第四章局域网技术.ppt

1 第四章局域网技术 4 1局域网概述4 2局域网的传输介质4 3介质访问控制方法4 4局域网的介质访问控制4 5局域网的组网设备4 6以太网系列4 7FDDI4 8交换式以太网4 9虚拟局域网4 10无线局域网 2 4 1局域网概述 一 局域网概述 局域网覆盖有限的地理范围 它适用于公司 机关 校园等有限范围内的计算机连网的需求 局域网提供高数据传输速率 10 100Mbps 低误码率的数据传输环境 数据传输速率高达1Gbps的高速局域网正在发展中 决定局域网特性的主要技术要素为网络拓扑 传输介质与介质访问控制方法 3 4 1 2局域网的拓扑结构 决定局域网特征的主要技术 拓扑结构传输介质介质访问控制方法三种技术决定了传输数据的类型 网络的响应时间 吞吐量 利用率以及网络应用等各种网络特征 4 一 网络拓扑结构的概念 拓扑学把实体抽象成与其大小 形状无关的点 将连接实体的线路抽象成线 进而研究点 线 面之间关系 在计算机网络中 将主机和终端抽象为点 将通信介质抽象为线 形成点和线组成的图形 几何排列形式 使人们对网络整体有明确的全貌印象 按网络的拓扑结构分为 总线型 环型 星型 树型 网状 5 计算机网络的拓扑结构 6 二 总线型网络拓扑结构 所有的节点都通过网络适配器直接连接到一条作为公共传输介质的总线上 总线可以是同轴电缆 双绞线 或者是使用光纤 总线上任何一个节点发出的信息都沿着总线传输 而其他节点都能接收到该信息 但在同一时间内 只允许一个节点发送数据 由于总线作为公共传输介质为多个节点共享 就有可能出现同一时刻有两个或两个以上节点利用总线发送数据的情况 因此会出现 冲突 7 总线型局域网中的 冲突 在 共享介质 的总线型拓扑结构的局域网中 必须解决多个节点访问总线的介质访问控制问题 总线结构的优点 结构简单 实现容易 易于安装和维护 可靠性比较高 价格低廉 总线结构的缺点 传输介质故障难以排除 并且由于所有节点都直接连接在总线上 因此主干线上的任何一处故障都会导致整个网络的瘫痪 8 三 环型拓扑结构 所有节点使用相应的网络适配器连接到共享的传输介质上 通过点到点的连接构成封闭的环路 环路中的数据沿着一个方向绕环逐节点采用令牌传递方式控制节点轮流发送数据 在环型拓扑中 虽然也是多个节点共享一条环通路 但不会出现冲突 对于环型拓扑的局域网 网络的管理较为复杂 与总线型局域网相比 可扩展性较差 网卡等通讯部件比较昂贵 9 四 星型拓扑结构 在星型拓扑中存在一个中心节点 每个节点通过点到点线路与中心节点连接 在局域网中 由于使用中央设备的不同 局域网的物理拓扑结构和逻辑拓扑结构不同 使用集线器连接所有计算机时 是一种具有星型物理连接的总线型拓扑结构 使用交换机时 是真正的星型拓扑结构 10 星型拓扑结构的优点 结构简单 管理方便 可扩充性强 组网容易 利用中央节点可方便的提供和重配网络连接 且单个连接点的故障只影响一个设备 不会影响全网 容易检测和隔离故障 便于维护 星型拓扑结构的缺点 每个站点直接和中央节点相连 需要大量的电缆 另一方面如果中央节点产生瘫痪 则全网不能工作 因此对中央节点的可靠性和冗余度要求高 11 4 2传输介质 传输介质 媒体 组成网络通信中发送方与接收方之间的物理通道 可分为有线和无线两大类介质 有线介质包括双绞线 同轴电缆 光纤等 无线介质包括无线电波 微波通信 红外通信和卫星通信等 12 4 2 1同轴电缆 目前在网络中应用得较多的有二类同轴电缆 50欧姆 的基带电缆和75欧姆的宽带电缆 基带电缆用来传输数字信号 因此在局域网中被广泛地使用 宽带电缆用于频分多路复用的模拟信号发送 常用于闭路电视的视频信号传输 13 4 2 2双绞线 双绞线 