计算机网络原理第4章

计算机网络原理

ThePrinciplesofComputerNetworking第4章局域网第4章局域网本章重点:掌握局域网的体系结构及802.3掌握以太网MAC原理掌握构建以太网的方法高速局域网,VLAN无线局域网4.1 局域网概述局域网产生的原因80年代，微型计算机发展迅速，彼此需要相互通信（近距离），共享资源；功能分布：分布式计算，分布式数据库定义局域网是一种将小区域内的各种通信设备互连在一起的通信网络。局域网的三个属性局域网是一种通信网络；通信设备是广义的；在一个小区域内。4.1 局域网概述局域网的基本特点高数据传输率（10~10,000Mbps）短距离（0.1~10km）低出错率（10-8~10-11）主要优点1．能方便地共享昂贵的外部设备、主机以及软件、数据。从一个站点可访问全网；2．便于系统的扩展和逐渐地演变；3．提高了系统的可靠性、可用性和残存性；

4.1 局域网概述局域网拓扑结构星型结构环型结构总线型结构树型结构传输介质双绞线基带同轴电缆光纤无线局域网要着重考虑的一个问题就是如何使众多用户能够合理和方便地共享通信媒体资源。媒体共享技术可分为如下两大类：（1）静态划分信道（2）动态媒体接入控制（1）静态划分信道将信道资源N等分例如电话干线的频分复用FDM适于用户数量少且数目固定、通信量大情况问题资源分配不合理，不能满足用户对资源占用的不同需求有资源浪费，效率低不够灵活，不适合于局域网和某些广播信道的网络使用。（2）动态媒体接入控制它又称为多点接入(multipleaccess)，其特点是信道并非在用户通信时固定分配给用户。分两类：随机接入，随机接入的特点是所有的用户可随机地发送信息。受控接入，受控接入的特点是用户不能随机地发送信息而必须服从一定的控制。随机接入总线型。所有站点可随时发送数据，争用信道，易冲突。受控接入

集中式控制:轮叫轮询。主机按顺序逐个询问各站是否有数据要发送.

分散式控制:令牌环网。在环路中有一个特殊的帧，叫“令牌”。令牌沿环路逐站传递。只有获得令牌的站才有权发送信息。NN-121主机收发

轮叫轮询接入方式4.2传统以太网“传统以太网”表示最早进入市场的10Mbit/s速率的以太网Ethernet。4.2.1以太网工作原理1.以太网标准在20世纪80年代初期，美国电气和电子工程师学会IEEE802委员会首先制定出局域网的体系结构，即著名的IEEE802参考模型。许多802标准现已成为ISO国际标准。1983年制订了以太网标准802.3。DIXEthernetV2标准70年代中期由XeroxPaloAltoResearchCenter(BobMetcalfe)提出，数据率为2.94M，称为Ethernet后来由DEC,IntelandXerox(DIX标准)改进为10M标准。1985年定名为IEEE802.3，即使用CSMA/CD协议的LAN标准，数据率从1M到10M，支持多种传输媒体Ethernet是指基带总线LANEthernet和IEEE802.3的帧格式不同LAN参考模型局域网目标

IEEE802标准希望使局域网的“数据链路层服务”能达到如下具体目标：(1)与HDLC规程相一致；(2)与网络拓扑无关；(3)与传输速率无关；(4)与传输介质无关；(5)与信号编码技术无关。

由于局域网通常采用公共信道和共享带宽资源的网络结构，因此存在各用户竞争传输介质和分配带宽的问题。IEEE802标准将数据链路层分解为公共的“逻辑链路控制LLC(LogicalLinkControl)”和特定的“媒体接入控制MAC

(MediumAccessControl)”两个子层，由此来实现数据链路向上提供统一的标准服务，而与介质、拓扑、速率、信号等特定的物理环境因素不发生关系。网络的服务访问点SAP则在LLC层与高层的交界面。局域网的参考模型只相当于OSI的最低的两层。IEEE802参考模型的范围物理层数据链路层网络层传输层会话层表示层应用层()()()媒体接入控制MAC逻辑链路控制LLC物理层传输媒体逻辑链路控制LLC服务访问点SAPIEEE802参考模型OSI参考模型

