局域網(wǎng)技術(shù)課件

第4章局域網(wǎng)技術(shù)引言LLC協(xié)議以太網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)內(nèi)容提要FDDI網(wǎng)無(wú)線局域網(wǎng)交換式網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)互連

美國(guó)電氣與電子工程協(xié)會(huì)IEEE于1980年2月成立了局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)化委員會(huì)(簡(jiǎn)稱IEEE802委員會(huì))，專門進(jìn)行局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制訂。經(jīng)過(guò)多年的努力，IEEE802委員會(huì)公布了一系列標(biāo)準(zhǔn)，稱為IEEE802標(biāo)準(zhǔn)。

IEEE802委員會(huì)分成三個(gè)分會(huì)：(1)通信介質(zhì)(或稱媒體)分會(huì)。該分會(huì)的研究領(lǐng)域?qū)?yīng)于ISO的OSI參考模型的物理層。主要涉及局域網(wǎng)通信的物理傳輸特性以及標(biāo)準(zhǔn)的物理介質(zhì)與鏈路接口的性質(zhì);(2)信號(hào)存取控制分會(huì)。該分會(huì)的研究領(lǐng)域?qū)?yīng)于ISO的OSI參考模型的數(shù)據(jù)鏈路層。主要涉及邏輯鏈路控制協(xié)議和介質(zhì)訪問控制協(xié)議，以及與物理層(在其下面)和網(wǎng)絡(luò)層(在其上面)的接口;引言(3)高層接口分會(huì)。該分會(huì)負(fù)責(zé)檢查局域網(wǎng)對(duì)ISO的OSI參考模型高層(即從網(wǎng)絡(luò)層到應(yīng)用層)的影響。引言

802標(biāo)準(zhǔn)系列●IEEE802標(biāo)準(zhǔn)包括以下內(nèi)容：●IEEE802.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與網(wǎng)際互連；●IEEE802.2邏輯鏈路控制；●IEEE802.3CSMA/CD總線訪問方法與物理層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；●IEEE802.4TokenPassingBus訪問方法與物理層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；●IEEE802.5TokenPassingRing訪問方法與物理層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；引言●………IEEE802標(biāo)準(zhǔn)主要規(guī)定了物理層和數(shù)據(jù)鏈路層兩個(gè)層次，并將數(shù)據(jù)鏈路層分成邏輯鏈路控制(LLC)和介質(zhì)訪問控制(MAC)兩個(gè)子層，參見圖4-1。

局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)

物理層的主要功能物理層由四個(gè)局部組成：①物理介質(zhì)；②物理介質(zhì)連接設(shè)備(PMA)或接口;③接口電纜;④物理收發(fā)信號(hào)(PLS)。

引言圖4-1

引言其主要功能包括：●把計(jì)算機(jī)要發(fā)送的數(shù)據(jù)編碼成信號(hào)，或把從通信介質(zhì)上接收的信號(hào)譯碼成數(shù)據(jù)；●處理用于發(fā)送與接收同步的前同步碼；●編碼信號(hào)對(duì)應(yīng)的比特流的發(fā)送與接收。

數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)鏈路層包含了兩個(gè)子層：邏輯鏈路控制(LLC)子層和介質(zhì)訪問控制(MAC)子層。

邏輯鏈路控制LLC子層定義了LAN公共的網(wǎng)絡(luò)效勞，效勞類型有面向連接的效勞和不連接的效勞兩種。網(wǎng)絡(luò)效勞功能包括數(shù)據(jù)幀引言的封裝和拆封，為高層提供網(wǎng)絡(luò)效勞的邏輯接口等。

介質(zhì)訪問控制MAC子層●集中了與接入介質(zhì)有關(guān)的局部，定義了特定的介質(zhì)訪問控制方法；●負(fù)責(zé)在物理層的根底上進(jìn)行無(wú)過(guò)失通信，維護(hù)數(shù)據(jù)鏈路功能，并為L(zhǎng)LC子層提供效勞；●發(fā)送信息時(shí)負(fù)責(zé)把LLC幀組裝成帶有地址和過(guò)失校驗(yàn)段的MAC幀，接收數(shù)據(jù)時(shí)對(duì)MAC幀進(jìn)行拆卸，執(zhí)行地址識(shí)別和循環(huán)冗余碼校驗(yàn)(CRC)功能。LLC協(xié)議

LLC幀格式LLC協(xié)議定義了LLC層之間通信的幀格式，參見圖4-2。LLC幀格式中各個(gè)字段的含義如下：

●SSAP和DSAP地址字段分別定義了源LLCSAP地址和目的LLCSAP地址，其中DSAP的最高位為地址類型標(biāo)志(I/G)位，I/G=0表示DSAP地址是單地址，為1表示DSAP地址為組地址；SSAP的最高位為命令/響應(yīng)標(biāo)志(C/R)位，C/R=0表示LLC幀是命令幀；C/R=1表示LLC幀是響應(yīng)幀;

●控制：用于定義LLC幀類型。LLC定義了三種幀，即信息幀(I幀)、監(jiān)控幀(S幀)和無(wú)編號(hào)幀(U幀);LLC協(xié)議圖4-2LLC層之間通信的幀格式

LLC協(xié)議●信息：用于傳送用戶數(shù)據(jù)。信息字段長(zhǎng)度為8的整數(shù)(M)倍，M上限取決于所采用的MAC協(xié)議；●LLC幀必須封裝在MAC幀中進(jìn)行傳輸，因此LLC中沒有用于幀同步和校驗(yàn)的字段；●LLC幀中的效勞訪問點(diǎn)地址是一種邏輯地址，節(jié)點(diǎn)的物理地址是由MAC幀來(lái)指示的；●LLC為所有局域網(wǎng)提供公共的效勞，而每一種局域網(wǎng)(如以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)等)都定義了各自的MAC層和物理層。LLC協(xié)議與HDLC協(xié)議的比較LLC協(xié)議與HDLC協(xié)議相比較，有以下不同：●在IEEE802局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)鏈路層功能由LLC和MAC兩個(gè)子層實(shí)現(xiàn)，LLC幀必須封裝在MAC幀中進(jìn)行傳輸，而不能單獨(dú)地通過(guò)物理層傳輸；●LLC幀地址字段指示的是效勞訪問點(diǎn)地址，是一種邏輯地址，而不是指示網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的物理地址的，節(jié)點(diǎn)的物理地址同樣是由MAC幀指示的；●由于IEEE802局域網(wǎng)采用平衡式鏈路結(jié)構(gòu)，LLC協(xié)議只定義了一種數(shù)據(jù)傳送操作方式：擴(kuò)展的異步平衡方式(ABME)。因此，簡(jiǎn)化了LLC幀的種類，LLC幀只有14種，而HDLC幀有24種。LLC幀種類如表4-1所示。LLC協(xié)議LLC效勞在LLC協(xié)議中定義了兩種效勞方式：表4-1LLC幀類型LLC協(xié)議●不確認(rèn)無(wú)連接效勞。它是在無(wú)連接的數(shù)據(jù)鏈路上提供數(shù)據(jù)傳輸效勞的，因此不保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性。數(shù)據(jù)傳輸模式可以是單播(點(diǎn)對(duì)點(diǎn))方式、組播(點(diǎn)對(duì)多點(diǎn))方式和播送(點(diǎn)對(duì)全體)方式;●面向連接效勞。它是在面向連接的數(shù)據(jù)鏈路上提供數(shù)據(jù)傳輸效勞的，因此必須提供建立、使用、終止以及復(fù)位數(shù)據(jù)鏈路層連接所需的操作手段，并且還要提供數(shù)據(jù)鏈路層的定序、流控和錯(cuò)誤恢復(fù)等功能。這是一種虛電路效勞;LLC協(xié)議通過(guò)不同的操作類型來(lái)標(biāo)識(shí)這兩種效勞：●類型Ⅰ操作：采用不確認(rèn)無(wú)連接的效勞方式，使用無(wú)編號(hào)的信息(UI)幀實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸。作有關(guān)的LLC幀LLC協(xié)議有UI、XID和TEST;●類型Ⅱ操作:采用面向連接的效勞方式，在建立連接時(shí)使用SABME幀；在數(shù)據(jù)傳輸時(shí)使用有編號(hào)的信息(I)幀；在斷開連接時(shí)使用DISC幀；在數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中使用RR、RNR和REJ幀實(shí)施定序、流控和錯(cuò)誤恢復(fù)等功能。除了UI、XID和TEST三種幀外，其余的LLC幀都是在類型Ⅱ操作中使用的。LLC協(xié)議以太網(wǎng)IEEE802.3制定了以太網(wǎng)CSMA/CD總線訪問方法與物理層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；各種以太網(wǎng)的MAC層都使用CSMA/CD協(xié)議，而物理層協(xié)議根據(jù)使用介質(zhì)的不同，制定的了不同的子標(biāo)準(zhǔn)，IEEE802.3以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)如圖4-3所示。

以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

CSMA/CD介質(zhì)訪問控制協(xié)議帶有沖突檢測(cè)的載波偵聽多路訪問CSMA/CD含有兩個(gè)方面的內(nèi)容：載波偵聽和沖突檢測(cè)。

偵聽總線以太網(wǎng)圖4-3以太網(wǎng)●查看信道上是否有信號(hào)；●CSMA技術(shù)中要解決當(dāng)偵聽到信道已被占用時(shí)，等待的一段時(shí)間如何確定的問題。通常有兩種方法：(1)持續(xù)的載波偵聽多點(diǎn)訪問；(2)非持續(xù)的載波偵聽多點(diǎn)訪問。