TP 是一种最常用的传输介质 双绞线是由两根具有绝缘保护的铜导线组成 把两根绝缘铜导线 按一定的密度互相扭绞在一起 可以减少串扰及信号放射影响的程度 每一根导线在导电传输中放出的电波会被另一根线上发出的电波所抵消 双绞线可按其是否外加金属网丝套的屏蔽层而区分为屏蔽双绞线 ShieldedTwistedPair STP 和非屏蔽双绞线 UnshieldedTwistedPair UTP 两大类 14 4 2 2双绞线 双绞线结构由 对 根有包皮的铜线双双绞缠组成 这 对线分别是白橙 橙色 白绿 绿色 白蓝 蓝色 白棕 棕色 屏蔽双绞线 STP 的外层由铝箔包裹 抗干扰能力较强 但价格相对贵一些 15 4 2 2双绞线 双绞线与RJ 45接头 水晶头 的连接 双绞线与RJ 45接头连接标准有两个 分为EIA TIA 568 A标准和EIA TIA 568 B标准 16 4 2 3光纤 光纤是由玻璃或塑料制造的丝状物体 光脉冲在光纤中的传递便形成了光通信 通信光纤分为单模光纤和多模光纤两种 单模光纤的纤芯直径很小 一般在4 10微米范围 只允许同波长光的一种模式传输 无模式色散 因而传输频带很宽 传输容量大 传输质量高 但连接耦合较困难 成本较高 多模光纤的直径较大 一般为50 75微米 允许同波长光的多种模式传输 存在模式色散现象 因此传输频带较窄 传输容量较小 但由于其直径较大 耦合连接容易 成本较低 所以应用较多 多条光纤组成一束 就构成一条光缆 17 4 2 4无线介质传输 1 电磁波谱与传输介质2 无线电通信无线电通信是指通信所使用的频段覆盖低频到高频 其中 调频无线电使用中频MF 移动通信等使用高频 调频无线电广播使用甚高频VHF 电视广播使用甚高频VHF至特高频UHF 各个频段对应于特定的服务范围 3 地面微波通信地面微波通信是指在地球表面上通过对微波的传输来进行通信 微波通信的频率范围为300MHz 300GHz 在空间主要是直线传播 4 卫星通信 同步卫星 18 4 3局域网的模型 标准 1 IEEE802参考模型与OSI参考模型的关系 19 2 局域网的层次结构 IEEE802标准遵循ISO OSI参考模型的原则 解决最低两层 即物理层和数据链路层 的功能以及与网络层的接口服务 网际互连有关的高层功能 IEEE802LAN参考模型与ISO OSI参考模型的对应关系 国际标准化组织开放系统互连参考模型 20 IEEE802LAN的物理层 IEEE802局域网参考模型中的物理层 利用传输介质为数据链路层提供物理连接 实现比特流的传输与接收 数据的同步控制等 IEEE802规定了局域网物理层所使用的信号与编码 传输介质 拓扑结构和传输速率等规范 采用基带信号传输 数据的编码采用曼彻斯特编码 传输介质可以是双绞线 同轴电缆和光缆等 拓扑结构可以是总线型 树型 星型和环型 传输速率有10Mbps 16Mbps 100Mbps 1000Mbps 21 IEEE802LAN的数据链路层 MAC子层 介质访问控制子层 的功能MAC构成数据链路层的下半部 直接与物理层相邻 主要制定管理和分配信道的协议规范 MAC子层与传输介质有关 主要功能是进行合理信道分配 解决信道竞争问题 支持LLC子层完成介质访问控制功能 为不同的物理介质定义了介质访问控制标准 LLC子层 逻辑链路控制子层 的功能LLC在MAC子层的支持下向网络层提供服务 与传输介质无关 独立于介质访问控制方法 隐藏了各种802网络之间的差异 向网络层提供一个统一的格式和接口 将数据组成帧 并对数据帧进行顺序控制 差错控制和流量控制 使不可靠的物理链路变为可靠的链路 22 3 IEEE802标准系列 23 4 4介质访问控制方法 介质访问控制方法 