【正文】 記總線 (TokenBus)介質訪問控制方法是在物理總線上建立一個邏輯環(huán)，每一臺連網的站點都含有一站號 (地址 )，各站根據站號連成一個邏輯環(huán)，如圖中E→D→C→B→A→E 。每個站點都應駐留前繼站號、本站號和后繼站號。如同標記環(huán)那樣，標記是站點可以發(fā)送數(shù)據的必要條件，標記在邏輯環(huán)中按地址的遞減順序傳送到下一站點。從物理上看，含 DA的標記幀廣播到 Bus上，所有站點按 DA=本站地址判斷收否。 第 6章 局域網與城域網 標記總線介質訪問控制方法有以下特點： (1)標記總線介質訪問控制方式能確保在總線上不會產生沖突 。 (2)站點具有公平的訪問權 。 (3)若使站點等待標記的時間為確知的 ， 需限定每個站發(fā)送幀的最大長度 。 (4)如果只有一個站點有報文發(fā)送 ， 其等待標記的最長時間等于標記傳遞時間的總和 ， 而平均等待時間是標記傳遞時間總和的一半 。 (5)允許設置優(yōu)先級 。 第 6章 局域網與城域網 標記總線介質訪問控制方式的初始化及站點的增 、刪或故障處理的過程都十分復雜 ， 必須配置相應的算法 ， 如標記傳遞算法 、 邏輯環(huán)初始化 、 站插入算法和站刪除算法 。 標記總線介質訪問控制方法在重負載時的吞吐量性能仍很好 ， 發(fā)送延遲可確定且可以設定優(yōu)先級 ， 可用于在支持多個信道的頻帶電纜上傳送數(shù)據 、 數(shù)字話音信號 ， 但因其算法復雜 、 成本較高而未能占有市場 。 第 6章 局域網與城域網 以太網和以太交換 以太網 局域網的種類很多 ， 以太網 (Ether)是最早也是當前最流行的一種局域網 。 交換式以太網得到了業(yè)界大多數(shù)經銷商的支持 ， 維護了以太網的可持續(xù)發(fā)展地位 。 第 6章 局域網與城域網 以太網 (Ether)的核心思想是共享公用的傳輸信道 ， 最早在 1973年由 Xerox公司的 Metcalfe工程師首先提出 ， 隨后在 1980年 ， DEC、 Intel和 Xerox三家公司聯(lián)手推出以太網藍皮書 ， 即 DIX版 ；其后的 1983年的 是不完全一致的 ， 其差別在幀格式的兩個字節(jié)定義上：以太網定義為類型 (Type)的字節(jié)在 長度 (Length)。 表 ， 包括傳輸速率 、拓撲結構 、 傳輸介質 、 網段長度以及網段數(shù)等參數(shù) 。 第 6章 局域網與城域網 表 第 6章 局域網與城域網 粗纜以太網 (10Base― 5)數(shù)據傳輸速率為 10Mb/s，Base是指基帶傳輸 ， 5是指最大的干線段長度為 500m，如圖 。 第 6章 局域網與城域網 圖 粗纜以太網 (10Base―5) 收發(fā)器終接器 50?中繼器收發(fā)器第 6章 局域網與城域網 ： (1)介質訪問控制方式都為 CSMA/CD。 (2)地址字段中的 DA、 SA均為 6字節(jié) 。 (3)差錯校驗均為幀校驗序列 (FCS)。 (4)幀長最大值為 1500字節(jié) (不含幀頭 、 幀尾 18字節(jié) )，幀長最大值為 46字節(jié) ， 如果上層的數(shù)據字段小于 46字節(jié) ， 則應附加填充字節(jié) 。 第 6章 局域網與城域網 10Base― 5是標準以太網 ， 其網絡接口卡 (簡稱網卡 )接口采用 DIX型 (AUI)15芯連接器 。 如果采用無盤工作站 ， 則網卡上需加遠程啟動 PROM芯片 。 收發(fā)器 (Transceiver)具有三個端口 ， 一端 (AUI)用來連接工作站 ， 另兩個端口 (BNC)連接粗同軸電纜 。 收發(fā)器到工作站間距離小于 50m， 兩個收發(fā)器間的距離不小于 。 中繼器 (Repeater)用于再生信號 ， 延伸傳輸距離 。