沖突檢測(cè)CSMA/CD發(fā)送流程可簡(jiǎn)單概括為“先聽再發(fā)，邊聽邊發(fā)，沖突停止，隨機(jī)延遲后重發(fā)〞，如圖4-4所示，其具體工作過(guò)程如下：(1)先偵聽信道，如果信道空閑那么發(fā)送信息；如果信道忙，那么繼續(xù)偵聽直到信道空閑；以太網(wǎng)圖4-4CSMA/CD工作流程以太網(wǎng)(2)發(fā)送信息后進(jìn)行沖突檢測(cè)，如發(fā)生沖突，立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)阻塞信號(hào)通知總線上各節(jié)點(diǎn)沖突已發(fā)生，使各節(jié)點(diǎn)重新開始偵聽與競(jìng)爭(zhēng)；(3)已發(fā)出信息的各節(jié)點(diǎn)收到阻塞信號(hào)后，等待一段隨機(jī)時(shí)間，重新進(jìn)入偵聽發(fā)送階段。

如何檢測(cè)沖突●方法：發(fā)送者把從信道上收到的信號(hào)的特性，如電壓值、脈沖寬度等，與發(fā)送的信號(hào)的特性作比較，如果一致，那么認(rèn)為無(wú)沖突，否那么認(rèn)為發(fā)生了沖突；●發(fā)送沖突信號(hào)時(shí)，要啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器對(duì)沖突的次數(shù)計(jì)數(shù)。當(dāng)沖突次數(shù)超過(guò)一個(gè)門限值時(shí)，就要放棄發(fā)送。以太網(wǎng)

在IEEE802.3的CSMA/CD協(xié)議中，定義了如圖4-5所示的幀格式。幀格式中的各個(gè)字段的意義如下：

CSMA/CD幀●PA(前導(dǎo)碼)：幀同步序列，7字節(jié)，每個(gè)字節(jié)的內(nèi)容是10101010。使接收方與發(fā)送方的時(shí)鐘同步；●SFD(幀開始定界符)：說(shuō)明MAC幀即將開始，其格式為10101011；●DA/SA(目的地址/源地址)：分別表示目的節(jié)點(diǎn)和源節(jié)點(diǎn)(發(fā)送節(jié)點(diǎn))地址，唯一地標(biāo)識(shí)MAC幀的發(fā)送者和接收者，2~6字節(jié)。兩個(gè)地址長(zhǎng)度必須保持一致。DA可以是單地址、多播地址或播送地址，SA必須是單圖4-5CSMA/CD的幀格式以太網(wǎng)地址?！馞L(幀長(zhǎng)度)：占2字節(jié)。由于IEEE802.3MAC幀數(shù)據(jù)字段是變長(zhǎng)的，因此要指明其實(shí)際的長(zhǎng)度;●PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)：占0~1500字節(jié)。該字段存放MAC幀封裝的上層協(xié)議的數(shù)據(jù)，即LLC幀;●PAD(填充)：限定MAC幀的最小幀長(zhǎng)為64個(gè)字節(jié)，當(dāng)數(shù)據(jù)字段的長(zhǎng)度小于46〔64-18=46，有18個(gè)字節(jié)是固定長(zhǎng)度的幀頭〕字節(jié)時(shí)，就在該字段填充多個(gè)0使得數(shù)據(jù)長(zhǎng)度不小于46字節(jié)，否那么接收節(jié)點(diǎn)會(huì)把超短幀作為因沖突產(chǎn)生的碎片濾掉，不予接收;●FCS(幀校驗(yàn)序列)：4字節(jié)，采用32位CRC校驗(yàn)，用規(guī)定的生成多項(xiàng)式去除數(shù)據(jù)信息，獲得的余數(shù)作為校以太網(wǎng)驗(yàn)序列填入FCS字段。

以太網(wǎng)MAC層定義了兩個(gè)與相鄰層的接口：●MAC與LLC之間的接口。MAC層通過(guò)該接口向LLC層提供LLC幀的發(fā)送與接收效勞。該接口定義了兩個(gè)功能，即幀發(fā)送和幀接收；●MAC與PLS之間的接口。PLS子層通過(guò)該接口向MAC層提供MAC幀的發(fā)送與接收效勞。該接口定義了兩個(gè)功能，即位發(fā)送與位接收；另外還定義了三個(gè)狀態(tài)變量，即沖突檢測(cè)、載波監(jiān)聽和發(fā)送正在進(jìn)行中。MAC層通過(guò)該接口使用物理層設(shè)施，并根據(jù)物理層提供的介質(zhì)狀態(tài)，對(duì)介質(zhì)訪問實(shí)施相應(yīng)的控制。

MAC層與相鄰層的接口以太網(wǎng)

10Mb/s以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)10Mb/sEthernet是過(guò)去廣泛使用的一種網(wǎng)絡(luò)。在其物理層，定義了多種傳輸介質(zhì)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，形成一個(gè)10Mb/sEthernet物理層標(biāo)準(zhǔn)系列，參見圖4-6。圖4-610Mb/sEthernet物理層標(biāo)準(zhǔn)系列物理層標(biāo)準(zhǔn)

傳輸介質(zhì)以太網(wǎng)最初的物理層標(biāo)準(zhǔn)定義的傳輸介質(zhì)是粗同軸電纜即10BASE5。后來(lái)又定義了細(xì)同軸電纜(10BASE2)、UTP雙絞線(10BASE-T)、光纖(10BASE-F)以及寬帶同軸電纜(10BROAD3)，形成了一個(gè)物理層標(biāo)準(zhǔn)系列。

介質(zhì)訪問單元介質(zhì)訪問單元(MediumAccessUnit，MAU)包含了介質(zhì)相關(guān)接口(MediaDependentInterface，MDI)和物理介質(zhì)連接設(shè)備(PhysicalMediaAttachment，PMA)兩局部。它是連接傳輸介質(zhì)的物理接口，具有物理信號(hào)的發(fā)送、接收和沖突檢測(cè)等功能。

訪問單元接口訪問單元接口(AccessUnitInterface，AUI)是物理收發(fā)信號(hào)(PhysicaLSignaling，PLS)子層和MAU之間的接口。PLS子層可以通過(guò)AUI選擇MAU去驅(qū)動(dòng)相應(yīng)的傳輸介質(zhì)。以太網(wǎng)

物理收發(fā)信號(hào)子層物理收發(fā)信號(hào)(PLS)子層是物理層和MAC層之間的接口，主要完成復(fù)位和識(shí)別、輸出、輸入、操作方式選擇、沖突檢測(cè)和載波監(jiān)聽等功能。

以太網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)技術(shù)舉例

10base-T1990年IEEE通過(guò)10BASE-T標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)

網(wǎng)絡(luò)硬件

●10BASE-T使用3類或更高的UTP線纜作為通信介質(zhì)，UTP的四對(duì)線中只使用了兩對(duì)。一對(duì)雙絞線發(fā)送數(shù)據(jù)，另一對(duì)雙絞線接收數(shù)據(jù)，連接器是RJ-45標(biāo)準(zhǔn)8針插頭；

●帶RJ-45插口的以太網(wǎng)卡和10base-T集線器。拓?fù)湟?guī)那么●10BASE-T最大網(wǎng)段長(zhǎng)度是100米，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為星型結(jié)構(gòu)；●由于通信介質(zhì)最大長(zhǎng)度的限制，因此，通過(guò)中繼器(或Hub)連接構(gòu)成較大范圍的以太網(wǎng)時(shí)，參加聯(lián)網(wǎng)的以太網(wǎng)網(wǎng)段和中繼器(或Hub)的數(shù)量是有限制的，它們的數(shù)量和連接方法遵守5-4-3規(guī)那么：(1)“5〞是指網(wǎng)段的最大個(gè)數(shù)；(2)“4〞是指連接網(wǎng)段的中繼器的最大個(gè)數(shù)；(3)“3〞是指只有3個(gè)網(wǎng)段上有主機(jī)。以太網(wǎng)互聯(lián)的5-4-3規(guī)那么如圖4-7所示。10BASE-T集線器是10BASE-T網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的核心，是一個(gè)具有中繼器特性的有源多口轉(zhuǎn)發(fā)器，其功能是接收從某一端口發(fā)送來(lái)的信號(hào)，經(jīng)過(guò)重新整形后再轉(zhuǎn)發(fā)給其他的端口。集線器有多種類型，有些集線器除了提供多個(gè)RJ45端口外，還提供BNC和DIX(即AUI)插座，支持UTP、細(xì)同軸電纜和粗同軸電纜的混合網(wǎng)絡(luò)連接。以太網(wǎng)圖4-7令牌環(huán)網(wǎng)IEEE802.5TokenRing訪問方法與物理層技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為環(huán)形布局，數(shù)據(jù)傳送速率為4Mbps、16Mbps。但在同一環(huán)網(wǎng)內(nèi)各個(gè)節(jié)點(diǎn)必須設(shè)置相同的傳輸速率。只有一條環(huán)路，信息單向沿環(huán)流動(dòng)。用令牌來(lái)控制節(jié)點(diǎn)對(duì)介質(zhì)的訪問。