控制网络节点如何向传输介质的数据发送与接收数据 即解决信道如何使用的问题 IEEE802规定了局域网中最常用的介质访问控制方法 IEEE802 3载波监听多路访问 冲突检测 CSMA CD IEEE802 5令牌环 TokenRing IEEE802 4令牌总线 TokenBus 24 一 CSMA CD介质访问控制 访问方式 访问过程 冲突问题 解决方案 CSMA CD协议 即带有冲突检测的载波侦听多路访问协议 是一种随机争用型的介质访问控制方法 25 CSMA CD协议的工作过程 CSMA CD协议的工作过程通常可以概括为 先听后发 边听边发 冲突停发 延迟重发 26 CSMA CD协议的特点 在采用CSMA CD协议的总线LAN中 各节点通过竞争的方法强占对媒体的访问权利 出现冲突后 必须延迟重发 因此 节点从准备发送数据到成功发送数据的时间是不能确定的 它不适合传输对时延要求较高的实时性数据 结构简单 网络维护方便 增删节点容易 网络在轻负载 节点数较少 的情况下效率较高 随着网络中节点数量的增加 传递信息量增大 即在重负载时 冲突概率增加 总线LAN的性能就会明显下降 27 二 令牌环 TokenRing 在令牌环介质访问控制方法中 使用了一个沿着环路循环的令牌 网络中的节点只有截获令牌时才能发送数据 没有获取令牌的节点不能发送数据 因此 使用令牌环的LAN中不会产生冲突 28 TokenRing的特点 由于每个节点不是随机的争用信道 不会出现冲突 因此称它是一种确定型的介质访问控制方法 而且每个节点发送数据的延迟时间可以确定 在轻负载时 由于存在等待令牌的时间 效率较低 在重负载时 对各节点公平 且效率高 采用令牌环的局域网还可以对各节点设置不同的优先级 具有高优先级的节点可以先发送数据 比如某个节点需要传输实时性的数据 就可以申请高优先级 29 三 令牌总线 TokenBus 令牌总线访问控制是在物理总线上建立一个逻辑环 从物理连接上看 它是总线结构的局域网 但逻辑上 它是环型拓扑结构 连接到总线上的所有节点组成了一个逻辑环 每个节点被赋予一个顺序的逻辑位置 和令牌环一样 节点只有取得令牌才能发送帧 令牌在逻辑环上依次传递 在正常运行时 当某个节点发送完数据后 就要将令牌传送给下一个节点 30 TokenBus的特点 令牌总线适用于重负载的网络中 数据发送的延迟时间确定 适合实时性的数据传输等 网络管理较为复杂 网络必须有初始化的功能 以生成一个顺序访问的次序 令牌总线访问控制的复杂性高 网络中的令牌丢失 出现多个令牌 将新节点加入到环中 从环中删除不工作的节点等 31 局域网一般由用户工作站 网络服务器 网络适配器 网卡 传输介质及网络软件5部分构成 图4 1 1给出了局域网构成的示意图 4 5局域网的组网设备 32 4 5 1工作站用户工作站是局域网的基本组成部分 它是网络前端窗口 用户通过它来访问网络的共享资源 事实上局域网也是一个多用户数据系统 但它与多用户系统的重要区别是它具有对数据进行处理的能力 工作站必须是计算机 一般是微机 因此也称为微机局域网 可以不带磁盘 不带硬盘的工作站通常称为无盘工作站 需要由服务器以及网卡的EPROM引导 4 5 2服务器服务器是网络的主要设备 它是用来管理系统中共享设备的 例如大容量的磁盘 高速打印机和数据文件等 共有三种服务器 文件服务器 打印服务器和通信服务器 33 目前在局域网中有两种网络策略 基于服务器的网络和对等网络 1 基于服务器的网络基于服务器的网络由一台或几台大功率计算机作为服务器和若干工作站组成 服务器通常为高性能的微机 小型机及大型机 服务器的配置和功能 配有大容量硬盘或多个硬盘及CD ROM驱动器 使用网络操作系统 该系统提供文件服务 