第3章-計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)ppt課件(全)

第3章計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)3.1局域網(wǎng)概述

3.2局域網(wǎng)訪問控制方法（補(bǔ)充）3.3局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)（簡(jiǎn)單介紹）3.4局域網(wǎng)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介3.1局域網(wǎng)概述作為信息技術(shù)基礎(chǔ)的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)(局域網(wǎng)和遠(yuǎn)程網(wǎng))是當(dāng)今世界上最為活躍的技術(shù)因素之一。自20世紀(jì)70年代末期以來，微型計(jì)算機(jī)的使用日益廣泛，這使得計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)LAN(LocalAreaNetwork)技術(shù)獲得了飛速發(fā)展和大范圍的普及，至90年代LAN步入了更高速發(fā)展的階段。目前LAN的使用已相當(dāng)普遍，在一座辦公大樓、一棟大廈、一個(gè)校園或一個(gè)企業(yè)內(nèi)，人們借助于局域網(wǎng)這一資源共享平臺(tái)可以很方便地實(shí)現(xiàn)以下功能：(1)共享打印機(jī)、繪圖機(jī)等費(fèi)用很高的外部設(shè)備；(2)通過公共數(shù)據(jù)庫(kù)共享各類信息；(3)向用戶提供諸如電子郵件等的高級(jí)服務(wù)。隨著局域網(wǎng)軟、硬件價(jià)格的不斷降低，局域網(wǎng)的數(shù)量和覆蓋范圍也越來越大，它在相關(guān)領(lǐng)域中所起的作用也日益顯著。3.1.1局域網(wǎng)的特點(diǎn)局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)一樣也是一種連接著各種設(shè)備的通訊網(wǎng)絡(luò)，并為這些設(shè)備間的信息交換提供相應(yīng)的路徑。局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)相比，有其自身的特點(diǎn)，它的主要特點(diǎn)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。(1)局域網(wǎng)的覆蓋范圍小，通常在一棟大樓或一個(gè)有限區(qū)域范圍內(nèi)部。(2)局域網(wǎng)一般為一個(gè)單位所擁有。這就意味著局域網(wǎng)的連接是要專門布線連接的。一個(gè)單位可以根據(jù)自身需要選擇相應(yīng)的建網(wǎng)技術(shù)，同時(shí)也要自己負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)的管理和維護(hù)。(3)局域網(wǎng)擁有較高的內(nèi)部數(shù)據(jù)傳輸速率。目前LAN的傳輸速率有10Mb/s、100Mb/s甚至1000Mb/s，比起廣域網(wǎng)的傳輸速率要高得多(廣域網(wǎng)的主干線速率國(guó)內(nèi)目前僅為64kb/s或2.048Mb/s，雖然現(xiàn)在也有100Mb/s的光纖接入技術(shù)，但大多數(shù)最終用戶的上線速率通常為56kb/s)。(4)局域網(wǎng)有較低的時(shí)延和較低的誤碼率。由于局域網(wǎng)采用專線連接，其信息傳輸就可以避免廣域網(wǎng)傳輸中信號(hào)經(jīng)過多次交換而產(chǎn)生的時(shí)延和干擾，這樣信息在傳輸時(shí)就具備較低的時(shí)延和較低的誤碼率。(5)局域網(wǎng)一般采用廣播技術(shù)而非交換技術(shù)，這是因?yàn)榫钟蚓W(wǎng)中的通信是在共享傳輸媒體上進(jìn)行的，所以在局域網(wǎng)中，各個(gè)站點(diǎn)能夠進(jìn)行廣播(一站向其他所有站發(fā)送)或組播(一站向多個(gè)站發(fā)送)。正是由于局域網(wǎng)以上的特點(diǎn)，在LAN的設(shè)計(jì)過程中，其實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)為拓?fù)?、傳輸媒體和媒體的訪問控制協(xié)議。3.1.2局域網(wǎng)拓?fù)錁?gòu)型圖3-1局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各類拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的適用范圍在選擇拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)充分考慮局域網(wǎng)的可靠性、可擴(kuò)充性及網(wǎng)絡(luò)整體性能?？偩€/樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)在于它的配置最靈活。在實(shí)際工作環(huán)境中，有時(shí)我們采用的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在數(shù)據(jù)速率和數(shù)據(jù)類型上有很大差異，這時(shí)采用總線/樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是明智的，另外，樹型結(jié)構(gòu)的布線配置很簡(jiǎn)單，一般不需考慮建筑物的結(jié)構(gòu)和其他電纜通路，在需要分叉時(shí)，只需要在分叉處接入分支電纜即可。但是當(dāng)網(wǎng)路規(guī)模較大且需要較高速率時(shí)，總線/樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是相當(dāng)明顯的，此時(shí)采用這種結(jié)構(gòu)是不合適的。環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的顯著優(yōu)點(diǎn)在于它的速度。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍較廣且要求速率較高時(shí)，可以考慮采用環(huán)型結(jié)構(gòu)。但是，由于環(huán)型拓?fù)涞娜秉c(diǎn)是：當(dāng)一條鏈路和轉(zhuǎn)發(fā)器出現(xiàn)故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將會(huì)癱瘓。所以，現(xiàn)在人們普遍采用的一種方法是：以環(huán)型構(gòu)成主干線，分支采用總線或星型結(jié)構(gòu)，這樣可以很好地發(fā)揮環(huán)型拓?fù)涞膬?yōu)勢(shì)。星型拓?fù)洳季€實(shí)施方便，穩(wěn)定性好。它適用于短距離傳輸，尤其是在局域網(wǎng)站點(diǎn)數(shù)目相對(duì)較少且要求速度較高的環(huán)境。詳細(xì)內(nèi)容見課本P45-46一、按地理位置分類二、按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分類三、按傳輸介質(zhì)分類四、按服務(wù)對(duì)象分類3.1.3局域網(wǎng)的分類3.2局域網(wǎng)訪問控制方法3.2.1IEEE802模型與協(xié)議IEEE在1980年2月成立了IEEE802委員會(huì)。該委員會(huì)制定了一系列局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，稱為IEEE802標(biāo)準(zhǔn)。我們現(xiàn)在見到的局域網(wǎng)基本上都符合這種標(biāo)準(zhǔn)。按IEEE802標(biāo)準(zhǔn)，局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)由物理層、介質(zhì)訪問控制子層MAC(MediaAccessControl)和邏輯鏈路子層LLC(LogicalLinkControl)組成，它給出的參考模型如圖3-6所示。圖3-6IEEE802參考模型和OSI模型

