1、高速局域网技术 1 高速局域网的研究方法 1. 高速局域网的发展推动局域网发展的直接因素是个人计算机的广泛应用。在过去的20年中，计算机的处理速度提高了百万倍，而网络数据传输速率只提高了上千倍。个人计算机处理速度迅速上升，而价格却在飞快下降，这进一步促进了个人计算机广泛的应用。大量用于办公自动化与信息处理的计算机必然要连网，这就使局域网的规模不断增大，网络通信量的进一步增加。同时，个人计算机也已从初期简单的文字处理、管理信息等应用发展到分布式计算、多媒体应用，用户对局域网的带宽与性能提出了更高的要求。传统的局域网技术是建立在共享介质的基础上，网中所有结点共享一条公共通信传输介质，需要使用介质访
2、问控制方法来控制结点传输数据。在网络技术中，人们经常将数据传输速率简称为带宽。例如，如果以太网的数据传输速率为10Mbps，那么它的带宽是10Mbps。如果局域网中有n个结点，那么每个结点平均能分配到的带宽为10Mbps/n。显然，随着局域网规模不断扩大，结点数的不断增加，每个结点平均能分配到的带宽将越来越少。因此，当网络结点数增大，网络通信负荷加重时，冲突和重发现象将大量发生，网络效率与网络服务质量将会急剧下降。为了克服网络规模与网络性能之间的矛盾，人们提出了以下几种解决方案：(1) 提高Ethernet的数据传输速率，从10Mbps提高到100Mbps，甚至1Gbps、10Gbps，这就导
3、致了高速局域网的研究与产品的开发。在这个方案中，无论局域网的数据传输速率提高到100Mbps还是1Gbps、10Gbps，它的介质访问控制仍采用CSMA/CD方法。(2) 将一个大型局域网划分成多个用网桥或路由器互连的子网，这就导致了局域网互连技术的发展。网桥与路由器可以隔离子网之间的交通量，使每个子网作为一个独立的小型局域网。通过减少每个子网内部结点数n的方法，使每个子网的网络性能得到改善，而每个子网的介质访问控制仍采用CSMA/CD的方法。(3) 将共享介质方式改为交换方式，这就导致了交换局域网技术的发展。交换局域网的核心设备是局域网交换机，局域网交换机可以在它的多个端口之间建立多个并发连
4、接。2. 局域网的分类方法从目前的发展情况来看，局域网可以分为以下两类： 共享介质局域网（shared LAN）、交换式局域网（switched LAN）。局域网产品之间的关系如图4.10所示。共享介质局域网可以分为以太网、令牌总线、令牌环与FDDI，以及在此基础上发展起来的快速以太网、千兆以太网、FDDI 等。交换式局域网可以分为交换式以太网、ATM局域网仿真、IP over ATM与MPOA，以及在此基础上发展起来的虚拟局域网。图 4.102快速以太网传统的共享介质局域网主要有以太网、令牌总线与令牌环，而目前应用最广泛的是以太网。人们认为，90年代局域网技术的一大突破是使用非屏蔽双绞线的1
5、0 BASE-T标准的出现。10 BASE-T标准的广泛应用导致了结构化布线技术的出现，使得使用非屏蔽双绞线、速率为10Mbps的以太网遍布世界各地。1. 快速以太网的发展随着局域网应用的深入，用户对局域网带宽提出了更高的要求。人们只有两条路可以选择：要么重新设计一种新的局域网体系结构与介质访问控制方法，去取代传统的局域网技术；要么保持传统的局域网体系结构与介质控制方法不变，设法提高局域网的传统速率。对目前已大量存在的以太网来说，要保护用户已有的投资，同时又要增加网络的带宽，快速以太网（fast Ethernet）是符合后一种要求的新一代高速局域网。快速以太网的传输速率比普通以太网快10倍，数
