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文檔簡介
常用的網(wǎng)絡技術
3.1幾種典型的局域網(wǎng)技術局域網(wǎng)是計算機通信網(wǎng)的重要組成部分,但至今人們還很難給局域網(wǎng)一個嚴格的定義。大多數(shù)人認為,局域網(wǎng)(LAN,LocalAreaNetwork)是指在較小的地理范圍或局部范圍內,將有限的通信設備互聯(lián)起來的計算機網(wǎng)絡,簡稱LAN。它只是一種通信網(wǎng),僅有OSI參考模型的下三層,其覆蓋的地域在10m-10km或更大些,計算機數(shù)量由幾臺到幾百臺不等。以太網(wǎng)技術簡介以太(Ethernet)網(wǎng)絡是由Xerox、Digital與Intel三家公司開發(fā)出來的,是目前世界上使用最普遍、最廣泛的局域網(wǎng)。以太網(wǎng)遵守IEEE802.3協(xié)議。以太網(wǎng)從誕生至今,僅僅經(jīng)過不到20多年的發(fā)展時間,其運行速度卻提高了幾個數(shù)量級,目前以太網(wǎng)技術已發(fā)展成為一個系列,包括標準以太網(wǎng)(Ethernet)、快速以太網(wǎng)(FastEthernet,F(xiàn)E)、千兆以太網(wǎng)(GigabitEthernet,GE)和10G以太網(wǎng)。以太網(wǎng)的拓撲結構一般為總線型或星型,傳輸介質可以為50Ω同軸電纜、雙絞線或光纖。現(xiàn)代以太網(wǎng)技術雖然已進入高速、全交換、光網(wǎng)絡時代,但承載以太網(wǎng)技術的基礎并沒有改變,仍然是CSMA/CD、廣播、IEEE802.3幀、MAC地址等概念的天下。以太網(wǎng)的主要特點是接入方便,可靠性較高,其低廉的端口價格和優(yōu)越的性能,使得以太網(wǎng)占據(jù)了整個局域網(wǎng)市場的85%左右的市場份額,從而使得CSMA/CD協(xié)議在局域網(wǎng)協(xié)議中居于統(tǒng)治地位,成了局域網(wǎng)協(xié)議的事實標準,也使得以太網(wǎng)成了局域網(wǎng)的代名詞。但是由于介質訪問控制方式采用的是載波偵聽多路存取/沖突檢測(CSMA/CD),即消息發(fā)送是通過競爭實現(xiàn),在局域網(wǎng)有較多站點的情況下,有可能經(jīng)常發(fā)生沖突,因此消息發(fā)送延遲過高。如果說局域網(wǎng)是網(wǎng)絡系統(tǒng)集成中的重點,那么現(xiàn)代以太網(wǎng)技術則是重中之重。所以本章中把以太網(wǎng)技術單獨作為一節(jié)(3.2節(jié))來講解。3.1.2環(huán)網(wǎng)技術目前使用的環(huán)網(wǎng)包括令牌環(huán)網(wǎng)(Token-Ring)和光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)兩種。令牌環(huán)網(wǎng)是最早使用的一種環(huán)網(wǎng),F(xiàn)DDI是在其基礎上發(fā)展起來的一種高速環(huán)網(wǎng)。令牌環(huán)網(wǎng)技術
令牌環(huán)(TokenRing)網(wǎng)技術包括令牌總線技術和令牌環(huán)技術,是由美國IBM公司于1985年推出的,后來逐漸成為IEEE802.5所定義的網(wǎng)絡標準,它是一種物理以星形連接,但邏輯以環(huán)形(Ring)傳輸?shù)木W(wǎng)絡。其主要技術指標是:網(wǎng)絡拓撲為環(huán)形布局,基帶網(wǎng),數(shù)據(jù)傳送速率為4Mbps~16Mbps,采用令牌通行(Tokenpassing)傳遞方法。令牌也叫令牌通行證,它其實是具有特殊格式和標記的數(shù)據(jù)幀(Frame),是由1位或幾位二進制數(shù)組成的數(shù)據(jù)碼。令牌有“忙”和“空閑”兩個狀態(tài)。所謂“空閑”令牌是指令牌幀中的“空閑”位的值為0的令牌,如果該位值為“l(fā)”,表明有別的節(jié)點已經(jīng)在發(fā)送報文信息了。令牌沿環(huán)形網(wǎng)依次向每個節(jié)點傳遞,只有獲得“空閑”令牌的節(jié)點才有權利發(fā)送報文信息。
