【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 輸介質(zhì)的類型無(wú)關(guān)，它對(duì)各種不同類型的局域網(wǎng)都是適用的。然而， MAC 子層 協(xié)議卻與網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湫问郊皞鬏斀橘|(zhì)的類型直接相關(guān)，其主要作用是介質(zhì)訪問(wèn)控制和對(duì)信道資源的分配。 例如，總線型局域網(wǎng)主要采用競(jìng)爭(zhēng)式的隨機(jī)訪問(wèn)控制協(xié)議，最典型的是 CSMA/CD，還有令牌總線、令牌環(huán) 等標(biāo)準(zhǔn)。 目前 IEEE 已經(jīng)制定局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)有 10 多個(gè)，主要的標(biāo)準(zhǔn)如下： IEEE ：局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，并定義接口原語(yǔ)； IEEE ：尋址、網(wǎng)間互連和網(wǎng)絡(luò)管理； IEEE ：描述邏輯鏈路控制（ LLC）協(xié)議，提供 OSI數(shù)據(jù)鏈路層的上部子層功能，以及介質(zhì) 接入控制（ MAC）子層與 LLC 子層協(xié)議間的一致接口； IEEE ：描述 CSMA/CD 介質(zhì)接入控制方法和物理層技術(shù)規(guī)范； IEEE ：描述令牌總線網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)； IEEE ：描述令牌環(huán)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)； IEEE ：描述城域網(wǎng) DQDB 標(biāo)準(zhǔn)； IE EE ：描述寬帶局域網(wǎng)技術(shù)； IEEE ：描述光纖局域網(wǎng)技術(shù)； IEEE ：描述綜合話音 /數(shù)據(jù)局域網(wǎng)（ IVD LAN）標(biāo)準(zhǔn)； IEEE ：描述可互操作局域網(wǎng)安全標(biāo)準(zhǔn)（ SILS），定義提供局域網(wǎng)互連的安全機(jī)制； IEEE ：描述無(wú)線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)； IEEE ：描述交換式局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，定義 100Mb/s 高速以太網(wǎng)按需優(yōu)先的介質(zhì)接入控制 協(xié)議 100VGANYLAN。 ：描述交互式電視網(wǎng)（包括 cable modem） 標(biāo)準(zhǔn)之間的相互關(guān)系如圖所示。 目前 ISO 的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO88021 至 88026 承認(rèn) 至 。 4．高速局域網(wǎng)基本分類 :光纖分布數(shù)字接口 (FDDI)，快速以太網(wǎng)，千兆以太網(wǎng)，交換式局域網(wǎng)，虛擬局域網(wǎng) VLAN。 光纖分布數(shù)字接口 (FDDI) FDDI 的研究起始于 1982 年 10 月，經(jīng)過(guò)近 10 年的努力，標(biāo)準(zhǔn)化工作取得成果， 1993 年， FDDI 的系列標(biāo)準(zhǔn)被 ISO采納，對(duì)應(yīng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)號(hào)為： ISO 9314。 FDDI 采用了 IEEE 令牌環(huán)技術(shù)。 FDDI的特點(diǎn) 1） FDDI 的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) FDDI 采用環(huán)形結(jié)構(gòu)（類似令牌環(huán)網(wǎng)），利用光纖將多個(gè)結(jié)點(diǎn)環(huán)接起來(lái)，環(huán)上的結(jié)點(diǎn)依次獲得對(duì)環(huán)路的訪問(wèn)權(quán)利。為了提高可靠性和獲得較高的數(shù)據(jù)傳輸速率， FDDI 采用了雙環(huán)結(jié)構(gòu)，兩個(gè)環(huán)路可同時(shí)工作，互為備份，逆向傳輸信息（即一個(gè)順時(shí)針?lè)较?，一個(gè)逆時(shí)針?lè)较颍?shí)用中，常對(duì)兩個(gè)環(huán)路進(jìn)行不同的分工， 例如：利用一個(gè)環(huán)路支持正常工作時(shí)的數(shù)據(jù)傳輸任務(wù)（稱為主環(huán)），另一個(gè)環(huán)路作為一種冗余設(shè)施（稱為副環(huán)），保證在主環(huán)故障或者結(jié)點(diǎn)故障時(shí)可以形成新的環(huán)路支持正常地工作。 2）多幀傳輸 FDDI 起源于令牌環(huán)，但又不完全等同于令牌環(huán)。