打印服务 运行各种管理和检测程序 配置网络接口卡 为了扩充网络 还要配置多个 34 网络接口卡 使用几条并行的网络电缆通道 以保证快速服务 为重要的数据提供良好的控制 备份和管理 能够同时执行几个程序 可以记录文件操作的日期和时间 检查计算机病毒 2 对等网对等网上的每一台计算机既是服务器 又是工作站 既可以提供服务 也可以享受其它计算机提供的服务 如Windows98对等网 35 对等网不依靠专用的服务器 它将服务器功能分配至许多计算机 对等网络系统提供极好的经济效益 它可以发挥现有计算机硬件的长处 在对等网络中 一些计算机除可以运行本机用户网络系统软件 应用程序和基础操作系统外 还运行文件服务器网络系统软件 对等网上的计算机资源不能自动向网络上每个用户开放 需由使用专用计算机的用户来决定通过网络分享哪些文件 子目录或驱动器 对等网络容易安装和管理 适应性好 36 4 5 3网络适配器 网卡 局域网适配器通常称为网卡 功能相当于远程网中的通信控制处理机 通过它将用户工作站的PC机连接到网络上 实现网络资源的共享和互相通信 网络适配器执行数据链路层的通信规程 实现物理层信号的转换 局域网适配器通常做成一块插件板 安装在工作站PC机的扩展槽上 或者服务器的扩展槽上 局域网上网卡所完成的功能为 1 实现工作站和局域网传输介质的物理连接和电信号的匹配 接收和执行工作站及服务器送来的各种控制命令 37 2 实现局域网数据链路层的功能 包括传输介质的送取控制 信息帧的发送和接收 差错检验 串行代码转换等 3 实现无盘工作站的复位及引导 4 提供数据缓冲能力 5 实现某些接口功能等 不同的网络产品都有自己的网卡与之配套 如Ethernet网的TE2000A TE2001A等 3 网络的3C501和3C503等 NOVELL网和NE1000及NE2000等 但一般来说 一种网络产品能够支持多种网卡 如Novell网也能够支持3C501和3C503等多种网卡 38 但是 对于服务器来说 通常需要选择与计算机数据总线相符的网络接口卡 目前微机总线方式主要有 IBMPCAT和工业标准结构的ISA总线 80年代初制定 COMPAQ和其他公司的新型扩展工业标准EISA总线 1989年制定 IBMPS 2的微通道数据结构MCA总线 1987年制定 视频电子标准协会VESA推出的VESA总线VL BUS 1992 PCISIG组织 包括IBM公司在内的许多大公司组成的组织 制定的PCI总线 39 EISA和MCA总线和主板可以通过软件进行配置 而ISA板通常需要人工设置双列直插的开关 但许多厂家提供设置ISA卡的程序 如通过软件设置内存地址及连接类型 在选择网卡时 要考虑的另一个重要因素是对软件的兼容性 应当考虑驱动程序类型 操作系统 协议以及应用程序等因素 4 5 4传输介质及附属设备局域网使用的传输介质主要是双绞线 同轴电缆及光缆 双绞线和同轴电缆一般作为建筑物内部的局域网干线 光缆则因其性能优良 价格较高 常作为局域网中建筑物之间的连接干线 一般小规模的局域网 只需采用一种传输介质就可满足要求 40 附属设备由局域网使用的传输介质而定 就同轴电缆来说 它一般包括BNC插头 T型头 终端适配器 中继器和调制解调器等 BNC插头安装在同轴电缆段的两端 T型头的一端连接用户工作站的网络适配器 其余两端分别连接两根同轴电缆段的BNC插头上 终端适配器安装在传输介质的最外两个端点上 以实现端点的阻抗匹配 中继器和调制解调器用于远距离传输 前者起信号放大的作用 后者用于信号的变换 41 一中继器 RPrepeater 中继器 RPrepeater 是连接网络线路的一种装置 常用于两个网络节点之间物理信号的双向转发工作 