FDDI網(wǎng)絡技術FDDI是FiberDistributedDataInterface的縮寫,中文意思是光纖分布式數(shù)據(jù)接口。FDDI通常采用雙環(huán)結構,在傳送報文信息時是利用兩芯線纜同時進行的,故稱為“雙環(huán)”。其容錯原理是這樣的:FDDI的主環(huán)在外,用于正常工作,以反時針方向傳送報文信息;副環(huán)在內,以順時針方向傳送相同的報文信息。若主環(huán)某一站點出現(xiàn)故障或斷線,則會立即啟動各用的副環(huán),自動形成一新的邏輯環(huán)路,隔離故障點,使報文信息的傳送不受影響,因此具有很高的可靠性。3.1.3ATM技術(1)異步傳遞方式ATM(AsynchronousTransferMode)是建立在電路交換和分組交換的基礎上的一種新的交換技術,ATM兼有電路交換的可靠性、實時性和分組交換的高效性、靈活性,是面向B-ISDN的交換技術。每一個時隙就相當于一個分組,在ATM中叫做信元(cell)。ATM就是基于信元交換的技術。ATM有兩種主要的接口:用戶網(wǎng)絡接口UNI(UserNetworkInterface)。這是ATM端點與它們所連接的ATM交換機之間的接口。網(wǎng)絡節(jié)點接口NNI(NetworkNodeInterface)。這是在ATM網(wǎng)絡中兩個ATM交換機之間或在兩個ATM網(wǎng)絡之間的接口。3.1.3ATM技術(2)在ATM中使用的虛通路是一種邏輯連接,虛通路是ATM網(wǎng)絡交換結構中的一個基本單元。兩個端用戶要進行通信,首先必須建立虛通路連接,然后才能在這個端到端連接上以固定信元長度和可變速率進行全雙工的通信。數(shù)據(jù)傳送完畢后再釋放連接。虛擬通道(VCI)和虛擬通路(VPI)都是描述ATM信元單向傳輸?shù)穆酚?。每個虛擬通路可以用復用方式容納多達65535個虛擬通道。下圖表示虛擬通路VP的交換過程。3.1.3ATM技術(3)ATM是一種面向連接的技術,當發(fā)送端和接收端通信時,發(fā)送端先發(fā)送要求建立連接的控制信號,接收端收到該信號并同意建立連接后,一個虛擬線路被建立起來,虛擬線路用VPI和VCI表示。虛擬線路建立后,需要傳送的信息即被分割成53個字節(jié)的信元,經(jīng)網(wǎng)絡傳送到對方。若發(fā)送端有一個以上的信息同時發(fā)送,則根據(jù)相同程序建立不同的到達相應接收端的不同虛擬線路,實現(xiàn)信息交替送出。3.1.4無線局域網(wǎng)技術無線局域網(wǎng)絡是指以無線信道作傳輸媒介的計算機局域網(wǎng)WLAN(WirelessLocalAreaNetwork),它主要是通過射頻(RF,RadioFrequency)技術取代有線網(wǎng)絡中的銅線實現(xiàn)的。無線網(wǎng)絡采用與有線網(wǎng)絡同樣的工作方法,它們按PC、服務器、工作站、網(wǎng)絡操作系統(tǒng)、無線網(wǎng)卡和訪問點通過電纜連接建立網(wǎng)絡。無線局域網(wǎng)(WLAN)標準IEEE802.11是在1997年審定通過的,另外還有一個標準IEEE802.11HR(HighRate),它是無線局域網(wǎng)的高速標準。802.11標準僅限于OSI物理層(PHY)和介質訪問控制層(MAC)。IEEE802.11標準規(guī)定了三種不同的物理層結構,即紅外線物理層結構,以及兩種采用不同擴頻技術的射頻數(shù)據(jù)傳輸物理層結構。無線局域網(wǎng)的關鍵技術
實現(xiàn)無線局域網(wǎng)的關鍵技術主要有三種:紅外線、跳頻擴頻(FHSS)和直接序列擴頻(DSSS)。紅外線技術:紅外線局域網(wǎng)采用小于1微米波長的紅外線作為傳輸媒體,有較強的方向性,受太陽光的干擾大。紅外線支持l~2Mb/s數(shù)據(jù)速率,適于近距離通信。DSSS:DSSS局域網(wǎng)可在很寬的頻率范圍內進行通信,支持l~2Mb/s數(shù)據(jù)速率,在發(fā)送和接收端都以窄帶方式進行,而傳輸過程中則以寬帶方式通信。FHSS:FHSS局域網(wǎng)支持1Mb/s數(shù)據(jù)速率,共22組跳頻圖案,包括79個信道,輸出的同步載波經(jīng)調解后,可獲得發(fā)送端送來的信息。DSSS和FHSS無線局域網(wǎng)都使用無線電波作為媒體,覆蓋范圍大,發(fā)射功率較背景噪聲低,基本避免了信號的偷聽和竊取,使通信非常安全。同時,無線局域網(wǎng)中的電波不會對人體健康造成傷害,具有抗干擾性、抗噪聲、抗衰減和保密性能好等優(yōu)點。無線局域網(wǎng)的組成
無線局域網(wǎng)設備包括無線網(wǎng)卡、無線接入點(AP)、計算機和有關設備。無線網(wǎng)卡的硬件組成包括RF(射頻)、IF(中頻)、SS(擴頻解擴頻及解調)和NIC等幾部分,如圖所示。其中:NIC是網(wǎng)絡接口控制單元,完成SS單元與計算機之間的接口控制。SS是擴頻解擴頻及解調單元,它完成對發(fā)送數(shù)據(jù)的頻譜擴展和對接收信號的解擴、解調,同時,它還具有對數(shù)據(jù)進行解擾處理、并/串和串/并變換的功能,還要對發(fā)射功率和接收進行相應的控制,并具有信道能量、載波強度、信號質量檢測等功能。IF是中頻單元,它完成對已擴頻信號的調制和對接收信號的變頻及其他處理。RF單元完成對發(fā)送中頻信號的向上和向下變頻、功率放大(PA)及低噪聲放大等功能。RF、IF和SS單元構成了擴頻通信機。藍牙技術