局域网的802参考模型与OSI/RM的对比共性个性802各层的功能和作用物理层信号的编码与译码为进行同步的前同步码的产生与去除比特的传输与接收MAC层将上层交下来的数据封装成帧进行发送、接收实现和维护协议比特差错检测寻址MAC层的作用：解决与接入各种传输媒体有关的问题以及进行无差错的通信

LLC层建立和释放数据链路层的逻辑连接提供高层的接口差错控制给帧加上序号注意：与媒体接入无关的部分放在LLC层LLCPDU与MAC帧的关系LLCPDU=LLC首部+LLC数据MAC=MAC首部+MAC数据+MAC尾部高层数据LLC数据LLC首部MAC首部MAC数据MAC尾部

网络层以上LLC子层LLCPDUMAC帧MAC子层802系列标准802.2-逻辑链路控制LLC802.3-CSMA/CD（以太网）802.4-TokenBus（令牌总线）802.5-TokenRing（令牌环）802.6-分布队列双总线DQDB--MAN标准802.8–

FDDI（光纤分布数据接口）802.11–

无线LAN802系列标准数据链路层

物理层LLCMACPHY2．网卡的作用网络接口板又称为通信适配器(adapter)或网络接口卡NIC(NetworkInterfaceCard)网卡不是完全自治的单元，通常称为半自治单元。当网卡收到一个有差错的帧时，它就丢弃此帧而不必通知它所插入的计算机。当网卡收到一个正确的帧时，它就使用中断来通知该计算机并交付给网络层。当计算机要发送一个IP数据报时，就由协议栈向下交给网卡组装成帧后发送到局域网。以太网将许多计算机都连接到一根总线上。当初认为这样的连接方法既简单又可靠。总线的特点是：当一台计算机发送数据时，总线上的所有计算机都能检测到这个数据。这种通信方式是广播通信为了在总线上实现一对一的通信，可以使每一台计算机拥有一个与其他计算机都不同的地址。在发送数据帧时，在帧的首部写明接收站的地址。仅当数据帧中的目的地址与计算机的地址一致时，该计算机才能接收这个数据帧。3．CSMA/CD协议为了通信的简便，以太网采取了两种方法。第一，采用无连接的工作方式，即不必先建立连接就可以直接发送数据。第二，不要求收到数据的目的站发回确认。不要确认的理由是局域网信道的质量很好，因信道质量产生差错的概率是很小的。因此，以太网提供的服务是不可靠的交付，即尽最大努力的交付。4．争用期因为电磁波在总线上总是以有限的速率传播的。因此当某个站监听到总线是空闲时，也可能总线并非是空闲的。如下图所示的例子可以说明这种情况。4．争用期(续)以太网的端到端往返时延2称为争用期(contentionperiod)。争用期又称为碰撞窗口(collisionwindow)。假设站S先开始发送数据帧，当数据帧信号达到时间T时，站E又开始发送数据帧（注意：因为这时E站监听到的信道也是空闲的），经过时间ε(epsilon

)后，冲突实际上已发生。SEεετT检测冲突的时间大小分析图4．争用期分析(续)站E和站S总共要分别经过ε和2τ-2ε的时间才能检测到冲突。取两个的最大值2τ-2ε为冲突检测时间，当ε趋向于0时，冲突检测时间就是2τ。2τ.这个时间就是发送站“抓住”电缆的时间。在10Mb/s以太网,“抓住”电缆的时间为51.2µs。两帧间的时间间隔为9.6µs.显然，在使用CSMA/CD协议时，一个站不可能同时进行发送和接收。因此使用CSMA/CD协议的以太网不可能进行全双工通信而只能进行双向交替通信(半双工通信)。每一个站在自己发送数据之后的一小段时间内，存在着遭遇碰撞的可能性。以太网的这一特点称为发送的不确定性。为了使每个站都能尽可能早地知道是否发生了碰撞，以太网还采取一种叫做强化碰撞的措施。这就是当发送数据的站一旦发现发生了碰撞时，除了立即停止发送数据外，还要再继续发送若干比特的人为干扰信号(jammingsignal)，以便让所有用户都知道现在已经发生了碰撞如图所示。5.延迟时间算法①二进制退避算法：TBEB=2I-1·2τ,其中，I为冲突次数，2τ为信号在电缆中往返时间。②截断二进制退避算法：TEBE=[0，1，···，2K-1]