粗纜以太網 10Base― 5最多允許加入 4個中繼器 ， 連接 5段干線 ， 但僅允許在 3個干線段上接工作站 。 最大網絡干線長度可達 2469m(近似稱為 )。 第 6章 局域網與城域網 粗纜 (Thick Cable)用 ，一個干線上最多可接 100臺工作站。 50Ω終接器用于阻抗匹配，網絡一端的終接器要求接地。 2. 細纜以太網 細纜以太網 (10Base― 2)的數(shù)據傳輸速率為 10Mb/s，Base是指基帶傳輸 ， 2是指最大的干線段長度為 185m，如圖 。 第 6章 局域網與城域網 圖 細纜以太網 (10Base―2) 中繼器終接器50 ?網卡網卡三通B N C連接器 網卡第 6章 局域網與城域網 10Base― 2的網絡接口卡 (簡稱網卡 )接口采用 BNC型接頭 ， 也兼有 RJ― 45接口 。 網卡上有內置收發(fā)器 。如果采用無盤工作站 ， 則應在網卡上加上遠程啟動PROM芯片 。 中繼器 (Repeater)用于再生信號 ， 延伸傳輸距離 。細纜以太網 10Base― 2最多加入 4個中繼器 ,連接 5段干線 ,僅允許在 3個干線段上接工作站 ,最大網絡干線長度可達910m(近似稱為 1km)。 細纜用 ， 一個干線上最多可接 30臺工作站 。 50Ω終接器用于阻抗匹配 ， 要求網絡一側的終接器接地 。 第 6章 局域網與城域網 3. 雙絞線以太網 目前 ， 在部門級 、 工作組內基本都采用雙絞線以太網 (10Base―T) 來組網 ， 如圖 。 第 6章 局域網與城域網 圖 雙絞線以太網 (10Base―T) 集線器( H u b )第 6章 局域網與城域網 雙絞線以太網中 ， 每個站點通過雙絞線匯接到集線器 ， 致使網絡連接所造成的故障大大下降 ， 有利于結構化布線 。 集線器有不同的規(guī)格： 8口 、 12口 、 24口等 。 集線器一般也含 BNC接口或光纖接口 。 網卡內置的收發(fā)器采用 RJ― 45接口 ， 3＃ UTP的①② 端用于發(fā)送 ， ③⑥ 端用于接收 。 另外 ， 要求站點與集線器的傳輸距離應小于 100m；集線器能用同軸電纜或光纖相連 ， 組成企業(yè)網 。 第 6章 局域網與城域網 交換式以太網 以太網技術方案因其性能價格比高而占有很大的市場份額 。 以太網提供共享的廣播式信道 ， 在任何時刻 ， 信道中只允許一個站點的單向信息流 ， 其他站點都能收到 ， 并根據幀頭的 DA對此信息流作出判斷 。 若DA為本站的地址 ， 則接收信息 。否則 ， 不予處理 。 由此可見，以太網的信道始終處于 “ 分享 ” 和“ 共享 ” 的狀態(tài)。如帶寬為 10Mb/s的以太網，有 100個站點上網，理論分析表明，每個站點分享的帶寬僅為(或 100kb/s)。隨著網絡規(guī)模的擴大，若考慮沖突和解決沖突等必要的開銷，網絡實際可用的帶寬還會更低，這進一步導致網絡效率下降，發(fā)送延遲上升。 第 6章 局域網與城域網 所謂以太交換技術方案 ， 就是采用擁有一個共享內存交換矩陣和多個端口的以太交換機 ， 將 LAN分為多個獨立的網段 (稱之為網段微化 )， 并以線速率支持網段交換 ， 允許不同用戶對進行并行通信 。 一般來講 ，網段規(guī)模越小 ， 即網段內站點數(shù)越少 ， 每個站點的平均帶寬相對越高 。 在極端的情況下 ， 若每個網段只含有一個站點 ， 則該站點占用的帶寬達到最大值 ， 即由共享帶寬變?yōu)楠毾韼?。 第 6章 局域網與城域網 采用網絡交換方式進行網段劃分的以太網稱為交換式以太網 。 交換式以太網可以允許同時建立多對收 、 發(fā)信道進行信息傳輸 。 例如 ， 交換式以太網中可支持每個站點獨占帶寬 ， 如一個端口連接服務器；并且網中允許N/2個站點 (N為站點數(shù) )對互相交互信息 ， 使網絡總體帶寬達到 (N 10/2)Mb/s。 