1．物理層物理層的主要作用是確保二進(jìn)制位信號(hào)的正確傳輸，包括位流的正確傳送與正確接收。局域網(wǎng)物理層制定的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范主要有如下一些內(nèi)容：(1)局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)與傳輸距離；(2)物理接口的機(jī)械特性、電氣特性、性能特性和規(guī)程特性；(3)傳輸信號(hào)的編碼方案，局域網(wǎng)常用的編碼方案有曼徹斯特碼、差分曼徹斯特碼、非歸零碼、4B/5B碼、8B/6T和8B/10B等；(4)錯(cuò)誤校驗(yàn)碼以及同步信號(hào)的產(chǎn)生與刪除；(5)傳輸速率；(6)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；(7)信令方式。

2．MAC子層(介質(zhì)訪問控制)MAC是數(shù)據(jù)鏈路層的一個(gè)功能子層。MAC構(gòu)成了數(shù)據(jù)鏈路層的下半部，它直接與物理層相鄰。MAC子層為不同的物理介質(zhì)定義了介質(zhì)訪問控制標(biāo)準(zhǔn)。它的主要功能是：(1)在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，將要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)組裝成幀，幀中包含有地址和差錯(cuò)檢測(cè)等字段。(2)在接收數(shù)據(jù)時(shí)，將接收到的數(shù)據(jù)幀解包，并進(jìn)行地址識(shí)別和差錯(cuò)檢測(cè)。(3)管理和控制對(duì)局域網(wǎng)傳輸介質(zhì)的訪問，進(jìn)行合理的信道分配，解決信道競(jìng)爭(zhēng)問題。目前，IEEE802已規(guī)定的介質(zhì)訪問控制標(biāo)準(zhǔn)有著名的帶沖突檢測(cè)的載波監(jiān)聽多路訪問(CSMA/CD)、令牌環(huán)(TokenRing)和令牌總線(TokenBus)等。

3．LLC子層(邏輯鏈路控制)LLC也是數(shù)據(jù)鏈路層的一個(gè)功能子層。LLC在MAC子層的支持下向網(wǎng)絡(luò)層提供服務(wù)。可運(yùn)行于所有802局域網(wǎng)和城域網(wǎng)協(xié)議之上的數(shù)據(jù)鏈路協(xié)議，被稱為邏輯鏈路控制LLC。LLC子層與傳輸介質(zhì)無關(guān)，它獨(dú)立于介質(zhì)訪問控制方法，隱藏了各種802網(wǎng)絡(luò)之間的差別，并向網(wǎng)絡(luò)層提供一個(gè)統(tǒng)一的格式和接口。LLC子層的功能包括數(shù)據(jù)幀的差錯(cuò)控制、流量控制和順序控制等功能，并為網(wǎng)絡(luò)層提供兩種類型的服務(wù)：面向連接服務(wù)和無連接服務(wù)。IEEE802除了給出一個(gè)局域網(wǎng)協(xié)議的參考模型，同時(shí)還給出了許多標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施細(xì)則，這些實(shí)施細(xì)則標(biāo)準(zhǔn)是由IEEE802委員會(huì)下面的各個(gè)工作組具體展開的，下面給出不同工作組研究的具體內(nèi)容。(1)IEEE802.1：局域網(wǎng)概述、體系結(jié)構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)管理和網(wǎng)絡(luò)互連。(2)IEEE802.2：邏輯鏈路控制LLC。(3)IEEE802.3：CSMA/CD訪問方法和物理層規(guī)范，主要包括如下幾個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：①IEEE802.3-CSMA/CD介質(zhì)訪問控制標(biāo)準(zhǔn)和物理層規(guī)范：定義了四種不同介質(zhì)10Mb/s以太網(wǎng)規(guī)范：10Base2、10Base5、10BaeT、10BaseF；②IEEE802.3u-100Mb/s快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)已合并到802.3中；③IEEE802.3z-光纖介質(zhì)千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范；④EEE802.3ab-傳輸距離為100m的5類無屏蔽雙絞線介質(zhì)千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。(4)IEEE802.4：TokenPassingBUS(令牌總線)。(5)IEEE802.5：TokenRing(令牌環(huán))訪問方法和物理層規(guī)范。(6)IEEE802.6：城域網(wǎng)訪問方法和物理層規(guī)范。(7)IEEE802.7：寬帶技術(shù)咨詢和物理層課題與建議實(shí)施。(8)IEEE802.8：光纖技術(shù)咨詢和物理層課題。(9)IEEE802.9：綜合聲音／數(shù)據(jù)服務(wù)的訪問方法和物理層規(guī)范。(10)IEEE802.10：安全與加密訪問方法和物理層規(guī)范。(11)IEEE802.11：無線局域網(wǎng)訪問方法和物理層規(guī)范，包括IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11c和IEEE802.11q標(biāo)準(zhǔn)。(12)IEEE802.12：100VG-AnyLAN快速局域網(wǎng)訪問方法。(13)IEEE802.13：基于有線電視的廣域通訊網(wǎng)。

3.2.2CSMA/CD在總線/樹型和星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中應(yīng)用得最廣的媒體訪問控制技術(shù)是CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetect)，這是一種具有沖突檢測(cè)(CD)功能的載波監(jiān)聽多路訪問(CSMA)的介質(zhì)訪問控制方法。CSAM/CD以及它之前出現(xiàn)的CSAM和ALOHA技術(shù)屬于隨機(jī)訪問和競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)。之所以這么說是因?yàn)樵谶@種技術(shù)控制下，每個(gè)站點(diǎn)在何時(shí)進(jìn)行信息傳輸是不可預(yù)期的，所以是隨機(jī)的；另外每個(gè)站點(diǎn)都會(huì)為擁有對(duì)傳輸媒體的訪問權(quán)而競(jìng)爭(zhēng)，所以它又是競(jìng)爭(zhēng)的。CSMA/CD的基本版本是施樂公司開發(fā)的，前面我們提到IEEE802.3的MAC子層的核心協(xié)議是CSMA/CD，如今它被廣泛地應(yīng)用于局域網(wǎng)的MAC子層，是著名的以太網(wǎng)所采用的協(xié)議。CSMA/CD的工作流程如圖3-8所示。圖3-8CSMA/CD的工作過程①準(zhǔn)備發(fā)送站監(jiān)聽信道。②信道空閑進(jìn)入第④步，開始發(fā)送數(shù)據(jù)，并監(jiān)聽有無沖突信號(hào)。③信道忙，就返回到第①步。④傳輸數(shù)據(jù)并監(jiān)聽信道，如果無沖突就完成傳輸，檢測(cè)到?jīng)_突則進(jìn)入第⑤步。⑤發(fā)送阻塞信號(hào)，然后按二進(jìn)制指數(shù)退避算法等待，再返回第①步，準(zhǔn)備重新發(fā)送。