·2τ,其中，K=min[冲突次数，10]，2τ为信号在电缆中往返时间。

截断二进制退避算法(1)确定基本退避时间，一般是取为争用期2τ。(2)定义参数k,k=min[重传次数，10]。因此k不超过10。(3)从离散的集合[0,1,…,(2k-1)]中随机取出一个数,记为r。重传所需的时延就是r倍的基本退避时间。(4)当重传达16次仍不能成功时，则丢弃该帧，并向高层报告。CSMA/CD的流程图媒体忙？发送帧碰撞？发送完？发送JamN≥16?YesNoNoYes发送成功Yes发送失败No延迟随机时间NoYes发送帧碰撞次数N++6.802.3标准传统以太网

802.3——同轴电缆Ethernet802.3a——细缆Ethernet802.3i——双绞线

802.3j——光纤快速以太网FE802.3u——双绞线，光纤千兆以太网GEIEEE802.3z——屏蔽短双绞线、光纤

IEEE802.3ab——双绞线4.2.2传统以太网的连接方法802.3布线介质标准10Base5粗同轴10Base2细同轴10BaseT双绞线10BaseFMMF100BaseT双绞线100BaseFMMF/SMF1000BaseX屏蔽短双绞线/MMF/SMF1000BaseT双绞线10Base5含义

10：10Mbps;Base：基带传输（basebandmedium）；5：500米10Base5：粗缆，AUI接口；10Base2：细缆，BNC接口，T型头；10Base-T：RJ-45接口下图中在MAC层下面给出了对应于这四种传输媒体的物理层，即10BASE5(粗缆)、10BASE2(细缆)、10BASE-T(双绞线)和10BASE-F(光缆)。用铜缆或铜线连接到以太网的示意图连接器（1）数据的封装与解封，发送时将上一层交下来的数据加上首部和尾部，成为以太网的帧。接收时将以太网的帧剥去首部和尾部，然后送交上一层。（2）链路管理，主要是CSMA/CD协议的实现。（3）编码与译码，即曼彻斯特编码与译码。网卡的主要功能（1）使用集线器的局域网在物理上是一个星形网，但在逻辑上仍是一个总线网，各工作站使用的还是CSMA/CD协议，并共享逻辑上的总线。网络中的各个计算机必须竞争对传输媒体的控制，并且在一个特定时间至多只有一台计算机能够发送数据。因此，这种10BASE-T以太网又称为星型总线(star-shapedbus)集线器的特点（2）一个集线器有许多端口，因此，一个集线器很像一个多端口的转发器。（3）集线器和转发器都是工作在物理层为了说明上述原理，下图给出三个端口的集线器的示意图(实际的集线器不会只有三个端口)。（4）集线器采用了专门的芯片，进行自适应串音回波抵消。为了比较这三种以太网布线方案的区别，下图画出了一组办公室用三种不同方案布线的情况。上述的三种以太网的主要指标的比较如表4-1所示。4.2.3以太网的信道利用率某站发送成功的概率

A=P[某站发送成功]=Np(1-p)N-1帧重发次数NR NR=j(1-A)jA=(1-A)/A∞

∑j=0以太网信道利用率(归一化吞吐量)SS=T0/Tav=T0/(2τNR+T0+τ)=1/(1+a(2A-1-1))a单程传播时延与帧的发送时延之比

a=τ/T0当p=1/N时,A最大

Amax=[1-1/N]N-1理想情况下,各发送帧不发生冲突.发送一帧占用线路的时间为T0+τ.帧本身的发送时延为T0,,则极限信道得用率:SM=T0/(T0+τ)=1/(1+a)最短帧长避免帧的第一个比特到达电缆的远端前帧已经发完，帧发送时间应该大于2；10MbpsLAN，最大冲突检测时间为51.2微秒，最短帧长为64字节；网络速度提高，最短帧长也应该增大或者站点间的距离要减小。4.3以太网的MAC层4.3.1MAC子层功能和服务

MAC子层功能是指MAC子层本身应该完成的功能：（1）MAC帧的发送/接收功能 成帧与卸帧 编址与寻址 差错检测（2）介质接入控制/管理功能 信道使用分配（避免碰撞，介质接入控制）竞争分解（退避延时，重发安排等）