6、据传输速率达到了100Mbps。快速以太网保留着传统以太网的所有特征，包括相同的数据帧格式、介质访问控制方法与组网方法，只是将每个比特的发送时间由100ns降低到了10ns。1995年9月，IEEE 802委员会正式批准了快速以太网标准（IEEE 802.3 u）。2. 快速以太网的协议结构IEEE 802.3 u标准在LLC子层使用IEEE 802.2标准，在MAC子层使用CSMA/CD方法，只是在物理层作了一些必要的调整，定义了新的物理层标准（100 BASE-T）。100 BASE-T标准定义了介质专用接口（MII，media independent interface），它将MAC 子
7、层与物理层分隔开来。这样，物理层在实现100Mbps 速率时所使用的传输介质和信号编码方式的变化不会影响MAC子层。快速以太网的协议结构如图4.11所示。图 4.11100 BASE-T标准可以支持多种传输介质。目前，100 BASE-T有以下三种有关传输介质的标准：(1) 100 BASE-TX支持两对5类非屏蔽双绞线（UTP）或两对一类屏蔽双绞线（STP）。一对5类UTP或一对一类STP用于发送，而另一对双绞线用于接收。因此，100 BASE-TX是一个全双工系统，每个结点可以同时以100Mbps的速率发送与接收数据。(2) 100 BASE-T 4支持4对3类非屏蔽双绞线，其中3对用于数
8、据传输，一对用于冲突检测。(3) 100 BASE-FX支持2芯的多模或单模光纤。100 BASE-FX主要是用作高速主干网，从结点到集线器的距离可以达到2km，它是一种全双工系统。3千兆以太网 1. 千兆以太网的发展尽管快速以太网具有高可靠性、易扩展性、成本低等优点，并且成为高速局域网方案中的首选技术，但在数据仓库、桌面电视会议、三维图形与高清晰度图像这类应用中，人们不得不寻求拥有更高带宽的局域网。千兆以太网（gigabit Ethernet）就是在这种背景下产生的技术。人们设想一种用以太网组建企业网的全面解决方案：桌面系统采用传输速率为10Mbps的以太网，部门级系统采用传输速率为100M
9、bps的快速以太网，企业级系统采用传输速率为1000Mbps的千兆以太网。由于普通以太网、快速以太网与千兆以太网有很多相似之处，并且很多企业已大量使用了以太网。因此，局域网系统升级到快速以太网或千兆以太网时，网络技术人员不需要重新进行培训。相比之下，如果将现有的以太网互连到作为主干网的622Mbps的ATM局域网上，一方面由于以太网与ATM工作方式存在着较大的差异，在采用ATM局域网仿真时，ATM网的总体性能将会下降；另一方面网络技术人员需要重新进行培训。从以上分析中可以看出，千兆以太网有着很好的应用前景，它能否应用的关键在于协议是否标准化。2. 千兆以太网的协议结构制定千兆以太网标准的工作是
10、从1995年开始的。1995年11月，IEEE 802.3委员会成立了高速网研究组。1996年8月，成立了802.3 z工作组，主要研究使用多模光纤与屏蔽双绞线的千兆以太网物理层标准。1997年初，成立了802.3 ab工作组，主要研究使用单模光纤与非屏蔽双绞线的千兆以太网物理层标准。1998年2月，IEEE 802委员会正式批准了千兆以太网标准（IEEE 802.3 z）。IEEE 802.3 z标准在LLC子层使用IEEE 802.2标准，在MAC子层使用CSMA/CD方法，只是在物理层作了一些必要的调整，它定义了新的物理层标准（1000 BASET）。1000 BASET标准定义了千兆介
