【文章內容簡介】 術作簡單的介紹和分析，目前在局域網絡上應用最廣泛的技術有以太網、快速以太網、FDDI、Token Ring以及最新崛起的ATM(異步傳輸模式)、千兆以太網等。在這些技術中，千兆以太網以其在局域網領域中支持高帶寬、多傳輸介質、多種服務、保證QoS等特點正逐漸占據主流位臵。 以太網(Ethernet) 以太網是應用最為廣泛的網絡技術，它基于CSMA/CD(沖突檢測媒體訪問/載波偵聽)機制，采用共享介質的方式實現計算機之間的通訊，帶寬為10Mbps。 CSMA/CD技術采用總線控制技術及退避算法。當一個站點要發(fā)送時，首先 需監(jiān)聽總線以決定介質上是否存在其它站的發(fā)送信號。如果介質是空閑的，則可以發(fā)送，如果介質是繁忙的，則隔一次間隔后重發(fā)，即采用某種退避算法。 早期的以太網由于它介質共享的特性，當網絡中站點增加時，網絡的性能會迅速下降，另外缺乏對多種服務和QoS的支持。隨著網絡技術的發(fā)展，現在的以太網技術已經從共享技術發(fā)展到交換技術，交換以太網的出現使傳統(tǒng)的共享式以太網技術得到極大改進。共享式局域網上的所有節(jié)點(如主機、工作站)共同分享同一帶寬，當網上兩個任意節(jié)點交換數據時，其他節(jié)點只能等待。交換以太網則利用網絡交換機在不同網段之間建立多個獨享連接(就象電話交換機可同時為眾多的用戶建立對話通道一樣)，采用按目的地址的定向傳輸，為每個單獨的網段提供專用的頻帶(即帶寬獨享)，增大了網絡的傳輸吞吐量，提高了傳輸速率，其主干網上無碰撞問題。虛擬網技術與交換技術相結合，有效地解決了廣播問題，使網絡設計更加靈活，網絡的管理和維護更加方便。交換式以太網克服了共享式以太網的缺點，并借助于IP技術的新發(fā)展，如IP Multicast、IP QoS等技術的推出使得交換以太網可以支持多媒體技術等多種業(yè)務服務。 快速以太網(FastEthernet) 快速以太網技術仍然是以太網，也是總線或星型結構的網絡，快速以太網仍支持共享模式，在共享模式下仍采用的是廣播模式(CSMA/CD競爭方式訪問，IEEE )，所以在共享模式下的快速以太網繼承了傳統(tǒng)共享以太網的所有特點，但是帶寬增大了10倍?？焖僖蕴W的應用主要是基于它的交換模式。在交換模式下，快速以太網完全沒有CSMA/CD這種機制的缺陷，除了上面談到的交換以太網的優(yōu)點以外，交換模式下的快速以太網可以工作在全雙工的狀態(tài)下，使得網絡帶寬可以達到200Mbps。因此快速以太網是一種在局域網技術中性能價格比非常好的網絡技術，在支持多媒體技術的應用上可以提供很好的網絡質量和服務。 令牌網(Token Ring) 令牌網使用一種標記數據作為令牌，它始終在環(huán)上傳輸，當無幀發(fā)送時，令牌為空閑狀態(tài)，所有的站點都可以俘獲令牌，只有當站點獲得空閑令牌后，才將令牌設臵成忙狀態(tài)，并發(fā)送數據。數據隨令牌至目的站點后，目的站點將數據復制，令牌繼續(xù)環(huán)行返回到發(fā)送站點，這時發(fā)送站點才將俘獲的令牌釋放，令牌重新成為空閑狀態(tài)。 一般令牌網指令牌環(huán)網(Token Ring)和令牌總線網(Token Bus)。 Bus是一種物理上的總線結構，而其站點組成一個邏輯的環(huán)形結構，令牌則在邏輯環(huán)上運行，其運行原理與Token Ring基本一樣。目前Token Bus非常少用。Token Ring是基于IEEE ，目前說的令牌環(huán)網絡多是指IBM的令牌傳遞環(huán)形網絡的實現，它有4Mb/s和16Mb/s兩種傳輸速率。