MAC子层服务MAC子层向LLC子层只提供对LLC-PDU的发送与接收操作的服务，这样就可以使LLC子层不必关心对信道的接入和使用情况。这种服务的提供通过执行三条原语交互来完成：MA-UNIDATA.request——请求发送一个数据帧；MA-UNIDATA.indication——指示一接收到一个帧；MA-UNIDATA.confirm——对发送的请求给予确认。4.3.2MAC层的硬件地址在局域网中，硬件地址又称为物理地址或MAC地址。“名字指出我们所要寻找的那个资源，地址指出那个资源在何处，路由告诉我们如何到达该处。”严格地讲，名字应当与系统的所在地无关。802标准所说的“地址”严格地讲应当是每一个站的“名字”或标识符。IEEE的注册管理委员会RAC(RegistrationAuthorityCommittee)是局域网全球地址的法定管理机构，它负责分配地址字段的六个字节中的前三个字节(即高位24bit)。这三个字节构成的一个号(即地址块)，这个号的正式名称是机构惟一标识符OUI(OrganizationallyUniqueIdentifier)，通常也叫做公司标识符(company_id)。例如，3Com公司生产的网卡的MAC地址的前六个字节是02-60-8C。地址字段中的后三个字节(即低位24bit)则是由厂家自行指派，称为扩展标识符(extendedidentifier)，只要保证生产出的网卡没有重复地址即可。下图表示用网卡上的硬件地址来标识局域网上的计算机和路由器。“发往本站的帧”包括以下三种帧：单播(unicast)帧(一对一)，即收到的帧的MAC地址与本站的硬件地址相同。广播(broadcast)帧(一对全体)，即发送给所有站点的帧(全1地址)。多播(multicast)帧(一对多)，即发送给一部分站点的帧。4.3.3两种不同的MAC帧格式以太网的MAC帧格式有两种标准，一种是DIXEthernetV2标准，另一种是IEEE的802.3标准。下图画出了这两种不同的MAC帧格式。IEEE802.3标准规定的MAC帧和以太网V2的MAC帧的区别（1）第三个字段是长度/类型字段。根据长度/类型字段的数值大小，这个字段可以表示MAC客户数据字段的长度(请注意：不是整个数据帧的长度)，也可以等同于以太网V2的类型字段。（2）当长度/类型字段表示类型时，802.3的MAC帧和以太网V2的MAC帧一样，它的MAC客户数据字段装的是来自IP层的IP数据报。从MAC子层向下传到物理层时还要在帧的前面插入八个字节(由硬件生成)，它由两个字段构成。第一个字段共七个字节，称为前同步码(1和0交替的码)。第二个字段是帧开始定界符，定义为10101011，表示在这后面的信息就是MAC帧了。802.3标准规定凡出现下列情况之一的即为无效的MAC帧：（1）MAC客户数据字段的长度与长度字段的值不一致；（2）帧的长度不是整数个字节；（3）用收到的帧检验序列FCS查出有差错；（4）收到的帧的MAC客户数据字段的长度不在46~1500字节之间。4.4扩展的局域网LAN互连的必要性及要解决的问题LAN互连的必要性：地域限制、负载问题、互通问题、安全问题LAN互连的困难：帧格式不同、传输速率不同、最大帧长不同LAN互连的实现：中继器/HUB－在物理层上实现互联网桥－在数据链路层上实现互联路由器－在网络层上实现互联4.4.1在物理层扩展局域网一个学院的三个系各有一个10BASE-T局域网(如下图(a)所示)，可通过一个主干集线器互相连接起来，成为一个更大的扩展的局域网(如下图(b)所示)。4.4.2在数据链路层扩展局域网1．网桥的内部结构下图给出了一个网桥的内部结构要点。最简单的网桥有两个端口(即接口)。复杂些的网桥可以有更多的端口。用网桥实现多个网段互连hub10Base2-细缆Ethernet10Base5粗缆Ethernet10BaseT-双绞线routerserverhub网桥网段3网段410Base5粗缆Ethernet网段1网段2使用网桥可以带来以下好处:（1）过滤通信量。（2）扩大了物理范围。（3）提高了可靠性。（4）可互连不同物理层、不同MAC子层和不同速率(如10Mbit/s和100Mbit/s以太网)的局域网。网桥缺点（1）由于网桥对接收的帧要先存储和查找站表，然后才转发，这就增加了时延。（2）在MAC子层并没有流量控制功能。当网络上的负荷很重时，网桥中的缓存的存储空间可能不够而发生溢出，以致产生帧丢失的现象。（3）具有不同MAC子层的网段桥接在一起时，网桥在转发一个帧之前，必须修改帧的某些字段的内容，以适合另一个MAC子层的要求。这也耗费时间，因而增加时延。（4）网桥只适合于用户数不太多(不超过几百个)和通信量不太大的局域网，否则有时还会因传播过多的广播信息而产生较大的广播风暴。有时在两个网桥之间还可使用一段点到点链路。下图说明了这种情况。2．透明网桥目前使用得最多的网桥是透明网桥(transparentbridge)。透明网桥使用了一个支撑树(spanningtree)算法，即互连在一起的网桥在进行彼此通信后，就能找出原来的网络拓扑的一个子集，在这个子集里整个连通的网络中不存在回路，即在任何两个站之间只有一条路径。为什么要找出一个支撑树呢？当互连局域网的数目非常大时，支撑树的算法可能要花费很多的时间。构造支撑树(生成树)方法每个桥广播自己的桥编号，号最小的桥称为生成树的根；每个网桥计算自己到根的最短路径，构造出生成树，使得每个LAN和桥到根的路径最短；当某个LAN或网桥发生故障时，要重新计算生成树；生成树构造完后，算法继续执行以便自动发现拓扑结构变化，更新生成树。选路方法：（参考上图）假定网桥开机后从端口1收到来自LANx的帧，它就查端口-地址表：