中继器是最简单的网络互联设备 主要完成物理层的功能 负责在两个节点的物理层上按位传递信息 完成信号的复制 调整和放大功能 以此来延长网络的长度 由于存在损耗 在线路上传输的信号功率会逐渐衰减 衰减到一定程度时将造成信号失真 因此会导致接收错误 中继器就是为解决这一问题而设计的 它完成物理线路的连接 对衰减的信号进行放大 保持与原数据相同 一般情况下 中继器的两端连接的是相同的媒体 但有的中继器也可以完成不同媒体的转接工作 从理论上讲中继器的使用是无限的 网络也因此可以无限延长 事实上这是不可能的 因为网络标准中都对信号的延迟范围作了具体的规定 中继器只能在此规定范围内进行有效的工作 否则会引起网络故障 42 二集线器 集线器的英文称为 Hub Hub 是 中心 的意思 集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大 以扩大网络的传输距离 同时把所有节点集中在以它为中心的节点上 它工作于OSI 开放系统互联参考模型 参考模型第一层 即 物理层 集线器与网卡 网线等传输介质一样 属于局域网中的基础设备 采用CSMA CD 一种检测协议 访问方式 集线器属于纯硬件网络底层设备 基本上不具有类似于交换机的 智能记忆 能力和 学习 能力 它也不具备交换机所具有的MAC地址表 所以它发送数据时都是没有针对性的 而是采用广播方式发送 43 三网桥和交换机 网桥和交换机属于OSI和TCP IP的第二层 即数据链路层 数据链路层的作用包括数据链路的建立 维护和拆除 帧包装 帧传输 帧同步 帧差错控制以及流量控制等 网桥 BRIDGE 工作在数据链路层 将两个局域网 LAN 连起来 根据MAC地址 物理地址 来转发帧 可以看作一个 低层的路由器 路由器工作在网络层 根据网络地址如IP地址进行转发 它可以有效地联接两个LAN 使本地通信限制在本网段内 并转发相应的信号至另一网段 网桥通常用于联接数量不多的 同一类型的网段 44 三网桥和交换机 交换机 SWITCH 是按照通信两端传输信息的需要 用人工或设备自动完成的方法 把要传输的信息送到符合要求的相应路由上的技术统称 广义的交换机就是一种在通信系统中完成信息交换功能的设备 在计算机网络系统中 交换概念的提出是对于共享工作模式的改进 交换机拥有一条很高带宽的背部总线和内部交换矩阵 交换机的所有的端口都挂接在这条背部总线上 控制电路收到数据包以后 处理端口会查找内存中的地址对照表以确定目的MAC 网卡的硬件地址 的NIC 网卡 挂接在哪个端口上 通过内部交换矩阵迅速将数据包传送到目的端口 目的MAC若不存在才广播到所有的端口 接收端口回应后交换机会 学习 新的地址 并把它添加入内部地址表中 使用交换机也可以把网络 分段 通过对照地址表 交换机只允许必要的网络流量通过交换机 通过交换机的过滤和转发 可以有效的隔离广播风暴 减少误包和错包的出现 避免共享冲突 45 三网桥和交换机 总之 交换机是一种基于MAC地址识别 能完成封装转发数据包功能的网络设备 交换机可以 学习 MAC地址 并把其存放在内部地址表中 通过在数据帧的始发者和目标接收者之间建立临时的交换路径 使数据帧直接由源地址到达目的地址 其实SWITCH的前身就是网桥 交换机是使用硬件来完成以往网桥使用软件来完成过滤 学习和转发过程的任务 SWITCH速度比HUB快 这是由于HUB不知道目标地址在何处 发送数据到所有的端口 而SWITCH中有一张路由表 如果知道目标地址在何处 就把数据发送到指定地点 如果它不知道就发送到所有的端口 这样过滤可以帮助降低整个网络的数据传输量 提高效率 但是交换机的功能还不止如此 它可以把网络拆解成网络分支 分割网络数据流 隔离分支中发生的故障 