即：CSMA/CD被稱為“載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測(cè)協(xié)議”即每個(gè)工作站在發(fā)送幀期間，同時(shí)有檢測(cè)沖突的能力；一旦檢測(cè)到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送，并向總線發(fā)一“串阻塞信號(hào)”，通知總線上各站沖突已發(fā)生，這樣可大大提高幀的傳送效率，提高總線的傳送速率。3.3局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)(參考課本P46-49，略講）現(xiàn)在，如果有人要問現(xiàn)有的局域網(wǎng)中何種類型的局域網(wǎng)最多，回答是毫無疑問的，那就是以太網(wǎng)。在以太網(wǎng)中采用的體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)就是IEEE802.3。在IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)中描述了多種媒體上實(shí)現(xiàn)不同傳輸速率的局域網(wǎng)解決方案，這也就使得現(xiàn)今以太網(wǎng)存在許多不同的實(shí)現(xiàn)形式。每種以太網(wǎng)版本都服從一個(gè)略微不同的IEEE802.3規(guī)范。這些規(guī)范概括了以太網(wǎng)不同版本的速度、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和電纜特征。下面我們將描述最通用的幾種以太網(wǎng)物理層的差別以及它們的優(yōu)勢(shì)和局限性。1．10Base2(細(xì)纜以太網(wǎng))圖3-910Base2網(wǎng)絡(luò)示意圖10Base2也稱為細(xì)纜以太網(wǎng)。在10Base2被開發(fā)出來之前，以太網(wǎng)僅使用粗同軸電纜。通過前面對(duì)局域網(wǎng)使用的傳輸介質(zhì)的介紹可知，細(xì)纜同粗纜相比，其靈活性更高且更易于安裝。10Base2的“10Base”部分表示了它的網(wǎng)絡(luò)速度是10Mb/s，使用的是基帶傳輸技術(shù)。10Mb/s的規(guī)范限制了10Base2以太網(wǎng)的使用。所以在使用這種網(wǎng)絡(luò)時(shí)，必須遵守以下的技術(shù)規(guī)范：(1)一個(gè)10Base2以太網(wǎng)段的最大長(zhǎng)度是185m(607英尺)。10Base2網(wǎng)絡(luò)使用兩個(gè)50電阻器終止網(wǎng)絡(luò)的兩端以防止信號(hào)反射。(2)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)段最多包含30個(gè)節(jié)點(diǎn)，其中每個(gè)節(jié)點(diǎn)通過一個(gè)BNC連接器連接到總線上。(參見圖3-4)。(3)BNCT形連接器附著在10Base2網(wǎng)絡(luò)專用網(wǎng)絡(luò)接口卡上的BNC連接件上。每個(gè)BNCT形連接器之間的距離應(yīng)至少是0.5米。(4)多個(gè)細(xì)纜網(wǎng)段可通過中繼器連接。但一個(gè)完整的10Base2以太網(wǎng)最多能包括4個(gè)中繼器，從而最多連接5個(gè)網(wǎng)絡(luò)段，使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的范圍達(dá)到925m。從以上的技術(shù)規(guī)范可見，10Base2的規(guī)模和速度受到很大的限制，因此這種網(wǎng)絡(luò)只適合小范圍使用，并不能很好地適用于大型局域網(wǎng)。使用10Base2的主要優(yōu)點(diǎn)是它的低成本和易安裝性。

2．10Base5(粗纜以太網(wǎng))10Base5指定使用基帶同軸電纜(阻抗50?)作為傳輸介質(zhì)，通常我們稱其為粗纜以太網(wǎng)。10Base5中的“10Base"的含義同樣表示了它的網(wǎng)絡(luò)速度是10Mb/s，使用的是基帶傳輸技術(shù)。同10Base2技術(shù)比較起來，二者的主要區(qū)別在于：10Base5采用10mm的粗纜作為傳輸介質(zhì)，其單個(gè)網(wǎng)段最大長(zhǎng)度可以達(dá)到500m；而10Base2的傳輸介質(zhì)用的是5mm的細(xì)纜，其單個(gè)網(wǎng)段的最大距離只能達(dá)到185m左右。另外，由于采用了不同的傳輸介質(zhì)，所以兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)使用的介質(zhì)連接器件也不相同。10Base5的技術(shù)規(guī)范如下：(1)每個(gè)網(wǎng)段的最大距離為500m。(2)在每個(gè)網(wǎng)段可以使用中繼器擴(kuò)充網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍。最多使用4個(gè)中繼器，連接5個(gè)線段，使整個(gè)10Base5網(wǎng)絡(luò)的最大長(zhǎng)度達(dá)到2500m。(3)在每個(gè)線段中連接的工作站的數(shù)目最多為100個(gè)，其中中繼器也算為節(jié)點(diǎn)數(shù)目。(4)兩個(gè)收發(fā)器之間的最短距離為2.5m，收發(fā)器電纜最長(zhǎng)為50m。10Base5網(wǎng)絡(luò)由于采用粗纜作為傳輸介質(zhì)，并且在每一個(gè)節(jié)點(diǎn)處需要收發(fā)器，因此一般很少在局域網(wǎng)中采用純粹的10Base5組成網(wǎng)絡(luò)，但是由于其傳輸距離較遠(yuǎn)，因此有時(shí)我們可以采用混合連接的方法，用粗纜來延長(zhǎng)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍。

