1、局域网概述课件局域网概述 局域网概述 局域网协议 CSMA/CD协议局域网的定义 局域网LAN(Local Area Network),是一种在有限的地理范围内将大量PC机及各种设备互连一起实现数据传输和资源共享的计算机网络。社会对信息资源的广泛需求及计算机技术的广泛普及，促进了局域网技术的迅猛发展。在当今的计算机网络技术中，局域网技术已经占据了十分重要的地位。局域网的定义为：局域网络中的通信被限制在中等规模的地理范围内，能够使用具有中等或较高数据速率的物理信道，且具有较低的误码率；局域网络是专用的，由单一组织机构所使用。局域网的特点区别于一般的广域网(WAN),局域网(LAN)具有以下特点：
2、(1)地理分布范较小,一般为数百米至数公里。可覆盖一幢大楼、一所校园或一个企业。(2)数据传输速率高，一般为0.1-100Mbps，目前已出现速率高达1000Mbps的局域网。可交换各类数字和非数字(如语音、图象、视频等)信息。(3)误码率低，一般在10-11-10-8以下。这是因为局域网通常采用短距离基带传输，可以使用高质量的传输媒体，从而提高了数据传输质量。(4)以PC机为主体，包括终端及各种外设，网中一般不设中央主机系统。(5)一般包含OSI参考模型中的低三层功能，即涉及通信子网的内容。(6)协议简单、结构灵活、建网成本低、周期短、便于管理和扩充。局域网的特性 局域网的特性主要涉及拓扑结
3、构、传输媒体和媒体访问控制(Medium Access Control,MAC)等三项技术问题，其中最重要的是媒体访问控制方法。局域网的拓扑结构 网络的拓扑结构对网络性能是有很大的影响。选择网络拓扑结构，首先要考虑采用何种媒体访问控制方法，因为特定的媒体访问控制方法一般仅适用于特定的网络拓扑结构；其次要考虑性能、可靠性、成本、扩充灵活性、实现的难易程度及传输媒体的长度等因素。局域网常用的拓扑结构有总线、环形、星形三种。局域网的组成 一个局域网的基本组成主要有：网络服务器 网络工作站 网络适配器 传输介质 网络软件局域网协议 Lan模型 IEEE802协议族 逻辑链路控制子层 介质访问控制技术L
4、an模型 局域网是一个通信网，只涉及到相当于OSI通信子网的功能。由于内部大多采用共享信道的技术，所以局域网通常不单独设立网络层。局域网的高层功能由具体的局域网操作系统来实现。IEEE802标准的局域网参考模型包括了OSI最低两层（物理层和链路层）的功能，也包括网间互连的高层功能和管理功能。OSI的数据链路层功能，在局域网参考模型中被分成介质访问控制MAC（Medium Access Control)和逻辑链路控制LLC（Logical Link Control)两个子层。相对于OSI数据链路层分层的原因在OSI，物理层、数据链路层和网络层使计算机网络具有报文分组转接的功能。对于局域网来说，物
5、理层是必需的，它负责体现机械、电气和过程方面的特性，以建立、维持和拆除物理链路；数据链路层也是必需的，它负责把不可靠的传输信道转换成可靠的传输信道，传送带有校验的数据帧，采用差错控制和帧确认技术。但是，局域网中的多个设备一般共享公共传输媒体，在设备之间传输数据时，首先要解决由哪些设备占有媒体的问题。所以局域网的数据链路层必须设置媒体访问控制功能。由于局域网采用的媒体有多种，对应的媒体访问控制方法也有多种，为了使数据帧的传送独立于所采用的物理媒体和媒体访问控制方法，IEEE802标准特意把LLC独立出来形成一具单独子层，使LLC子层与媒体无关，仅让MAC子层依赖于物理媒体和媒体访问控制方法。由于
6、穿越局域网的链路只有一条，不需要设立路由器选择和流量控制功能，如网络层中的分级寻址、排序、流量控制、差错控制功能都可以放在数据链路层中实现。因此，局域网中可以不单独设置网络层。当局限于一个局域网时，物理层和链路层就能完成报文分组转接的功能。但当涉及网络互连时，报文分组就必须经过多条链路才能到达目的地，此时就必须专门设置一个层次来完成网络层的功能，在IEEE802标准中这一层被称为网际层。逻辑链路控制子层 LLC子层中规定了无确认无连接和面向连接两种类型的链路服务。无确认无连接服务是一种数据报服务，信息帧在LLC实体间交换时，无需在同等层实体间事先建立逻辑链路；面向连接服务提供访问点之间的虚电路