.若目的MAC地址在本端口的表项中，则丢弃此帧

.若目的MAC地址在其他端口的表项中，则把帧转发到相应端口所在的LAN.若目的MAC地址不在表中，则用洪泛法转发，即向除接收到该帧的端口(本例为端口1)之外的其他所有端口广播。端口-地址表的建立方法：

在转发过程中逆向学习——若帧的源地址不在表中，则插入到表中。网桥工作原理归纳为：学习源地址，丢弃本网端帧，转发异网端帧，广播未知帧。透明网桥的优缺点：

优点：容易配置、安装，无需管理缺点：不能保证最佳路由注：网络交换机工作原理与网桥类似——可看成是一个多端口的高速网桥（工作在链路层上）3．源路由选择网桥源路由选择网桥假定了每一个站在发送帧时都已经清楚地知道发往各个目的站的路由，因而在发送帧时将详细的路由信息放在帧的首部中。特点：由源站负责路由选择，路由信息放在发送的帧的首部（即把要经过的路径放在帧中，帧按该路径传送）选路方法：源站向目的站发送探测帧，该帧在扩展的LAN中沿所有可能路由传送；每个探测帧都记录下它所经过的路由；这些探测帧在到达目的站后，再沿各自的路由返回源站；由源站选择其中的最佳路由，作为发送帧中的路由信息。源选径网桥的优缺点：优点：网桥功能可以很简单；可以用最佳路由传送。缺点：源站计算路由费时；主机负担重。两种网桥的比较透明网桥源选径网桥服务类型无连接面向连接对源站的透明性完全透明不透明配置、管理自动配置，容易管理人工方法选择的路由次佳

最佳目的地确定方法逆向学习

探测帧故障处理及拓扑变化网桥负责主机负责复杂性和开销网桥负担主机负担4．多端口网桥——以太网交换机1990年问世的交换式集线器(switchinghub)，可明显地提高局域网的性能。交换式集线器常称为以太网交换机(switch)或第二层交换机(表明这种交换机工作在数据链路层)。“交换机”并无准确的定义和明确的概念，而现在的很多交换机已混杂了网桥和路由器的功能。以太网交换机实质上就是一个多端口的网桥。以网络交换机为主干的以太网拓扑仍为星形结构（总线/HUB→LAN_SWITCH）为何要使用网络交换机？