3．10BaseT(雙絞線網(wǎng)絡(luò))我們現(xiàn)在見到的局域網(wǎng)大多采用雙絞線電纜，這就是當(dāng)前使用的最流行的以太網(wǎng)電纜標(biāo)準(zhǔn)——10BaseT。10BaseT中的“T”代表傳輸介質(zhì)采用雙絞線，并且這種網(wǎng)絡(luò)采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，以10Mb/s的速率發(fā)送數(shù)據(jù)。對(duì)于雙絞線電纜的特性，通過前面的學(xué)習(xí)我們應(yīng)該已經(jīng)非常熟悉了。10BaseT網(wǎng)絡(luò)使用的雙絞線電纜是非屏蔽的雙絞線，現(xiàn)在一般使用5類電纜的電線。非屏蔽雙絞線類同于電話連接的電線。因此，10BaseT網(wǎng)絡(luò)能較好地適用于一個(gè)單位現(xiàn)存的布線基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。除此之外，雙絞線電纜能支持更新更快的技術(shù)，因此它增加了網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性。由于物理結(jié)構(gòu)的問題，在使用非屏蔽雙絞線電纜時(shí)，我們常見的一種問題是干擾問題。雙絞線按逆時(shí)針方向扭在一起的原因，就是為了消除兩條信號(hào)線之間的串?dāng)_。另外，10BaseT技術(shù)通過在電線上使用噪聲平衡和濾波技術(shù)來抵消它附近的信號(hào)源，如電動(dòng)機(jī)、動(dòng)力線以及雷達(dá)產(chǎn)生的電磁干擾。由于這種原因，應(yīng)該嚴(yán)格根據(jù)IEEE規(guī)范安裝10BaseT網(wǎng)線且避免將以太網(wǎng)電纜安裝在電話線或大型動(dòng)力設(shè)備(如空調(diào)機(jī))附近，這些都是非常重要的。10BaseT以太網(wǎng)上的節(jié)點(diǎn)連接到星型結(jié)構(gòu)的中心集線器或中繼器上。作為一種典型的星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，單根網(wǎng)絡(luò)電纜僅僅連接兩個(gè)設(shè)備，這使得10BaseT網(wǎng)絡(luò)比起使用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的10Base2或10Base5具有更好的容錯(cuò)性。由于每個(gè)設(shè)備都獨(dú)立地連接到局域網(wǎng)上，因此10BaseT能夠更輕易地隔離故障，從而更容易進(jìn)行故障檢修。圖3-10描述了小型10BaseT以太網(wǎng)。圖3-1010BaseT網(wǎng)絡(luò)示意圖同樣，使用10BaseT網(wǎng)絡(luò)也必須遵守相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范，10BaseT要求的技術(shù)規(guī)范如下：(1)每個(gè)節(jié)點(diǎn)使用RJ45連接器，在工作站端用于連接網(wǎng)絡(luò)電纜和網(wǎng)絡(luò)接口卡，在網(wǎng)絡(luò)端用于連接電纜和集線器。(2)一個(gè)10BaseT段跨越的最大距離是100m。(3)可以通過集線器或交換機(jī)擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，但同樣最多允許連接5個(gè)連續(xù)的網(wǎng)絡(luò)段。10BaseT一般可以適用于大多數(shù)工作場(chǎng)合，對(duì)于工作節(jié)點(diǎn)的物理分布沒有什么要求，另外由于其出色的可靠性和易維護(hù)性，使得這種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)成為現(xiàn)在局域網(wǎng)設(shè)計(jì)的首選方案。(3)公平訪問。CSMA/CD協(xié)議給各個(gè)網(wǎng)絡(luò)站點(diǎn)提供了公平訪問網(wǎng)絡(luò)的機(jī)會(huì)。如果在網(wǎng)絡(luò)中要求公平訪問，則采用CSMA/CD是很合適的。(4)傳輸效率。在輕負(fù)荷下，由于CSMA/CD不需等待令牌，當(dāng)站點(diǎn)要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)可以立即發(fā)送，因此此時(shí)的傳輸效率較高。盡管CSMA/CD有以上諸多的優(yōu)點(diǎn)，但是同樣由于競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，CSMA/CD也有很多缺點(diǎn)：(1)CSMA/CD是非確定的。各個(gè)工作站點(diǎn)是不能確認(rèn)自己發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)幀最長(zhǎng)需要多長(zhǎng)時(shí)間，最壞的情況下，這個(gè)時(shí)間可能是無限長(zhǎng)。這樣對(duì)實(shí)時(shí)工作是非常不合適的。(2)采用CSMA/CD協(xié)議，各個(gè)工作站點(diǎn)沒有優(yōu)先級(jí)。這樣，有些重要的站點(diǎn)或重要的數(shù)據(jù)，可能會(huì)不得不去和一些不重要的數(shù)據(jù)傳輸爭(zhēng)取介質(zhì)的傳輸權(quán)。(3)采用CSMA/CD協(xié)議，電纜長(zhǎng)度限于2500m(10Mb/s)，這是由于來回電纜的長(zhǎng)度決定了數(shù)據(jù)幀的大小，而CSMA/CD規(guī)定數(shù)據(jù)幀的有效最小長(zhǎng)度為64字節(jié)，因此有這種限定。如果想提高網(wǎng)絡(luò)的傳輸效率，要么修改幀格式，要么縮短電纜的長(zhǎng)度。(4)在重負(fù)荷下，CSMA/CD的傳輸效率會(huì)隨著傳輸量的增大而急劇下降，因?yàn)檫@時(shí)沖突將成為網(wǎng)絡(luò)傳輸中的主要矛盾，隨著無效傳輸次數(shù)的增多，系統(tǒng)的傳輸效率會(huì)變得非常低?？焖僖蕴W(wǎng)(FastEthernet)1．快速以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)在快速以太網(wǎng)問世前，IEEE就已經(jīng)專門成立了快速以太網(wǎng)研究組，評(píng)估以太網(wǎng)傳輸速率提升到100Mb/s的可行性。雖然該研究組織為快速以太網(wǎng)的發(fā)展確立了重要目標(biāo)，但是在采用哪一種媒體訪問方法的問題上卻產(chǎn)生了嚴(yán)重的分歧，最終導(dǎo)致研究小組分化為快速以太網(wǎng)聯(lián)盟和100VG-AnyLAN論壇兩個(gè)不同的組織。每一個(gè)組織都制定了自己的以太網(wǎng)高速運(yùn)行規(guī)范，即100BaseT和100VG-AnyLAN(適用于令牌環(huán)網(wǎng))。其中，100VG-AnyLAN是100M令牌環(huán)網(wǎng)和采用4對(duì)UTP作為網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)的以太網(wǎng)的技術(shù)規(guī)范，MAC層與IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的MAC層并不兼容，這就大大限制了這種技術(shù)的應(yīng)用范圍。100VG-AnyLAN由HP公司開發(fā)，主要是為那些對(duì)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延要求較高的應(yīng)用，例如多媒體信息的傳輸?shù)?，提供支持，IEEE將其作為802.12規(guī)范公布。而100BaseT是IEEE正式接受的100Mb/s以太網(wǎng)規(guī)范，采用非屏蔽雙絞線(UTP)或屏蔽雙絞線(STP)作為網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)，媒體訪問控制(MAC)層與IEEE802.3協(xié)議所規(guī)定的MAC層兼容，被IEEE作為802.3規(guī)范的補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)802.3u公布。

2．100Mb/s快速以太網(wǎng)分類

(1)100BaseTX。100BaseTX是一種使用5類數(shù)據(jù)級(jí)無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。它使用兩對(duì)雙絞線，一對(duì)用于發(fā)送，一對(duì)用于接收數(shù)據(jù)。在傳輸中使用4B/5B編碼方式，信號(hào)頻率為125MHz，符合EIA586的5類布線標(biāo)準(zhǔn)和IBM的SPT1類布線標(biāo)準(zhǔn)，使用同10BaseT相同的RJ45連接器，它的最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100m，它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。(2)100BaseFX。100BaseFX是一種使用光纜的快速以太網(wǎng)技術(shù)，可使用單模和多模纖(62.5靘和125靘)。在傳輸中使用4B/5B編碼方式，信號(hào)頻率為125MHz。它使用MIC/FDDI連接器、ST連接器或SC連接器。它的最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為150m、412m、2000m或更長(zhǎng)至10km，這與所使用的光纖類型和工作模式有關(guān)。它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。100BaseFX特別適合在有電氣干擾、較大距離連接或高保密環(huán)境等情況下的適用。(3)100BaseT4。100BaseT4是一種可使用3、4、5類無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。它使用4對(duì)雙絞線，3對(duì)用于傳送數(shù)據(jù)，1對(duì)用于檢測(cè)沖突信號(hào)。在傳輸中使用8B/6T編碼方式，信號(hào)頻率為25MHz。符合EIA586結(jié)構(gòu)化布線標(biāo)準(zhǔn)。它使用同10BaseT相同的RJ45連接器。它的最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為100m。