令牌環(huán)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)令牌環(huán)根本原理●在令牌環(huán)網(wǎng)中，令牌有“忙〞和“空閑〞兩種狀態(tài)。令牌沿環(huán)單向循環(huán)。要發(fā)送數(shù)據(jù)的節(jié)點(diǎn)必須獲取到令牌之后，將令牌置為“忙〞狀態(tài)，在發(fā)送數(shù)據(jù)幀；●每一節(jié)點(diǎn)隨時(shí)檢測(cè)經(jīng)過(guò)本站的信息，當(dāng)查到數(shù)據(jù)幀令牌環(huán)網(wǎng)指定的地址與本站地址相符時(shí)，將數(shù)據(jù)拷貝下來(lái)，并繼續(xù)轉(zhuǎn)發(fā)該數(shù)據(jù)幀給下游節(jié)點(diǎn)；數(shù)據(jù)幀繞網(wǎng)一周后，由源發(fā)送點(diǎn)予以收回，并置令牌為“空閑〞狀態(tài)發(fā)給下游點(diǎn)，使下游節(jié)點(diǎn)獲得數(shù)據(jù)發(fā)送時(shí)機(jī)；●每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有一個(gè)令牌持有計(jì)時(shí)器THT，當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)幀后開始計(jì)時(shí)，當(dāng)數(shù)據(jù)循環(huán)一周后回到發(fā)送節(jié)點(diǎn)，如果THT沒有超時(shí)，該節(jié)點(diǎn)可以繼續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)，否那么，必須停止數(shù)據(jù)發(fā)送，讓下游節(jié)點(diǎn)獲得發(fā)送時(shí)機(jī)。

令牌環(huán)網(wǎng)的特點(diǎn)●每個(gè)節(jié)點(diǎn)訪問介質(zhì)的時(shí)機(jī)是均等的，并且等待訪問介質(zhì)的時(shí)間是可以測(cè)算的——確定性；●可以設(shè)置節(jié)點(diǎn)訪問介質(zhì)的優(yōu)先級(jí)，使高優(yōu)先級(jí)的節(jié)令牌環(huán)網(wǎng)點(diǎn)能夠連續(xù)獲得令牌來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)——可調(diào)整性；●缺點(diǎn)：令牌維護(hù)比較復(fù)雜。

令牌環(huán)的維護(hù)令牌喪失和數(shù)據(jù)幀繞環(huán)循環(huán)，是環(huán)網(wǎng)上最嚴(yán)重的兩種過(guò)失，IBMTokenRing采用集中式的維護(hù)機(jī)制，通過(guò)在環(huán)路上指定一個(gè)站點(diǎn)作為主動(dòng)令牌管理站，以此來(lái)解決這些問題?！裰鲃?dòng)令牌管理站通過(guò)一種超時(shí)機(jī)制來(lái)檢測(cè)令牌喪失的情況；●為了檢測(cè)到一個(gè)持續(xù)循環(huán)的數(shù)據(jù)幀，管理站在經(jīng)過(guò)的任何一個(gè)數(shù)據(jù)幀上置其監(jiān)控位為1，如果管理站檢測(cè)到一個(gè)經(jīng)過(guò)的數(shù)據(jù)幀的監(jiān)控位已經(jīng)置為1，便知道有某

令牌環(huán)網(wǎng)個(gè)站未能去除自己發(fā)出的數(shù)據(jù)幀。這時(shí)就由管理站去除數(shù)據(jù)幀，并發(fā)送一個(gè)新的令牌；●802.5采用的是分散式的維護(hù)機(jī)制(略)。

IBM令牌環(huán)網(wǎng)的組成部件●網(wǎng)卡：計(jì)算機(jī)連入網(wǎng)絡(luò)的必備硬件；●網(wǎng)卡電纜：一端接在網(wǎng)絡(luò)的9芯D形連接器，一端接MAU；●多站訪問單元MAU在令牌環(huán)網(wǎng)絡(luò)中類似于集線器。MAU的兩個(gè)末端端口分別稱為RI(入環(huán))和RO(出環(huán))端口，不能用來(lái)連接工作站，而是用于MAU的互連；●網(wǎng)絡(luò)連接電纜：環(huán)網(wǎng)主干電纜，用于MAU之間的連接。令牌環(huán)網(wǎng)令牌環(huán)網(wǎng)的拓?fù)湟?guī)那么●MAU的最大數(shù)量為12個(gè)；●每個(gè)MAU可以連接的計(jì)算機(jī)最多有8個(gè)，整個(gè)環(huán)上最多可以連接96臺(tái)計(jì)算機(jī)；●計(jì)算機(jī)與MAU，MAU與MAU之間的最大距離為45m；●令牌環(huán)網(wǎng)所用的傳輸介質(zhì)最初是150Ω的有屏蔽雙絞線(STP)。目前除這種傳輸介質(zhì)外，通過(guò)使用無(wú)源濾波設(shè)備也可使用100Ω的非屏蔽雙絞線UTP用以實(shí)現(xiàn)4Mb/s和16Mb/s的傳輸。

令牌環(huán)網(wǎng)的幀格式令牌環(huán)網(wǎng)圖4-8為TokenRing的MAC幀格式。幀中各個(gè)字段的意義如下：●SD(起始定界符)：表示一個(gè)幀的開始。它是一個(gè)特殊的8位二進(jìn)制序列，其格式為“JK0JK000〞，其中，J、K為非數(shù)據(jù)符號(hào);●AC(訪問控制)：表示介質(zhì)訪問控制狀態(tài)，其格式為“PPPTMRRR〞，其中，PPP為幀優(yōu)先級(jí)變量，指明當(dāng)前令牌幀的優(yōu)先級(jí)；RRR為預(yù)約優(yōu)先級(jí)變量，指明希望得到令牌幀節(jié)點(diǎn)的優(yōu)先級(jí)，都用3位二進(jìn)制表示的；M為監(jiān)控位，用于監(jiān)測(cè)重復(fù)幀，如果采用集中環(huán)監(jiān)控器，就可能用到監(jiān)控位；T指是令牌幀(T=0)還是數(shù)據(jù)幀(T=1)。在令牌幀的情況下，后隨的是ED字段;●FC(幀控制)：指明該數(shù)據(jù)幀是LLC層數(shù)據(jù)幀還是MAC層控制幀;●DA(目的地址)，SA(源地址)：表示目的節(jié)點(diǎn)和源節(jié)點(diǎn)(發(fā)送節(jié)點(diǎn))的地址，可以選擇16位或48位，但這兩個(gè)地址長(zhǎng)度必須保持一致。DA可以是單地址，也可以是多播地址或播送地址；而SA必須是單地址。令牌環(huán)網(wǎng)圖4-8TokenRing的MAC幀格式●PDU(協(xié)議數(shù)據(jù)單元)：要傳送的LLC層數(shù)據(jù)，最大數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為5000個(gè)字節(jié);●FCS(幀校驗(yàn)序列)：它采用32位CRC校驗(yàn);●ED(結(jié)束定界符)：表示一個(gè)幀的結(jié)束，其格式為“JK1JK11E〞，其中，J、K為非數(shù)據(jù)符號(hào)；E為錯(cuò)誤檢測(cè)位，任何節(jié)點(diǎn)發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤后都可以將E位置位;●FS(幀狀態(tài))：接收節(jié)點(diǎn)返回的幀狀態(tài)，其格式為“ACrrACrr〞，其中，r為保存位、A為地址識(shí)別位、C為幀拷貝位，由目的節(jié)點(diǎn)來(lái)設(shè)置A和C位。令牌環(huán)網(wǎng)

令牌環(huán)網(wǎng)的優(yōu)先級(jí)訪問控制TokenRing優(yōu)先級(jí)調(diào)度算法的根本原理是：●在令牌幀或數(shù)據(jù)幀中的P和R字段為當(dāng)前令牌的優(yōu)先級(jí)Pr和預(yù)約級(jí)Rr，用三個(gè)二進(jìn)制位表示八個(gè)優(yōu)先級(jí)。●當(dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收一個(gè)令牌幀時(shí)，并不立即發(fā)送數(shù)據(jù)幀，而是先比較本節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)Pm和令牌優(yōu)先級(jí)Pr：①如果Pr≤Pm，那么表示本節(jié)點(diǎn)優(yōu)先級(jí)高于當(dāng)前令牌優(yōu)先級(jí)，允許截獲令牌來(lái)發(fā)送數(shù)據(jù)幀；②如果Pr>Pm，那么說(shuō)明網(wǎng)上有高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)在等待令牌，應(yīng)當(dāng)立即將令牌發(fā)送出去。這時(shí)，如果Rr<Pm，那么可以進(jìn)行優(yōu)先級(jí)預(yù)約，即用該節(jié)點(diǎn)的Pm值設(shè)置令牌的R字段：R=Pm?！癞?dāng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)接收或轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀時(shí)，那么可以進(jìn)行優(yōu)先級(jí)預(yù)約，如果Rr<Pm，那么用該站的Pm值設(shè)置令牌的R字段：R=Pm；令牌環(huán)網(wǎng)