以太网——共享介质网络

共享介质网络中站点数的增加将导致LAN的性能降低，相当于多个子信道分享通信线路。解决：网络分段(减少站点数)→网络交换

◆总线网络或基于集线器的网络：

网络总带宽=10Mbps，n个站点共享，每站点平均带宽10/nMbps；

◆基于网络交换机的网络：允许多个信道同时传输信息，不受CSMA/CD的限制，网络总带宽=（n/2～n）*10Mbps，每个连接的带宽为10Mbps；使用交换机后，可建立多个并发的通信。例如：8个端口可建立4个并发通信，总带宽=(8/2)*10Mbps=40Mbps在访问服务器的流量非常大的网络中，可在交换机上设置1-2个高速端口(100Mbps/1Gbps)，把服务器与该高速端口相连，便可大大提高服务器访问的速度。这种连接服务器的方法又称为Big-Pipe。10Mbps网络交换机交换式HUB的交换方式1）存储转发交换作用：像一个分组结点交换机输入口：接收一帧→暂存→转发2)直通（Cut-through）交换接收一帧→直接转发给输出口注：无暂存过程当网络误码率较低时采用直通技术，当网络误码率较高时则采用存储转发技术。优点：

1)交换速度快;2)可以很方便地实现虚拟局域网(VLAN)

有关交换机知识的总结交换机的特点支持少量的存储能力(缓冲）少量的地址表（提高查表速度）处理相同的帧格式（相同类型的网络互连）具有分割子网的功能每个端口独享指定的带宽支持多个独立的数据流，具有较多的吞吐量硬件交换，交换速度快。

如何设置缓冲，使得数据帧在交换器中延迟最小？

在每对端口之间都建立一对独立的缓冲器，每个缓冲器仅存储从一个固定的端口发来的并再传送到另一固定端口去的帧。如何以最快的速度对以太网的MAC地址进行解码，并确定目的端口，完成地址匹配？有效地管理站点的“老化”(长时间未有数据帧传送的站点)和“认识”(发现新的结点),周期地唤醒“不活动”(时间超过预定时间限制)的结点，将帧正确地广播到所有未知地址的端口。交换机的两种用法(以10Mbps网络交换机为例)：

(1)

端口下接站点：站点独占10Mbps带宽

(2)

端口下接网段：网段中所有站点共享10Mbps带宽共享10M独享10M共享10M独享10M网络交换机SwitchHUBHUB

交换机－堆叠技术堆叠模块插入背面

连接：上下或环回连接堆栈作为一个实体进行管理

网络设备及互联－交换机

交换机－冗余(Redundancy)X网络设备及互联－交换机交换机－端口干路(PortTrunking)

将交换机上的多个端口在物理上连接起来，在逻辑上捆绑在一起，形成一个拥有较大带宽的端口，组成一个干路。增加带宽，提供备份线路交换机－端口镜像(PortMirror)

备份通道数据流量检测例：端口A和B为镜像，通过A的数据同时通过B，即使A因线路问题造成数据错误，B的数据仍然可用。

交换机－广播风暴交换以太网是树型结构，如果出现环(loop)

广播风暴、学习问题、克隆单播帧网络协议规定：每一帧只能收到一次，如果收到2次，协议就认为发生了一个错误，请求发送节点重发这一帧网段1网段2网络设备及互联－交换机交换机－生成树(SpanningTree)协议

IEEE802.1d，一种算法将带环的网络剪成合法的无环网络交换机－技术指标

速率:10Mbps，100Mbps，1000Mbps

半双工(Half-duplex)、全双工(Full-duplex)

级联(UpLink)－级联口－光口、电口电口、光口工作状态指示:电源指示、发送指示(Tx)、接收指示(Rx)、链路状态指示(Link)、超长指示(Jabber)和冲突(Collision)指示。

2、3、4层交换堆叠(stackable)VLANIEEE802.1q

链路集合(PortTrunking，ALG)

端口镜像(PortMirror)

中小型企业解决方案这组堆叠中的P333R以标准路由方式工作,并通过VRRP/SRRP标为中准心的P333R提供容错P333RRouterP333RRouterP333REZ2Route2端口的1000TX*模块可以连到高速服务器CajunP120工作组交换机,路由通过骨干的P333R实现P334T提供了48个全交换端口多层骨干可以支持到

40010/100端口

20(140)100FX端口

或20GE端口并以标准路由方式支持IP路由100Base-FXwithLAGGE并支持LAGP334TP333TP333RRouterP333R以EZ2ROUTE方式工作,不需路由配置即可为一组堆叠提供了IP路由的能力,P334T提供了更高的端口密度P334TP120网络设备及互联Cont.

