(duì)用于接收數(shù)據(jù)。
這種以太網(wǎng)稱為全雙工以太網(wǎng)。為了實(shí)現(xiàn)全雙工以太網(wǎng)，站點(diǎn)之間必須通過(guò)10Base-T直接連接或通過(guò)橋接、交換設(shè)備連接
而且網(wǎng)卡必須支持全雙工。
隨著全雙工以太網(wǎng)在理論上的實(shí)現(xiàn)，用戶在兩個(gè)方面都可以獲得10Mbit/s的傳輸帶寬。這正是全雙工以太網(wǎng)被描述成具有
20Mbit/s帶寬直接的原因。另外，快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)的都能夠支持全雙工技術(shù)，而且萬(wàn)兆以太網(wǎng)只工作在全雙工方式
下。這樣，帶有全雙工技術(shù)的快速以太網(wǎng)的帶寬可達(dá)到200Mbit/s，而帶有全雙工技術(shù)的千兆以太網(wǎng)的帶寬可達(dá)到2Gbit/s。
全雙工以太網(wǎng)不再需要CSMA/CD來(lái)控制通信，事實(shí)上全雙工以太網(wǎng)也禁用CSMA/CD，全雙工模式提高了以太網(wǎng)的吞吐量，
例如，有10個(gè)10Mbit/s端口的交換機(jī)的最高容量為100Mbit/s。而在基于10Mbit/s的Hub的網(wǎng)絡(luò)中，所有端口共享10Mbit/s的帶寬。
|
|
|