1998年愛立信、IBM、Intel、諾基亞和東芝等公司聯(lián)合推出一項最新的無線網(wǎng)絡技術,即藍牙(Bluetooth)技術。藍牙技術在推出時就面向無線局域網(wǎng)通信,在10米到100米的空間內所有支持該技術的移動或非移動設備可以方便地建立網(wǎng)絡聯(lián)系,進行音頻通信或直接通過手機訪問Internet。藍牙技術的協(xié)議結構分為三大部分:底層硬件模塊、中間層協(xié)議和高層應用。如圖所示。3.1.5虛擬局域網(wǎng)將網(wǎng)絡用戶按照性質或需求分成若干個“邏輯工作組”,一個“邏輯工作組”就是一個虛擬局域網(wǎng)(VLAN,VirtualLAN),簡稱虛擬網(wǎng)。虛擬網(wǎng)是交換機的重要功能,通常虛擬網(wǎng)的實現(xiàn)形式有三種:靜態(tài)端口分配。靜態(tài)虛擬網(wǎng)的劃分通常是網(wǎng)管人員使用網(wǎng)管軟件或直接設置交換機的端口,使其直接從屬某個虛擬網(wǎng)。這些端口一直保持這些從屬性,除非網(wǎng)管人員重新設置。這種方法雖然比較麻煩,但比較安全,容易配置和維護。動態(tài)虛擬網(wǎng)。支持動態(tài)虛擬網(wǎng)的端口,可以借助智能管理軟件動態(tài)確定它們的從屬。端口是通過借助網(wǎng)絡包的MAC地址、邏輯地址或協(xié)議類型來確定虛擬網(wǎng)的從屬。當一網(wǎng)絡節(jié)點剛互聯(lián)入網(wǎng)時,交換機端口還未分配,于是交換機通過讀取網(wǎng)絡節(jié)點的MAC地址動態(tài)地將該端口劃入某個虛擬網(wǎng)。這樣一旦網(wǎng)管人員配置好后,用戶的計算機可以靈活地改變交換機端口,而不會改變該用戶的虛擬網(wǎng)的從屬性,而且如果網(wǎng)絡中出現(xiàn)未定義的MAC地址,則可以向網(wǎng)管人員報警。多虛擬網(wǎng)端口配置。支持一用戶或一端口可以同時訪問多個虛擬網(wǎng)。這樣可以將一臺網(wǎng)絡服務器配置成多個業(yè)務部門(每種業(yè)務設置成一個虛擬網(wǎng))都可同時訪問,也可以同時訪問多個虛擬網(wǎng)的資源,還可讓多個虛擬網(wǎng)間的互聯(lián)只需一個路由端口即可完成。
劃分虛擬網(wǎng)的方法
——基于端口的虛擬網(wǎng)
在交換機上通過劃分其端口而組成一個或多個虛擬網(wǎng),例如一個交換機A上的端口1、2、8與另一個交換機B上的端口2、3、4、5、8所連接的客戶工作站可以構成虛擬網(wǎng)VLAN1,而交換機A上的端口3、4、5、6、7則與交換機B上的端口1、6、7一起構成另一個虛擬網(wǎng)VLAN2等,如圖所示?;诙丝诘奶摂M網(wǎng)可以跨越多個交換機。時至今日,按端口號劃分虛擬網(wǎng)仍然是構造虛擬網(wǎng)的一個最常用的方法。而且此種方法也確實是比較簡單并且非常有效。但僅靠端口分組而定義虛擬網(wǎng)將無法使得同一個物理分段(或交換端口)同時參與到多個虛擬網(wǎng)中,而且更麻煩的是當一個用戶由一個端口移至另一個端口時,需重新設置虛擬網(wǎng)。劃分虛擬網(wǎng)的方法
——基于MAC地址的虛擬網(wǎng)通過網(wǎng)卡的MAC地址也可以劃分虛擬網(wǎng)。由于MAC地址是固化在網(wǎng)卡中且是唯一的,當某一個用戶移到網(wǎng)絡中另外一個地方時它將仍然保持其原先的虛擬網(wǎng)成員身份,所以無需網(wǎng)管人員對之進行重新的配置,即用戶改變端口不需重新設置虛擬網(wǎng)。從這個意義講,用MAC地址定義的虛擬網(wǎng)可以看成是基于用戶的虛擬網(wǎng)。另外在此種方式中,同一個MAC地址處于多個虛擬網(wǎng)中是不成問題的。但這種方法也有許多不足之處。首先,所有的用戶在最初都必須用手工方式被配置到至少一個虛擬網(wǎng)中,這在大型的網(wǎng)絡中并不是一件容易的事;其次在大規(guī)模的基于MAC地址的虛擬網(wǎng)中交換機之間進行虛擬網(wǎng)成員身份信息的交換也會引起網(wǎng)絡性能的降低。劃分虛擬網(wǎng)的方法
——基于第三層協(xié)議(IP地址)的虛擬網(wǎng)部分支持第三層交換的交換機含內部路由功能,虛擬網(wǎng)之間的通信能通過專用路由設備保證?;诘谌龑訁f(xié)議的虛擬網(wǎng)實現(xiàn)在決定虛擬網(wǎng)成員身份時主要是考慮協(xié)議類型或網(wǎng)絡層地址(如TCP/IP網(wǎng)絡的子網(wǎng)地址)。此種類型的虛擬網(wǎng)劃分需要將子網(wǎng)地址映射到虛擬網(wǎng),交換機則根據(jù)子網(wǎng)地址而將各用戶的MAC地址同一個虛擬網(wǎng)聯(lián)系起來。但應注意此處對于第三層信息的使用并不構成路由功能,不應將其同網(wǎng)絡層路由混淆起來。在第三層定義虛擬網(wǎng)有許多優(yōu)點:可以根據(jù)協(xié)議類型進行虛擬網(wǎng)的劃分;用戶可自由地移動他們的機器而無需對網(wǎng)絡地址進行重新配置。缺點:一是性能問題,對報文中的網(wǎng)絡地址進行檢查將比對幀中的MAC地址進行檢查所需開銷更大;另一個缺點是在第三層上所定義的虛擬網(wǎng)對于TCP/IP特別有效,但對于其他一些協(xié)議如IPX、DECnet等則要差一些,并且對于那些不可進行路由選擇的一些協(xié)議,在第三層上實現(xiàn)虛擬網(wǎng)劃分將特別困難。