11、质专用接口（GMII，gigabit media independent interface），它将MAC 子层与物理层分隔开来。这样，物理层在实现1000Mbps 速率时所使用的传输介质和信号编码方式的变化不会影响MAC子层。千兆以太网的协议结构如图4.12所示。图 4.121000 BASE-T标准可以支持多种传输介质。目前，1000 BASE-T有以下几种有关传输介质的标准：1000 BASE-T使用的是5类非屏蔽双绞线，双绞线长度可以达到100m。1000 BASE-CX使用的是屏蔽双绞线，双绞线长度可以达到25m。1000 BASE-LX使用的是波长为1300nm的单模光纤，光纤长度
12、可以达到3000m。1000 BASE-SX使用的是波长为850nm的多模光纤，光纤长度可以达到300550m。4.6 交换式局域网技术在传统的共享介质局域网中，所有结点共享一条公共通信传输介质，不可避免将会有冲突发生。随着局域网规模的扩大，网中结点数的不断增加，每个结点平均能分配到的带宽越来越少。因此，当网络通信负荷加重时，冲突与重发现象将大量发生，网络效率将会急剧下降。为了克服网络规模与网络性能之间的矛盾，人们提出将共享介质方式改为交换方式，从而促进了交换式局域网的发展。4.6.1交换式局域网的基本结构交换式局域网的核心设备是局域网交换机，局域网交换机可以在它的多个端口之间建立多个并发连接
13、。图4.13显示了共享介质局域网与交换局域网工作原理的区别。为了保护用户已有的投资，局域网交换机一般是针对某种局域网设计的。典型的交换式局域网是交换式以太网（switched Ethernet），它的核心部件是以太网交换机（Ethernet switch）。以太网交换机可以有多个端口，每个端口可以单独与一个结点连接，也可以与一个以太网集线器（hub）连接。对于传统的共享介质以太网来说，当连接到集线器中的一个结点发送数据时，它将用广播方式将数据传送到集线器的每个端口。交换式局域网从根本上改变了共享介质的工作方式，它可以通过以太网交换机支持交换机端口结点之间的多个并发连接，可以实现多结点之间数据的
14、并发传输。因此，交换式局域网可以增加网络带宽，改善局域网的性能与服务质量。图 4.134.6.2局域网交换机的工作原理1. 局域网交换机的工作原理典型的局域网交换机结构与工作过程如图4.14所示。图中的交换机有6个端口，其中端口1、4、5、6分别连接了结点A、结点B、结点C与结点D。那么交换机的端口号/MAC地址映射表就可以根据以上端口号与结点MAC地址的对应关系建立起来。如果结点A与结点D同时要发送数据，那么它们可以分别在以太网帧的目的地址字段（DA， destination address）中填上该帧的目的地址。例如，结点A要向结点C发送帧，那么该帧的目的地址DA=结点C；结点D要向结点B
15、发送，那么该帧的目的地址DA=结点B。当结点A、结点D同时通过交换机传送以太网帧时，交换机的交换控制中心根据端口号/MAC地址映射表的对应关系找出对应帧目的地址的输出端口号，那么它就可以为结点A到结点C建立端口1到端口5的连接，同时为结点D到结点B建立端口6到端口4的连接。这种端口之间的连接可以根据需要同时建立多条，也就是说可以在多个端口之间建立多个并发连接。图 4.142. 交换机的帧转发方式以太网交换机的帧转发方式可以分为以下三类：(1) 直接交换方式在直接交换（cut through）方式中，交换机只要接收并检测到目的地址字段，立即将该帧转发出去，而不管这一帧数据是否出错。帧出错检测任务