●當(dāng)發(fā)送節(jié)點(diǎn)發(fā)送完數(shù)據(jù)后，要發(fā)送一個(gè)令牌幀。在發(fā)送令牌幀之前先要進(jìn)行令牌優(yōu)先級(jí)調(diào)度：①如果Rr、Pm≤Pr，那么可保持原令牌優(yōu)先級(jí)不變，但允許優(yōu)先級(jí)預(yù)約；②如果Rr>Pr或Pm>Pr，那么表示有高優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)在等待令牌。這時(shí)，應(yīng)當(dāng)提高令牌的優(yōu)先級(jí)，即P=MAX(Rr，Pm)，以便使令牌能夠盡快地傳遞到與其優(yōu)先級(jí)相匹配的節(jié)點(diǎn)；③如果在由本節(jié)點(diǎn)抬高的優(yōu)先級(jí)上已無(wú)任何節(jié)點(diǎn)請(qǐng)求令牌，那么應(yīng)當(dāng)降低優(yōu)先級(jí)，即P=Pr-1，以便讓低優(yōu)先級(jí)的節(jié)點(diǎn)也有時(shí)機(jī)獲取令牌發(fā)送數(shù)據(jù)。典型的IBMTokenRing網(wǎng)絡(luò)如圖4-9所示。令牌環(huán)網(wǎng)圖4-9IBMTokenRing網(wǎng)絡(luò)組成令牌環(huán)網(wǎng)

FDDI網(wǎng)

●光纖分布式數(shù)據(jù)接口是一種采用令牌傳遞訪問控制協(xié)議、環(huán)形拓?fù)浜凸饫w介質(zhì)的100Mb/s高速局域網(wǎng)；●雙環(huán)結(jié)構(gòu)，主環(huán)進(jìn)行正常的數(shù)據(jù)傳輸，次環(huán)備用；因此FDDI網(wǎng)絡(luò)具有較強(qiáng)的容錯(cuò)性。

FDDI的特點(diǎn)

FDDI與TokenRing的區(qū)別●FDDI獲得令牌之后，將令牌取下，獨(dú)立發(fā)送數(shù)據(jù)幀，而TokenRing那么將數(shù)據(jù)插在“忙〞令牌后發(fā)送；●FDDI采用多令牌機(jī)制，允許發(fā)送節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)幀之后，立即產(chǎn)生新的令牌發(fā)送到環(huán)上，而TokenRing那么必須等到數(shù)據(jù)幀回到發(fā)送點(diǎn)之后，再產(chǎn)生新的令牌。

FDDI網(wǎng)FDDI標(biāo)準(zhǔn)由介質(zhì)訪問控制(MAC)層和物理層組成，參見圖4-10。

介質(zhì)訪問控制協(xié)議FDDI的MAC幀格式如圖4-11所示。幀中各個(gè)字段的意義如下：

●PA：幀前導(dǎo)碼，用于和節(jié)點(diǎn)的局部時(shí)鐘保持同步；

●SD：幀起始定界符，用于標(biāo)志幀有效信息的開始；

●FC：幀控制，由8位組成，其格式為CLFFZZZZ，用于指明幀類型有關(guān)特征。其中，C指示數(shù)據(jù)幀是同步幀還是異步幀；L指示地址字段使用的是16位地址還是48位

FDDI幀格式圖4-10FDDI標(biāo)準(zhǔn)的組成

FDDI網(wǎng)圖4-11FDDI的MAC幀格式地址；FF定義了四種幀類型即令牌幀、數(shù)據(jù)幀、MAC幀和站管理幀；ZZZZ那么根據(jù)不同幀類型來(lái)取值；●DA、SA：目的地址、源地址。長(zhǎng)度取決于FC的值，可以是16位或48位。SA只能是單地址；DA可以是單地址、多播地址或播送地址(全“1〞地址)；●INFO：要傳送的LLC層數(shù)據(jù)，最大數(shù)據(jù)長(zhǎng)度為4500個(gè)字節(jié)(根本FDDI)或者8600個(gè)字節(jié)(增強(qiáng)FDDI)；●FCS：幀校驗(yàn)序列，采用32位循環(huán)冗余校驗(yàn)碼(CRC)；●ED：幀結(jié)束定界符，令牌幀8位，其他幀4位；●FS：幀狀態(tài)，用于指示檢錯(cuò)、識(shí)別地址以及幀復(fù)制等狀態(tài)。

FDDI網(wǎng)定時(shí)令牌循環(huán)協(xié)議規(guī)定每個(gè)節(jié)點(diǎn)都設(shè)有兩個(gè)計(jì)時(shí)器：(1)令牌循環(huán)時(shí)間(TokenRotationTime，TRT)：指從一個(gè)節(jié)點(diǎn)最后一次見到令牌后到該節(jié)點(diǎn)下一次得到令牌之間所用的時(shí)間。它的大小間接反映了當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載情況，TRT值越大，說(shuō)明網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載也越大；

(2)令牌持有時(shí)間(TokenHoldingTime，THT)：指一個(gè)節(jié)點(diǎn)得到令牌后能夠用于發(fā)送數(shù)據(jù)幀的時(shí)間。即使THT用盡時(shí)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)還有數(shù)據(jù)未發(fā)送完，也要立即生成一個(gè)新令牌發(fā)送到環(huán)上，供其他節(jié)點(diǎn)使用，剩余的數(shù)據(jù)只能等待下一次獲取令牌時(shí)再發(fā)送。THT隨著TRT值增大而減小。

FDDI網(wǎng)

定時(shí)令牌循環(huán)協(xié)議THT和TRT之間存在如下的關(guān)系：

THT≤TTRT-TRT式中，TTRT(TargetTokenRotationTime)為目標(biāo)令牌循環(huán)時(shí)間，在環(huán)路初始化時(shí)被設(shè)置，且固定不變。對(duì)于每個(gè)節(jié)點(diǎn)，按以下方式計(jì)算時(shí)間量：①同步時(shí)間片：T=TTRT/n(n為環(huán)中同步節(jié)點(diǎn)數(shù))；②異步時(shí)間片：THT+TRT≤TTRT。FDDI所采用的定時(shí)令牌循環(huán)協(xié)議是為了適應(yīng)FDDI高帶寬的需要。

FDDI網(wǎng)

異步和同步通信

為了支持?jǐn)?shù)據(jù)流式通信和猝發(fā)式通信兩種通信方式，F(xiàn)DDI定義了兩種節(jié)點(diǎn)的通信頻帶：一種是同步頻帶，其帶寬和響應(yīng)時(shí)間是保證的；另一種是異步頻帶，可動(dòng)態(tài)地共享該頻帶。通常，同步頻帶用于發(fā)送用戶數(shù)據(jù)，所發(fā)送的幀稱為同步幀；異步頻帶用于發(fā)送系統(tǒng)控制信息，所發(fā)送的幀稱為異步幀。

FDDI網(wǎng)

環(huán)路監(jiān)測(cè)環(huán)路監(jiān)測(cè)屬于MAC子層所定義的可靠性規(guī)程。在錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正過(guò)程中，主要通過(guò)兩種MAC控制幀，即報(bào)警幀和請(qǐng)求幀來(lái)實(shí)現(xiàn)。物理層標(biāo)準(zhǔn)FDDI物理層由物理介質(zhì)相關(guān)(PMD)子層和物理協(xié)議(PHY)兩個(gè)物理子層組成。

FDDI網(wǎng)

PMD子層PMD子層定義了所使用的傳輸介質(zhì)以及連接設(shè)備的技術(shù)特性，即：

●光纖。PMD定義了兩種光纖：多模光纖和單模光纖；

●光纖連接器。主要是插座(節(jié)點(diǎn)一側(cè))和插頭(光纖一側(cè))的特性以及兩條光纖(即發(fā)送和接收對(duì))的連接方式；

●光信號(hào)旁路開關(guān)?？蛇x件，利用它可以增加網(wǎng)絡(luò)的可靠性；

FDDI網(wǎng)●光發(fā)送器和接收器。規(guī)定了它們的輸出功率、靈敏度、輸出波形以及中心波長(zhǎng)等特性。

PHY子層PHY子層定義了信號(hào)的編碼與譯碼、符號(hào)定義、時(shí)鐘機(jī)制、彈性緩沖器、可靠性標(biāo)準(zhǔn)等。●為了提高編碼的效率，F(xiàn)DDI沒有采用傳統(tǒng)的曼徹斯特編碼方法，而是采用了4B5B編碼方法，即每次對(duì)四位數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，每四位數(shù)據(jù)編成五位符號(hào)碼組，用光的存在與否來(lái)表示五位符號(hào)碼組中的每一位是1還是0，參見表4-1；●PHY子層所定義的五位碼組符號(hào)分成四類：表4-14B5B編碼方法

FDDI網(wǎng)表4-14B5B編碼方法

FDDI網(wǎng)(1)數(shù)據(jù)符號(hào)。用16個(gè)符號(hào)來(lái)表示來(lái)自MAC子層的16個(gè)四位碼組。(2)線路狀態(tài)符號(hào)。用3個(gè)符號(hào)來(lái)表示線路狀態(tài)：線路靜止、線路中止和線路空閑。(3)控制指示符號(hào)。用5個(gè)符號(hào)來(lái)表示幀的狀態(tài)：幀的起始符(2個(gè))、結(jié)束符、復(fù)位符和置位符。(4)無(wú)效符號(hào)。除了以上三類符號(hào)，其余的8個(gè)符號(hào)均為無(wú)效符號(hào)。

FDDI網(wǎng)