7、服务，在任何住处帧交换前，一对LLC实体之间必须建立逻辑路，在数据传送过程中，信息帧依次发送，并提供差错恢复和流量控制功能。介质访问控制技术 局域网的介质访问控制包括两个方面的内容：一个是要确定网络中每个节点能够将信息送到传输介质上去的特定时刻；第二个是如何对公用传输介质的访问和利用加以控制。目前实现该项控制技术的协议有两个大类，一类是以CSMA/CD协议为代表的争用型协议；另一类是以令牌访问协议为代表的确定性访问协议。IEEE802协议族IEEE在1980年2月成立了局域网标准化委员会（简称IEEE802委员会）专门从事局域网的协议制订，形成了一系列的标准，称为IEEE802标准。该标准已被
8、国际标准化组织ISO采纳，作为局域网的国际标准系列，称为ISO8802标准。要这些标准中，根据局域网的多种类型，规定了各自的拓扑结构、媒体访问控制方法、帧和格式等内容。802.1A:体系结构，网络管理和性能测量。802.1B:寻址、网间互连以及网络管理。802.2:逻辑链路控制协议。802.3:总线网介质访问控制协议CSMA/CD以及物理层技术规范。802.3i:10base-T访问控制方法和物理层技术规范。802.3u:100base-T访问控制方法和物理层技术规范。802.4:令牌总线网介质访问控制方法和物理层技术规范。802.5:令牌环网介质访问控制方法和物理层技术规范。802.6:城域
9、网介质访问控制方法和物理层技术规范。802.7:宽带网介质访问控制方法和物理层技术规范。802.8:FDDI介质访问控制方法和物理层技术规范。802.9:综合数据/话音网络。802.10:局域网安全技术标准。802.11:无线局域网的介质访问控制方法和物理层技术规范。CSMA/CD协议 ALOHA协议 CSMA协议 CSMA/CD协议ALOHA协议 ALOHA协议的原理很简单，只要用户有数据要发送，就让他发送。当然，这样就会产生冲突而将数据帧破坏。但是由于广播的反馈性，发送方只要监听信道就知道他发出的数据帧是否被破坏，同样，其他用户也如此工作。假如数据帧遭到破坏，则发送方等待一段随机时间后再次
10、发送。纯ALOHA协议最大的问题就是数据吞吐率不高。改进的时间片ALOHA协议则提高了数据的吞吐率。CSMA协议 载波监听多路访问CSMA的技术，也称做先听后说(Listem Before Talk)。要传输数据的站点首先对媒体上有无载波进行监听，以确定是否有别的站点在传输数据。如果媒体空闲，该站点便可传输数据；否则，该站点将避让一段时间后再做尝试。这就需要有一种退避算法来决定避让的时间，常用的退避算法有非坚持、1坚持、P坚持三种。非坚持算法 算法规则为：如果媒体是空闲的，则可以立即发送。如果媒体是忙的，则等待一个由概率分布决定的随机重发延迟后，再重复前一步骤。采用随机的重发延迟时间可以减少冲
11、突发生的可能性。非坚持算法的缺点是：即使有几个站点都有数据要发送，但由于大家都在延迟等待过程中，致使媒体仍可能处于空闲状态，使用率降低。1坚持算法 算法规则：如果媒体空闲的，则可以立即发送。如果媒体是忙的，则继续监听，直至检测到媒体是空闲，立即发送。如果有冲突(在一段时间内未收到肯定的回复)，则等待一随机量的时间，重复步骤。这种算法的优点是：只要媒体空闲，站点就立即可发送，避免了媒体利用率的损失；其缺点是：假若有两个或两个以上的站点有数据要发送，冲突就不可避免。P坚持算法算法规则：监听总线，如果媒体是空闲的，则以P的概率发送，而以(1-P)的概率延迟一个时间单位。一个时间单位通常等于最大传播时