令牌環(huán)網絡傳輸的主要特點是可以保證每個節(jié)點設備在可以預定的時間間隔獲得對網絡的訪問，適用于對實時性要求較高的應用。由于這種網絡設備的價格較高，不利于普及，另外缺乏對多種服務和QoS的支持。在國內應用的例子較少。 光纖分布式數據接口(FDDI) FDDI是高性能的高速寬帶LAN技術，其標準為ANSI。FDDI物理結構是二個平行的、相對作反向傳輸的雙環(huán)結構網，它采用定時的令牌傳送協(xié)議。因此，它可以被看作是一個令牌環(huán)網協(xié)議的高速版本。但與Token Ring技術不同的是當其發(fā)送完幀后就立即產生新的令牌幀，故其利用率較高，其運行速度可達100Mbps。其雙環(huán)結構有非常好的冗余特性。FDDI有兩種接入方式:雙端口連接站(DAS)，單端口連接站(SAS)。DAS方式比較貴，但有冗余功能。SAS需要有源集中器，且無冗余功能。 FDDI有幾個通過帶寬分配來實現的優(yōu)先機制，一個是同步帶寬分配(SBA)機制，它可以讓管理員將一定量的帶寬分配給一些確定的工作站，讓它們有更多的捕獲令牌機會。第二個是異步服務(AS)，它占用未通過SBA分配的帶寬并將這部分帶寬等分給環(huán)上的工作站。 銅線分布式數據接口(CDDI)是FDDI的一種變型，可以在不昂貴的銅線電纜上運行而使用相同的協(xié)議。 FDDI和CDDI的優(yōu)點是冗余度、內臵的網絡管理、有保證的訪問和廣泛的適用性。但是，FDDI/CDDI是昂貴和復雜的，另外缺乏對多種服務和QoS的支持，始終未成為主流技術，發(fā)展速度緩慢，前景不被看好。 異步傳輸模式(ATM) ATM作為一種全新的交換技術，有其明顯的優(yōu)越性。ATM是將分組交換與電路交換優(yōu)點相結合的網絡技術，采用定長的53字節(jié)的小的幀格式，其中48個字節(jié)為信息的有效負荷，另有5個字節(jié)為信元頭部。對于有效負荷在中間節(jié)點不作檢驗，信息的校驗在通信的末端設備中進行，以保證高的傳輸速率和低的時延。 ATM最初是為了在公共網內使用而設計的，但現在已成了專用網發(fā)展的中心，并已經走出實驗階段大量進入市場，這個轉變要歸功于ATM論壇等組織的努力。ATM論壇的迅速發(fā)展真實地表明了人們對ATM興趣的增長。ATM論壇于1991年由Cisco系統(tǒng)公司和另外三家公司設立，目的是為了促進ATM的互操作性，現在ATM論壇已經吸引了來自公用和專用網以及計算機工業(yè)的700余家公司參加，領導著眾多先進客戶機構、電信服務提供商和獨立軟件廠商。 在廣域網、城域網和公用網內，ATM正在被主要采用，因為它既能夠將多種服務多路復用到一種基礎設施上，滿足功能越來越強的臺式機對帶寬不斷增長的需求，又能提供虛擬LAN和多媒體等新的網絡服務。 但是，ATM技術也有其缺點。首先是標準還沒有完全制定完成，很多重要標準還在修正之中，這就影響了ATM技術的推廣，尤其是在局域網領域內。其次，ATM技術目前主要應用是在專用網絡和核心網絡的范圍內，而延展到外圍和用戶端均仍采用傳統(tǒng)的網絡技術(以太網、快速以太網、令牌環(huán)網等)，這就使得在ATM網絡和傳統(tǒng)網絡之間要建立一個中間的銜接層，這是一種在ATM信元與傳統(tǒng)網絡的幀結構之間相互轉換的技術，如Classic IP和ATM LANE等技術，這種技術的優(yōu)點是可以把傳統(tǒng)網絡接入到ATM網絡中，但缺點是帶來了很 大的資源開銷，這在很大程度上增加了ATM網絡的復雜性并且降低了網絡的總體性能。另外，目前的大部分網絡應用主要是基于IP網絡的應用，直接針對ATM信元的應用很少，這在很大程度上也增加了ATM網絡使用和管理的復雜性。 