【文章內(nèi)容簡介】 了。 ?多數(shù)以太網(wǎng)工作在較保守的狀態(tài)下： ?大部分以太網(wǎng)上的主機(jī)數(shù)小于 200； ?大部分以太網(wǎng)的規(guī)模遠(yuǎn)小于 2500米，往返延遲接近 5μs而不是 ； ?主機(jī)通常會提供某種端到端的流量控制機(jī)制。 交換式 以太網(wǎng) （ Switched Ether） ?共享式以太網(wǎng)的問題： ?在有 N個節(jié)點(diǎn)的系統(tǒng)中，每個節(jié)點(diǎn)平均只能獲得總帶寬的 1/N； ?當(dāng)較多的節(jié)點(diǎn)加入網(wǎng)絡(luò)時，由于沖突增加，導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能下降。 ?解決網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與網(wǎng)絡(luò)性能之間矛盾的幾種方法： ?提高網(wǎng)絡(luò)速度：不能從根本上解決沖突增加的問題； ?網(wǎng)絡(luò)分段：增加設(shè)備代價，管理困難； ?交換技術(shù)：將沖突域中的節(jié)點(diǎn)數(shù)減少到一個，避免沖突的發(fā)生，從根本上改變共享式局域網(wǎng)的結(jié)構(gòu)。 交換機(jī)以太網(wǎng)（ 2） ?交換機(jī)是交換式以太網(wǎng)的核心： ?由一個高速交換背板和若干線卡組成； ?每塊線卡上有一些端口，每個端口可連接一臺主機(jī)； ?數(shù)據(jù)幀通過背板在不同線卡間交換。 ?線卡的兩種構(gòu)造方法： ?線卡上的所有端口連接在一起，形成一個沖突域； ?線卡上的每個端口有一個輸入緩存，輸入的幀首先緩存在卡的 RAM中，然后再拷貝到目的端口所對應(yīng)的RAM中，即每個端口是一個獨(dú)立的沖突域。 交換機(jī) A simple example of switched Ether. 交換式以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn) ?交換式以太網(wǎng)將“共享”變?yōu)椤蔼?dú)享”： ?交換機(jī)為每個端口提供專用的帶寬 ?每個節(jié)點(diǎn)通過專用鏈路連到交換機(jī)的一個端口 ?網(wǎng)絡(luò)的總帶寬為各個交換端口帶寬之和。 ?隨著用戶（端口）的增多，網(wǎng)絡(luò)帶寬不斷增加，即使網(wǎng)絡(luò)負(fù)載很重也不會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)性能下降。 ?交換式以太網(wǎng)從根本上解決了網(wǎng)絡(luò)規(guī)模與網(wǎng)絡(luò)性能的矛盾問題。 交換式以太網(wǎng)的最小幀長及規(guī)模 ?交換式以太網(wǎng)不再使用 CSMA/CD協(xié)議，理論上說，不再需要限制幀的最小長度；但為了向后兼容，幀的最小長度仍為 64字節(jié)。這樣協(xié)議軟件不需要做任何改動。 ?由于交換式以太網(wǎng)不再使用 CSMA/CD協(xié)議，傳輸介質(zhì)的長度只和信號強(qiáng)度及介質(zhì)傳輸能力有關(guān)，與信號的最大往返時間無關(guān)： ?3類雙絞線：在不超過 100米的距離內(nèi)支持 10Mbps ?5類雙絞線：在不超過 100米的距離內(nèi)支持 100Mbps ?光纖：可以達(dá)到數(shù)千米以上 快速以太網(wǎng)（ Fast Ether） ?標(biāo)準(zhǔn)為 ， 除了數(shù)據(jù)速率提高到 100Mbps以外，完全保留了 MAC層（幀格式、接口及處理規(guī)程）。 ?定義了三種新的物理層標(biāo)準(zhǔn)（組網(wǎng)方案）： ?100BaseTX： 5類非屏蔽雙絞線 ?100BaseT4： 3類非屏蔽雙絞線 ?100BaseFX：光纖 ?物理層上只使用集線器和交換機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)，且傳輸介質(zhì)只使用雙絞線和光纖。 100BaseTX ?5類雙絞線組網(wǎng)方案。 ?5類雙絞線可工作在 125MHz的時鐘頻率下，在不超過 100米的距離內(nèi)，使用 4B/5B編碼可獲得100Mbps的數(shù)據(jù)速率。 ?因此， ?使用兩對雙絞線連接集線器和適配器（采用 RJ45連接器），一對用于輸入，一對用于輸出。 ?每對雙絞線運(yùn)行在 125Mbaud，可獲得 125M 4/5 = 100Mbps數(shù)據(jù)速率。 ?該方案可在兩個方向上獲得 100Mbps數(shù)據(jù)速率。 