3.2以太網(wǎng)技術3.2.1以太網(wǎng)技術概述以太網(wǎng)的MAC地址以太網(wǎng)是廣播型網(wǎng)絡,一個節(jié)點發(fā)出的信號,被同段中其他節(jié)點同時接收,接收節(jié)點通過信號地址鑒別,決定丟棄還是保存。為了便于網(wǎng)絡中目標計算機的尋址,以太網(wǎng)標準中采用的是介質訪問控制(MAC)地址。MAC地址是由IEEE802.3標準委員會分配給各網(wǎng)卡廠商的。每塊網(wǎng)卡出廠時,都被賦予一個全球惟一的MAC地址,共6字節(jié),其組成如下:前3個字節(jié)為廠商編號,只有經(jīng)過注冊登記,取得廠商編號的網(wǎng)卡生產(chǎn)廠才能準許生產(chǎn)網(wǎng)卡,可容納(28)3=16777216個廠商;后3字節(jié)為網(wǎng)卡編號。以太網(wǎng)的幀格式
以太網(wǎng)幀是變長的,其長度從64字節(jié)到1518個字節(jié)不等。前導(1010…10)和同步SFD(10101011)用于接收站點進行幀同步。源地址是指發(fā)送站地址。每個網(wǎng)卡的唯一地址,前三個字節(jié)稱為BlockID,標識設備的制造廠家,由IEEE分配。其它三個字節(jié)稱為設備ID,由廠家賦值,在出廠前固化在網(wǎng)卡上。任何網(wǎng)卡的地址都是各不相同的。目的地址是指以太網(wǎng)幀發(fā)往的目的網(wǎng)卡地址。類型表示以太幀封裝的消息協(xié)議類型。長度表示幀的長度。數(shù)據(jù)/填充數(shù)據(jù):從46~1500個字節(jié)。FCS:CRC是幀校驗序列,由循環(huán)冗余校驗法計算而得。數(shù)據(jù)/填充數(shù)據(jù)的前面部分統(tǒng)稱為MAC頭,后面的FCS叫做MAC尾。以太網(wǎng)工作原理(1)以太網(wǎng)采用的MAC是載波偵聽多路存取/沖突檢測(CSMA/CD)方法,它由介質存取控制層實現(xiàn)。CSMA/CD工作原理與人際間交談非常相似,其工作可以分成數(shù)據(jù)發(fā)送階段和數(shù)據(jù)接收階段。以太網(wǎng)工作原理(2)
——發(fā)送階段
數(shù)據(jù)發(fā)送可以概括為下面七個步驟,工作流程如圖所示。以太網(wǎng)工作原理(3)
——發(fā)送階段①講前先聽:任何節(jié)點要向通信介質發(fā)送信息時,首先要偵聽介質上是否有載波(載波由電壓指示),如果有,則認為其它站點正在傳送信息;②無聲則講:如果通信介質在一定時間段內(稱為幀間縫隙IFG=9.6微秒)是安靜的,即沒有被其它站點占用,則可進行幀數(shù)據(jù)發(fā)送;③一等到有空就講:如果偵聽到其它節(jié)點正在傳送信息,就一直偵聽介質,直到出現(xiàn)最小的IFG,該站馬上開始發(fā)送數(shù)據(jù)幀;④邊講邊聽:當兩個站點在IFG到來后同時發(fā)送數(shù)據(jù)時,就會發(fā)生沖突,雙方的幀數(shù)據(jù)都受到損壞。所以,以太網(wǎng)在發(fā)送過程中要不斷地偵聽通信介質,以檢測沖突;⑤沖突則等待:如果某個站點在發(fā)送數(shù)據(jù)期間檢測到?jīng)_突,則立即停止該次發(fā)送,并向介質發(fā)送一個“阻塞”信號(告知其它站點已經(jīng)發(fā)生沖突,從而丟棄那些可能一直在接收的受到損壞的幀數(shù)據(jù)),并等待一段隨機時間。CSMA/CD確定等待時間的算法是二進制指數(shù)退避算法;⑥多路重傳或夭折:在等待一段隨機時間后(稱為后退),想發(fā)送的站點再進行新的發(fā)送。如果重傳多次后(大于16次),仍發(fā)生沖突,就放棄發(fā)送(稱為夭折);⑦重復第一步。以太網(wǎng)工作原理(4)
——接收階段
接收階段可以概括為下面四個步驟:①長度校驗:接收站瀏覽介質上傳輸?shù)拿總€幀,通過對其長度的判別,確定它是否為沖突碎片。如果長度小于64字節(jié),則認為是沖突碎片;②目的地址校驗:如果接收到的幀不是沖突碎片的,則判別該幀地址宇段是否是本地地址。如果是,則進行第三步處理;如果不是,則返回第①步;③完整性校驗:通過對下列指標的校驗,判斷幀是否發(fā)生畸變。長度:如果幀長度大于1518字節(jié)(超長幀,可能由錯誤的LAN驅動程序造成),則認為發(fā)生畸變。定界符:定界符必須是8位的整數(shù)倍。
CRC校驗。④本地處理:通過上述校驗的幀被認為是有效的;接收下來后,做本地處理。以太網(wǎng)物理層標準(1)目前10Mbps以太網(wǎng)有5種物理層標準:10BASE-5(粗同軸線纜以太網(wǎng))、10BASE-2(細線纜以太網(wǎng))、10BASE-T(非屏蔽雙絞線以太網(wǎng)),10BASE-F(光纜以太網(wǎng))、10BROAD-36(寬帶傳輸),如圖所示。本書主要介紹前四種。以太網(wǎng)物理層標準(2)