千兆位以太網技術(Gigabit Ethernet) 千兆位以太網技術以簡單的以太網技術為基礎，為網絡主干提供1Gbps的帶寬。千兆位以太網技術以自然的方法來升級現有的以太網絡、工作站、管理工具和管理人員的技能。千兆位以太網與其他速度相當的高速網絡技術相比，價格低，同時比較簡單，例如保留以太網的幀格式、管理工具和對網絡概念上的認識。 千兆以太網是相當成功的10Mbps以太網和100Mbps快速以太網連接標準的擴展。現在千兆位以太網成熟的標準為IEEE 。 千兆以太網通過載波擴展(Carrier Extension)、采用帶中繼、交換功能的網絡設備以及多種激光器和光纖將連接距離擴展到從500米至3000米。如采用1300nm激光器和50um的單膜光釬傳輸距離可以達到3km。 千兆位以太網能夠提供更高的帶寬，并且成為有強大伸縮性的以太網家族的第三個成員。利用交換機或路由器可以與現有低速的以太網用戶和設備連接起來，因為千兆位以太網的幀格式和幀尺寸大小等都與所有以太網技術相同，不需要對網絡做任何改變。這種升級方法使得千兆位以太網相對于其他高速網絡技術而言，在經濟和管理性能方面都是較好的選擇。 在Intranet應用中，有很多新的應用需求不斷出現，包括視頻和音頻。以前人們認為這些對時延要求高的應用只有在ATM這樣的網絡上才能實現，然而現在一些新技術(交換技術、視頻壓縮技術，如MPEG,2)、新協(xié)議(RTP、RTCP、RSVP等)和新標準(、)的出現使得在局域網中千兆位以太網也可以極好地支持視頻和音頻等多媒體數據應用。 千兆位以太網的設計非常靈活，幾乎對網絡結構沒有限制，可以是交換式、共享式的或基于路由器的?，F在正在應用的網絡互連技術，例如，特定IP交換技術和第三層的交換技術，都與千兆位以太網完全兼容。千兆位以太網可以通 過價格便宜的共享集線器、交換機或路由器來實現。千兆位以太網支持新的交換機之間或交換機,工作站之間全雙工的連接模式，同時也支持半雙工連接模式以便與基于CSMA/CD存取方式的共享集線器連接。 千兆位以太網使用的傳輸介質有光纖、5類非屏蔽雙絞線(UTP)或同軸電纜。目前，千兆以太網支持單模光纖、多模光纖和同軸電纜，支持5類非屏蔽雙絞線(UTP)的標準正在制定中。 IEEE已批準千兆位以太網工程IEEE 。同時正在發(fā)展基于UTP、STP的千兆以太網。下表列出了千兆以太網現在支持的距離標準。 千兆位以太網的管理與以前使用和了解的以太網相同，使用千兆以太網，主干和各網段及桌面已實現了無縫結合，網絡管理變得容易了。 千兆以太網技術的優(yōu)點: (1) 技術簡單，例如保留以太網的幀格式、管理工具和對網絡概念上的認識。 (2) 便于升級，從現有的傳統(tǒng)以太網和快速以太網可以平滑地過渡到千兆 以太網，并不需要掌握新的配臵、管理與排除故障技術。 (3) 網絡投資可以得到保護，無需對用戶進行再培訓，也無需為額外的網 絡協(xié)議進行投資。 (4) 千兆以太網有良好的互操作性，并具有向后兼容性。 (5) 端口價格相對較低。 (6) 可以提供10倍于快速以太網的傳輸速度。 (7) 根據對智能社區(qū)網絡需求的分析并結合目前高速主干網絡技術的特點， 建議采用千兆以太網技術做為智能社區(qū)的主干網絡。 接入INTERNET的方式 局域網專線接入 此方式需要配備接入路由器，租用電信部門的專線并向CERNET管理部門申請IP地址及注冊域名。接入路由器可以通過DDN專線()、Frame Relay、ISDN撥號等方式與Internet相連。還可以按照需要靈活配臵多種廣域網端口模塊，提供寬帶、QoS保證的遠程多媒體服務。