100BaseT4 ?3類雙絞線組網(wǎng)方案。 ?3類雙絞線無法在 100米內(nèi)支持 100Mb/s，因此使用了一根電纜中的全部四對雙絞線，一對固定作為輸入，一對固定作為輸出，還有兩對總是切換到當(dāng)前傳輸方向上。 ?每對雙絞線運(yùn)行在 25M Baud，傳輸 3狀態(tài)信號，將三對雙絞線視為一體，信號狀態(tài)共有 27種，每種狀態(tài)至少攜帶 4比特數(shù)據(jù)（ 8B/6T編碼）。 ?當(dāng)前傳輸方向上可以獲得 4 25M = 100Mbps的數(shù)據(jù)速率，另一方向上提供 （一對雙絞線）。 ?該方案僅在一個方向上獲得 100Mbps數(shù)據(jù)速率。 ?該方案仍然采用 RJ45連接器。 100BaseFX ?光纖組網(wǎng)方案。 ?使用兩條多模光纖，一條用于輸入，一條用于輸出。 ?采用 4B/5B編碼，每條光纖均提供 100Mbps的數(shù)據(jù)速率。 ?計算機(jī)與組網(wǎng)設(shè)備間的距離可以達(dá)到 2023米。 快速以太網(wǎng)使用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備 ?集線器 : ?所有節(jié)點(diǎn)位于一個沖突域中，采用 CSMA/CD協(xié)議，工作于半雙工工作方式。 ?交換機(jī)： ?每個端口是一個沖突域，不再執(zhí)行 CSMA/CD協(xié)議，工作于全雙工方式 。 ?100BaseT（ 100BaseT4和 100BaseTX） 可以使用集線器，也可以使用交換機(jī)；但 100BaseFX只能使用交換機(jī)。 自動協(xié)商模式 ?允許兩個節(jié)點(diǎn)自動配置通信的最佳速率和通信方式（全雙工或半雙工），從而可以方便地連接已有的 10Mbps站點(diǎn)，也便于 10Mbps站點(diǎn)的升級。 ?10Mbp、 100Mbps及 1000M的設(shè)備都可以通過自動協(xié)商模式進(jìn)行互操作。 千兆以太網(wǎng) （ Gigabit Ether） ?標(biāo)準(zhǔn)是 ， 除數(shù)據(jù)速率提高到 1Gbps以外 ， 仍然與已有的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)相兼容 ， 包括幀格式 、 最小和最大幀長限制等 。 ?千兆以太網(wǎng)的所有配置都是點(diǎn)到點(diǎn)的 ， 它允許兩臺計算機(jī)直接相連 ， 也允許用 hub或交換機(jī)連接計算機(jī) ， 或連接其它的 hub或交換機(jī) 。 千兆以太網(wǎng)的連接方式 千兆以太網(wǎng)的操作模式（ 1） ?全雙工模式： ?這是正常模式，當(dāng)使用交換機(jī)連接時使用這種模式。兩根光纖或兩對雙絞線，一根（對）用作輸入，一根（對）用作輸出。 ?由于不使用 CSMA/CD，線路 的長度只取決于信號的強(qiáng)度。 ?交換機(jī)可以隨意混合和匹配速率，也支持自動協(xié)商模式。 千兆以太網(wǎng)的操作模式（ 2） ?半雙工模式： ?當(dāng)使用 hub連接時使用這種模式。 ?使用 CSMA/CD協(xié)議，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模 200米，線路上傳輸?shù)淖钚L增大為 512字節(jié)。 ?為向后兼容，增加以下兩個特性： ?載波擴(kuò)展：鏈路層上仍使用 64字節(jié)的最小幀長，但由發(fā)送硬件在發(fā)送時填充至 512字節(jié)，并由接收硬件自動去除。 ?幀突發(fā)傳輸（ frame bursting）：發(fā)送端可將多個幀放在一起傳輸，以避免將每個幀填充至 512字節(jié)。 千兆以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn) 千兆以太網(wǎng)組網(wǎng)方式 （ 1） ?光纖組網(wǎng)： ?激光作為光源，波長 （ 只用于多模光纖）和。 ?光纖 10μm（單模）、 50μm（多模）和 （多模）三種。 ?傳輸距離與所使用的光纖類型及光波段有關(guān)，使用10μm光纖和 5公里。 ?傳輸時使用 8B/10B編碼， 1250Mbaud信號速率，數(shù)據(jù)速率 1250M 8/10 = 1000Mbps。 千兆以太網(wǎng)組網(wǎng)方式（ 2） ?雙絞線組網(wǎng)： ?屏蔽雙絞線： 2對，由于距離太近，很少使用。 ?5類雙絞線： ?使用 4對 5類線，最大長度 100米。 ?每對運(yùn)行在 125M波特。 ?采用 PAM5編碼， 5個電平等級，其中四種電平用于編碼數(shù)據(jù)，一種電平用于控制，因此每個信號攜帶 2比特數(shù)據(jù)。 ?4對雙絞線可以獲得 2 4 125M = 1000Mbps數(shù)據(jù)速率。 ?每對雙絞線都可以雙向傳輸，因此可全雙工地獲得1000Mbps數(shù)據(jù)速率。 流量控制 ?千兆以太網(wǎng)支持流量控制，原因是： ?在 1Gb/s這樣的高速下，收發(fā)雙方的同步非常重要； ?當(dāng)位于千兆以太網(wǎng)上的主機(jī)向傳統(tǒng)以太網(wǎng)上的主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)時，很容易造成接收主機(jī)緩存溢出。 ?流量控制的方法： ?接收端向發(fā)送端發(fā)送一個特殊的控制幀，要求暫停發(fā)送。 ?控制幀是類型為 0x8808的普通以太幀，數(shù)據(jù)域的頭兩個字節(jié)給出命令，后續(xù)字節(jié)給出參數(shù)，說明要暫停多長時間，單位為發(fā)送最短幀所需的時間。 ?在千兆以太網(wǎng)中，時間單位為 512ns，最長允許暫停的時間為 。 6 無線局域網(wǎng) ?協(xié)議棧 ?物理層 ?MAC子層協(xié)議 ?幀結(jié)構(gòu) ?服務(wù) ? infrared：紅外通信， 1Mbps和 2Mbps兩種速率。優(yōu)點(diǎn)是各個房間的通信系統(tǒng)互不干擾，缺點(diǎn)是帶寬太低。 ? FHSS：跳頻擴(kuò)頻，工作在 ， 1Mbps和 2Mbps兩種速率。優(yōu)點(diǎn)是安全性好，抗干擾強(qiáng)，常用于建筑物之間的通信，缺點(diǎn)是帶寬太低。 ? DSSS：直序擴(kuò)頻， 1Mbps和 2Mbps兩種速率。 ? OFDM：正交頻分多路復(fù)用，工作于 5GHz頻帶，最高速率54Mbps。 優(yōu)點(diǎn)是抗窄帶干擾強(qiáng)，并能夠使用非連續(xù)信道。 ? HRDSSS：高速直序擴(kuò)頻，工作于 ，有 1， 2， 和 11Mbps四種速率，通信范圍是 的 7倍。 ? OFDM：工作在 ，理論上可以達(dá)到 54Mbps。 兩種結(jié)構(gòu)的無線局域網(wǎng) 集 線 器 、 交 換器 或 路 由 器因 特 網(wǎng)A PA PB S S 1B S S 2( a )B B S圖 4 1 6 （ a ) 有 基 礎(chǔ) 設(shè) 施 的 8 0 2 . 1 1 局 域 網(wǎng) （ b ） 8 0 2 . 1 1 自 組 織 網(wǎng)( b ) （ 1） ?PCF（ Point Coordination Function）模式： ?該模式只能用于有基礎(chǔ)設(shè)施（基站）的無線網(wǎng)絡(luò)，由基站控制單元內(nèi)的所有通信活動。 ?輪詢：基站依次詢問單元中的節(jié)點(diǎn)，被詢問到的節(jié)點(diǎn)可以發(fā)送它們的幀，不會有沖突發(fā)生。 ?新節(jié)點(diǎn)注冊：新加入的節(jié)點(diǎn)可以注冊一個恒定速率的輪詢服務(wù)，聲明自己希望得到的帶寬。 ?電源管理：基站可以指示某些節(jié)點(diǎn)進(jìn)入睡眠狀態(tài)，當(dāng)有數(shù)據(jù)要發(fā)給這些節(jié)點(diǎn)時喚醒它們。 ?PCF的實現(xiàn)是可選的。 （ 2） ?DCF（ Distributed Coordination Function）： ?該模式可用于有基礎(chǔ)設(shè)施的無線網(wǎng)絡(luò)和無基礎(chǔ)設(shè)施的無線網(wǎng)絡(luò)，所有實現(xiàn)必須支持 DCF模式。 ?所有節(jié)點(diǎn)（包括 AP）使用 CSMA/CA協(xié)議競爭信道。 ?CSMA/CA支持兩種機(jī)制： ?信道預(yù)約機(jī)制（可選） ?無信道預(yù)約的機(jī)制 使用信道預(yù)約機(jī)制的 CSMA/CA ?B欲向 C發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀： ?B向 C發(fā)送一個 RTS幀，幀中給出隨后要發(fā)送的數(shù)據(jù)幀及確認(rèn)幀需要的總時間。 ?C收到后回復(fù)一個 CTS幀，幀中給出同樣的時間。 ?B收到 CTS幀后開始發(fā)送，并啟動一個定時器等待確認(rèn)。 ?C收到幀后，發(fā)送一個 ACK幀進(jìn)行確認(rèn)。 ?A和 D收到 RTS和 CTS后，分別沉默一段時間，直至 B收到 ACK。 ?若 B定時器超時，重復(fù)以上過程。 ?若有兩個站同時發(fā)送 RTS幀，產(chǎn)生沖突，不成功的發(fā)送方隨機(jī)等待一段時間后重試。 使用 RTS/CTS預(yù)約信道 R T S D a t aBCN A VAN A VD的 的