3．100Mb/s快速以太網(wǎng)技術(shù)

(1)快速以太網(wǎng)的介質(zhì)無關(guān)接口(MII)。介質(zhì)無關(guān)接口是100BaseT的MAC子層與不同物理層之間的電氣接口，同10Mb/s以太網(wǎng)的附屬裝置接口(AUI)的作用相似，介質(zhì)無關(guān)接口型號(hào)是一種數(shù)字邏輯信號(hào)。能驅(qū)動(dòng)大約0.5m的電纜。它使用40針的連接器。(2)自動(dòng)協(xié)商模式(AutoNegotiationMode)。自動(dòng)協(xié)商模式在IEEE802.3uFastethernet規(guī)范中有詳細(xì)的說明。具有自動(dòng)協(xié)商模式的集線器和網(wǎng)絡(luò)接口卡在上電后會(huì)定時(shí)發(fā)“快速鏈路脈沖(FLP)”序列，該序列包含有半雙工、全雙工、10Mb/s、100Mb/s、TX的信息，對(duì)方檢測(cè)相應(yīng)的信息，并自動(dòng)調(diào)節(jié)到雙方均能接受的最佳模式上，這樣可以保證雙方能以可接受的最佳速率連接。自動(dòng)協(xié)商模式(AutoNegotiationMode)可大大簡(jiǎn)化局域網(wǎng)的管理，從而減輕網(wǎng)絡(luò)管理員的工作量。同時(shí)，由于自動(dòng)協(xié)商模式的存在，使快速以太網(wǎng)技術(shù)和傳統(tǒng)的10Mb/s以太網(wǎng)能夠非常方便地結(jié)合在一起，這對(duì)快速以太網(wǎng)的推廣起到了重要的作用。光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)光纖分布數(shù)據(jù)接口(FDDI)是用于高速局域網(wǎng)的一種媒體訪問控制技術(shù)。這種傳輸速率高達(dá)100Mb/s的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是ANSIX3T9.5。該網(wǎng)絡(luò)具有定時(shí)令牌協(xié)議的特性，支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，傳輸媒體為光纖。由于使用光纖作為傳輸媒體，因此FDDI網(wǎng)絡(luò)具有多種優(yōu)點(diǎn)：(1)較長(zhǎng)的傳輸距離，相鄰站間的最大長(zhǎng)度可達(dá)2km，最大站間距離為200km。(2)具有較大的帶寬，F(xiàn)DDI的設(shè)計(jì)帶寬為100Mb/s。(3)具有對(duì)電磁和射頻干擾抑制能力，在傳輸過程中不受電磁和射頻噪聲的影響，也不影響其設(shè)備。(4)由于使用了光纖，可防止在傳輸過程中被分接偷聽，也杜絕了輻射波的竊聽，因而是最安全的傳輸媒體。

1．FDDI的基本結(jié)構(gòu)由光纖構(gòu)成的FDDI的基本結(jié)構(gòu)為逆向雙環(huán)，如圖3-15所示。其中一個(gè)環(huán)為主環(huán)，另一個(gè)環(huán)為備用環(huán)。當(dāng)主環(huán)上的設(shè)備失效或光纜發(fā)生故障時(shí)，通過從主環(huán)向備用環(huán)的切換可繼續(xù)維持FDDI的正常工作。這種故障容錯(cuò)能從圖3-15可初步看到，構(gòu)成FDDI的構(gòu)件至少應(yīng)具有下述部分：光纖電纜，F(xiàn)DDI適配器，F(xiàn)DDI適配器與光纖相連的連接器。然而，為了使該網(wǎng)絡(luò)具有很強(qiáng)的適應(yīng)性，并能將作為骨干網(wǎng)的FDDI與較低速的20Mb/sEthernet相連，還需多種互連設(shè)備。屬于這種類型的構(gòu)件有：FDDI-Ethernet網(wǎng)橋，F(xiàn)DDI集中器，光旁路器。

2．FDDI網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)FDDI是在OSI參考模型出現(xiàn)后發(fā)展起來的一種高速網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，它所遵循的標(biāo)準(zhǔn)完全處于OSI框架下，如圖3-16所示。由圖可以看出，F(xiàn)DDI將OSI模型的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層分別分成了兩個(gè)子層。由物理層分割成的兩個(gè)子層是：(1)物理層協(xié)議層(PHY)：規(guī)定了傳輸編碼和譯碼、時(shí)鐘要求及符號(hào)集合。(2)物理媒體相關(guān)層(PMD)：規(guī)定了光纖媒體應(yīng)具備的條件以及連接器等。圖3-15FDDI的基本結(jié)構(gòu)圖3-16FDDI網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)3．FDDIMAC幀圖3-17FDDI的MAC幀格式(1)前導(dǎo)碼(PA)：用來使幀與每一站的時(shí)鐘進(jìn)行同步。幀起始站發(fā)出的前導(dǎo)碼由64比特的16個(gè)空閑符號(hào)組成。隨后的站可改變字段長(zhǎng)度，以適應(yīng)時(shí)鐘的要求。(2)幀首定界符(SD)：指示幀的開始，總是以有別于正常數(shù)據(jù)編碼的特殊比特編碼組成。其編碼為JK，其中J和K均為非數(shù)據(jù)符號(hào)。(3)幀控制(FC)：其比特格式為CLFFZZZZ。C表明幀類型，L表明16比特或48地址，F(xiàn)F表明該幀是LLC幀還是MAC控制幀。(4)目標(biāo)地址(DA)：表明幀欲發(fā)往的站。該地址可為單站地址、組播地址或廣播地址。(5)源點(diǎn)地址(SA)：發(fā)出該幀的站地址。(6)信息位(I)：包括LLC數(shù)據(jù)和與操作有關(guān)的信息。(7)幀檢驗(yàn)序列(FCS)：長(zhǎng)度為32位，用于對(duì)FC、DA、SA和信息字段進(jìn)行保護(hù)。(8)幀尾定界符(ED)：由一些非數(shù)據(jù)符號(hào)組成。對(duì)于令牌，ED的長(zhǎng)度為8比特，對(duì)其它幀則為4比特。(9)幀狀態(tài)(FS)：由差錯(cuò)位、地址識(shí)別、幀被拷貝等指示位組成。每一指示由一個(gè)符號(hào)表示。FS還可包括附加控制位，其使用由實(shí)現(xiàn)者來確定。