●在TokenRing網(wǎng)中，采用集中式時(shí)鐘機(jī)制，即整個(gè)系統(tǒng)只有一個(gè)時(shí)鐘。這樣時(shí)鐘會(huì)逐漸產(chǎn)生偏移。為了消除這種時(shí)鐘偏移，F(xiàn)DDI通常采用彈性緩沖器(Elastic-ityBuffer，EB)技術(shù)。即在每個(gè)節(jié)點(diǎn)的PHY子層都設(shè)置一個(gè)EB。進(jìn)入EB的信號(hào)用接收信號(hào)別離出來(lái)的時(shí)鐘進(jìn)行同步，EB通過(guò)擴(kuò)展或壓縮幀前導(dǎo)碼的長(zhǎng)度，來(lái)補(bǔ)償本節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘與上游節(jié)點(diǎn)時(shí)鐘的偏移?！馞DDI的可靠性標(biāo)準(zhǔn)主要表達(dá)在以下兩個(gè)方面：(1)每個(gè)節(jié)點(diǎn)增設(shè)平滑器功能，以保證下游相鄰節(jié)點(diǎn)能接收到幀前導(dǎo)碼，從而對(duì)幀進(jìn)行正確接收；(2)每個(gè)節(jié)點(diǎn)增設(shè)重復(fù)過(guò)濾器功能，以防止非法代碼和非法線路狀態(tài)編碼的傳播。

FDDI網(wǎng)

站管理功能SMT子層定義了三種根本功能：環(huán)管理、連接管理和SMT幀效勞。(1)環(huán)管理(RingManagement，RMT)功能。用于MAC實(shí)體的管理，每一個(gè)MAC實(shí)體都配置一個(gè)RMT功能部件。(2)連接管理(ConnectionManagement，CMT)功能。用于管理網(wǎng)絡(luò)的物理連接。(3)SMT幀效勞功能。SMT子層通過(guò)SMT幀提供了一套網(wǎng)絡(luò)管理的規(guī)那么和方法。

FDDI網(wǎng)

網(wǎng)絡(luò)組成技術(shù)在FDDI網(wǎng)絡(luò)中定義了如下的網(wǎng)絡(luò)部件：

●雙連接站(DAS)。DAS連接到雙環(huán)網(wǎng)絡(luò)的兩個(gè)環(huán)上，具有兩個(gè)光收發(fā)器，能夠在兩個(gè)環(huán)上接收信號(hào)并進(jìn)

行放大。DAS有兩個(gè)光連接線路接口：一個(gè)是A接口，包含了主環(huán)的輸入和次環(huán)的輸出；另一個(gè)是B接口，包含了主環(huán)的輸出和次環(huán)的輸入;

●單連接站(SAS)。SAS只有一個(gè)光收發(fā)器，只能連接到一個(gè)環(huán)路上。SAS的物理接口稱為從口，必須通過(guò)集中器與雙環(huán)網(wǎng)絡(luò)連接;●集中器(Concentrator)。集中器提供的附加口稱為主口，用于將SAS連接到雙環(huán)網(wǎng)絡(luò)上;●網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備。主要有FDDI網(wǎng)橋和FDDI路由器。網(wǎng)橋主要用于FDDI網(wǎng)絡(luò)與局域網(wǎng)的互連；路由器主要用于FDDI網(wǎng)絡(luò)與廣域網(wǎng)的互連。FDDI網(wǎng)絡(luò)的組成如圖4-12所示。

FDDI網(wǎng)圖4-12FDDI網(wǎng)絡(luò)的組成

FDDI網(wǎng)無(wú)線局域網(wǎng)

無(wú)線局域網(wǎng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)有802.11、HiperLAN和藍(lán)牙等。

802.11標(biāo)準(zhǔn)●802.11標(biāo)準(zhǔn)定義無(wú)線局域網(wǎng)的MAC層協(xié)議和PHY協(xié)議；●在MAC層采用CSMA/CA的介質(zhì)訪問控制方法；●在物理層規(guī)定了無(wú)線通信方法、傳輸速率、傳輸距離等；●WLAN中定義了2種無(wú)線通信技術(shù)：紅外線和擴(kuò)頻技術(shù)，并側(cè)重于擴(kuò)頻技術(shù)(直序擴(kuò)頻DSSS技術(shù)和調(diào)頻擴(kuò)頻FHSS技術(shù))。無(wú)線局域網(wǎng)

MAC子層協(xié)議●由于無(wú)線傳輸環(huán)境具有一些內(nèi)在的復(fù)雜性，很難利用信號(hào)的傳輸特性變發(fā)送變檢測(cè)傳統(tǒng)。802.11的MAC子層使用了CSMA/CA(CarrierSenseMultipleAccess/Collis-ionAvoidance，沖突防止的載波檢測(cè)多路訪問);

暴露站問題如圖4-13所示，B向A發(fā)送數(shù)據(jù)，而C又想和D通信。C檢測(cè)到媒體上有信號(hào)，于是就不敢向D發(fā)送數(shù)據(jù)。其實(shí)B向A發(fā)送數(shù)據(jù)并不影響C向D發(fā)送數(shù)據(jù)，這就是暴露站問題(exposedstationproblem)。無(wú)線局域網(wǎng)圖4-13圖4-14無(wú)線局域網(wǎng)

隱蔽站問題如圖4-14所示，A和B在進(jìn)行通信時(shí)，C檢測(cè)不到無(wú)線信號(hào)，以為B空閑，向B發(fā)送數(shù)據(jù)，結(jié)果發(fā)生碰撞。這種未能檢測(cè)出媒體上已存在的信號(hào)的問題叫做隱蔽站問題(hiddenstationproblem)?！馛SMA/CA定義了一套“請(qǐng)求發(fā)送RTS〞、“去除發(fā)送CTS〞和“接收確認(rèn)ACK〞的握手規(guī)那么，將沖突減少到最小。如圖4-15所示，源站A發(fā)送數(shù)據(jù)幀之前先發(fā)送一個(gè)短的控制幀，叫做請(qǐng)求發(fā)送RTS(RequestToSend)，它包括源地址、目的地址和這次通信(包括相應(yīng)確實(shí)認(rèn)幀)所需的持續(xù)時(shí)間，即要發(fā)送數(shù)據(jù)的站對(duì)信道進(jìn)行預(yù)約。無(wú)線局域網(wǎng)如圖4-16所示，假設(shè)媒體空閑，那么目的站B就發(fā)送一個(gè)響應(yīng)控制幀，叫做允許發(fā)送CTS(ClearToSend)，它包括這次通信所需的持續(xù)時(shí)間(從RTS幀中將此持續(xù)時(shí)間復(fù)制到CTS幀中)。A收到CTS幀后就可發(fā)送其數(shù)據(jù)幀。圖4-15無(wú)線局域網(wǎng)圖4-16無(wú)線局域網(wǎng)

CSMA/CA的工作過(guò)程●發(fā)送節(jié)點(diǎn)在發(fā)送數(shù)據(jù)幀時(shí)首先啟動(dòng)一個(gè)定時(shí)器。目的節(jié)點(diǎn)假設(shè)正確收到數(shù)據(jù)幀，向源站發(fā)送確認(rèn)幀ACK。假設(shè)源站在規(guī)定時(shí)間內(nèi)沒有收到確認(rèn)幀ACK，就必須重傳此幀，直到收到確認(rèn)為止，或者經(jīng)過(guò)假設(shè)干次的重傳失敗后放棄發(fā)送；●幀中的持續(xù)時(shí)間字段指示了節(jié)點(diǎn)可以占用信道的時(shí)間。這樣就可以使各個(gè)節(jié)點(diǎn)有時(shí)機(jī)且公平地訪問信道。

虛擬信道監(jiān)聽●為了更加有效的防止沖突，CSMA/CA采用了虛擬信道監(jiān)聽的機(jī)制。無(wú)線局域網(wǎng)●讓源站將它要占用信道的時(shí)間〔包括目的站發(fā)回確認(rèn)幀所需的時(shí)間〕通知給所有其他站，以便使其他所有站在這一段時(shí)間都停止發(fā)送數(shù)據(jù)；●當(dāng)一個(gè)站檢測(cè)有人要發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，就為自己聲明一種虛擬信道，用網(wǎng)絡(luò)分配向量NAV(NetworkAlloca-tionVector)來(lái)標(biāo)識(shí)。NAV時(shí)間內(nèi)站點(diǎn)將保持一段時(shí)間的安靜。虛擬信道監(jiān)聽例如如圖4-17所示：A希望向B發(fā)送數(shù)據(jù)，C在A的無(wú)線范圍內(nèi)，D在B的無(wú)線范圍內(nèi)，但不在A的范圍內(nèi)。C收到RTS后，意識(shí)到已經(jīng)有站點(diǎn)要發(fā)送數(shù)據(jù)了，它無(wú)線局域網(wǎng)根據(jù)RTS中提供的信息來(lái)估算出傳輸需要的時(shí)間(包括最終的ACK)，為自己聲明了一種虛擬信道(用NAV來(lái)標(biāo)示)，并且該信道正忙；綜上：在A和B的傳輸結(jié)束之前，C和D都將保持一定時(shí)間的安靜。這就有效的防止了沖突的產(chǎn)生。圖4-17無(wú)線局域網(wǎng)●

RTS(RequestToSend)：該幀中指明了將要發(fā)送數(shù)據(jù)幀的長(zhǎng)度；●

DATA：數(shù)據(jù)幀；●

CTS(ClearToSend)：包含了數(shù)據(jù)長(zhǎng)度(從RTS幀中復(fù)制過(guò)來(lái))；●

ACK：確認(rèn)幀；●

NAV(NetworkAllocationVector,網(wǎng)絡(luò)分配向量)：用于標(biāo)示虛擬信道。

WLAN的兩種工作模式

中心節(jié)點(diǎn)控制功能PCF用無(wú)線訪問節(jié)點(diǎn)AP(AccessPoint)，用于協(xié)調(diào)整個(gè)網(wǎng)無(wú)線局域網(wǎng)絡(luò)的操作。在這種工作方式下，WLAN主機(jī)只能通過(guò)AP進(jìn)行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)發(fā)。如圖4-18所示。

