局域网技术类型

1、2.1 局域网技术类型局域网是指履盖范围相对较小的网络。局域网按其规模可分为小型局域网和大型局域 网，即便是两台计算机联网，也是一个局域网，如办公室内、大楼内或小区内的计算机 连成网络，都属于局域网。大型局域网主要指企业 Intranet 网、行政网等。本节介绍几种主要的局域网技术，包括以太网、令牌环网、光纤分布式数据接口、异 步传输模式 ATM ，以及常用的以太网技术，包括交换转发方式、生成树协议、 VLAN 、 VLAN 主干、链路聚合、第三层交换等重要的交换技术。2.1.1 以太网 Ethernet近几年来， 在局域网技术中， 以太网应用最为广泛。它基于 CSMA/CD （带冲突检测的

2、载波侦听多路访问）机制，采用共享介质方式实现计算机之间的通信。 CSMA/CD 采用 总线控制技术及退避算法。 当一个站点要发送时， 先侦听总线以确定总线介质上是否存 在其他站点的发送信号。如果介质是空闲的，则可以发送；否则等一个随机时间后重新 侦听，再发送。早期的以太网由于介质共享特性，当网络中站点增加时，网络性能会迅速下降，同时 也缺乏多种服务和对 QoS 的支持。随着网络技术的发展，现在的以太网技术已经从共 享以太网发展到交换以太网， 使以太网的性能得到极大改进。共享式以太网上的所有站 点（如服务器、工作站等）共享同一带宽，当网上任意两个站点之间进行信息传输时， 其他站点只能等待。交换以

3、太网利用交换技术，使网上每个设备独享带宽，向目标地址 定向传输，增大了网络的传输吞吐量，使网上多个站点可以同时进行信息传输，提高了 网络的总体传输速率。以太网技术自 1970 年问世以来，主要经历了以下几个阶段：1.10Base-2 和 10Base-5分别以细同轴电缆和粗同轴电缆 （ 50）为传输介质， 没有中心网络设备，是总线共享 式以太网，带宽为 10Mbit/s 。网络的性能和可扩展性较差。 10Base-2 网段最大距离为 185m， 10Base-5 网段最大距离为 500m。2.10Base-T （T 表示双绞线对）采用双绞线介质，需要中心网络设备（如集线器） ，每个网段（从网卡

4、到 Hub）的最大 距离为 100m，是星形共享式以太网， 一个网络最多可容纳 1024 个节点，带宽为 10Mbit/s 。 与 10Base-2 和 10Base-5 相比，网络的性能没有太大改进，但可扩展性和可维护性明显 提高。3.10Base-TX 和 10Base-FX（ F 表示光缆）采用双绞线或光纤介质，需要中心网络设备（如交换机） ，是星形交换式以太网，带宽为 10Mbit/s 。与 10Base-2、10Base-5和 10Base-T 相比，网络性能有了大幅度的提高， 增强了智能能力，为网络管理提供了可能。4.100Base-TX 和 100Base-FX （快速以太网）1

5、00Base-TX 采用 2 对 5 类 UTP 双绞线， 网段最大距离为 100m。100Base-FX 采用 2 芯62.5/125 多m模光纤介质，网段最大距离为 412m。需要中心网络设备（如交换机） ，称 为快速交换式以太网，带宽为 100Mbit/s 。与 10M 交换式以太网相比，快速以太网的性 能有了更大的提高，同时增强了网络设备的可管理性。5.1000Base-TX 和 1000Base-FX （千兆以太网） 采用双绞线或光纤介质，需要中心网络设备（交换机） ，带宽为 1000Mbit/s 。千兆以太 网是目前大规模投入使用的最快速的以太网技术， 在网络结构上与快速以太网相同

6、，主 要优点是提供高带宽和高质量的服务。6.10G 以太网2002 年 6 月刚刚正式通过的新的标准，即 IEEE 802.3ae，已经有相应产品面市，带宽 为 10Gbit/s 。目前常用的以太网技术是快速以太网和千兆以太网，通常是以千兆以太网作主干，10/100Mbit/s 交换到桌面。另外，通过以太网新技术，如VLAN 、QoS、第 3 层交换、组播等的应用，使以太网技术具有更高的性能和市场竞争力。以太网是现在最为流行的局域网技术，其优点是设备性价比高、可扩展性好、能够平 滑升级、 适应范围广泛以及生产厂商众多等。 以太网最大的缺点是服务质量的保证不理 想，对实时系统的支持不及 ATM