交換式以太網有以下優(yōu)點： 保護原有的以太網基礎設施可繼續(xù)使用； 實現(xiàn)網絡分段 ， 均衡負荷； 提供全雙工模式操作 ， 提高處理效率 。 第 6章 局域網與城域網 2 .以太交換模式 以太交換機端口接收到一個幀時的處理方式和效率與 LAN交換模式有關 ， 有三種以太交換模式：存儲轉發(fā) 、 直通和不分段方式 。 1)存儲轉發(fā) 存儲轉發(fā)交換是一種基本的 LAN交換類型 。 這種方式下 ， LAN交換機將整個幀存儲到它的緩沖器中 ，并且計算循環(huán)冗余校驗 (CRC)。 如果這個幀有 CRC差錯或者太短 (包含 CRC少于 64字節(jié) )、 太長 (包含 CRC多于1518字節(jié) )， 那么這個幀將被丟棄 。 第 6章 局域網與城域網 如果幀沒有任何差錯 ， 則以太交換機將在轉發(fā)或交換表中查找其目的地址 ， 從而確定輸出接口 ， 并將幀發(fā)往其目的端 。 由于這種類型的交換要存儲整個幀 ，并且運行 CRC， 因而其延遲將隨幀長度不同而變化 。CiscoCatalyst5000系列交換機就是這種運行模式 。 第 6章 局域網與城域網 2)直通 直通 (Cut Through)型交換是另一種主要的 LAN交換模式 。 這種方式下 ， LAN交換機僅將目的地址 (前綴之后的 6個字節(jié) )存到它的緩沖器中 ， 然后在交換表中查找該目的地址 ， 從而確定輸出接口 ， 并將幀發(fā)往其目的端 。 這種直通交換方式減少了延遲 ， 交換機一讀到幀的目的地址并確定了輸出接口 ， 就可將幀轉發(fā) 。但這種方式也存在一些問題 ， 如果有些幀在傳輸過程中已出現(xiàn)了差錯 ， 進入交換機后并沒有進行 FCS校驗而就將其轉發(fā)了 ， 就會產生無效的轉發(fā) ， 增加了網絡開銷 。 第 6章 局域網與城域網 因此 ， 有些交換機被設計成自適應選擇交換方式 ，可將其設置在直通方式工作 ， 當某個端口上的差錯達到用戶定義的差錯極限時 ， 交換機會由直通模式自動切換成存儲轉發(fā)模式；而當差錯率低于這個極限時 ，交換機又會由存儲轉發(fā)模式自動切換成直通模式 。 圖 。 第 6章 局域網與城域網 圖 不同的交換模式在幀中發(fā)生的位置 P r e a m b le SFD DA SA L D A T A F C S定界符 目的地址 源地址 長度 幀 校 驗 序列7 1 6 6 2 最大 15000 4 字節(jié)直通方式不 分 段 方式 存儲轉發(fā)引導碼第 6章 局域網與城域網 3)不分段方式 (改進的直通方式 ) 不分段方式是直通方式的一種改進形式 。 這種方式下 ， 交換機在轉發(fā)之前等待 64字節(jié)的沖突窗口 。 如果一個幀有錯 ， 那么差錯一般都會發(fā)生在前 64字節(jié)中 。 不分段方式較直通方式提供了較好的差錯檢驗 ， 而幾乎沒有增加延遲 。 不分段交換方式可檢查到幀的數(shù)據域 。 第 6章 局域網與城域網 4)以太交換的特點 以太交換主要解決共享總線網絡的網段微化 ， 即沖突域的分割及均衡負荷問題 。 從設計目的上看 ， 以太交換解決了網絡帶寬不足的問題 。 以太交換提高了每個站點的平均占用帶寬能力并提供了網絡整體的集合帶寬 ， 具有通信量高 、 延遲低和價格低等優(yōu)點 ， 它還可以保護原有的以太網基礎設施可繼續(xù)使用 ， 提供全雙工模式操作 ， 提高了處理效率 。 第 6章 局域網與城域網 圖 CiscoCatalyst1900系列以太交換機的面板結構 。 CiscoCatalyst1900系列交換機具有固定的端口類型 。 與 Cisco5000系列交換機不一樣 ， 它們不是模塊化的 。 CiscoCatalyst1900交換機只對工作站提供10Base―T 的 RJ― 45端口 ， 對上行線路提供 100Base―T或 100Base―FX 的 RJ― 4