分布式控制功能DCFWLAN不需要專門的AP,節(jié)點(diǎn)之間通過(guò)無(wú)線信道實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的直接通信。當(dāng)兩個(gè)節(jié)點(diǎn)的距離超過(guò)了無(wú)線信號(hào)的傳輸范圍時(shí)，這兩個(gè)節(jié)點(diǎn)可以通過(guò)多跳轉(zhuǎn)發(fā)的方式進(jìn)行通信。如圖4-19所示。

擴(kuò)頻通信技術(shù)●在無(wú)線通信系統(tǒng)中，首先利用調(diào)制技術(shù)將數(shù)據(jù)調(diào)制成適合于無(wú)線信道特性的模擬信號(hào)，然后利用無(wú)線載波來(lái)傳輸信號(hào)；無(wú)線局域網(wǎng)圖4-18工作于PCF方式下的WLAN圖4-19工作于DCF方式下的WLAN無(wú)線局域網(wǎng)

●擴(kuò)頻通信通過(guò)擴(kuò)展無(wú)線頻譜實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信，它首先利用擴(kuò)頻調(diào)制技術(shù)將待傳送的基帶信號(hào)擴(kuò)展成寬頻譜信號(hào)，其頻帶遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于信號(hào)自身頻帶(100~100倍)，然后再利用這個(gè)擴(kuò)頻信號(hào)調(diào)制和發(fā)射載波；●在發(fā)送端，由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生一個(gè)偽隨機(jī)碼序列對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，擴(kuò)寬信號(hào)的頻譜，然后發(fā)射擴(kuò)頻信號(hào)；

●在接收端，首先將射擴(kuò)頻信號(hào)變換成中頻，然后由擴(kuò)頻碼發(fā)生器產(chǎn)生相同的偽隨機(jī)碼序列進(jìn)行擴(kuò)頻解調(diào)，恢復(fù)成基帶信號(hào)。擴(kuò)頻通信的原理框圖如圖4-20所示；●擴(kuò)頻通信中，通常使用偽隨機(jī)(PseudoNoise，PN)碼對(duì)基帶信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻調(diào)制，擴(kuò)寬信號(hào)頻譜；無(wú)線局域網(wǎng)圖4-20擴(kuò)頻通信的原理框圖

直序擴(kuò)頻技術(shù)

●在直序擴(kuò)頻系統(tǒng)中，發(fā)送端使用高速率的偽隨機(jī)碼序列來(lái)擴(kuò)展信號(hào)頻譜，接收端使用相同的偽隨機(jī)碼序列來(lái)解擴(kuò)，將擴(kuò)頻信號(hào)恢復(fù)成原始信號(hào)；●發(fā)送端，要發(fā)送的數(shù)據(jù)D與偽隨機(jī)碼序列經(jīng)過(guò)模2加法器相加后產(chǎn)生擴(kuò)頻序列，再經(jīng)過(guò)載波調(diào)制器調(diào)制生成可輸出的擴(kuò)頻信號(hào)；●接收端，所接收的寬帶擴(kuò)頻信號(hào)首先經(jīng)過(guò)寬帶濾波器提高信號(hào)的信噪比。由同步控制電路從寬帶擴(kuò)頻信號(hào)中提取同步信號(hào)來(lái)控制PN碼發(fā)生器，使PN碼發(fā)生器產(chǎn)生的解調(diào)擴(kuò)頻碼序列與所接收的擴(kuò)頻信號(hào)相同步，然后，使用解調(diào)擴(kuò)頻碼來(lái)解擴(kuò)寬帶擴(kuò)頻信號(hào)，將寬帶擴(kuò)頻信號(hào)準(zhǔn)確地恢復(fù)成窄帶信號(hào)，再經(jīng)過(guò)常規(guī)的數(shù)據(jù)解調(diào)后，即可恢復(fù)數(shù)據(jù)D；●直序擴(kuò)頻系統(tǒng)中，常用的擴(kuò)頻碼是m序列，其優(yōu)點(diǎn)是具有良好的自相關(guān)特性，易于高速產(chǎn)生。無(wú)線局域網(wǎng)

跳頻擴(kuò)頻技術(shù)●跳頻擴(kuò)頻也使用偽隨機(jī)碼對(duì)信號(hào)進(jìn)行擴(kuò)頻處理，擴(kuò)頻方法與直序擴(kuò)頻有所不同。跳頻擴(kuò)頻是用偽隨機(jī)碼形成跳頻指令來(lái)控制載波頻率進(jìn)行隨機(jī)跳動(dòng)，從而產(chǎn)生擴(kuò)頻效應(yīng)；

●發(fā)送端，原始信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)制器與PN碼發(fā)生器所產(chǎn)生偽隨機(jī)碼序列組合成跳頻指令(或稱跳頻圖案)來(lái)控制頻率合成器隨機(jī)地選擇輸出頻率，使輸出頻率在跳頻帶寬內(nèi)隨機(jī)地跳躍變化；●接收端，由PN碼發(fā)生器產(chǎn)生相同的跳頻指令去控制頻率合成器，它所產(chǎn)生的跳頻信號(hào)與所接收的跳頻信號(hào)進(jìn)行混頻，差頻出一個(gè)固定的中頻信號(hào)，經(jīng)過(guò)帶通放大后，再送入信號(hào)解調(diào)器恢復(fù)原始信號(hào)；

●跳頻可分成快跳頻和慢跳頻?？焯l是指一次信無(wú)線局域網(wǎng)號(hào)發(fā)射期間有多個(gè)頻率跳變，即跳頻頻率大于或等于信號(hào)速率。慢跳頻是指跳頻頻率小于信號(hào)速率；

●跳頻通信常用的偽隨機(jī)碼有m序列、M序列和RS碼序列等；

●擴(kuò)頻通信中，除了直序擴(kuò)頻和跳頻擴(kuò)頻方法，還有跳時(shí)擴(kuò)頻(TimeHoppingSpreadSpectrum，THSS)、混合擴(kuò)頻等方法。無(wú)線局域網(wǎng)

無(wú)線局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)無(wú)線局域網(wǎng)由無(wú)線網(wǎng)卡、無(wú)線接入設(shè)備以及其他相關(guān)設(shè)備組成，可以單獨(dú)使用，也可以與有線網(wǎng)絡(luò)互連使用，組網(wǎng)方式主要有三種：無(wú)線自組網(wǎng)、無(wú)線接入網(wǎng)和無(wú)線中繼網(wǎng)。無(wú)線局域網(wǎng)

無(wú)線自組網(wǎng)在無(wú)線自組網(wǎng)中，每個(gè)移動(dòng)終端都能以對(duì)等方式相互通信，不需要無(wú)線接入設(shè)備或其他無(wú)線轉(zhuǎn)接設(shè)備，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4-21所示。

無(wú)線接入網(wǎng)無(wú)線接入網(wǎng)是無(wú)線局域網(wǎng)的典型應(yīng)用模式。在固定的主干網(wǎng)絡(luò)上，設(shè)有多個(gè)無(wú)線接入設(shè)備，以每個(gè)無(wú)線接入設(shè)備為中心形成多個(gè)無(wú)線覆蓋區(qū)。移動(dòng)終端通過(guò)無(wú)線接入設(shè)備訪問固定網(wǎng)絡(luò)，并且可以在多個(gè)區(qū)域內(nèi)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)通信，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖4-22所示。

無(wú)線中繼網(wǎng)無(wú)線中繼網(wǎng)是指兩個(gè)相隔較遠(yuǎn)的固定網(wǎng)絡(luò)通過(guò)無(wú)線中繼設(shè)備實(shí)現(xiàn)互連，如果架設(shè)高增益定向天線，那么傳輸距離可到達(dá)幾十公里。這種組網(wǎng)方式比較適合遠(yuǎn)距離且不便于敷設(shè)有線電纜的場(chǎng)合，參見圖4-23。無(wú)線局域網(wǎng)

藍(lán)牙技術(shù)

藍(lán)牙微網(wǎng)

●藍(lán)牙技術(shù)中，由藍(lán)牙設(shè)備組成的網(wǎng)絡(luò)稱為藍(lán)牙微網(wǎng)(piconet)，一個(gè)piconet可以由兩臺(tái)設(shè)備組成，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信；也可以由多臺(tái)設(shè)備組成，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信；●在一個(gè)piconet中，所有設(shè)備都是級(jí)別相同的單元，每個(gè)單元用3位地址碼來(lái)標(biāo)識(shí)。因此，一個(gè)piconet圖4-21無(wú)線自組網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)線局域網(wǎng)圖4-22無(wú)線接入網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)線局域網(wǎng)圖4-23無(wú)線中繼網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)無(wú)線局域網(wǎng)中最多有8個(gè)單元；●在piconet建立時(shí)，只有一個(gè)單元被指定為master，而其他單元均為slave。多個(gè)piconet之間可以實(shí)現(xiàn)互連，一個(gè)藍(lán)牙設(shè)備可以同時(shí)參加8個(gè)不同的piconet，由跳頻順序來(lái)識(shí)別不同的piconet。無(wú)線局域網(wǎng)