4．FDDI的操作原理FDDI建立在小令牌幀的基礎(chǔ)上，當(dāng)所有站都空閑時(shí)，小令牌幀沿環(huán)運(yùn)行。當(dāng)某一站有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，必須等待有令牌通。一旦識(shí)別出有用的令牌，該站便將其吸收，隨后便可發(fā)送一幀或多幀。這時(shí)環(huán)上沒有令牌環(huán)后，便在環(huán)上插入一新的令牌，不必像802.5令牌環(huán)那樣，只有收到自己發(fā)送的幀后才能釋放令牌。因此，任一時(shí)刻環(huán)上可能會(huì)有來自多個(gè)站的幀運(yùn)行。圖3-18給出了FDDI的令牌工作過程。圖3-18FDDI的令牌工作過程

5．FDDI的網(wǎng)絡(luò)連接方式按照FDDI的標(biāo)準(zhǔn)，可使用多種網(wǎng)絡(luò)連接方式，其中的獨(dú)立集中器型、逆向雙環(huán)及集中器樹較為重要。獨(dú)立集中器型由一個(gè)集中器和連接站組成，如圖3-19所示，連接站可以是單連接站(SAS)，也可以是雙連接站(DAS)，這種連接看上去像Ethernet中Hub所構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。獨(dú)立集中器型通常用來連接高性能的設(shè)備，或用來連接多個(gè)LAN。逆向雙環(huán)結(jié)構(gòu)如圖3-20所示，DAS可直接連到雙環(huán)上。這種結(jié)構(gòu)適用于地理范圍分布廣的企業(yè)或其它場(chǎng)合。圖3-19獨(dú)立集中器型圖3-20逆向雙環(huán)結(jié)構(gòu)圖3-21集中器樹千兆以太網(wǎng)(GigabitEthernet)

1．千兆以太網(wǎng)的物理層協(xié)議千兆以太網(wǎng)的物理層協(xié)議包括1000BaseSX、1000BaseLX、1000BaseCE和1000BaseT等標(biāo)準(zhǔn)。1000BaseSX：這種協(xié)議要求使用芯徑為50及62.5靘，工作波長(zhǎng)為850nm的多模光纖,采用8B/10B編碼方式,傳輸距離分別為525m和260m，適用于建筑物中同一層的短距離主干網(wǎng)。1000BaseLX：使用芯徑為50及62.5靘的多模、單模光纖，工作波長(zhǎng)為1300m，采用8B/10B編碼方式，傳輸距離分別是525m、550m和3000m，主要用于校園主干網(wǎng)。1000BaseCE：使用15平衡屏蔽雙絞線(STP)，采用8B/10B編碼方式，傳輸速率為1.25Gb/s,傳輸距離為25m，主要用于集群設(shè)備的連接，如一個(gè)交換機(jī)房的設(shè)備互連。1000BaseT。使用4對(duì)5類非平衡屏蔽雙絞線(UTP)，傳輸距離為100m，主要用于結(jié)構(gòu)化布線中同一層建筑的通信，從而可以利用以太網(wǎng)或快速以太網(wǎng)已鋪設(shè)的UTP電纜。

2．千兆以太網(wǎng)的MAC子層從前面的介紹我們知道MAC子層的主要功能包括數(shù)據(jù)幀的封裝／卸載、幀的尋址與識(shí)別，幀的接收與發(fā)送、鏈路的管理、幀的差錯(cuò)控制及MAC協(xié)議的維護(hù)。千兆以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)相同，其最大幀長(zhǎng)為1518字節(jié)，最小幀長(zhǎng)為64字節(jié)。千兆以太網(wǎng)對(duì)媒體的訪問采用全雙工和半雙工兩種方式。全雙工方式適用于交換機(jī)到交換機(jī)或交換機(jī)到站點(diǎn)之間點(diǎn)－點(diǎn)連接，兩點(diǎn)間可以同時(shí)進(jìn)行發(fā)送與接收，不存在共享信道的爭(zhēng)用問題，所以不需采用CSMA/CD協(xié)議。半雙工協(xié)議則適用于共享媒體的連接方式，仍采用CSMA/CD協(xié)議解決信道的爭(zhēng)用問題。千兆以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸率為快速以太網(wǎng)的10倍，若要保持兩者最小幀長(zhǎng)的一致性，勢(shì)必大大縮小千兆以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)直徑；在10Mb/s以太網(wǎng)中最短幀長(zhǎng)為64字節(jié)，相應(yīng)的沖突檢測(cè)時(shí)間就是512位時(shí)，10Mb/s網(wǎng)絡(luò)中的512位時(shí)相當(dāng)于51.2靤，推算出網(wǎng)絡(luò)直徑約為200m。當(dāng)從10Mb/s以太網(wǎng)向100Mb/s快速以太網(wǎng)升級(jí)時(shí)，網(wǎng)絡(luò)發(fā)展遇到的問題是增加網(wǎng)絡(luò)分段，因而采取了保留原來的碰撞槽時(shí)間，同時(shí)把網(wǎng)絡(luò)直徑減小到200m的解決辦法。如果仍用減小網(wǎng)絡(luò)直徑的辦法，把網(wǎng)絡(luò)速率從100Mb/s提高到1000Mb/s，則網(wǎng)絡(luò)直徑將減小到20m，在通常情況下這是網(wǎng)絡(luò)用戶無法接受的。因此，在千兆以太網(wǎng)中若要維持網(wǎng)絡(luò)直徑為200m，則最小幀長(zhǎng)要512字節(jié)。為了確保最小幀長(zhǎng)為64字節(jié)，同時(shí)維持網(wǎng)絡(luò)直徑為200m，必須采取其他解決辦法，現(xiàn)在千兆以太網(wǎng)采用了載波擴(kuò)展和數(shù)據(jù)報(bào)分組兩種技術(shù)。載波擴(kuò)展技術(shù)用于半雙工的CSMA/CD方式，其實(shí)現(xiàn)方法是對(duì)小于512字節(jié)的幀進(jìn)行載波擴(kuò)展，使這種幀所占用的時(shí)間等同于長(zhǎng)度為512字節(jié)的幀所占用的時(shí)間。雖然載波擴(kuò)展信號(hào)不攜帶數(shù)據(jù)，但由于它的存在保證了200m的網(wǎng)絡(luò)直徑。對(duì)于大于512字節(jié)的幀，不必添加載波擴(kuò)展信號(hào)。若大多數(shù)幀短于512字節(jié)，則載波擴(kuò)展技術(shù)會(huì)使帶寬利用率下降。數(shù)據(jù)包分組技術(shù)允許站點(diǎn)每次發(fā)送多幀，而不是一次發(fā)送一幀。若多個(gè)連續(xù)的數(shù)據(jù)幀短于512字節(jié)，僅其中的第一幀需要添加載波擴(kuò)展信號(hào)。一旦第一幀發(fā)送成功，則說明發(fā)送信道已打通，其后續(xù)幀就可不加載波擴(kuò)展連續(xù)發(fā)送，只需幀間保持12字節(jié)的間隙即可。由于全雙工方式不存在沖突問題，因而不需要任何處理機(jī)可傳輸64字節(jié)的最小數(shù)據(jù)幀。

