【正文】 年 公布 ? 局域網(wǎng)物理層： ? 10GBaseSR和 10GBaseLR， 10GBaseER； ? 廣域網(wǎng)物理層： ? 10GBaseW:幾百 km以上。 99 ?速度提高到 10Gb/s所遇到的問題： ? 不采用特殊措施，網(wǎng)絡(luò)跨距將只有 2米 ； ? 若使用 “ 載波擴(kuò)展 ” （幀長(zhǎng)至少 4096字節(jié)），短幀的傳輸效率將降低到 ％； ? 同時(shí)使用 “ 分組突發(fā) ” ，最大效率也只能達(dá)到 30％； ? “ 載波擴(kuò)展 ” 的額外開銷使吞吐率下降，沖突概率增大 。 ?解決方法： ? 前提：保持與現(xiàn)有以太網(wǎng)的兼容、低功耗和低成本 ? 拋棄 CSMA/CD， 只工作在全雙工方式 ； ? 只使用光纖介質(zhì)（雙絞線目前成本太高）。 ?萬兆位以太網(wǎng)的應(yīng)用 ? 主要是作為大型網(wǎng)絡(luò)的主干網(wǎng)連接，目前尚不支持與端用戶的直接連接。 100 令牌環(huán)網(wǎng)和 FDDI技術(shù) 是一種使用光纖作為傳輸介質(zhì)的令牌環(huán)形網(wǎng) 。 使用雙環(huán)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) ， 以確保網(wǎng)絡(luò)具有容錯(cuò)能力 。 沿用了 IEEE 802局域網(wǎng)的設(shè)計(jì)規(guī)范 ， 上層仍采用與其它局域網(wǎng)相同的邏輯鏈路控制 LLC協(xié)議 。 對(duì) IEEE ， 形成了新的定時(shí)令牌協(xié)議 ， 實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上同時(shí)傳達(dá)輸多個(gè)數(shù)據(jù)幀的功能 。 FDDI數(shù)據(jù)速率為 100 Mbps， 信號(hào)碼元的傳輸速率為 125 Mbaud。 101 令牌環(huán)網(wǎng)和 FDDI技術(shù) 令牌環(huán)網(wǎng) 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接，構(gòu)成閉合環(huán) 傳輸媒體： STP、 光纖，速率 4/16Mbps； 最多站點(diǎn)數(shù)： 250， 信號(hào)采用差分曼徹斯特編碼 A B D C 站點(diǎn) 環(huán)接口 單向環(huán) 發(fā)送緩沖區(qū) 接收緩沖區(qū) 接收 發(fā)送 線路驅(qū)動(dòng) 線路接收 控制器 DTE 環(huán)路輸入 環(huán)路輸出 環(huán)接口的結(jié)構(gòu) TCU 高層軟件 102 令牌環(huán)工作過程 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)空閑時(shí)，只有令牌在環(huán)路上不停流動(dòng)。 令牌實(shí)際上是一個(gè)特殊的幀， 其中有一位稱為令牌比特 （即幀格式中的T比特）。當(dāng)其為 0時(shí)，表示該令牌空閑，當(dāng)其為 1時(shí)，表示某站正發(fā)送數(shù)據(jù)。 當(dāng)一個(gè)站想發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，必須首先截獲空閑令牌，這 時(shí)發(fā)送站將令牌比特置為 1，然后發(fā)送數(shù)據(jù)；如果經(jīng) 過的令牌其令牌比特為 1，則只能耐心等待。 每個(gè)站檢測(cè)所經(jīng)過的數(shù)據(jù)幀中的目的地址， 如果與 本站地址相符，則復(fù)制該幀，然后將該幀轉(zhuǎn)發(fā)給下一個(gè)站；否則僅轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀。 