12、延的2倍。延迟一个时间单位后，再重复步骤。如果媒体是忙的，继续监听直至媒体空闲并重复步骤。P-坚持算法是一种既能像非坚持算法那样减少冲突，又能像1-坚持算法那样减少媒体空闲时间的折中方案。问题在于如何选择P的有值，这要考虑到避免重负载下系统处于的不稳定状态。假如媒体是忙时，有N个站有数据等待发送，一旦当前的发送完成时，将要试图传输的站的总期望数为NP。如果选择P过大，使NP1，表明有多个站点试图发送，冲突就不可避免。最坏的情况是，随着冲突概率的不断增大，而使吞吐量降低到零。所以必须选择适当P值使NP1。当然P值选得过小，则媒体利用率又会大大降低。CSMA/CD协议 在CSMA中，由于信道传播时
13、延的存在，即使总线上两个站点没有监听到载波信号而发送帧时，仍可能会发生冲突。由于CSMA算法没有冲突检测功能，即使冲突已发和，仍然将已破坏的帧发送完，使总线的利用率降低。一种CSMA的改进方案是使发送站点传输过程中仍继续监听媒体，以检测是否存在冲突。如果发生冲突，信道上可以检测到超过发送站点本身发送的载波信号的幅度，由此判断出冲突的存在。一于检测到冲突，就立即停止发送，并向总线上发一串阻塞信号，用以通知总线上其它各有关站点。这样，通道容量就不致因白白传送已受损的帧而浪费，可以提高总线的利用率。这种方案称做载波监听多路访问/冲突检测协议，简写为CSMA/CD，这种协议已广泛应用于局域网中。CSM
14、A/CD的工作过程 监听信道，如果信道空闲则发送。如果信道忙，则继续监听，直到信道空闲时立即发送。开始发送后再进行一段时间的监测，方法是边发送边接收，并将收、发的信息相比较，若结果不同，则表示发送的信息遇到了碰撞，此时立即停止发送，并向总线上发出一串阻塞信号，通知信道上各站发生了冲突。已发出信息的各站收到阻塞信号后，等待一段时间（随机），等待时间最短的站将优先获得信道，重新发送数据。图4-5 帧长度和传输延迟对冲突的影响ADIEEE802.3标准 IEEE 802.3媒体访问控制协议CSMA/CD总线的实现模型IEEE802.3MAC帧格式IEEE802.3MAC子层的功能 IEEE 802.
15、3物理层规范CSMA/CD总线的实现模型(1)IEEE802.3是一个使用CSMA/CD媒体访问控制方法的局域网标准。它对应于OSI/RM的最低两层。从逻辑上可以将其划分为两大部分：一部分由LLC子层和MAC子层组成，实现OSI/RM的数据链路层功能，另一部分实现物理层功能。把依赖于媒体的特性从物理层中分离出来的目的，是要使得LLC子层和MAC子层能适应于各类不同的媒体。CSMA/CD总线的实现模型(2)物理层内定义了两个兼容接口：依赖于媒体的媒体相关接口MDI和访问单元接口AUI。MDI是一个同轴电缆接口，所有站点都必须遵循IEEE802.3定义的物理媒体信号的技术规范，与这个物理媒体接口完
16、全兼容。由于大多站点都设在离电缆连接处有一段距离的地方，在与电缆靠近的MAC中只有少量电路，而大部分硬件和全部的软件都在站点中，AUI的存在为MAC和站点的配合使用带来了极大的灵活性。MAC子层和LLC子层之间和接口提供每个操作的状态信息，以供高一层差错恢复规程所用。MAC子层和物理层之间的接口，提供包括成帧、载波监听、启动传输和解决争用、在两层间传送串行比特流的设施及用于定时等待等功能。AUI接口规范AUI端口它就是用来与粗同轴电缆连接的接口，它是一种“D”型15针接口，这在令牌环网或总线型网络中是一种比较常见的端口之一。路由器可通过粗同轴电缆收发器实现与10Base-5网络的连接。但更多的
17、则是借助于外接的收发转发器（AUI-to-RJ-45），实现与10Base-T以太网络的连接。当然，也可借助于其他类型的收发转发器实现与细同轴电缆（10Base-2）或光缆（10Base-F）的连接。IEEE802.3MAC帧格式 MAC帧是在MAC子层实体间交换的协议数据单元,IEEE802.3 MAC帧中包括前导字段PA、帧起始定界符SFD、目的地址DA、源地址SA、表示数据字段字节数长度的字段LEN、要发送的数据字段、填充字段PAD和帧校验序列FCS等8个字段。这8个字段中除了数据字段和填充字段外，其余的长度都是固定的。PA前导字段前导字段SFDSFD帧起始定帧起始定界符界符DA目的地址