建立連接●在一個(gè)piconet內(nèi)，連接未建立前，所有的設(shè)備都處于待命(Standby)狀態(tài)，master單元首先發(fā)起連接，如果對(duì)方地址，那么發(fā)送尋呼(page)消息來(lái)建立連接；如果對(duì)方地址未知，在發(fā)送尋呼消息后再發(fā)送一個(gè)查詢(inquiry)消息來(lái)建立連接；●Inquiry消息主要用來(lái)尋找藍(lán)牙設(shè)備，如共享打印機(jī)、機(jī)以及其他一些地址未知的設(shè)備。無(wú)線局域網(wǎng)

如果已處于連接的單元在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)沒有傳輸數(shù)據(jù)，master單元可以把該slave單元設(shè)置為保持(hold)模式，該模式是節(jié)能工作模式，在一個(gè)較長(zhǎng)的周期內(nèi)停止接收數(shù)據(jù)，只有一個(gè)內(nèi)部計(jì)數(shù)器在工作，平均每4s激活一次鏈路。hold模式一般用于連接多個(gè)picone場(chǎng)合或者低能耗設(shè)備(如溫度傳感器)。

3種工作模式

保持(hold)模式

呼吸(sniff)模式在sniff模式下，slave單元將降低監(jiān)聽消息的周期間隔，只接收M時(shí)隙的數(shù)據(jù)，而master單元周期地在M時(shí)隙上發(fā)送數(shù)據(jù)，監(jiān)聽間隔還可以根據(jù)應(yīng)用要求進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。無(wú)線局域網(wǎng)

暫停(park)模式在park模式下，設(shè)備依然與piconet保持同步，但沒有數(shù)據(jù)傳送，park模式下工作的設(shè)備將放棄MAC地址，周期地激活并跟蹤同步，檢查播送消息。在這些節(jié)能模式中，呼吸模式最節(jié)能，然后是保持模式，最后是暫停模式。

2種連接類型

同步連接類型面向同步連接(SynchronousConnectionOriented，SCO)類型，主要用于傳送話音，也可以用于傳送數(shù)據(jù)；SCO連接是對(duì)稱連接，利用保存的時(shí)隙傳送數(shù)據(jù)包。連接建立后，master單元和slave單元之間相互主動(dòng)發(fā)送SCO數(shù)據(jù)包。但在傳送數(shù)據(jù)時(shí)，只能用于重發(fā)被損壞的數(shù)據(jù)。無(wú)線局域網(wǎng)

異步無(wú)連接類型異步無(wú)連接(AsynchronousConnectionless，ACL)類型，主要用于傳送數(shù)據(jù)。ACL連接可以是對(duì)稱的，也可以是不對(duì)稱的。在ACL連接上，master單元負(fù)責(zé)控制鏈路帶寬，并決定每個(gè)slave單元可以占用帶寬的大小和連接對(duì)稱性。Slave單元只有被選中時(shí)才能傳送無(wú)線局域網(wǎng)數(shù)據(jù)。master單元還可以利用ACL鏈路向piconet中的所有slave單元發(fā)送播送消息。

話音編碼話音信道采用連續(xù)可變斜率增量調(diào)制(ContinuousVa-riableSlopeDeltaModulation，CVSD)技術(shù)，CVSD是一種高質(zhì)量的音頻編碼，在位過(guò)失率到達(dá)4%時(shí)，經(jīng)CVSD編碼的話音信號(hào)還是可聽清楚的。

糾錯(cuò)方案藍(lán)牙控制器有三種糾錯(cuò)方案：1/3比例前向糾錯(cuò)FEC碼、2/3比例前向糾錯(cuò)碼和出錯(cuò)重發(fā)方案。在FEC糾錯(cuò)方案中，接收端通過(guò)糾錯(cuò)碼自動(dòng)進(jìn)行檢錯(cuò)和糾錯(cuò)，而不是通過(guò)重發(fā)數(shù)據(jù)包方法來(lái)糾錯(cuò)，這樣可以減輕網(wǎng)絡(luò)傳輸負(fù)載。同時(shí)，發(fā)送端需要生成檢驗(yàn)碼附加在數(shù)據(jù)包上進(jìn)行傳輸，也會(huì)增加傳送開銷。在出錯(cuò)重發(fā)方案中，在一個(gè)時(shí)隙中傳送的數(shù)據(jù)必須在下一個(gè)時(shí)隙進(jìn)行確認(rèn)應(yīng)答。在接收端，根據(jù)對(duì)數(shù)據(jù)包的檢測(cè)結(jié)果，向發(fā)送端返回確認(rèn)消息或者錯(cuò)誤消息。

無(wú)線局域網(wǎng)平安機(jī)制藍(lán)牙物理層提供了身份認(rèn)證和數(shù)據(jù)加密機(jī)制。身份認(rèn)證機(jī)制采用“請(qǐng)求—響應(yīng)〞規(guī)那么，允許用戶自己的藍(lán)牙設(shè)備建立一個(gè)信任域，比方只允許用戶自己的筆記本電腦與自己的移動(dòng)通信。數(shù)據(jù)加密機(jī)制允許對(duì)連接上所傳輸?shù)男畔⑦M(jìn)行加密保護(hù)，密鑰由高層程序來(lái)管理。交換式網(wǎng)絡(luò)從節(jié)點(diǎn)使用介質(zhì)傳送數(shù)據(jù)方式來(lái)劃分，局域網(wǎng)可分成共享式網(wǎng)絡(luò)和交換式網(wǎng)絡(luò)。

共享式網(wǎng)絡(luò)●所有節(jié)點(diǎn)共享傳輸介質(zhì)，節(jié)點(diǎn)要使用相應(yīng)的介質(zhì)訪問控制方法來(lái)爭(zhēng)用介質(zhì)傳送數(shù)據(jù)；●在任一時(shí)刻，只能有一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送數(shù)據(jù)，其他節(jié)點(diǎn)只能處于接收狀態(tài)，并根據(jù)地址匹配規(guī)那么確定是否接收數(shù)據(jù)；●數(shù)據(jù)以播送方式沿著介質(zhì)傳輸，遍歷每個(gè)節(jié)點(diǎn)；●共享式網(wǎng)絡(luò)存在的問題主要有網(wǎng)絡(luò)吞吐量低、可用帶寬小、網(wǎng)絡(luò)延遲大等。交換式網(wǎng)絡(luò)

交換式式網(wǎng)絡(luò)●交換式網(wǎng)絡(luò)中，節(jié)點(diǎn)分成2類：端節(jié)點(diǎn)和中間節(jié)點(diǎn)；●端節(jié)點(diǎn)是用戶站點(diǎn)，中間節(jié)點(diǎn)是交換機(jī)，所有端節(jié)點(diǎn)要通過(guò)交換機(jī)連接起來(lái)；●交換機(jī)為端節(jié)點(diǎn)提供存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)和路由選擇，使端節(jié)點(diǎn)間能沿著指定的路徑傳輸數(shù)據(jù)；●多對(duì)不同源節(jié)點(diǎn)和不同目的節(jié)點(diǎn)之間可同時(shí)進(jìn)行通信，大大提高了網(wǎng)絡(luò)的可用帶寬，減少了網(wǎng)絡(luò)延遲。實(shí)現(xiàn)交換式網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵設(shè)備是網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，以交換機(jī)為中心的星形網(wǎng)絡(luò)是今后網(wǎng)絡(luò)的主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

集線器與交換機(jī)交換式網(wǎng)絡(luò)●集線器是共享式網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備，雖然網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇樾切谓Y(jié)構(gòu)，但集線器內(nèi)部將所有端口都連接到單一網(wǎng)段或多個(gè)網(wǎng)段上，共享傳輸介質(zhì)，以播送方式傳輸數(shù)據(jù)；●其中多網(wǎng)段集線器將端口均勻分布在多個(gè)網(wǎng)段上，每個(gè)共享網(wǎng)段組成一個(gè)播送域，不同播送域之間必須通過(guò)網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)互通。多網(wǎng)段集線器可以均衡網(wǎng)絡(luò)流量負(fù)載，減少?zèng)_突現(xiàn)象。但它并未從根本上改變集線器的性質(zhì)。

集線器

交換機(jī)交換式網(wǎng)絡(luò)●交換機(jī)是交換式網(wǎng)絡(luò)的連接設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錇樾切谓Y(jié)構(gòu)，在交換機(jī)內(nèi)部，端口不是直接連接到網(wǎng)段上，而是通過(guò)端口交換陣列(PSM)與背板上多個(gè)網(wǎng)段相連接，管理員可以通過(guò)網(wǎng)絡(luò)管理軟件對(duì)端口進(jìn)行管理；●不同網(wǎng)段之間通過(guò)內(nèi)部網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)信息互通；●交換機(jī)分成模塊交換和端口交換；模塊交換是在交換機(jī)內(nèi)部模塊間進(jìn)行動(dòng)態(tài)交換，端口交換是面向端口提供交換；端口交換的性能要優(yōu)于模塊交換；●交換機(jī)是通過(guò)網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)信息交換的；●交換機(jī)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)主要有2種：一是傳統(tǒng)的存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)技術(shù)，即將整個(gè)數(shù)據(jù)幀先存儲(chǔ)在緩沖器中，完成過(guò)失檢查、路由選擇等處理后再轉(zhuǎn)發(fā)出去；二是直通技術(shù)，即接收數(shù)交換式網(wǎng)絡(luò)據(jù)幀的同時(shí)立即按該數(shù)據(jù)幀的目的地址確定輸出端口并轉(zhuǎn)發(fā)出去；●在性能和功能上，交換機(jī)分成固定端口交換機(jī)和模塊式交換機(jī)。