為了保證智能社區(qū)網絡的安全，設臵硬件防火墻，該防火墻可及時追蹤Internet的黑客攻擊行為和方法，實現了抗攻擊和反攻擊的安全策略，為用戶提供安全可靠的服務。在網絡中亦可實現實時郵件病毒檢測、實時檢測是否有入侵行為、進行快速的流量過濾、訪問控制和加密，防止外部非法用戶的侵入以及內部用戶的對外部網絡的不安全訪問等。 主要特點: (1) 可以在社區(qū)內建設自己的Intranet,為社區(qū)住戶提供綜合信息服務。 (2) 技術標準成熟，設備穩(wěn)定可靠，安全性高。 (3) 接入速度快，擴展性好，性能價格比高。 (4) 管理簡便，易于使用與推廣。 (5) 可以方便與其他客戶網絡互聯(lián)。 (6) 系統(tǒng)可以應用多種先進技術(TRUNKING，VLAN，QOS等)，可實施豐富 的應用系統(tǒng)功能。 (7) 需要綜合布線系統(tǒng)的支持，在舊建筑改造中施工困難。 ADSL接入 為了實現用戶接入網的數字化、寬帶化，提高用戶上網速度，光纖到戶(FTTH)是用戶網今后發(fā)展的必然方向，但由于光纖用戶網的成本過高，在今后的十幾年甚至幾十年內大多數用戶網仍將繼續(xù)使用現有的銅線環(huán)路，于是近年來人們提出了多項過渡性的寬帶接入網技術，包括NISDN、Cable Modem、XDSL等等， 其中ADSL(非對稱數字用戶環(huán)路)是最具前景及競爭力的一種,將在未來十幾年甚至幾十年內占主導地位。目前,ADSL的熱潮席卷世界各地，世界范圍內各大網絡公司相繼推出ADSL的產品并致力于ADSL的發(fā)展。全球許多電信公司、ISP也紛紛推廣各自的ADSL服務，北美、新加坡等率先正式投入營業(yè)，日本、臺灣、韓國等等國家也已進入試驗階段，中國電信在北京、上海、廣東、福建等地已進行相關的網絡測試并開始試驗性推廣，而深圳更是已進入了實用階段，2000年將是ADSL普遍走向社會大眾的一年。 ADSL能夠向終端用戶提供8Mbps的下行傳輸速率和1Mbps的上行傳輸速率,比傳統(tǒng)的56K模擬調制解調器快將近100倍。這也是傳輸速率達128Kbps的ISDN(綜合業(yè)務數據網)所無法比擬的。 主要特性: (1) 支持較高帶寬，便于高速訪問Internet。 (2) 利用普通電話線，不需要綜合布線和改造有線電視線路。 (3) 用戶端和局端需要配備ADSL適配器。 (4) 用戶端和局端需要語音分離器。 Cable Modem接入 目前，Cable Modem 接入技術在全球尤其是北美的發(fā)展勢頭很猛，每年用戶數以超過100%的速度增長，在中國，已有廣東、深圳、南京等省市開通了Cable Modem 接入。它是電信公司xDSL技術最大的競爭對手。在未來，電信公司陣營鼎力發(fā)展的基于傳統(tǒng)電話網絡的xDSL接入技術與廣電系統(tǒng)有線電視廠商極力推廣的Cable Modem 技術將在接入網市場(特別是高速Internet接入市場)展開激烈的競爭。在中國，廣電部門在有線電視(CATV)網上開發(fā)的寬帶接入技術已經成熟并進入市場。CATV網的覆蓋范圍廣，入網戶數多(據統(tǒng)計，1999年1月全國范圍的有線電視用戶已超過一億)。網絡頻譜范圍寬，起點高，大多數新建的CATV網都采用光纖同軸混合網絡(HFC網)，使用550MHZ以上頻寬的鄰頻傳輸系統(tǒng)，極適合提供寬帶功能業(yè)務。電纜調制解調器(Cable Modem )技術就是基于CATV(HFC)網的網絡接入技術。 CableModem與以往的Modem在原理上都是將數據進行調制后在Cable(電纜)的一個頻率范圍內傳輸,接收時進行解調，傳輸機理與普通Modem相同，不同之處在