18、目的地址SA源地址源地址LEN字段长度字段长度Data数据字段数据字段PAD填充填充FCS校验校验IEEE802.3MAC子层的功能 IEEE802.3标准提供了MAC子层的功能说明，内容主要有数据封装和媒体访问管理两个方面。数据封装(发送和接收数据封装)包括成帧(帧定界和帧同步)、编址(源地址的地址的处理)和差错检测(物理媒体传输差错的检测)等；媒体访问管理包括媒体分配和竞争处理。IEEE802.3IEEE802.3物理层规范物理层规范 IEEEE 802.3委员会在定义可选的物理配置方面表现了极大的多样性和灵活性。为了区分各种可选用的实现方案，该委员会给出了一种简明的表示方法：数据传输率(
19、Mpbs)如10BASE5、10BASE2。但10BASE-F有些例外，其中的T表示双绞线、光纤。(1)10BASE5和10BASE2。前面介绍IEEEE 802.3时所涉及的物理范围，实际上所说的就是基于以太网的10BASE5。与10BASE5一样，10BASE2也使用50欧姆同軸电缆和曼切斯特编码.数据速率为10Mbps.两者的区别在于10BASE5使用粗缆(50mm),10BASE2使用细缆(5mm).由于两者数据传输率相同,所以可以使用10BASE2电缆段和10BASE5电缆段共存于一个网络中.(2)10BASE-T。10BASE-T定义了一个物理上的星形拓扑网,其中央节点是一个集线器
20、,每个节点通过一对双绞线与集线器相连.集线器的作用类似于一个转发器,它接收来自一条线上的信号并向其他的所有线转发.由于任意一个站点发出的信号都能被其他所有站点接收,若有两个站点同时要求传输,冲突就必然发生.所以,尽管这种策略在物理上是一个星形结构，但从逻辑上看与CSMA/CD总线拓扑的功能是一样的。(3)10BASE-F。10BASE-F是802.3中关于以光纤作为媒体的系统的规范。该规范中，每条传输线路均使用一条光纤，每条光纤采用曼切斯特编码传输一个方向上的信号。每一位数据经编码后，转换为一对光信号元素(有光表示高、无光表示低)，所以，一个10bps的数据流实际上需要20Mbps的信号流。令
21、牌环和IEEE802.5标准 令牌环的工作原理令牌环的结构令牌环的操作过程环长的比特度量令牌环的维护令牌环的特点 令牌环媒体访问控制协议IEEE802.5MAC帧格式IEEE 802.5的媒体访问控制功能令牌环的结构令牌环在物理上是一个由一系列环接口和这些接口间的点点链路构成的闭合环路，各站点通过环接口连到网上。对媒体具有访问权的某个发送站点，通过环接口出径链路将数据帧串行到环上；其余各站点边从各自的环接口入径链路逐位接收数据帧，同时通过环接口出径链路再生、转发出去，使数据帧在环上从一个站点至下一个站地环行，所寻址的目的站点在数据帧经过时读取其中的信息；最后，数据帧绕环一周返回发送站点，并由其
22、从上撤除所发的数据帧。由点点链路构成的环路虽然不是真正意义上的广播媒体，但环上运行的数据帧仍能被所有的站点接收到，而且任何时刻仅允许一个站点发送数据，因此同样存在发送权竞争问题。为了解决竞争，可以使用一个称为令牌（Token）的特殊比特模式，使其沿着环路循环。规定只有获得令牌的站点才有权发送数据帧，完成数据发送后立即释放令牌以供其它站点使用。由于环路中只有一个令牌，因此任何时刻至多只有一个站点发送数据，不会产生冲突。而且，令牌环上各站点均有相同的机会公平地获取令牌。令牌环的操作过程（1）网络空闲时，只有一个令牌在环路上绕行。令牌是一个特殊的比特模式，其中包含一位“令牌/数据帧”标志位，标志位为
23、“0”表示该令牌为可用的空令牌，标志位为“1”表示有站点正占用令牌在发送数据帧。（2）当一个站点要发送数据时，必须等待并获得一个令牌，将令牌的标志位置为“1”，随后便可发送数据。（3）环路中的每个站点边转发数据，边检查数据帧中的目的地址，若为本站点的地址，便读取其中所携带的数据。（4）数据帧绕环一周返回时，发送站将其从环路上撤消。同时根据返回的有关信息确定所传数据有无出错。若有错则重发存于缓冲区中的待确认帧，否则释放缓冲区中的待确认帧。（5）发送站点完成数据发送后，重新产生一个令牌传至下一个站点，以使其它站点获得发送数据帧的许可权。环长的比特度量 环的长度往往折算成比特数来度量，以比特度量的环