7、、令牌环和 FDDI 。2.1.2 令牌环网 Token Ring令牌环网的逻辑结构是环状的，网上所有的设备均处在这个环上（相邻关系有前站和 后站之分）。在网络中传递着一个很小的帧，称为 “令牌 ”，每个工作站等到拥有令牌时 才有发送信息的权利。当一个站点要发送信息时，首先需要捕获到令牌；然后将令牌的一个比特变成一个开 始串，并将待发送的信息附加在其后面发送给环中的下一个工作站。这个含令牌的数据 帧被逐站点向下游传递，非目的站点不对此帧做任何操作，只是简单地往下传递。当此 帧到达目的站点后，目的站点将其拷贝下来并将其相应的比特置为 1，这个含令牌的数 据帧继续在环上向前传递， 直到回到发送站点

8、后被发送站点取消。然后发送站点产生一 个空闲的令牌向下游发送，环上其它站点再度具备传递信息的能力了。令牌环网络传输的主要特点是可以保证每个节点设备在可以预定的时间间隔内获得对 网络的访问权，更适合于对实时要求较高的网络应用。随着以太网技术的发展，以太网 提供了更高的带宽和更好的服务质量， 令牌环网的市场占有率在逐年下降， 在我国应用 更少。2.1.3 光纤分布式数据接口 FDDI光纤分布式数据接口是采用光纤电缆的 100Mbit/s 双令牌环局域网。 FDDI 标准是由 ANSI X3T9.5 标准委员会在 20世纪 80年代中期制定的，国际标准为 ISO9384。开发 FDDI 的主要目的是

9、利用其高带宽和较长传输距离的特点构建高速主干。在物理上， FDDI 是两个互相平行、相对作反向传输的双环结构网，它采用定时令牌传 送协议，是一个令牌环协议的高速版本。但与令牌环技术不同的是，当其发送完数据帧 后就立即产生新的令牌，故其利用率较高，其传输带宽可达100Mbit/s 。FDDI 的双环结构有非常好的冗余特性，单一环路故障不会造成整个网络瘫痪。在与站点连接时， FDDI 有两种接入方式：双连接站点和单连接站点。双连接站点方式 比较贵，但具有冗余功能；单连接站点方式需要集线器，且没有冗余功能。FDDI 有几个通过带宽分配来实现优先的机制， 一个是同步带宽的分配机制， 它可以让 管理员将

10、一定量的带宽分配给一些确定的工作站，让它们具有更多的捕获令牌的机会。 第二个是异步服务，它将未经过同步带宽分配的带宽（尚未分配的带宽）等分给环上的 工作站。铜缆分布式数据接口（ CDDI ， Copper Distributed Data Interface ）是 FDDI 协议在双绞 线上的实现。 CDDI 的传输速率是 100Mbit/s ，同样采用双环结构提供冗余特性。FDDI 及 CDDI 的优点包括：连接的冗余性，内置的网络管理，有保证的访问和较广泛 的适用性。但是， FDDI 技术过于昂贵和复杂，同时缺乏对多种服务和 QoS 的支持，至 今也未成为局域网的主流技术。2.1.4 异步

11、传输模式 ATM异步传输模式是一种全新的技术。它采用定长的称为信元的数据帧来传输数据，使网 络的传输效率显著提高， 并提供良好的服务质量支持。 ATM 可以提供从 Mbit/s 级到 Gbit/s 级的可变带宽。是局域网和广域网都使用的技术。ATM 是国际电信联盟电信标准部（ ITU-T ）制定的信元中继标准，在这种模式中，音 频、视频和数据等多种类型的信息以较小的固定长度的信元进行传输。ATM 技术中的信元有 53 个字节（定长的帧格式） ，其中 48 个字节为信息的有效负荷 （有效数据），另有 5 个字节为信元头部。在传输过程中，对于有负荷的中间节点不作 检验，信息的校验在通信的末端设备中进行，以保证高的传输速率和低的时延。ATM 是一种电路交换和帧交换相结合的技术，它提供永久性虚电路（PVC ，PermanentVirtual Circuit ）、交换虚电路（ SVC， Switched Virtual Circuit ）和无连接服务三种类型的 服务。目前， ATM 技术主要应用于专用网络和核心网络，而网络的外围和用户端仍采用传统 的网络技术（如以太网、快速以太网、令牌环网等） ，因而在 ATM 网络和传统网络之间 需要一种转换机制，将 ATM 信元与传统网络的数据帧之间进行相互转换。这在很大程 度上增加了 ATM 网络的复杂