3．千兆以太網(wǎng)的特點(diǎn)一方面為了保持從標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)到千兆以太網(wǎng)的平滑過渡，另一方面又要兼顧新的應(yīng)用核心的數(shù)據(jù)類型，在千兆以太網(wǎng)的研究過程中應(yīng)注意以下特點(diǎn)：(1)簡(jiǎn)易性。千兆以太網(wǎng)保持了經(jīng)典以太網(wǎng)的技術(shù)原理、安裝實(shí)施和管理維護(hù)的簡(jiǎn)易性，這是千兆以太網(wǎng)成功的基礎(chǔ)之一。(2)技術(shù)過渡的平滑性。千兆以太網(wǎng)保持了經(jīng)典以太網(wǎng)的主要技術(shù)特征，采用CSMA/CD媒體管理協(xié)議，采用相同的幀格式及幀的大小，支持全雙工、半雙工工作方式，以確保平滑過渡。(3)網(wǎng)絡(luò)可靠性。保持經(jīng)典以太網(wǎng)的安裝、維護(hù)方法，采用中央集線器和交換機(jī)的星型結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)化布線方法，以確保千兆以太網(wǎng)的可靠性。(4)可管理性和可維護(hù)性。采用簡(jiǎn)易網(wǎng)絡(luò)管理協(xié)議(SNMP)，即經(jīng)典以太網(wǎng)的故障查找和排除工具，以確保千兆以太網(wǎng)的可管理性和可維護(hù)性。(5)網(wǎng)絡(luò)成本包括設(shè)備成本、通信成本、管理成本、維護(hù)成本及故障排除成本。由于繼承了經(jīng)典以太網(wǎng)的技術(shù)，使千兆以太網(wǎng)的整體成本下降。(6)支持新應(yīng)用與新數(shù)據(jù)類型。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)和應(yīng)用的發(fā)展，出現(xiàn)了許多新的應(yīng)用模式，對(duì)網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求。為此，千兆以太網(wǎng)必須具有支持新應(yīng)用與新數(shù)據(jù)類型的能力。4．千兆以太網(wǎng)的實(shí)例圖3-22千兆以太網(wǎng)實(shí)例ATM網(wǎng)絡(luò)隨著人們對(duì)集話音、圖像和數(shù)據(jù)為一體的多媒體通信需求的日益增加，特別是為了適應(yīng)今后信息高速公路建設(shè)的需要，人們又提出了寬帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)(B-ISDN)這種全新的通信網(wǎng)絡(luò)，而B-ISDN的實(shí)現(xiàn)需要一種全新的傳輸模式，即異步傳輸模式(ATM)。在1990年，國(guó)際電報(bào)電話咨詢委員會(huì)(CCITT)正式建議將ATM作為實(shí)現(xiàn)B-ISDN的一項(xiàng)技術(shù)基礎(chǔ)。這樣，以ATM為機(jī)制的信息傳輸和交換模式也就成為電信和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)操作的基礎(chǔ)和2l世紀(jì)通信的主體之一。CCITT在I系列建議中給ATM下了這樣的定義：ATM是一種轉(zhuǎn)換模式(即前面所說的傳輸方式)，在這一模式中信息被組織成信元(Cell)，包含一段信息的信元并不需要周期性地出現(xiàn)在信道上。

1．同步和異步為了更好地了解ATM，有必要先對(duì)時(shí)分復(fù)用(TDM)和同步傳輸(STM)作一簡(jiǎn)單的回顧。TDM即是在一條通信線路上按一定的周期(如125ns)將時(shí)間分成稱為幀的時(shí)間塊，而在每一幀中又分成若干時(shí)隙，每個(gè)時(shí)隙可攜帶相應(yīng)的用戶信息。當(dāng)某一用戶通過呼叫建立起通信后，在此期間，其信號(hào)將固定地占用各幀中的某一時(shí)隙，直至通信結(jié)束，如圖3-23所示。圖3-23同步傳輸模式示意圖從圖中可見，對(duì)于同步傳輸，其交換是在固定時(shí)隙之間進(jìn)行的。例如，在圖中，在輸入幀占用第2時(shí)隙的某一信號(hào)，若在輸出幀中占用的也是第2時(shí)隙，則這種對(duì)應(yīng)關(guān)系是固定不變的，直至相應(yīng)的通信過程結(jié)束。在這種固定時(shí)隙的傳輸及交換模式中，若在通信過程中的某一時(shí)刻用戶無數(shù)據(jù)傳遞，其固定占用的時(shí)隙仍屬其所有，盡管此刻處于空閑狀態(tài)；相反，若其有大量突發(fā)性數(shù)據(jù)要求傳送，盡管這有可能造成信號(hào)的延時(shí)甚至是信元的丟失，也仍只能借助于固定的時(shí)隙來傳輸和交換。這樣就造成了很大的浪費(fèi)。相比之下，在異步傳輸模式(ATM)中，其信元傳輸所占用的時(shí)隙并不固定，這也是所謂的統(tǒng)計(jì)時(shí)分復(fù)用。另外，在一幀中占用的時(shí)隙數(shù)也不固定，可以有一至多個(gè)時(shí)隙，完全根據(jù)當(dāng)時(shí)用戶通信的情況而定，而且各時(shí)隙之間并不要求連續(xù)，純粹是"見縫插針"。在交換時(shí)，也是類似情況。這個(gè)過程如圖3-24所示。由于在ATM中具有動(dòng)態(tài)分配帶寬的特點(diǎn)，可以充分地利用帶寬資源，并且能很好地滿足傳輸突發(fā)性數(shù)據(jù)的要求，而不致出現(xiàn)在ATM中的延時(shí)或信元丟失的情況。圖3-24異步傳輸模式示意圖