16、由结点主机完成。这种交换方式的优点是交换延迟时间短;缺点是缺乏差错检测能力，不支持不同输入输出速率的端口之间的帧转发。(2) 存储转发交换方式在存储转发（store and forward）方式中，交换机首先完整的接收发送帧，并先进行差错检测。如果接收帧是正确的，则根据帧目的地址确定输出端口号，然后再转发出去。这种交换方式的优点是具有帧差错检测能力，并能支持不同输入输出速率的端口之间的帧转发，缺点是交换延迟时间将会增长。(3) 改进直接交换方式改进的直接交换方式则将二者结合起来，它在接收到帧的前64字节后，判断以太网帧的帧头字段是否正确，如果正确则转发出去。这种方法对于短的以太网帧来说，其交换
17、延迟时间与直接交换方式比较接近；而对于长的以太网帧来说，由于它只对帧的地址字段与控制字段进行了差错检测，因此交换延迟时间将会减少。4.7虚拟局域网技术交换式局域网是虚拟局域网的基础。近年来，随着交换式局域网技术的飞速发展，交换局域网结构逐渐取代了传统的共享介质局域网。交换技术的发展为虚拟局域网的实现提供了技术基础。4.7.1虚拟网络的概念虚拟网络（virtual network）是建立在交换技术基础上的。如果将网络上的结点按工作性质与需要，划分成若干个逻辑工作组，那么一个逻辑工作组就是一个虚拟网络。在传统的局域网中，通常一个工作组是在同一个网段上，每个网段可以是一个逻辑工作组或子网。多个逻辑工
18、作组之间通过实现互连的网桥或路由器来交换数据。如果一个逻辑工作组的结点要转移到另一个逻辑工作组时，就需要将结点计算机从一个网段撤出，连接到另一个网段上，甚至需要重新进行布线。因此，逻辑工作组的组成就要受结点所在网段的物理位置限制。虚拟网络建立在局域网交换机（或ATM交换机）之上，它以软件方式来实现逻辑工作组的划分与管理，逻辑工作组的结点组成不受物理位置的限制。同一逻辑工作组的成员不一定要连接在同一个物理网段上，它们可以连接在同一个局域网交换机上，也可以连接在不同的局域网交换机上，只要这些交换机是互连的就可以。当一个结点从一个逻辑工作组转移到另一个逻辑工作组时，只需要简单地通过软件设定，而不需要
19、改变它在网络中的物理位置。同一个逻辑工作组的结点可以分布在不同的物理网段上，它们之间的通信就像在同一个物理网段上一样。4.7.2虚拟局域网的实现技术 1. 虚拟局域网的结构虚拟局域网（VLAN， virture LAN）的概念是从传统局域网引申出来的。虚拟局域网在功能、操作上与传统局域网基本相同，它们的主要区别在于虚拟二字上，即虚拟局域网的组网方法与传统局域网不同。虚拟局域网的一组结点可以位于不同的物理网段上，但是它们并不受结点所在物理位置的束缚，相互之间通信就好像在同一个局域网中一样。虚拟局域网可以跟踪结点位置的变化，当结点的物理位置改变时，无需人工进行重新配置。因此，虚拟局域网的组网方法十
20、分灵活。图4.15给出了典型的虚拟局域网的物理结构与逻辑结构。其中，图4.15（a）给出了虚拟局域网的物理结构，图4.15（b）给出了虚拟局域网的逻辑结构。图 4.152. 虚拟局域网的组网方法交换技术本身就涉及到网络的多个层次，因此虚拟网络也可以在网络的不同层次上实现。不同虚拟局域网组网方法的区别，主要表现在对虚拟局域网成员的定义方法上，通常有以下四种：(1) 用交换机端口号定义虚拟局域网许多早期的虚拟局域网都是根据局域网交换机的端口来定义虚拟局域网成员的。虚拟局域网图4.16用交换机端口号定义虚拟局域网成员从逻辑上把局域网交换机的端口划分为不同的虚拟子网，各虚拟子网相对独立，其结构如图4.