24、长反映了环上能容纳的比特数量。假如某站点从开始发送数据帧到该帧发送完毕所经历的时间，等于该帧从开始发送经循环返回到发送站点所经历的时间，则数据帧的所有比特正好布满整个环路。换言之，当数据帧的传输时延等于信号在环路上传播时延时，该数据帧的比特数就是以比特度量的环路长度。令牌环的维护令牌环的故障处理功能主要体现在对令牌和数据帧的维护上。令牌本身就是比特串，绕环传递过程中也可能受干扰而出错，以至造成环路上无令牌循环的差错；另外，当某站点发送数据帧后，由于故障而无法将所发的数据帧从网上撤消时，又会造成网上数据帧持续循环的差错。令牌丢失和数据帧无法撤消，是环网上最严重的两种差错，可以通过在环路上指定一个
25、站点作为主动令牌管理站，以此来解决这些问题。主动令牌管理站通过一种超过机制来检测令牌丢失的情况，该超时值比最长的帧为完全遍历环路所需的时间还要长一些。如果在该时段内没有检测到令牌，便认为令牌已经丢失，管理站将清除环路上的数据碎片，并发出一个令牌。为了检测到一个持续循环的数据帧，管理站在经过的任何一个数据帧上置其监控位为1，如果管理站检测到一个经过的数据帧的监控拉的已经置为1，便知道有某个站未能清除自己发出的数据帧，管理站将清除环路的残余数据，并发出一个令牌。令牌环的特点 令牌环网在轻负荷时，由于存在等待令牌的时间，故效率较低；但在重负荷时，对各站公平访问且效率高。考虑到帧内数据的比特模式可能会
26、与帧的首尾定界符形式相同，可在数据段采用比特插入法或违法码法，以确保数据的透明传输。采用发送站点从环上收回帧的策略，具有对发送站点自动应答的功能；同时这种策略还具有广播特性，即可有多个站点接收同一数据帧。令牌环的通信量可以加以调节，一种方法是通过允许各站点在其收到令牌时传输不同量的数据，另一种方法是通过设定优先权使具有较高优先权的站点先得到令牌。令牌环媒体访问控制协议令牌环媒体访问控制协议 IEEE802.5标准规定了令牌环的媒体访问控制子层和物理层所使用的协议数据单元格式和协议，规定了相邻实体间的服务及连接令牌环物理媒体的方法。AC数据（b）ADCB数据（c）数据ACBD（d）图4-8 令牌
27、环的工作原理CA空令牌 （a）单向环BDDB （a）发送站A等待空令牌；（b）把空令牌改为忙令牌，并附加上数据；（c）接收者复制发送给它的数据；（d）站A回收数据，产生空令牌IEEE802.5MACIEEE802.5MAC帧格式帧格式 IEEE802.5令牌环的MAC帧有两种基本格式：令牌帧和数据帧。令牌帧只有3个字节长，数据帧则可能很长。这两种帧都有一对起始定界符SD和结束定界符ED用于确定帧的边界，它们中各有4位采用曼彻斯特编码中不使用的违法码(“高高”电平对和“低一低”电平对)，以实现数据的透明传输。IEEE802.5MACIEEE802.5MAC帧格式图例帧格式图例令牌令牌帧帧格式格式
28、数据帧数据帧格式格式ACSDEDSDACFCDASAINFO FCSEDFSIEEE802.5的媒体访问控制功能令牌环局域协议标准包括四个部分：逻辑链路控制（LLC）、媒体访问控制（MAC）、物理层（PHY）和传输媒体，IEEE802.5 规定了后面三个部分的标准。令牌环的媒体访问控制功能如下：（1）帧发送。采用沿环传递令牌的方法来实现对媒体的访问控制，取得令牌的站点具有发送一个数据帧或一系列数据帧的机会。（2）令牌发送。发送站完成数据帧发送后，等待数据帧的返回。在等待期间，继续发送填充字符。一旦源地址与本站相符的数据帧返回后，即发送令牌。令牌发送之后，该站仍保持在发送状态，直到该站点发送的所