在令牌環(huán)方式中，獲得令牌的結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，僅在所發(fā)幀返回源結(jié)點(diǎn)之后，該結(jié)點(diǎn)釋放令牌，即： 任一時(shí)刻，環(huán)中只有一個(gè)數(shù)據(jù)幀被傳輸。 FDDI 則采用不同的控制方法，獲得令牌的結(jié)點(diǎn)，在發(fā)完數(shù)據(jù)幀之后，立即釋放令牌，因此在所發(fā)幀尚未返回源結(jié)點(diǎn)時(shí)，相鄰的結(jié)點(diǎn)可能掌握令牌，發(fā)送數(shù)據(jù)，即：任一時(shí)刻，環(huán)中允許有多個(gè)數(shù)據(jù)幀被傳輸。多幀傳輸，可以提高網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。 3）傳輸編碼 FDDI 采用 4b/5b 編碼和交替不歸 0 編碼，可以以 125MHz 的時(shí)鐘頻率獲得 100Mbps 的數(shù)據(jù)帶寬，既降低成本，又提高速率。 4)長(zhǎng)距離通信 FDDI 使用的主要傳輸媒體為光纖，光源為發(fā)光二極管。由于光纖特有 的低損耗特性，使得線路的不間斷距離增大。多模光纖可達(dá) 2km，單模光纖可達(dá) 100km，整個(gè)網(wǎng)環(huán)可達(dá) 200km，因此， FDDI 的覆蓋范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)傳統(tǒng)局域網(wǎng)定義的范圍。 5）高可靠性 在網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造方面， FDDI 除采用雙環(huán)結(jié)構(gòu)外，還采用雙歸宿冗余設(shè)計(jì)（即每個(gè)設(shè)備可以掛接到兩個(gè)環(huán)路結(jié)點(diǎn)上），提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性；光纖本身無(wú)輻射，增加數(shù)據(jù)傳輸?shù)谋Ｃ苄裕欢嗽O(shè)備不直接接觸電源，降低電源對(duì)設(shè)備的影響，提高了惡劣環(huán)境下（例如：強(qiáng)電系統(tǒng)）設(shè)備的安全性。 快速以太網(wǎng) 標(biāo)準(zhǔn)： IEEE ,其特點(diǎn)是繼承了 的 MAC 訪問(wèn)控制技術(shù)（ CSMA/CD）、幀格式、接口以及退避算法，僅是將傳輸速度從 10Mbps 提高到 100Mbps，并減少了等待 ACK 幀的時(shí)間。它可以直接利用原有的線纜設(shè)施，從而支持 10Mbps 至 100Mbps 的無(wú)縫連接和自然過(guò)渡。 快速以太網(wǎng) 類型： ①100BASE TX，傳輸編碼采用 4b/5b，使用 2對(duì) 5 類 UTP 雙絞線，最大傳輸距離 100m； ②100BASE FX，傳輸編碼采用 4b/5b，使用單模 /多模光纖，最大傳輸距離分別是 10/2km； ③100BASE T4，使用 4 對(duì) 3 類以上 UTP 雙絞線； 千兆以太網(wǎng) 千兆以太網(wǎng) 在 1998 年 2 月， IEEE802 委員會(huì)正 式批準(zhǔn)了 Gigabit Ether 標(biāo)準(zhǔn)（ ）。 Gigabit Ether 的傳輸速率比 Fast Ether 快 10倍，數(shù)據(jù)傳輸速率達(dá)到 1000Mbps。 Giˉgabit Ether 保留著傳統(tǒng)的 10Mbps 速率 Ether 的所有特征（相同的數(shù)據(jù)幀格式、相同的介質(zhì)訪問(wèn)控制方法、相同的組網(wǎng)方法），只是將傳統(tǒng) Ether每個(gè)比特的發(fā)送時(shí)間由 100ns 降低到 1ns。 標(biāo)準(zhǔn)在 LLC 子層使用 標(biāo)準(zhǔn)，在 MAC 子層使用 CSMA/CD 方法，只是 在物理層作了一些必要的調(diào)整，它定義了新的物理層標(biāo)準(zhǔn)（ 1000BASET）。 1000BASET標(biāo)準(zhǔn)定義了千兆介質(zhì)專用接口（ GMII， Gigabit Media Independent Interface），它將 MAC 子層與物理層分隔開(kāi)來(lái)。這樣，物理層在實(shí)現(xiàn) 1000Mbps 速率時(shí)所使用的傳輸介質(zhì)和信號(hào)編碼方式的變化不會(huì)影響 MAC 子層。 1000BASET 標(biāo)準(zhǔn)可以支持多種傳輸介質(zhì)。目前， 1000BASET有以下幾種有關(guān)傳輸介質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn) : （ 1） 1000BASET 1000BASET 標(biāo)準(zhǔn)使用的是 5 類非屏蔽 雙絞線，雙絞線長(zhǎng)度可以達(dá)到 100m。 （ 2） 1000BASECX 1000BASECX 標(biāo)準(zhǔn)使用的是屏蔽雙絞線，雙絞線長(zhǎng)度可以達(dá)到 25m。 （ 3） 1000BASELX 1000BASELX 標(biāo)準(zhǔn)使用的是波長(zhǎng)為 1300nm 的單模光纖，光纖長(zhǎng)度可以達(dá)到 3000m。 （ 4） 1000BASESX 1000BASESX 標(biāo)準(zhǔn)使用的是波長(zhǎng)為 850nm 的多模光纖，光纖長(zhǎng)度可以達(dá)到 300m～ 550m。 交換式局域網(wǎng) （ 1）交換式局域網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu) 交換式局域網(wǎng)的核心部件是它的局域網(wǎng)交換機(jī)。為了保護(hù)用戶已有的投資，局域網(wǎng) 交換機(jī)一般是針對(duì)某一類局域網(wǎng)（如 標(biāo)準(zhǔn)的Ether 或 標(biāo)準(zhǔn)的 Token Ring）而設(shè)計(jì)的。典型的交換式局域網(wǎng)為交換式以太網(wǎng)（ Switched Ether），它的核心部件是以太網(wǎng)交換機(jī)（ Ethˉer Switch ）。 Ether Switch 可以有多個(gè)端口，每個(gè)端口可以單獨(dú)與一個(gè)結(jié)點(diǎn)連接，也可以與一個(gè)共享式Ether 的集線器 HUB 連接。如果一個(gè)端口只連接一個(gè)結(jié)點(diǎn)，那么這個(gè)結(jié)點(diǎn)就可以獨(dú)占 10Mbps 的帶寬。這類端口通常被稱為 “ 專用10Mbps 的端口 ” 。如果一個(gè)端口連 接一個(gè) 10Mbps 的 Ether，那么這個(gè)端口將被一個(gè) Ether 網(wǎng)的多個(gè)結(jié)點(diǎn)所共享。這類端口就被稱為 “ 共享 10Mbps 的端口 ” 。 對(duì)于傳統(tǒng)的共享介質(zhì) Ether 來(lái)說(shuō)，當(dāng)連接在 HUB 中的一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，它將用廣播方式將數(shù)據(jù)傳送到 HUB 的每一個(gè)端口。因此，共享介質(zhì) Ether 的每一個(gè)時(shí)間片內(nèi)只允許有一個(gè)結(jié)點(diǎn)占用公用通信信道。交換式局域網(wǎng)則從根本上改變了 “ 共享介質(zhì) ” 的工作方式，它可以通過(guò) Ether Switch 支持交換機(jī)端口結(jié)點(diǎn)之間的多個(gè)并發(fā)連接，實(shí)現(xiàn)多結(jié)點(diǎn)之間數(shù)據(jù)的并發(fā)傳輸，因此可以增 加局域網(wǎng)帶寬，改善局域網(wǎng)的性能與服務(wù)質(zhì)量。 （ 2）局域網(wǎng)交換機(jī)工作原理 根據(jù)交換機(jī)的幀轉(zhuǎn)發(fā)方式，交換機(jī)可以分為以下 3類 :① 直接交換方式。 ② 存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)交換方式。 ③ 改進(jìn)直接交換方式。 （ 3）局域網(wǎng)交換機(jī)的特性 局域網(wǎng)交換機(jī)的特性主要有以下幾點(diǎn) : ① 低交換傳輸延遲。交換式局域網(wǎng)的主要特性之一是它的低交換傳輸延遲。從傳輸延遲時(shí)間的量級(jí)來(lái)看，局域網(wǎng)交換機(jī)為幾十 μs ，網(wǎng)橋?yàn)閹装?μs ，而路由器為幾千 μs 。 ② 高傳輸帶寬。對(duì)于 10Mbps 的端口，半雙工端口帶寬為 10Mbps，而全雙工端口帶寬為 20Mbps。對(duì)于 100Mbps 的端口，半雙工端口帶寬為 100Mbps，而全雙工端口帶寬為 200Mbps。 ③ 允許 10Mbps/100Mbps 共存。典型的局域網(wǎng)交換機(jī) Ethernt Switch 允許一部分端口支持10BASET（速率為 10Mbps），另一部分端口支持 100BASET（速率為 100Mbps），交換機(jī)可以完成不同端口速率之間的轉(zhuǎn)換，使10Mbps/100Mbps 兩種網(wǎng)卡共存在同一網(wǎng)絡(luò)中。在采用了 10Mbps/100Mbps 自動(dòng)偵測(cè)（ Autosense）技術(shù)時(shí)，交換機(jī)的端口支持10Mbps/100Mbps 兩種速率、全雙工 /半 雙工兩種工作方式，端口能自動(dòng)測(cè)試出所連接的網(wǎng)卡的速率是 10Mbps 是 100Mbps，工作方式是全雙工還是半雙工。端口能自動(dòng)識(shí)別并做相應(yīng)的調(diào)整，從而大大地減輕了網(wǎng)絡(luò)管理的負(fù)擔(dān)。 ④ 局域網(wǎng)交換機(jī)可以支持虛擬局域網(wǎng)服務(wù)。 （ 1）虛擬網(wǎng)絡(luò)的基本概念 虛擬網(wǎng)絡(luò)是建立在局域網(wǎng)交換機(jī)或 ATM 交換機(jī)之上的，它以軟件方式來(lái)實(shí)現(xiàn)邏輯工作組的劃分與管理，邏輯工作組的結(jié)點(diǎn)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(gè)物理網(wǎng)段上，它們可以連接在同一個(gè)局域網(wǎng)交換機(jī)上，也可以連接在