21、16（a）所示。图中局域网交换机端口1、2、3、7和8 组成VLAN1，端口4、5和6组成了VLAN2。虚拟局域网也可以跨越多个交换机。局域网交换机1的1、2端口和局域网交换机2的4、5、6、7端口组成VLAN1，局域网交换机1的4、5、6、7和8端口和局域网交换机2的1、2、3和8 端口组成VLAN2，如图4.16（b）所示。用局域网交换机端口划分虚拟局域网成员是最通用的方法。但是，纯粹用端口定义虚拟局域网时，不允许不同的虚拟局域网包含相同的物理网段或交换端口。例如，交换机1的1端口属于VLAN1后，就不能再属于VLAN2。用端口定义虚拟局域网的缺点是：当用户从一个端口移动到另一个端口时，网
22、络管理者必须对虚拟局域网成员进行重新配置。(2) 用 MAC地址定义虚拟局域网 图 4.16一种定义虚拟局域网的方法是用结点的MAC地址来定义虚拟局域网。这种方法具有自己的优点：由于结点的MAC地址是与硬件相关的地址，所以用结点的MAC地址定义的虚拟局域网，允许结点移动到网络其他物理网段。由于结点的MAC地址不变，所以该结点将自动保持原来的虚拟局域网成员地位。从这个角度来说，基于MAC地址定义的虚拟局域网可以看作基于用户的虚拟局域网。用MAC 地址定义虚拟局域网的缺点是：要求所有用户在初始阶段必须配置到至少一个虚拟局域网中，初始配置通过人工完成，随后就可以自动跟踪用户。但在大规模网络中，初始化
23、时把上千个用户配置到某个虚拟局域网中显然是很麻烦的。(3) 用网络层地址定义虚拟局域网一种定义虚拟局域网的方法是使用结点的网络层地址，例如用IP地址来定义虚拟局域网。这种方法具有自己的优点：首先，它允许按照协议类型来组成虚拟局域网，这有利于组成基于服务或应用的虚拟局域网；其次，用户可以随意移动结点而无需重新配置网络地址，这对于TCP/IP协议的用户是特别有利的。与用MAC地址定义虚拟局域网或用端口地址定义虚拟局域网的方法相比，用网络层地址定义虚拟局域网方法的缺点是性能比较差。检查网络层地址比检查MAC地址要花费更多的时间，因此用网络层地址定义虚拟局域网的速度会比较慢。(4) IP广播组虚拟局域
24、网这种虚拟局域网的建立是动态的，它代表了一组IP地址。虚拟局域网中由叫做代理的设备对虚拟局域网中的成员进行管理。当IP广播包要送达多个目的结点时，就动态建立虚拟局域网代理，这个代理和多个IP结点组成IP广播组虚拟局域网。网络用广播信息通知各IP站，表明网络中存在IP广播组，结点如果响应信息，就可以加入IP广播组，成为虚拟局域网中的一员，与虚拟局域网中的其他成员通信。IP广播组中的所有结点属于同一个虚拟局域网，但它们只是特定时间段内特定IP广播组的成员。IP广播组虚拟局域网的动态特性提供了很高的灵活性，可以根据服务灵活地组建，而且它可以跨越路由器形成与广域网的互连。4.8主要的城域网技术4.8.
25、1城域网的基本概念 1. 城域网的定义城域网是介于广域网与局域网之间的一种高速网络。城域网设计的目标是要满足几十公里范围内的大量企业、机关、公司的多个局域网互连的需求，以实现大量用户之间的数据、语音、图形与视频等多种信息的传输功能。因此，在城域网设计中需要解决以下问题：城域网的覆盖范围与服务质量，城域网的服务类型与用户类型的多样性，城域网的可管理性与可计费性，城域网的可靠性与用户数的可扩展性。2. 主要的城域网技术目前，城域网技术主要包括以下几种：FDDI技术、ATM技术、密集波分多路复用技术等。其中，FDDI技术与ATM技术是比较成熟的技术。密集波分多路复用（DWDM, dense wave
26、 division multiplexing）技术是在光域内的时分复用技术。它通过在单一光纤内同步传输多个不同波长的光波，以达到使数据传输速度和容量获得倍增的目的。它充分利用了单模光纤的低损耗区的巨大带宽资源。在人口众多的城市中，铺设新光纤的费用很昂贵，将DWDM设备引入城域网，可以节省大量铺设光纤的成本。4.8.2光纤分布式数据接口 1. FDDI的工作原理FDDI是一种以光纤作为传输介质的高速主干网，它可以用来互连局域网与计算机。典型的FDDI作为主干网互连多个局域网的结构如图4.17所示。图 4.17FDDI标准采用了IEEE 802的体系结构和逻辑链路控制LLC协议，研究了FDDI的M