數(shù)據(jù)幀回到發(fā)送站時(shí)，發(fā)送站在檢查該幀是否已被目的站接收的同時(shí)，清除該幀，產(chǎn)生一個(gè)新的令牌，并將它發(fā)送給下一站，使環(huán)路中有令牌繼續(xù)流動(dòng)。 103 ? 起始、結(jié)束定界符（違例差分 Manchester碼） ? 訪問控制字節(jié)包括： 起始 訪問控制 結(jié)束 1 1 令牌幀： 非令牌幀（信息幀 /控制幀） 起始 訪問控制 幀控制 目的地址 源地址 數(shù)據(jù) FCS 結(jié)束 幀狀態(tài) 1 1 1 2/6 2/6 ≥ 0 4 1 1 P P P T M R R R 優(yōu)先級(jí)位 令牌位 監(jiān)督位 預(yù)約位 ? PPP， RRR： 優(yōu)先級(jí)位，預(yù)約位。 ? T： 令牌位，幀類型標(biāo)識(shí)。 0 令牌； 1 信息 /控制幀 ? M： 監(jiān)督位，防止無效幀在環(huán)路中無限循環(huán)。 1 訪問控制字節(jié)： 令牌環(huán)的兩種幀結(jié)構(gòu)：令牌幀、數(shù)據(jù)幀 104 FDDI技術(shù) ? 物理層介質(zhì)相關(guān)子層 （ PMD） ： 定義了連接在媒體上的所有硬件和設(shè)備的規(guī)范 。 ? 物理層協(xié)議子層 （ PHY） ： 定義了與介質(zhì)無關(guān)的物理層部分 ， 包括編碼和解碼 、 時(shí)鐘同步等 。 ? 介質(zhì)訪問控制 （ MAC） 子層 ： 定義了媒體訪問 、 編址 、 幀格式和令牌管理等規(guī)范 。 ? 站管理 （ SMT） ： 提供 FDDI網(wǎng)絡(luò)管理功能 ， 包括連接管理 、 環(huán)管理及 SMT幀服務(wù)三個(gè)主要部分 。 105 數(shù)據(jù)編碼 ?FDDI在 物理層使用 4B/5B 編碼方案 。 四位一組的比特?cái)?shù)據(jù) → 五位代碼 如： 1000 → 10010 100 Mbps → 125 Mbaud ?數(shù)據(jù)經(jīng) 4B/5B編碼后還要進(jìn)一步使用 NRZI來編碼 。 NRZI： NRZ的一種變形 ， 在位單元開始處有跳變表示 “ 1” ， 無跳變表示 “ 0” 。 106 FDDI網(wǎng)絡(luò)組成 ?FDDI網(wǎng)絡(luò)由兩個(gè)數(shù)據(jù)傳輸方向相反的環(huán)組成 。 正常情況下 ， 只有一個(gè)方向的環(huán)在工作 ， 該環(huán)稱為 主環(huán) 。 另一個(gè)環(huán)稱為 次環(huán) 。 ?站類型 雙連接站 （ DAS） ： 連接到主環(huán)和次環(huán)兩個(gè)環(huán)路上 ，當(dāng)一個(gè)環(huán)路出現(xiàn)故障時(shí) ， DAS能轉(zhuǎn)換到無故障的環(huán)上 。 單連接站 （ SAS） ： 只能連接到一個(gè)環(huán)路上 ， 而且須通過集中器 。 107 ?FDDI的自修復(fù)功能 ?正常 情況下，僅主環(huán)工作，次環(huán)用于備份。當(dāng)主環(huán)出現(xiàn)故障時(shí)， FDDI在能夠自動(dòng)重新配置，使網(wǎng)絡(luò)流量繞過主環(huán)中的故障點(diǎn)從備份環(huán)中通過。 F D D IA CBD正常情況下數(shù)據(jù)通過主環(huán)傳輸F D D IA CBD主環(huán)故障時(shí)數(shù)據(jù)從次環(huán)繞過F D D IA CBD站點(diǎn)故障時(shí)數(shù)據(jù)從次環(huán)繞過108 FDDI 媒體訪問控制方式 ?與 IEEE ：當(dāng)某站獲得令牌后方可發(fā)送數(shù)據(jù) 。 ?與 IEEE ： FDDI網(wǎng)絡(luò)中雖然也只有一個(gè)令牌 ， 但源站發(fā)完數(shù)據(jù)幀后立即產(chǎn)生空閑令牌 ， 下一站獲得該空閑令牌后就可發(fā)送數(shù)據(jù)幀 ， 而此時(shí)前一個(gè)站發(fā)出的幀可能還沒有到達(dá)它的源站 ， 因此環(huán)中可能同時(shí)存在多幀數(shù)據(jù)同時(shí)傳輸 ， 大大提高了傳輸效率 。 