企业级局域网解决方案网络设备及互联Cont.P333REZ2RouteP333RRouterP333REZ2RouteP333R以EZ2Route模式工作,保证了部门服务器的高速路由,并提供了基于策略网络管理的能力P330堆叠扩充了对边缘用户基于策略的管理的支持CoreP550R提供了无阻塞的千兆位连接线速的路由能力和先进的策略管理的支持P334TP333REZ2RouteP333R交换机以

EZ2route方式工作,实现本地交换机的路由,减少了中心路由器的负载P333TP333REZ2RouteDefinityIPDefinityIPPhoneH.323SoftPhoneP333RRouterP333REZ2RouteP333REZ2RouteH.323下面的两个P333R以标准路由方式工作,并可作为中心P550R的路由备份(VRRP),且可以保证IP电话等多媒体业务的QoSDefinityIPPhoneGEGEGEP334TFE4.5虚拟局域网在IEEE802.1Q标准中对虚拟局域网VLAN(VirtualLAN)是这样定义的：虚拟局域网是由一些局域网网段构成的与物理位置无关的逻辑组，而这些网段具有某些共同的需求。每一个VLAN的帧都有一个明确的标识符，指明发送这个帧的工作站是属于哪一个VLAN。虚拟局域网其实只是局域网给用户提供的一种服务，而并不是一种新型局域网。虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使得网络不会因传播过多的广播信息(即所谓的“广播风暴”)而引起性能恶化。4.6高速以太网4.6.1100BASE-T以太网又称快速以太网(FastEthernet，FE)，包括100Base-TX和100Base-FX100BASE-T是在双绞线上传送100Mbit/s基带信号的星型拓扑以太网，仍使用IEEE802.3的CSMA/CD协议，它又称为快速以太网(FastEthernet)。与10Mbps网络的比较：拓扑结构和媒体布线方法几乎完全一样；传输率快10倍；帧结构和介质访问控制方式沿用IEEE802.3。

3种不同的物理层标准：MAC子层100BaseFX100BaseTX2对5类

UTP光纤4对3类

UTP100BaseT4快速以太网组成实例网卡(外置或内置收发器)、收发器(外置)与收发器电缆集线器（双绞线或光纤接口）双绞线及光缆外置光纤收发器光纤100BaseFX集线器100BaseTX集线器100BaseTX集线器光纤插有光纤接口网卡UTP5UTP5UTP5UTP5光纤UTP54.6.2吉比特以太网IEEE在1997年通过了吉比特（Gigabit）以太网的标准802.3z，它在1998年成为了正式标准。由于吉比特以太网仍使用CSMA/CD协议并与现有的以太网兼容，这就使得在局域网的范围ATM更加缺乏竞争力。吉比特以太网的物理层使用两种成熟的技术：一种来自现有的以太网，另一种则是ANSI制定的光纤通道(fibrechannel)。采用成熟技术就能大大缩短吉比特以太网标准的开发时间。两种标准:802.3z1000BaseX屏蔽短双绞线/MMF/SMF802.3ab1000BaseT无屏蔽双绞线(5类，6类)连接距离较短：1000BaseX:双绞线-25米；MMF-550米；SMF-3km1000BaseT:5类双绞线－100米拓扑结构和媒体布线方法同10/100BaseT相同；传输速率比100BaseT快10倍；帧结构和介质访问控制方式仍沿用IEEE802.3。允许网络平滑升级到千兆主干，具有较好的兼容性。以太网最根本的特征是采用CSMA/CD机制。为进行冲突检测，最小帧的传输时间必须大于最长距离的信号往返传播时间，唯一的办法是将增加时隙长度，千兆以太网采用的是载波扩展技术，即将时隙增加到4096比特（512字节），但并不增加最小帧的长度凡发送的MAC帧长不足512字节时，就用一些特殊字符填充在帧的后面，使MAC帧的发送长度增大到512字节，但这对有效载荷并无影响，如下图所示。吉比特以太网还增加一种功能称为分组突发(packetbursting)。这就是当很多短帧要发送时，第一个短帧要采用上面所说的载波延伸的方法进行填充。但随后的一些短帧则可一个接一个地发送，它们之间只需留有必要的帧间最小间隔即可。这样就形成了一串分组的突发，直到达到1500字节或稍多一些为止，如下图所示。4.6.310吉比特以太网10吉比特以太网并非将吉比特以太网的速率简单地提高到10倍。10吉比特以太网只工作在全双工方式，因此不存在争用问题，也不使用CSMA/CD协议。这就使得10吉比特以太网的传输距离不再受进行碰撞检测的限制而大大提高了。