29、有数据帧从环路上撤消为止。（3）帧接收。若接收到的帧为信息帧，则将FC、DA、Data及字段复制到接收缓冲区中，并随后将其转至适当的子层。（4）优先权操作。访问控制字段中的优先权和预约位配合工作，使环路服务优先权与环上准备发送的PDU最高优先级匹配。光纤分布数据接口FDDI 光纤分布数据接口（FDDI）是目前成熟的LAN技术中传输速率最高的一种。这种传输速率高达100Mb/s的网络技术所依据的标准是ANSIX3T9.5。该网络具有定时令牌协议的特性，支持多种拓扑结构，传输媒体为光纤。使用光纤作为传输媒体具有多种优点：、较长的传输距离，相邻站间的最大长度可达2KM，最大站间距离为200KM。、具
30、有较大的带宽，FDDI的设计带宽为100Mb/s。、具有对电磁和射频干扰抑制能力，在传输过程中不受电磁和射频噪声的影响，也不影响其设备。、光纤可防止传输过程中被分接偷听，也杜绝了辐射波的窃听，因而是最安全的传输媒体。FDDI的技术特点由光纤构成的FDDI，其基本结构为逆向双环。一个环为主环，另一个环为备用环。一个顺时针传送信息，另一个逆时针。当主环上的设备失效或光缆发生故障时，通过从主环向备用环的切换可继续维持FDDI的正常工作。这种故障容错能力是其它网络所没有的。FDDI使用了比令牌环更复杂的方法访问网络。和令牌环一样，也需在环内传递一个令牌，而且允许令牌的持有者发送FDDI帧。和令牌环不同
31、，FDDI网络可在环内传送几个帧。这可能是由于令牌持有者同时发出了多个帧，而非在等到第一个帧完成环内的一圈循环后再发出第二个帧。令牌接受了传送数据帧的任务以后，FDDI令牌持有者可以立即释放令牌，把它传给环内的下一个站点，无需等待数据帧完成在环内的全部循环。这意味着，第一个站点发出的数据帧仍在环内循环的时候，下一个站点可以立即开始发送自己的数据。FDDI用得最多的是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。FDDI也常常被划分在城域网MAN的范围。以太网 以太网（Ethernet）可能是世界上使用最普及的局域网网络技术。以太网是Xerox（施乐）、Digital Equip
32、ment（DEC）和Intel（英特尔）三家公司开发的局域网组网规范，并于80年代初首次出版，称为DIX1.0。1982年修改后的版本为DIX2.0。这三家公司将此规范提交给IEEE（电子电气工程师协会）802委员会，经过IEEE成员的修改并通过，变成了IEEE的正式标准，并编号为IEEE802.3。Ethernet和IEEE802.3虽然有很多规定不同，但术语Ethernet通常认为与802.3是兼容的。IEEE将802.3标准提交国际标准化组织（ISO）第一联合技术委员会(JTC1)，再次经过修订变成了国际标准ISO802.3。图4-10 10BASE2网络组成终接器终接器T型连接器同轴电
33、缆网卡瓦 接器BNC圆形连接器 10Base2网络图4-11 细缆以太网的连接中继器中继器图4-12 10BASE5网络组成终接器终接器图4-16 100BASE-T拓扑规则450m光纤100BASE-T交换机100m UTP2km全双工光纤主干路由器或交换机100m UTP100m UTP100m UTP100m UTP100BASE-T中继器185m光纤5m UTP快速以太网(1)快速以太网是以太网的一个较新的版本，速度提高10倍：用100兆波特率代替10兆波特率。快速以太网的最普通的形式叫100BaseT。正如它的名字所表明的，100BaseT使用了如10BaseT那样的双绞线电缆，它是
34、在双绞线上传送100Mb/s基带信号的星形拓扑以太网。它仍使用IEEE 802.3标准，即CSMA/CD协议。用户只要更换一张网卡，再配上一个100 Mb/s的集线器，就可很方便地由10BaseT以太网直接升级到100 Mb/s，而不必改变网络的拓扑结构。所有在10BaseT上的应用软件和网络软件都可以保持不变。100BaseT的网卡有很强的自适应性，它能自动识别10Mb/s和100Mb/s。1995年IEEE已将100BaseT的快速以太网定为正式的国际标准，其代号为802.3u，是对现行的802.3标准的补充。快速以太网(2)快速以太网的另一种流行的形式是100VG AnyLAN。100V