2．ATM的信元格式信元實(shí)際上就是分組，只是為了區(qū)別于X.25的分組，才將ATM的信息單元叫做信元。ATM的信元具有固定的長(zhǎng)度，即總是53個(gè)字節(jié)。采用不長(zhǎng)的字節(jié)數(shù)有助于提高ATM信元的處理速度，因?yàn)?，傳輸這樣一個(gè)信元，在155Mb／s的系統(tǒng)中僅需2.8靤。從交換的實(shí)現(xiàn)來看，采用固定長(zhǎng)的信元便于采用硬件來實(shí)現(xiàn)。在ATM的信元中5個(gè)字節(jié)是信頭(Header)，48個(gè)字節(jié)是信息段。信頭包含各種控制信息，主要是表示信元去向的邏輯地址，另外還有一些維護(hù)信息、優(yōu)先級(jí)及信頭的糾錯(cuò)碼。信息段中包含來自各種不同業(yè)務(wù)的用戶數(shù)據(jù)。ATM的信頭有兩種格式，分別對(duì)應(yīng)用戶－網(wǎng)絡(luò)接口UNI(User-networkInterface)和網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)接口NNI(Network-networkInterface)。ATM的信元格式如圖3-25所示。圖3-25ATM的信元格式從圖中可見，信頭由5個(gè)字節(jié)的內(nèi)容組成，主要用來標(biāo)明在異步時(shí)分復(fù)用上屬于同一虛擬通路的信元，并完成適當(dāng)?shù)倪x路功能。(1)一般流量控制(GFC)：只用于主機(jī)與網(wǎng)絡(luò)間進(jìn)行流量控制和表示優(yōu)先級(jí)。(2)虛擬通道標(biāo)識(shí)(VPI)：在UNI為8位，在NNI為12位(這時(shí)沒有GFC)。(3)虛擬通路標(biāo)識(shí)(VCI)：虛通道標(biāo)識(shí)。(4)凈荷類型標(biāo)識(shí)(PTI)：表示數(shù)據(jù)類型和傳送狀態(tài)(是否經(jīng)歷擁塞)。(5)信元丟失優(yōu)先等級(jí)(CLP)；主機(jī)賦予的傳輸優(yōu)先級(jí)，用于丟棄時(shí)的選擇。1為低優(yōu)先級(jí)。(6)信頭差錯(cuò)控制(HEC)：信元頭的校驗(yàn)和。(7)剩余的48字節(jié)的信息段則是凈荷的數(shù)據(jù)。在ATM網(wǎng)中，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備通過檢查信元頭來決定如何處理這個(gè)信元及將此信元送往何處。網(wǎng)絡(luò)設(shè)備不檢查信元載體，它只被看作是一個(gè)48字節(jié)的單位。載體是由數(shù)據(jù)、語(yǔ)音或是視頻bit中的哪一種組成無關(guān)重要，bit就是bit。因此ATM可在單一的網(wǎng)絡(luò)上同時(shí)支持所有數(shù)據(jù)的傳輸，這是ATM的突出優(yōu)點(diǎn)。另一方面，由于信元長(zhǎng)度小，網(wǎng)絡(luò)傳輸和交換速率快，因此ATM可以很好地實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音、活動(dòng)圖像等對(duì)時(shí)延敏感的業(yè)務(wù)。3．ATM信元交換的過程表5-3ATM虛連接表結(jié)構(gòu)從表中可以看出，在內(nèi)部交換機(jī)中只使用VPI對(duì)信元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。VPI表項(xiàng)的建立是在虛電路建立和拆除時(shí)進(jìn)行的。VPI表依據(jù)輸入信元的VPI和輸入線路，得到輸出線路和相應(yīng)的VPI。ATM層的功能很簡(jiǎn)單，即控制信元的交換過程，查VPI表，重新計(jì)算校驗(yàn)和并轉(zhuǎn)發(fā)。入口出口物理端口編號(hào)VPIVCI物理端口編號(hào)VPIVCI110532041102453圖3-26ATM的體系結(jié)構(gòu)4．ATM規(guī)程物理層規(guī)定了ATM數(shù)據(jù)流和物理介質(zhì)之間的接口，其中包括兩個(gè)子層：物理介質(zhì)相關(guān)子層和傳輸會(huì)聚子層。物理介質(zhì)相關(guān)子層規(guī)定了ATM數(shù)據(jù)流通過給定介質(zhì)傳輸?shù)乃俾?。?huì)聚子層規(guī)定了通過物理介質(zhì)相關(guān)子層傳輸?shù)男旁囊?guī)程。ATM層是ATM技術(shù)的核心，雖然有多個(gè)ATM適配層和多個(gè)物理層可供選擇，但是描述信頭的結(jié)構(gòu)和控制信元的交換是固定的，不因分層的不同而有所區(qū)別。ATM層負(fù)責(zé)信元的選路、復(fù)用和反復(fù)用。ATM規(guī)程的最高層是ATM適配層(AAL)。它將來自高層的用戶業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)換成ATM中凈荷的格式和長(zhǎng)度，到目的站后將它再轉(zhuǎn)換成原來的用戶業(yè)務(wù)。該層包括五個(gè)子層(AAL1～AAL5)，不同的ATM適配子層與ATM所支持的不同業(yè)務(wù)相一致。其中：①AAL1支持固定比特率(CBR)業(yè)務(wù)，如數(shù)字化的聲音和圖像信號(hào)，用于對(duì)信元延遲和丟失都敏感的應(yīng)用；②AAL2支持對(duì)時(shí)間敏感的可變比特率(VBR)業(yè)務(wù)；③AAL3/4支持面向連接的突發(fā)性業(yè)務(wù)和數(shù)據(jù)業(yè)務(wù);④AAL5支持突發(fā)的LAN數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)。5．ATM的傳輸控制(1)ATM通信類型。我們可以按ＡＴＭ網(wǎng)的三個(gè)特性：帶寬、等待時(shí)間和信元延遲變化來對(duì)通信類型分類。帶寬是為支持某一連接的網(wǎng)絡(luò)容量大小。等待時(shí)間是與連接有關(guān)的延遲量。若需要低的等待時(shí)間意味著信元需要快速?gòu)木W(wǎng)絡(luò)中的一點(diǎn)傳到另一點(diǎn)。信元延遲變化是每一相關(guān)信元組所經(jīng)歷的延遲范圍。低的信元延遲變化意味著一組信元必須以相互間相隔不太遠(yuǎn)的方式通過網(wǎng)絡(luò)。ATM網(wǎng)有三種通信類型：CBR(Constantbitrate恒定位速率)、VBR(Variablebitrate變化位速率)、ABR(Availablebitrate可用位速率)。其中，CBR通信包括聲音和視頻。為完成這種通信，ATM提供一個(gè)恒定的帶寬、低等待時(shí)間和低信元延遲變化。VBR通信除了需求不同帶寬以外與CBR相似。ABR通信不需要確定帶寬或延遲參數(shù)，并被許多數(shù)據(jù)應(yīng)用所接受。3.4局域網(wǎng)操作系統(tǒng)簡(jiǎn)介網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的分類網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的基本功能常用的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)概述操作系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一種系統(tǒng)軟件，是人與計(jì)算機(jī)之間的接口，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件資源和硬件資源的管理者，并控制程序的執(zhí)行。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)軟件的重要組成部分，是網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)管理軟件和通信控制軟件的集合，它負(fù)責(zé)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的軟、硬件資源的管理以及網(wǎng)絡(luò)通信和任務(wù)調(diào)度，是提供用戶與網(wǎng)絡(luò)之間的接口。定義：網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)是使網(wǎng)絡(luò)上各計(jì)算機(jī)能方便而有效的共享網(wǎng)絡(luò)資源，為網(wǎng)絡(luò)用戶提供所需要的各種網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的軟件和有關(guān)規(guī)程的集合。網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的分類

詳細(xì)內(nèi)容見課本P50對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)集中式網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)的基本功能對(duì)于操作系統(tǒng)來說應(yīng)具有五大功能：

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