27、AC协议，在物理层提出了物理层介质相关（PMD，physical layer medium dependent）子层与物理层协议（PHY，Physical Layer Protocol）子层。1992年完成了FDDI与SONET互连的接口标准研究。 FDDI是为数据传输设计的，为了传输语音、图像与视频业务，FDDI标准将从支持分组交换的FDDI的基本模式（basic mode）扩展到混合模式（hybrid mode）。混合模式可同时支持分组交换与线路交换。目前，正在研究的下一代FDDI 标准称为（FFOL， FDDI follow-on LAN）。 2. FDDI的技术特点FDDI主要有以下几
28、个技术特点：使用基于IEEE 802.5的单令牌的环网介质访问控制MAC协议。使用IEEE 802.2协议，与符合IEEE 802标准的局域网兼容。数据传输速率为100Mbps，连网的结点数1000，环路长度为100km。可以使用双环结构，具有容错能力。可以使用多模或单模光纤。具有动态分配带宽的能力，能支持同步和异步数据传输。4.8.3接入网技术的发展1. 接入网的概念建设信息高速公路决非短期能实现的，因此接入网建设就更是一件复杂的工作。如果将国家级大型主干网比作国家级公路，那么接入网就相当于各个区域的公路。国家首先要设计和建设覆盖全国的国家级高速主干网，各个城市、地区需要设计与建设覆盖一个城
29、市和地区的主干网，最后还需要解决用户计算机的接入问题。对于Internet来说，任何一个家庭用的微型机、机关、企业的用户计算机都必须首先连接到本地区的主干网中，才能通过地区主干网、国家级主干网与Internet连接。这就像一个大学需要将校内的 道路就近与城市公路连接起来，使得学校的车辆可以方便地行驶出去。要做到这一点，学校就要解决连接城市公路的最后一公里问题。同样，可以形象地将家庭、机关、企业部门用户计算机接入本地区主干网的问题也叫做信息高速公路中的最后一公里问题。解决最终用户接入地区性网络的技术就是接入网技术。2. 接入网技术的发展接入网技术关系到如何将成千上万的用户计算机接入信息高速公路的
30、方法，关系到成千上万信息资源用户所能得到的网络服务类型、服务质量、资费等切身利益问题，因此也是信息网络建设中一个重要的问题。目前，可以作为用户接入网的主要有三类：邮电通信网、计算机网络与广播电视网。长期以来，我国的这三种网络是由不同的部门管理的，它们是按照各自的需求、采用不同体制发展的。由邮电部门经营的通信网最初主要是电话交换网，它用于模拟的语音信息的传输。由广播电视部经营的广播电视网用于模拟的图像、语音信息的传输。计算机网络出现得比较晚，不同的计算机网络由不同部门各自建设与管理，它们主要是用来传输计算机所产生的数字信号。虽然这三种网络之间有很多的不同，但目前都在朝着一个共同的方向发展，因为数
31、字技术可以将各种信息都变成数字信号来获取、处理、存储与传输。虽然这三种网络所使用的传输介质、传输机制都不相同，但各自按自己的体制经历了数字化的进程。邮电通信网的电话交换网正在从模拟通信方式向数字通信方式发展。广播电视网同样也在向数字化方向发展。计算机网络本身就是用于传输数字信号的。在文本、语音、图像与视频信息实现数字化后，这三种网络在传输数字信号这个基本点上是一致的。同时，它们在完成自己原来的传统业务外，还有可能经营原本属于其他网的业务。数字化技术使得这三种网络的服务业务相互交叉，三网之间的界限越来越模糊，人们希望能够选择一种最简单、费用最低的方式将自己的计算机连入Internet。3. 主要
32、的接入方式目前从技术角度看，接入网的接入方式主要分为5类： 地面有线通信系统（铜缆用户网、光缆用户网），无线通信、移动通信网，卫星通信网（同步卫星与低轨道卫星），有线电视网，地面广播电视网。人们形象地将它们称为用户连入信息高速公路的5条车道。早期它们是属于不同的部门的，但是数字化使得它们都有可能提供语音、数据与视频的综合业务，这就造成了通信、计算机、广播电视等产业的会聚，经营业务相互融合，从而促进了这些产业的重组，同时也会开辟大量新的信息服务市场，这就是所谓的数字会聚现象。数字会聚现象对未来通信体制将产生重大的影响。未来的信息高速公路建设应该将服务与建设分开，建立分层的服务模型与统一的标准，以