——10BASE-5(粗纜以太網(wǎng))
1983年,IEEE委員會公布了10BASE-5標準,其中“10”代表傳輸速率為10Mbps;“Base”代表“基帶傳輸”;“5”代表每個網(wǎng)段最大傳輸距離為500米。10BASE-5是原始的以太網(wǎng)802.3標準,它使用直徑為10毫米的RG-8粗同軸線纜(粗纜)作為傳輸介質。安裝時,每臺聯(lián)網(wǎng)的計算機中需安裝一塊帶DIX連接器的以太網(wǎng)卡,計算機通過網(wǎng)卡上的這個DIX連接器與粗纜收發(fā)器相連,粗纜收發(fā)器再通過收發(fā)器電纜與粗纜連接起來,就組成粗纜以太網(wǎng)。粗纜兩端要求各連一個50Ω/1w的終結器。10BASE-5適用于總線拓撲結構,允許每個以太網(wǎng)段有100個站,一個網(wǎng)段的最大長度為500米。10BASE-5遵守5-4-3規(guī)則,即一個10BASE-5以太網(wǎng)可以由5個500米長的網(wǎng)段和4個中繼器組成,網(wǎng)絡最大傳輸距離為2500米。以太網(wǎng)物理層標準(3)
——10BASE-2(細纜以太網(wǎng))
1988年,IEEE委員會公布了10BASE-2標準,稱為IEEE802.3a。其中“2”代表每個網(wǎng)段最大傳輸距離為200米(實際只有185米——指采用NE2000兼容網(wǎng)卡;如果采用3C509網(wǎng)卡,則每個網(wǎng)段最大傳輸距離可達到300米)。10BASE-2使用RG-58細同軸線纜(細纜)作為傳輸介質。安裝時,每臺聯(lián)網(wǎng)的計算機中需安裝一塊帶BNC接口的以太網(wǎng)卡,計算機通過網(wǎng)卡上的這個BNC接口與一個T型BNC頭相連,T型BNC頭再與帶有BNC接頭的細纜連接起來,就組成細纜以太網(wǎng)。細纜兩端要求各連一個50Ω的BNC終結器。10BASE-5和10BASE-2的區(qū)別如下:10BASE-2每個網(wǎng)段只允許30個節(jié)點,而10BASE-5則允許100個節(jié)點;10BASE-2網(wǎng)段的最大長度是185米,而10BASE-5的最大長度為500米;10BASE-2遵守5-4-3規(guī)則,允許的網(wǎng)絡最大傳輸距離為5×185=925米或5×300=1500米;10BASE-2標準使用廉價的50歐姆同軸線纜;10BASE-2將MAU功能和收發(fā)器/AUI線纜集成到網(wǎng)卡中;10BASE-2標準中,網(wǎng)卡上的AUI或DB-15連接器可由BNC筒形連接器取代。與粗纜以太網(wǎng)相比,細纜以太網(wǎng)更容易安裝,更容易增加新站,從而能夠大幅度地降低費用。以太網(wǎng)物理層標準(4)
——10BASE-T(雙絞線以太網(wǎng))
1990年IEEE通過10BASE-T標準,稱為IEEE802.3i。其中“T”代表雙絞線(TwistPair)。它與同軸線纜標準有很多的不同。10BASE-T使用兩對非屏蔽雙絞線(UTP,UnshieldedTwistedPair)作為傳輸介質,一對雙絞線發(fā)送數(shù)據(jù),另一對雙絞線接收數(shù)據(jù),連接器是RJ-45標準8針插頭;10BASE-T使用曼徹斯特編碼,但為了在UTP上傳輸,信號頻率采用20MHz,并且必須使用3類以上的UTP線纜;主機(網(wǎng)絡節(jié)點)通過集線器互連;按EIA-568布線標準,主機與集線器之間、集線器與集線器之間的雙絞線都不得超過100米;10BASE-T遵守5-4-3規(guī)則,允許的網(wǎng)絡最大傳輸距離為5×100=500米。以太網(wǎng)物理層標準(5)
——10BASE-F(光纜以太網(wǎng))
1992年IEEE通過10BASE-F標準,稱為IEEE802.3i,其中“F”代表光纖(Fiber)。10BASE-F是在IEEE早期的FOIRL(光纜互連中繼器鏈路)規(guī)范的基礎上制定的,使用雙工光纜,一條光纜用于發(fā)送數(shù)據(jù),另一條用于接收。IEEE10BASE-F標準定義了4套不同的光纜規(guī)范,這4個不同的規(guī)范說明如下:10BASE-FP適用于無源的星型結構,即不需要單獨的電源。每個網(wǎng)段500米,MAU集成到中繼器或DTE之中;10BASE-FB適用于主干網(wǎng)或中繼器光纜系統(tǒng),其中MAU重新集成到中繼器之中,不允許DTE連接,鏈路段長1000米,多個中繼器可串行級聯(lián);10BASE-FL是基于FOIRL標準的,并與之能逆向兼容。但它只能用來接中繼器,并需要外接MAU收發(fā)器,允許1000米或2000米的鏈路段;新的FOIRL標準與最初標準的區(qū)別是允許連接DTE,即允許一對一的中繼器對中繼器鏈路,或一個中繼器連接許多個DTE。鏈路段長度仍保持最初FOIRL標準的1000米長。以太網(wǎng)物理層標準(6)