这样就可以减少每个网络分支的数据信息流量而使每个网络更有效 提高整个网络效率 目前有使用SWITCH代替HUB的趋势 46 4 6以太网简介 Xerox 美国施乐 创建第一个实验性的以太网 1972 1977 DEC Intel和Xerox将以太网标准化 1979 1983 IEEE802 3标准 1982年 10BASE 5出现 10BASE T结构化布线的历史 1986 1990 交换式和全双工制以太网的出现 1990 1994 快速以太网的出现 1992 1995 千兆网的出现 1996至今 一 以太网的产生和发展 47 二 IEEE802 3的四种规范 48 1 10Base5 分插头 插入电缆收发器 发送 接收 冲突检测 电气隔离 超长控制 AUI 连接件单元接口 终接器 49 大多数网络中都有对连接网段的转发器 集线器 数目的限制 在10Mbps的以太网中 使用5 4 3 2 1的规则 50 5 允许5个网段 每网段最大长度100米4 在同一信道上允许连接4个中继器或集线器3 在其中的三个网段上可以增加节点2 在另外两个网段上 除做中继器链路外 不能接任何节点1 上述将组建一个大型的冲突域 最大站点数1024 网络直径达25005 4 3 2 1规则中在其中的三个网段上可以增加节点其中的节点指的是是终端设备PC之类 HUB之类的 51 3 10BaseT 集线器的作用相当于一个多端口的中继器 转发器 数据从集线器的一个端口进入后 集线器会将这些数据从其他所有端口广播出去 扩充信号传输距离 将信号放大并整形后再转发 消除信号传输的失真和衰减 52 2 5高速局域网 背景随着网络应用和需求急剧增加 数据传输量越来越大 网络传输速度 带宽 成为网络发展的瓶颈 解决方案升级到高速网络 如100BASE T 快速以太网 FDDI 1000BASE T 千兆位以太网 发挥现有网络技术 采用网络分段 优化服务器 增加路由器 提高子网的网络性能 使用局域网交换机 将 共享介质局域网 改为 交换式局域网 53 一 快速以太网 FastEthernet 100BASE T快速以太网 是标准以太网的100Mbps版本 100BASE T的标准为802 3u 作为802 3的补充 100BASE TMAC的速度相当于10倍的BASE T的MAC 与10BASE T相同 100BASE T要求有中央集线器的星型布线结构 FastEthernet的协议结构 54 1 100Base T的四种标准 100Base TX支持2对五类非屏蔽双绞线 UTP 或2对一类屏蔽双绞线 STP 其中1对用于发送 另1对用于接收 因此100Base TX可以全双工方式工作 每个节点可以同时以100Mbps的速率发送与接收数据 使用五类UTP的最大距离为100米 100Base T4支持4对三类非屏蔽双绞线UTP 其中有3对用于数据传输 1对用于冲突检测 100Base T2支持2对三类非屏蔽双绞线UTP 100Base FX支持2芯的多模或单模光纤 100Base FX主要是用作高速主干网 从节点到集线器HUB的距离可以达到450米 55 2 快速以太网的应用 采用快速以太网集线器作为中央设备 100Base TX集线器 使用非屏蔽5类双绞线以星型连接的方式连接以太网节点 工作站和服务器 以及连接另一个快速以太网集线器和10Base T的共享集线器 56 3 100BASE T快速以太网优缺点 优点 具有较高的性能 适合网络结点多或者对网络带宽要求较高的应用环境 基于以太网的技术 与现有10BASE T的兼容可以容易的移植到高速网络上 最大地利用了已有的设备 电缆布线和网络管理技术 众多的厂商支持 缺点 仍然是一种共享式以太网网络 