33、使原属于不同行业的网络系统过渡形成一个全国性的大网，为各种新应用的发展提供高效能的服务平台，让更多的家庭、企业、机关的计算机更方便地连入 Internet。这种应用需求促进了接入网技术的发展与变化，最终将导致邮电通信网、计算机网络与电视通信网的三网融合局面的出现。4.9 本章总结本章主要讲述了以下内容：(1) 局域网技术是当前计算机网络研究与应用的一个热点问题，也是目前技术发展最快的领域之一。(2) 局域网与广域网的一个重要区别是它们覆盖的地理范围。由于局域网设计的主要目标是覆盖一个公司、一所大学、一幢办公大楼的有限的地理范围，因此它在基本通信机制上选择了与广域网完全不同的方式，从存储转发方式
34、改变为共享介质方式与交换方式。(3) 局域网在网络拓扑结构上主要分为总线型、环型与星型结构三种。在网络传输介质上，局域网主要采用双绞线、同轴电缆与光纤，但是目前无线局域网技术的发展也十分迅速。(4) 从介质访问控制方法的角度，局域网可以分为共享介质局域网与交换局域网两类。(5) 目前应用最广泛的一类局域网是以太网，它的核心技术是随机争用共享介质的访问控制方法，即带有冲突检测的载波侦听多路访问（CSMA/CD）方法。(6) 尽管以太网具有高可靠性、易扩展性、成本低等优点，但在数据仓库、桌面电视会议、三维图形与高清晰度图像这类应用中，人们不得不寻求有更高带宽的局域网。数据传输速率分别为100Mbp
35、s与1000Mbps的快速以太网与千兆以太网就是在这种背景下产生的，目前已成为高速局域网方案中的首选技术。(7) 交换式局域网从根本上改变了共享介质的工作方式，它可以通过以太网交换机支持交换机端口结点之间的多个并发连接，实现多结点之间数据的并发传输。因此，交换式局域网可以增加网络带宽，改善局域网的性能与服务质量。(8) 随着交换式局域网技术的发展，交换局域网结构将逐渐取代传统的共享介质局域网，交换技术的发展为虚拟局域网的实现提供了技术基础。(9) FDDI是以光纤作为传输介质的高速主干网，它是一种比较成熟的城域网技术。(10) 接入网技术是指解决最终用户接入地区性网络的技术，也就是常说的信息高
36、速公路的最后一公里问题。习题 单项选择题4.1 ( )标准定义了CSMA/CD总线介质访问控制子层与物理层规范。A. IEEE 802.3 B. IEEE 802.4C. IEEE 802.5 D. IEEE 802.64.2 在共享介质的以太网中，采用的介质访问控制方法是( )。A. 并发连接 B. 令牌C. 时间片 D. CSMA/CD4.3 当以太网中的连网结点数增加一倍时，每个结点平均能分配到的带宽大约为原来的( )。A. 不变 B. 1/2C. 两倍 D. 1/104.4 在快速以太网中，支持5类非屏蔽双绞线的标准是( )。A. 100 BASET 4 B. 100 BASELXC.
37、 100 BASETX D. 100 BASEFX4.5 ( )可以通过交换机多端口间的并发连接实现多结点间数据并发传输。A. 以太网 B. 交换式局域网C. 令牌环网 D. 令牌总线网4.6交换式局域网的核心设备是( )。A. 集线器 B. 中继器C. 路由器 D. 局域网交换机4.7是一种以光纤作为传输介质的高速主干环网技术。A. WDWM技术 B. ATM技术C. FDDI技术 D. 以太网2. 简答题4.8 决定局域网特性的三个技术要素是什么？4.9 局域网基本拓扑构型主要分为哪三类？它们之间有什么区别与联系？4.10 为什么CSMA/CD是随机访问类型的介质访问控制方法？请说明CSMA/CD方法的基本工作原理。4.11 为了解决网络规模与网络性能间的矛盾，针对传统的共享介质局域网的缺陷，人们提出了哪些改善局域网性能的方案？4.12 请说明局域网交换机的基本工作原理。4.13 请说明虚拟局域网的基本工作原理。4.14 什么是城域网技术？主要的城域网技术有哪些？56Thank you!