——幾種標準以太網(wǎng)的物理性能比較局域網(wǎng)類型線纜類型最大跨距/最大段數(shù)每段最大長度每網(wǎng)段節(jié)點個數(shù)網(wǎng)絡連接設備連接器傳輸率(Mbps)特
點10Base-5粗纜2.5Km/5500m100個中繼器DIX10安裝麻煩,不靈活10Base-2細纜925m/518530個中繼器BNC10價格最便宜10Base-TUTP雙絞線500m/51001024個集線器RJ-4510維護簡單,可靠,靈活10Base-F多模光纖4Km/22Km1024個集線器BNC,AUIRJ-4510長距離聯(lián)網(wǎng)抗干擾以太網(wǎng)物理層標準(7)
——以太網(wǎng)的5-4-3規(guī)則
以太網(wǎng)可以由若干網(wǎng)段通過中繼器連接構成。參加聯(lián)網(wǎng)的網(wǎng)段和中繼器的數(shù)量是有限制的,這就是通常所說的5-4-3規(guī)則。如圖所示。其中:“5”是指網(wǎng)段的最大個數(shù);“4”是指連接網(wǎng)段的中繼器的最大個數(shù);“3”是指只有3個網(wǎng)段上有主機。對于10BASE-T以太網(wǎng),5-4-3規(guī)則可以延伸為5-4-3-2-l規(guī)則,“2”是指每網(wǎng)段上只能有2個節(jié)點,其中一個節(jié)點是主機。3.2.2快速以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)簡介:快速以太網(wǎng)類似于標準以太網(wǎng),可以支持100Mb/s的傳輸速率,它是10Base-T以太網(wǎng)的最直接、最簡單的升級。快速以太網(wǎng)目前已有兩個國際標準,分別是100Base-T的IEEE802.3u標準和100VG-AnyLAN的IEEE802.12標準。由于后者與10Base-T的兼容性不及前者,因此應用也遠不如100Base-T廣泛。在物理層中,100Base-T定義了三個不同的物理層協(xié)議,分別為100Base-TX、100Base-T4、100Base-FX。
快速以太網(wǎng)對以太網(wǎng)的改進用MⅡ取代AUI增加了協(xié)調子層RS100Base-T與10Base-T性能對比
項
目10Base-T100Base-T傳輸速度10Mb/s100Mb/s執(zhí)行標準IEEE802.3iIEEE802.3u拓樸結構總線型和星型星型集線器到節(jié)點最大距離100m100m傳輸介質同軸電纜、UTP、STP光纖UTP、光纖介質接口AUIMⅡ3.2.3千兆以太網(wǎng)(GBE)IEEE在1998年6月15日正式發(fā)布了采用光纖介質的1000Base-X全雙工千兆位以太網(wǎng)標準IEEE802.3z,隨后又發(fā)布了采用非屏蔽雙絞線(UTP)介質的1000Base-T標準IEEE802.3ab。其中1000Base-X又對三種傳輸介質定義了三種收發(fā)器:1000Base-LX用于安裝單模光纖;1000Base-SX用于安裝多模光纖;1000Base-CX用于屏蔽銅纜。千兆以太網(wǎng)在物理層定義了4種物理標準,即:1000BASE-CX:使用150Ω屏蔽雙絞線STP,其傳輸速率為l.25Gbps,傳輸距離為25米,主要用于集群設備的互連。1000BASE-LX:使用芯徑為50μm的單模光纖,其傳輸距離為3km,主要用于校園網(wǎng)主干網(wǎng)。1000BASE-SX:使用芯徑為62.5urn和50um的多模光纖,其傳輸距離為300m和500m,主要用于建筑物間和短距離主干網(wǎng)。1000BASE-T:使用5類UPT雙絞線,傳輸速率為1Gbps,傳輸距離為100m,主要用于建筑物內的干線布線。千兆以太網(wǎng)工作原理(1)
千兆介質無關接口GMⅡ是千兆MAC(GMAC)與物理層之間的邏輯接口。為了分析GMAC技術,首先要明確千兆以太網(wǎng)的通信工作方式。千兆以太網(wǎng)對介質的訪問采用全雙工和半雙工兩種方式。全雙工方式下的GMAC技術:全雙工適用于交換機之間或交換機與計算機之間的點到點連接,兩點之間可以同時進行GMAC幀的發(fā)送和接收,因此,全雙工方式下沒有沖突問題,最小幀長度仍為64字節(jié),不需要采用半雙工GMAC采用的載波擴展和幀組發(fā)技術。千兆以太網(wǎng)工作原理(2)
——半雙工方式下的GMAC技術
怎樣既能保證千兆以太網(wǎng)幀最小長度為64字節(jié),又能保證千兆以太網(wǎng)直徑為200米呢?半雙工千兆以太網(wǎng)采用了載波擴展和幀組發(fā)技術同時解決了上述問題。載波擴展技術原理:對于長度在64字節(jié)和512字節(jié)之間的幀,在不改變其已有格式的前提下,用載波字段將幀擴展為512字節(jié)。但由于載波擴展字段不攜帶信息,所以帶寬利用率將降低,開銷會增大,這是因為很多控制幀的長度都小于512字節(jié),這樣在每個短幀的每次發(fā)送時都要為其增加載波擴展信號。如圖所示。幀組發(fā)技術原理:允許發(fā)送方每次發(fā)送多個幀,只對第1個幀進行載波擴展。若第1幀發(fā)送成功,說明發(fā)送通道暢通,后續(xù)一組幀可以連續(xù)發(fā)送,不再增加載波擴展信號,而只需保持間隙為12字節(jié)即可。千兆以太網(wǎng)的物理拓撲結構