吉比特以太网的物理层是使用已有的光纤通道的技术，而10吉比特以太网的物理层则是新开发的。10吉比特以太网有下述两种不同的物理层。（1）局域网物理层LANPHY（2）可选的广域网物理层WANPHY由于10吉比特以太网的出现，以太网的工作范围已经从局域网(校园网、企业网)扩大到城域网和广域网，从而实现了端到端的以太网传输。4.7其他种类的高速局域网4.7.1100VG-AnyLAN局域网100VG是一种无碰撞局域网，能更好地支持多媒体传输。在网络上可获得高达95%的吞吐量。在媒体接入控制MAC子层运行一种新的协议，叫做需求优先级(demandpriority)协议。4.7.2光纤分布式数据接口FDDI光纤分布式数据接口FDDI(FiberDistributedDataInterface)是一个使用光纤作为传输媒体的令牌环形网。FDDI的主要特性如下：（1）使用基于IEEE802.5令牌环标准的MAC协议；（2）利用多模光纤进行传输，并使用有容错能力的双环拓扑；（3）数据率为100Mbit/s，光信号码元传输速率为125Mbaud；（4）1000个物理连接(若都是双连接站，则为500个站)；（5）最大站间距离为2km(多模光纤)，环路长度为100km，即光纤总长度为200km；（6）具有动态分配带宽的能力，故能同时提供同步和异步数据服务；（7）分组长度最大为4500字节。FDDI主要用作校园环境的主干网。这种环境的特点是站点分布在多个建筑物中，其中可能遇到点对点链路长达2km的情形。FDDI就作为一些低速网络之间的主干网。集中器集中器令牌服务器4.8无线局域网4.8.1无线局域网的组成1997年IEEE制定出无线局域网的协议标准802.11。1999制订了802.11a和802.11b。无线局域网可分为两大类。第一类是有固定基础设施的，第二类是无固定基础设施的。802.11标准规定无线局域网的最小构件是基本服务集BSS(BasicServiceSet)。一个基本服务集BSS所覆盖的地理范围叫作一个基本服务区BSA(BasicServiceArea)。基本服务区BSA和无线移动通信的蜂窝小区相似。在无线局域网中，一个基本服务区BSA的范围可以有几十米的直径。在802.11标准中，基本服务集里面的基站叫做接入点AP(AccessPoint)。一个基本服务集可以是孤立的，也可通过接入点AP连接到一个主干分配系统DS(DistributionSystem)，然后再接入到另一个基本服务集，这样就构成了一个扩展的服务集ESS，如下图所示。自组网络(adhocnetwork)另一类无线局域网是无固定基础设施的无线局域网，它又叫作自组网络(adhocnetwork)

。这种自组网络没有上述基本服务集中的接入点AP而是由一些处于平等状态的移动站之间相互通信组成的临时网络，如下图所示。移动自组网络也就是移动分组无线电网络。4.8.2802.11标准中的物理层802.11物理层的3种实现方法。1．跳频扩频跳频扩频FHSS(FrequencyHoppingSpreadSpectrum)是扩频技术中常用的一种。它使用2.4GHz的ISM频段(即2.4000~2.4835GHz)

。共有79个信道可供跳频使用。第一个频道的中心频率为2.402GHz，以后每隔1MHz一个信道。因此每个信道可使用的带宽为1MHz。当使用二元高斯移频键控GFSK时，基本接入速率为1Mbps。当使用4元GFSK时，接入速率为2Mbps。2．直接序列扩频直接序列扩频DSSS(DirectSequenceSpreadSpectrum)是另一种重要的扩频技术。它也使用2.4GHz的ISM频段。当使用二元相对移相键控时，基本接入速率为1Mbps。当使用4元相对移相键控时，接入速率为2Mbps。3．红外技术红外技术IR(InfraRed)是指使用波长为850~950nm的红外线在室内传送数据。接入速率为12Mbps。802.11a的物理层作在5GHz频带,采作正交频分复用OFDM(也称多载波调制技术),数据速率为6,9,12,18,24,36,48,56Mbps.802.11b的物理