虛擬局域網(wǎng)VLAN

VLAN的概念●虛擬局域網(wǎng)VLAN是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無(wú)關(guān)的邏輯組；●這些網(wǎng)段具有某些共同的需求；●每個(gè)VLAN的幀都有一個(gè)明確的VLAN標(biāo)識(shí)符(VID)，指明發(fā)送這個(gè)幀的工作站是屬于哪一個(gè)VLAN；交換式網(wǎng)絡(luò)●虛擬局域網(wǎng)其實(shí)只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種效勞，而并不是一種新型局域網(wǎng)。

VLAN的重要特征無(wú)需改變?nèi)魏斡布屯ㄐ啪€路，高速、靈活、管理簡(jiǎn)便、擴(kuò)展容易。

VLAN的工作原理如圖4-24、4-25、4-26和4-27所示，其工作原理為：●三個(gè)虛擬局域網(wǎng)VLAN1,VLAN2和VLAN3的構(gòu)成；●當(dāng)B1向VLAN2工作組內(nèi)成員發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，工作站B2和B3將會(huì)收到播送的信息；●B1發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，工作站A1,A2和C1都不會(huì)收到B1發(fā)出的播送信息；●虛擬局域網(wǎng)限制了接收播送信息的工作站數(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)不會(huì)因傳播過(guò)多的播送信息(播送風(fēng)暴)而引起性能惡化。交換式網(wǎng)絡(luò)

VLAN技術(shù)

IEEE802.1Q協(xié)議IEEE802.1Q標(biāo)準(zhǔn)用于標(biāo)準(zhǔn)VLAN標(biāo)識(shí)方法和格式。IEEE802.1Q是IEEE802.1標(biāo)準(zhǔn)系列中的一個(gè)子標(biāo)準(zhǔn)，與之相關(guān)的協(xié)議還有802.1p和802.1D。其中，802.1p定義了VLAN中數(shù)據(jù)流優(yōu)先級(jí)標(biāo)記和多播(Multicast)過(guò)濾效勞；802.1D定義了第二層交換和橋接的有關(guān)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)，它們共同構(gòu)成了LAN交換機(jī)和VLAN的技術(shù)根底和協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。交換式網(wǎng)絡(luò)圖4-24三個(gè)虛擬局域網(wǎng)VLAN1,VLAN2和VLAN3的構(gòu)成。交換式網(wǎng)絡(luò)當(dāng)B1向VLAN2工作組內(nèi)成員發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，工作站B2和B3將會(huì)收到播送的信息。圖4-25交換式網(wǎng)絡(luò)B1發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，工作站A1,A2和C1都不會(huì)收到B1發(fā)出的播送信息。圖4-26交換式網(wǎng)絡(luò)虛擬局域網(wǎng)限制了接收播送信息的工作站數(shù)，使得網(wǎng)絡(luò)不會(huì)因傳播過(guò)多的播送信息(播送風(fēng)暴)而引起性能惡化。圖4-27構(gòu)造虛擬網(wǎng)絡(luò)的根本條件，一是所有站點(diǎn)都必須直接連接到支持虛擬網(wǎng)絡(luò)的交換機(jī)端口上；二是使用適當(dāng)?shù)奶摼W(wǎng)定義模式來(lái)定義虛擬網(wǎng)絡(luò)。虛擬網(wǎng)絡(luò)的定義模式有如下幾種：●按交換機(jī)端口定義。將一組交換機(jī)端口設(shè)置成一個(gè)相同的播送域，這是最常用的虛擬網(wǎng)絡(luò)模式，以此實(shí)現(xiàn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)也稱物理層虛擬網(wǎng)絡(luò)。如圖4-28所示；●按MAC地址定義。按站點(diǎn)的MAC地址定義其播送域，交換機(jī)內(nèi)部必須維護(hù)一個(gè)MAC地址/交換機(jī)端口對(duì)照表。用這種定義模式實(shí)現(xiàn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)也稱鏈路層虛擬網(wǎng)絡(luò)。如圖4-29所示；交換式網(wǎng)絡(luò)

VLAN技術(shù)模式交換式網(wǎng)絡(luò)圖4-28在一臺(tái)交換機(jī)上配置VLAN交換式網(wǎng)絡(luò)圖4-29當(dāng)一個(gè)VLAN跨越了多臺(tái)交換機(jī)時(shí)，交換機(jī)s之間的連線被稱為trunk。如圖4-29所示，當(dāng)A向B發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，在數(shù)據(jù)離開s1到s2時(shí)，s2不知道該用哪個(gè)VLAN的地址映射表進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。因此，VLAN的幀都有一個(gè)標(biāo)簽tag，指明發(fā)送這個(gè)幀的工作站是屬于哪一個(gè)VLAN?！癜碔P地址定義。對(duì)基于TCP/IP的網(wǎng)絡(luò)，可按站點(diǎn)的IP地址定義其播送域，以形成虛擬IP子網(wǎng)。虛擬子網(wǎng)之間通過(guò)內(nèi)部路由器實(shí)現(xiàn)互通。用這種定義模式實(shí)現(xiàn)的虛擬網(wǎng)絡(luò)也稱網(wǎng)絡(luò)層虛擬網(wǎng)絡(luò)；●按應(yīng)用定義。根據(jù)應(yīng)用所需的網(wǎng)絡(luò)帶寬和QoS等來(lái)定義其虛擬網(wǎng)，屬于應(yīng)用層虛擬網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)起來(lái)更為復(fù)雜。交換式網(wǎng)絡(luò)

交換網(wǎng)絡(luò)組成技術(shù)

交換機(jī)的下行連接方式交換機(jī)的下行連接是指以交換機(jī)為中心，下行連接工作組和網(wǎng)絡(luò)主效勞器，如圖4-30所示。這樣，就為工交換式網(wǎng)絡(luò)作組網(wǎng)絡(luò)之間的通信或者工作組中的站點(diǎn)訪問網(wǎng)絡(luò)主效勞器提供了很大的帶寬，從而大大提高了主干網(wǎng)的吞吐能力。

交換機(jī)的上行連接方式交換機(jī)的上行連接方式是其下行連接方式的進(jìn)一步升級(jí)，將交換機(jī)上行連接到高速主干網(wǎng)，如ATM交換機(jī)或者1Gb/sEthernet交換機(jī)，構(gòu)成發(fā)散式高速主干網(wǎng)，如圖4-31所示。這種連接方式主要用于解決大型網(wǎng)絡(luò)中主干或效勞器的瓶頸問題。能夠防止播送風(fēng)暴及隔離故障，并有較強(qiáng)的容錯(cuò)和冗余能力。圖4-30交換機(jī)的下行連接方式交換式網(wǎng)絡(luò)圖4-31交換機(jī)的上行連接方式交換式網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)互連

網(wǎng)絡(luò)互連設(shè)備網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的目的是使各個(gè)局域網(wǎng)能夠相互連通，使不同網(wǎng)絡(luò)上的用戶能夠相互通信和交換信息，在更大的范圍內(nèi)共享網(wǎng)絡(luò)資源；網(wǎng)絡(luò)互相連接起來(lái)要使用一些中間設(shè)備，這些設(shè)備主要包括：●物理層中繼系統(tǒng)：中繼器、集線器；●數(shù)據(jù)鏈路層中繼系統(tǒng)：網(wǎng)橋、交換機(jī)；●網(wǎng)絡(luò)層中繼系統(tǒng)：路由器；●網(wǎng)絡(luò)層以上的中繼系統(tǒng)：網(wǎng)關(guān)。

在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)局域網(wǎng)互連在物理層擴(kuò)展局域網(wǎng)使用中繼器、集線器，其功能是在電纜段之間復(fù)制比特信號(hào)，信號(hào)整形、放大、再生，如圖4-32所示。圖4-32擴(kuò)展后的局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層看來(lái)還是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)互連

集線器用多個(gè)集線器可連成一個(gè)更大的局域網(wǎng)，如圖4-33所示。用集線器擴(kuò)展局域網(wǎng)——

優(yōu)點(diǎn)：●使原來(lái)屬于不同沖突域的局域網(wǎng)上的計(jì)算機(jī)能夠進(jìn)行跨沖突域的通信；●擴(kuò)大了局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍。

缺點(diǎn)：●沖突域增大了，但總的吞吐量并未提高；●如果不同的沖突域使用不同的數(shù)據(jù)率，那么就不能用集線器將它們互連起來(lái)。如圖4-34所示。局域網(wǎng)互連圖4-34圖4-33局域網(wǎng)互連

在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)在數(shù)據(jù)鏈路層擴(kuò)展局域網(wǎng)使用網(wǎng)橋、交換機(jī)，其功能是在網(wǎng)段之間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀(根據(jù)MAC層物理地址。如圖4-35所示。圖4-35擴(kuò)展后的局域網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)層看來(lái)還是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)局域網(wǎng)互連

網(wǎng)橋●網(wǎng)橋是在邏輯鏈路層上存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀的設(shè)備，當(dāng)在多個(gè)局域網(wǎng)之間需要交換信息，或?yàn)榱似桨?、減小沖突域、提高吞吐量、將現(xiàn)存的單個(gè)局域網(wǎng)分隔成幾個(gè)網(wǎng)絡(luò)時(shí)，就要用到網(wǎng)橋