千兆以太網(wǎng)的物理拓撲結構因其使用的網(wǎng)絡設備不同而略有差異。千兆以太網(wǎng)的設備主要有3種,即簡單中繼器、網(wǎng)絡交換機和緩沖分配器。簡單中繼器:用于共享式網(wǎng)絡,采用半雙工方式,網(wǎng)絡直徑為200m,帶寬為1Gbps,適用于桌面計算機環(huán)境和服務器集群。網(wǎng)絡交換機:每個端口都提供1Gbps帶寬。半雙工方式采用CSMA/CD協(xié)議處理共享網(wǎng)絡連接;全雙工提供點到點連接,可以提供2Gbps(發(fā)/收)帶寬。流量控制方法是“暫停(PAUSE)幀通知”,遵循IEEE802.3X標準。緩沖分配器:是千兆以太網(wǎng)提出的一種新型的存儲轉發(fā)設備,兼有中繼器和交換機的特點。它的全部端口都按全雙工方式工作,提供1Gbps傳輸帶寬。緩沖分配器從多個信息源同時接收信息,并緩存在該端口,再以廣播幀的方式發(fā)送到所有端口,緩沖分配器不對幀進行過濾,網(wǎng)絡直徑與共享方式相同。緩沖分配器又稱機箱內的CSMA/CD。緩沖分配器還支持IEEE802.3z流量控制標準。千兆位以太網(wǎng)的應用
千兆位以太網(wǎng)的主要應用領域為:高速局域網(wǎng)骨干、寬帶城域網(wǎng)骨干、服務器和圖形工作站接入層網(wǎng)絡平臺等。目前,典型的千兆位以太網(wǎng)應用如下:提供快速以太網(wǎng)交換機與交換機之間的局部連接:在兩臺快速以太網(wǎng)交換機之間需要有高速數(shù)據(jù)通信連接的情況下,分別給兩臺快速以太網(wǎng)交換機安裝上千兆位以太網(wǎng)模塊,并用千兆位鏈路(光纖)連接這兩臺快速以太網(wǎng)交換機,能為用戶提供強大的對所有局域網(wǎng)資源的訪問能力。提供高速的服務器的連接,消除服務器吞吐量瓶頸:在網(wǎng)絡中心交換機和服務器中分別安裝千兆位以太網(wǎng)模塊和千兆位以太網(wǎng)卡,并用千兆位鏈路(光纖)連接網(wǎng)絡中心交換機和服務器群。采用這種結構的網(wǎng)絡能夠大幅度地提高網(wǎng)絡中的末端用戶對超級服務器的訪問能力,有效地消除服務器吞吐量瓶頸。千兆位以太網(wǎng)作企業(yè)網(wǎng)骨干:使用高速率的千兆位以太網(wǎng)交換機作為網(wǎng)絡中心交換機,并用千兆位鏈路(光纖)將服務器群和所有100/1000Mbps的二級交換機與網(wǎng)絡中心交換機相連。這樣構造企業(yè)網(wǎng)骨干,提高了數(shù)據(jù)通信速率,使用戶對因特網(wǎng)和企業(yè)內部網(wǎng)各個部分有更加快速的訪問能力。3.2.5以太網(wǎng)系列技術的主要指標比較以太網(wǎng)系列技術的發(fā)展主要是針對以下指標的改進:網(wǎng)絡帶寬:以太網(wǎng)的帶寬為10Mbps,快速以太網(wǎng)為100Mbps,千兆以太網(wǎng)為1Gbps,10G以太網(wǎng)為10Gbps。傳輸介質:早期以太網(wǎng)使用粗同軸電纜作為傳輸介質,組網(wǎng)工作繁重、成本高,后來使用細同軸電纜,降低了成本。隨著結構化網(wǎng)絡布線的發(fā)展,以太網(wǎng)采用雙絞線作為傳輸介質,配合集線器設備,可以快捷方便地組建局域網(wǎng)絡??焖僖蕴W(wǎng)則一開始就使用雙絞線,不過它使用的雙絞線的類別要比10M以太網(wǎng)高。千兆以太網(wǎng)最初使用的傳輸介質是光纖(以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)也都支持光纖介質),隨著雙絞線類別的提高,千兆以太網(wǎng)也可以使用雙絞線。可見,以太網(wǎng)系列技術的傳輸介質主要采用雙絞線,部分主干網(wǎng)使用光纖,少數(shù)原來的網(wǎng)絡使用同軸線纜。服務質量:由于以太網(wǎng)特有的數(shù)據(jù)傳輸方式,使得它的數(shù)據(jù)重傳率比較大,這對于那些實時性、可靠性要求高的應用來說,顯然是不適應的。后來提出的一些新的網(wǎng)絡技術(如ATM)與以太網(wǎng)競爭的焦點也在于此。針對這些問題,以太網(wǎng)提供商和標準化組織(如千兆以太網(wǎng)聯(lián)盟)在新技術中對早期以太網(wǎng)的缺陷做了改進,比較明顯的一點是對CSMA/CD介質訪問技術的改進。另外千兆以太網(wǎng)聯(lián)盟提出了“帶寬就是服務質量”的口號,旨在通過提高帶寬來彌補以太網(wǎng)技術的某些先天不足。以太網(wǎng)主要技術參數(shù)