35、G AnyLAN也是一种使用集线器的100Mb/s高速局域网，它综合了现有的以太网和令牌环的优点。IEEE也制定其标准为802.12。100VG AnyLAN常简写为100VG。VG代表Voice Grade，而Any则表示它能使用多种传输媒体，并可支持IEEE802.3（以太网）和802.5（令牌环）的数据帧。100VG是一种无冲突局域网，能更好地支持多媒体传输。千兆以太网 IEEE继1985年颁布十兆以太网的802.3标准后，1995年颁布了百兆以太网标准802.3u，又于1998年颁布了千兆以太网标准802.3z。千兆以太网可以使用屏蔽平衡电缆、多模和单模光纤，传输距离分别为25m、55
36、0m和3000m;目前正在制订利用5类UTP传输100m的标准802.3ab。千兆以太网的特点千兆以太网的特点是使用与传统以太网相同的帧格式和帧长。为达到满1千兆的数据速率，其光线路速率实际是1.25Gb/s，其实际效率为80。千兆以太网仍采用CSMA/CD技术(以碰撞解决为基础的非智能存取方式)，其共享环境下总吞吐量不会超过500Mb/s。在半双工下，若流量都是64字节帧，则千兆以太网的有效带宽降为120Mb/s（96）。千兆以太网如果不提供路由功能，极可能引起广播风暴问题。千兆以太网可以利用IEEE802.1d生成树算法管理冗余中继线，以免产生闭合环路（循环）。而生成树算法只适于小型网络，
37、另外它需很长时间（有时达30s）才能将信息流切换到冗余中继线。还有生成树算法还要占用带宽（有时会占到23）。与ATM不同，千兆以太网从设计开始，就只支持数据，缺乏QoS保证（目前IEEE正在标准化中，但其QoS仍是逐段的，而不是端到端的），而不能有效支持语音和视频等多业务；也缺乏网络管理和计费能力。适合于企业网、校园网的数据应用，不适合公用网的运营商。千兆以太网的现状 千兆以太网的应用主要是实现LAN交换机高速互连、LAN交换机与高档服务器间高速链路、交换型以太网的骨干、替换FDDI骨干、千兆以太的桌面应用。总之，千兆以太网的出现，对于企业网、校园网、两者在城市范围互联的ATM网络和ATM到桌
38、面市场构成了严重冲击，但不会对ATMWAN的市场构成威胁。万兆以太网 万兆以太网是一种只采用全双工与光纤的技术，其物理层（PHY）和OSI模型的第一层（物理层）一致，它负责建立传输介质（光纤或铜线）和MAC层的连接，MAC层相当于OSI模型的第二层（数据链路层）。在网络的结构模型中，把PHY进一步划分为物理介质关联层（PMD）和物理代码子层（PCS）。光学转换器属于PMD层。PCS层由信息的编码方式、串行或多路复用等功能组成。万兆以太网的物理层特点 802.3ae标准定义了2种类型的PHY，即局域网PHY和广域网PHY。这2种PHY的区别在于广域网的接口子层(WIS)包含一个简化的Sonet(
39、同步光纤网)/SDH(同步数字系列)帧。为降低广域网PHY的操作成本，IEEE802.3ae工作组综合了Sonet/SDH等各有关标准，使得万兆以太网可以利用Sonet/SDH平稳地通过广域骨干网。万兆以太网的应用前景 万兆以太网的希望在于其性能价格比优于目前运营商和大型企业使用的SONET技术。OC-192(9.9Gbps)SONET每端口价格在25万30万美元之间，而万兆以太网的预期价格只是其几分之一，同时它还像普通以太网一样易于管理和维护。在今后几年中，企业将采用万兆以太网作为一种交换机到交换机的互连技术。企业采用万兆以太网解决方案可以带来以下好处：消除企业网络骨干的瓶颈现象;创建高速虚拟网;支持较长距离的高带宽以太网连接;提高语音、视频和数据的应用水平;拓展宽带应用;即使在高峰阶段也可以保持网络的高性能；经济地将企业局域网与城域网、广域网相连；降低布线及网络总投资成本。The End