109 ?FDDI的優(yōu)缺點(diǎn) ?主要優(yōu)點(diǎn)： ? 令牌傳遞協(xié)議消除了數(shù)據(jù)沖突； ? 雙環(huán)結(jié)構(gòu)提供了優(yōu)秀的容錯(cuò)能力； ? 內(nèi)建的網(wǎng)絡(luò)管理能力； ? 令牌傳遞協(xié)議能保證預(yù)知的、確定的時(shí)延； ? 在現(xiàn)有的 100Mbit/s的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中，其網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍最大，適用于大型 LAN和 MAN。 ?主要缺點(diǎn)： ? 協(xié)議比較復(fù)雜； ? 安裝和管理相對(duì)困難； ? 價(jià)格昂貴，與快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)相比，性能價(jià)格比低； ? 與廣泛使用的以太網(wǎng)之間進(jìn)行互聯(lián)比較困難。 ?目前正逐漸被快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)所替代。 OSI 七層網(wǎng)絡(luò)模型 應(yīng)用層 表示層 傳輸層 網(wǎng)絡(luò)層 鏈路層 物理層 會(huì)話層 7 6 5 4 3 2 1 介質(zhì) 特性 電氣的 機(jī)械的 RTS CTS 程序的 傳輸 窄帶或?qū)拵? 數(shù)字 集線器 交換機(jī) 介質(zhì)訪問和邏輯拓?fù)? 路由器 Routing 路由器 路由器 路由器 網(wǎng)絡(luò) A 網(wǎng)絡(luò) B 網(wǎng)絡(luò) C 111 局域網(wǎng)組網(wǎng)設(shè)備 ? 服務(wù)器和工作站 ?網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器 ： ? 指能夠向網(wǎng)絡(luò)用戶 提供特定服務(wù) 的計(jì)算機(jī)。 ? 服務(wù)器是局域網(wǎng)中資源子網(wǎng)的核心。 ? 類型可是專用服務(wù)器、小型機(jī)、高檔微機(jī)等。 ?工作站或客戶機(jī) ： ? 是用戶向網(wǎng)絡(luò)（服務(wù)器）申請(qǐng)服務(wù)的終端設(shè)備，用戶使用它向服務(wù)器索取各種信息及數(shù)據(jù)，請(qǐng)求服務(wù)器提供各種服務(wù)。 112 網(wǎng)卡 網(wǎng)卡（ Network Interface Card， NIC）即網(wǎng)絡(luò)適配器，是用來連接計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備，網(wǎng)卡插在計(jì)算機(jī)或服務(wù)器的插槽中，通過網(wǎng)線與網(wǎng)絡(luò)連接，交換數(shù)據(jù)和共享資源。 1．網(wǎng)卡的分類 根據(jù)總線類型： PCI網(wǎng)卡、 ISA網(wǎng)卡 根據(jù)傳輸速率：網(wǎng)卡主要有 10 Mbit/s、 10/100自適應(yīng)、 100 Mbit/s和 1000 Mbit/s四類。 根據(jù)接口類型： 113 ?二、網(wǎng)卡的功能 ?數(shù)據(jù)的封裝和解封。發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，將 LLC子層提交下來的 LLC裝上MAC子層的首部和尾部，成為MAC幀；接收數(shù)據(jù)時(shí)，將 MAC幀剝?nèi)ナ撞亢秃蟛砍蔀?LLC子層數(shù)據(jù)幀，將給 LLC子層。 ?信道訪問控制。實(shí)現(xiàn) CSMA/CD協(xié)議 ?編碼與解碼：將發(fā)送幀編為曼徹斯特碼發(fā)送，反之接收時(shí)將接收的曼徹特碼解碼，得到數(shù)據(jù)和時(shí)鐘信號(hào) 114 中繼器與集線器 ?工作在 OSI模型中的 物理層設(shè)備 。 ?集線器實(shí)質(zhì)是一個(gè)多端口的中繼器，主要功能是對(duì)接收到的 信號(hào)進(jìn)行再生放大 ，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離。 ?外部結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，面板正面分布有多個(gè)（多組） RJ45端口 （接口），通過雙絞線與計(jì)算機(jī)相連。 ?按集線器端口連接介質(zhì)的不同，集線器可連接 同軸電纜、雙絞線和光纖 。集線器除帶有 RJ45接口 ，還帶有 AUI粗纜接口和 (或 ) BNC細(xì)纜接口，以實(shí)現(xiàn)不同介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)的連接。 級(jí)聯(lián)端口 普通端口 115 ?集線器的功能 ?使每個(gè)雙絞線接口只與一個(gè)站點(diǎn)相連，形成信號(hào)的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)傳輸使雙絞線以太網(wǎng)形成星形結(jié)構(gòu) ?當(dāng)某一接口傳輸信號(hào)時(shí)， HUB將接收、再生和廣播信號(hào)到其他每一個(gè)接口 ，所以其物理拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星形，但邏輯拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為總線形 ?自動(dòng)檢測(cè)沖突的產(chǎn)生，每當(dāng)沖突發(fā)生時(shí)，將立即發(fā)出阻塞（ jam）信號(hào)，通知其他站點(diǎn) ?自動(dòng)隔離發(fā)生故障的站點(diǎn) 116 ?集線器級(jí)聯(lián)與堆疊 1 0 B a s e T集 線 器R J 4 5 接 口集 線 器集 線 器S D通 過 背 板 連 接 電 纜 實(shí) 現(xiàn) 高 速 數(shù) 據(jù) 傳 輸后 視 圖S DS DS D集 線 器 堆 疊 在 一 起117 中繼器和集線器 ?網(wǎng)橋 網(wǎng)橋可以有效地聯(lián)接兩個(gè) LAN，使本地通信限制在本網(wǎng)段內(nèi)，并轉(zhuǎn)發(fā)相應(yīng)的信號(hào)至另一網(wǎng)段，網(wǎng)橋通常用于聯(lián)接數(shù)量不多的網(wǎng)段。 用網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)局域網(wǎng)的互聯(lián) 118 (1) 幀的接收與發(fā)送 ：從所連接的局域網(wǎng)端口接收幀，從幀中獲得目標(biāo)站地址，分析目的站是否屬于本網(wǎng)橋所連接的另一個(gè)局域網(wǎng)，以決定對(duì)該幀是轉(zhuǎn)發(fā)還是丟棄。 (2) 緩存管理 ：在網(wǎng)橋中通常設(shè)置兩類緩沖區(qū)，一類是接收緩沖區(qū)，用于暫存從端口收到的、待處理的幀；另一類是發(fā)送緩沖區(qū)，用于暫存經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換等處理后待發(fā)送的幀。存儲(chǔ)空間要足夠大，以適應(yīng)峰值通信的需要。 (3) 協(xié)議轉(zhuǎn)換 ：網(wǎng)橋的協(xié)議轉(zhuǎn)換功能僅限于 MAC子層和物理層，即將源局域網(wǎng)中所采用的幀格式和物理層規(guī)程轉(zhuǎn)換為目的局域網(wǎng)所采用的幀格式和物理層規(guī)程。 (4) 差錯(cuò)控制 ：首先進(jìn)行差錯(cuò)檢測(cè)，然后對(duì)經(jīng)協(xié)議轉(zhuǎn)換后的 MAC幀生成新的 CRC碼，并填入到新 MAC幀的 CRC字段。 (5) 路由選擇功能 ：在源路由選擇網(wǎng)橋中無此功能，但在透明網(wǎng)橋中有此功能。 網(wǎng)橋的功能 119 ?網(wǎng)橋可以實(shí)現(xiàn)不同類型的 LAN互聯(lián)，也可以實(shí)現(xiàn)大范圍局域網(wǎng)的互聯(lián)。 ?網(wǎng)橋可以隔離錯(cuò)誤幀 ,限制了沖突域。 ?網(wǎng)橋不能過濾廣播幀。 ?網(wǎng)橋無流量控制，負(fù)載重時(shí)會(huì)出現(xiàn)丟幀現(xiàn)象。 ?網(wǎng)橋需要把幀先接收下來再進(jìn)行校驗(yàn)和地址過濾處理，增加了延遲。 網(wǎng)橋的特點(diǎn) 120 2. 交換機(jī) ?網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)和網(wǎng)橋?qū)偻活愒O(shè)備，工作在數(shù)據(jù)鏈路層上。但網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的端口數(shù)多，并且交換速度快。在這個(gè)意義上，網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)可看作是多端口的高速網(wǎng)橋。 ?交換機(jī)比網(wǎng)橋優(yōu)越的地方： ?交換速度快，可實(shí)現(xiàn)線速轉(zhuǎn)發(fā)； ?能解決網(wǎng)絡(luò)主干上的通信擁擠問題； ?端口密度高，一臺(tái)交換機(jī)可連接多個(gè)網(wǎng)段，降低了組網(wǎng)成本。 ?工作原理與網(wǎng)橋類似： ?學(xué)習(xí)源地址（構(gòu)造轉(zhuǎn)發(fā)表） ?過濾本網(wǎng)段幀（隔離沖突域） ?轉(zhuǎn)發(fā)異網(wǎng)段幀（交換） ?廣播未知幀（尋找目的站點(diǎn)） 121 交換機(jī)的特點(diǎn) ?交換機(jī)通過內(nèi)部的交換矩陣把網(wǎng)絡(luò)劃分為多個(gè)網(wǎng)段 ——每個(gè)端口為一個(gè)沖突域； ?交換機(jī)能夠同時(shí)在多對(duì)端口間無沖突地交換幀。 ?例：交換局域網(wǎng)的帶寬：若交換機(jī)每個(gè)端口帶寬為 BW， 則交換機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)總帶寬 ＝ (BW*n)/2 ～ BW*n ?n＝ 8， BW=10Mb/s時(shí)，網(wǎng)絡(luò)總帶寬最高可達(dá) 80Mb/s； ?連接到交換機(jī)端口上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)的帶寬為 10Mb/s 。 ?比較： ?10Mb/s的 8口集線器構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)（連接了 8臺(tái)計(jì)算機(jī)） ? 網(wǎng)絡(luò)總帶寬仍為 10Mb/s ； ? 網(wǎng)絡(luò)中每臺(tái)計(jì)算機(jī)的帶寬為 。 122 使用網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)的好處 ?分割沖突（碰撞）域 ——減少了沖突； ?允許建立多個(gè)連接，每個(gè)網(wǎng)段獨(dú)享帶寬，允許全雙工連接提高了網(wǎng)絡(luò)總體帶寬 ?能夠連接不同速度的網(wǎng)段。適用于小型網(wǎng)絡(luò)到大型園區(qū)網(wǎng)絡(luò) ?可以限制沖突，但不能限制廣播，有可能產(chǎn)生廣播風(fēng)暴 123