采用CSMA CD作为介质存取方式 网络结点增加时 网络性能会下降 CSMA CD方式使得网络延时变化较大 不适合实时性应用 速率较高 中继器间距较小 100BASE TX不适合做主干 57 二 千兆位以太网 千兆位以太网产生的背景 千兆位以太网同样保留着传统的100Base T的所有特征 1996年8月成立了802 3z工作组 主要研究使用光纤与短距离屏蔽双绞线的GigabitEthernet物理层标准 1997年初成立了802 3ab工作组 主要研究使用长距离光纤与非屏蔽双绞线的GigabitEthernet物理层标准 58 三 万兆位以太网 万兆位以太网的主要特性和优势万兆位以太网定义在IEEE802 3ae协议中 其数据传输速率达到百亿比特 秒 基于当今广泛应用的以太网技术 万兆位以太网提供了和各种以太网标准相似的有利特点 但同时他又具有相对以前几种以太网技术鲜明的特点和优势 主要体目前以下几个方面 1 物理层结构不同万兆位以太网是一种只采用全双工数据传输技术 其物理层 PHY 和OSI参考模型的第一层 物理层 一致 负责建立传输介质 光纤或铜线 和MAC层的连接 MAC层相当于OSI参考模型的第二层 数据链路层 3 带宽更宽 传输距离更长 4 结构简单 管理方便 价格低廉 5 便于管理 6 应用更广 59 三 万兆位以太网 万兆位以太网主要工作在光纤模式上 所以他不仅在局域网中能得到应用 更在城域网和广域网中有着非常广阔的天地 把原来仅用于局域网的以太网带到了广阔的城域网和广域网中 另外 随着网络应用的深入 WAN MAN和LAN融和已成为大势所趋 各自的应用领域也将获得新的突破 而万兆位以太网技术让工业界找到了一条能够同时提高以太网的速度 可操作距离和连通性的途径 万兆位以太网技术的应用必将为3网发展和融和提供新的动力 7 具有更高的多功能 服务质量更好当然 最重要的特性就是 万兆位以太网技术基本承袭了以太网 快速以太网及千兆位以太网技术 因此在用户普及率 使用方便性 网络互操作性及简易性上皆占有极大的引进优势 在升级到万兆位以太网解决方案时 用户不必担心既有的程式或服务是否会受到影响 升级的风险非常低 可实现平滑升级 保护了用户的投资 同时在未来升级到40Gbps甚至100Gbps都将是非常明显的优势 60 4 7FDDI FDDI特点 以光纤作为传输介质的高速主干网 基于共享介质原理 是令牌环体系结构的拓展 使用基于IEEE802 5的单令牌的环型网介质访问协议 数据传输速率为100Mbps 可支持1000个物理连接 环路的长度为100KM 采用双环拓扑结构 可增加网络容错能力 提高了可靠性 可以使用多模或单模光纤 采用单模光纤时 两节点之间距离可超过20km 全网光纤总长可以达到数千公里 61 4 8交换式以太网 共享式以太网采用了以共享集线器为中心的星型连接方式 但其实际上是总线型的拓扑结构 集线器工作原理 以广播方式向各端口发送数据 当网络规模不断扩大时 网络中的冲突就会大大增加 造成网络整体性能下降 62 交换式以太网 交换式以太网采用交换机作为中央设备的以太网成为交换式以太网 交换机提供了多个通道 允许多个用户之间同时进行数据传输 63 共享介质与交换局域网工作原理的区别 64 1 交换式以太网的工作原理 交换机对数据的转发是以网络节点计算机的MAC地址为基础的 65 2 交换机对数据帧的转发方式 直接交换方式 Cut Through 不接收完整个转发的帧 只收到帧中最前面的源地址和目的地址即可 根据目的地址找到相应的交换机端口 并将该帧发送到该端口 存储转发交换方式 Store and Forward 与直接交换方式类似 不同处在于要把信息帧全部接收到内部缓冲区中 并