以太網(wǎng)快速以太網(wǎng)千兆以太網(wǎng)編碼方式曼徹斯特編碼4B/5B,8B/6T8B/10B工作頻率20MHz31.25MHz125MHz雙工方式半雙工/全雙工半雙工/全雙工半雙工/全雙工(半雙工常用)時間槽512位時間512位時間512字節(jié)時間幀間間隔9.6μs0.96μs0.096μs最大幀長度1518字節(jié)1518字節(jié)1518字節(jié)最小幀長度64字節(jié)64字節(jié)64字節(jié)重發(fā)上限16次16次16次后退上限10次10次10次阻塞序列32位32位32位以太網(wǎng)最大網(wǎng)段距離
傳輸介質以太網(wǎng)10BASE-T快速以太網(wǎng)100BASE-T千兆以太網(wǎng)1000BASE-F最大網(wǎng)段距離5類UTP100米100米1000米DFSTP/同軸線纜500米100米25米多模光纖2千米412米(半雙工)220米(半雙工)2千米(全雙工)單模光纖25千米20千米5千米3.3幾種典型的廣域網(wǎng)技術廣域網(wǎng)(WAN,WideAreaNetworks)是跨越地區(qū)、國家、乃至全球范圍的各種局域網(wǎng)、計算機、終端等互聯(lián)在一起的網(wǎng)絡通信系統(tǒng)。廣域網(wǎng)分為通信廣域網(wǎng)和計算機廣域網(wǎng),這兩者是完全不同的概念。公共電話網(wǎng)(PSTN)、分組交換網(wǎng)(X.25)、數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)、幀中繼(FR)和綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)以及近年來興起的數(shù)字用戶線路(xDSL)等都是通信廣域網(wǎng),但它們不是計算機廣域網(wǎng)!目前,人們經(jīng)常利用這些通信廣域網(wǎng)來建設計算機廣域網(wǎng),或利用這些通信廣域網(wǎng)來實現(xiàn)計算機廣域網(wǎng)的接入。例如,ChianNet是中國的Internet網(wǎng),它就是借助于DDN提供的高速中繼線路,使用超高速路由器,組成了覆蓋全國各省市并聯(lián)通國際Internet的計算機廣域網(wǎng)。目前,我國的廣域網(wǎng)業(yè)務上分屬三大部門,即中國電信的中國電信網(wǎng);分屬原郵電部、原電子工業(yè)部、國家教委和中科院的四個互聯(lián)網(wǎng);廣電總局的中國廣播電視網(wǎng)。常見的廣域網(wǎng)有:公用電話網(wǎng)、公用分組交換網(wǎng)、公用數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)、寬帶綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)、公用幀中繼網(wǎng)和大量專用網(wǎng)。3.3.1分組交換網(wǎng)X.25是一個基于分組的、面向連接的傳輸協(xié)議,傳輸速率300bps-2Mbps。分組交換網(wǎng)采用虛電路和數(shù)據(jù)報文兩種服務方式實現(xiàn)網(wǎng)絡的信息通信。所謂虛電路方式,就是在一條物理鏈路上建立若干條邏輯上的虛電路,使用戶感覺到仿佛有若干條物理鏈路一樣。在發(fā)送數(shù)據(jù)之前,需要在發(fā)送方和接收方之間建立一條這樣的虛電路,然后在虛電路上傳輸分組,傳輸完畢后再拆除虛電路。所謂數(shù)據(jù)報文服務,是將每個分組獨立存儲和轉發(fā),中間節(jié)點接收到分組后,首先暫存該分組,然后在網(wǎng)絡中經(jīng)各分組交換機逐級存儲和轉發(fā),動態(tài)分配線路的帶寬,再從不同路徑將分組轉發(fā)出去,到達目的節(jié)點。分組交換技術是數(shù)據(jù)網(wǎng)絡中使用最廣泛的一種交換技術。X.25分組交換網(wǎng)一般由分組交換機、通信傳輸線路和用戶接入設備組成。分組交換機主要用來實現(xiàn)各種業(yè)務支持、路由選擇與流量控制、各種協(xié)議支持和網(wǎng)絡管理、計費等。通信傳輸線路分為中繼傳輸線路(簡稱中繼線)和用戶傳輸線路(簡稱用戶線)。中繼線是連接分組交換機之間(交換局之間)的傳輸線路,而用戶線則是連接交換機(端局)與用戶之間的線路。中繼線通常采用n×64b/s數(shù)字通道;用戶線分模擬和數(shù)字兩種通道,典型的模擬通道是用電話線加調制解調器(Modem)。用戶接入設備分兩種,一種是分組型終端,它采用同步工作方式;另一種是非分組型終端,它采用異步工作方式。X.25分組交換網(wǎng)應用廣泛,其中兩種典型的應用是:大型企業(yè)內部異地分布局域網(wǎng)之間的互聯(lián)和局域網(wǎng)與Internet的互聯(lián)。3.3.2綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN)綜合業(yè)務數(shù)字網(wǎng)(ISDN,IntegratedServicesDigitalNetwork)是在對電話網(wǎng)進行數(shù)字化的基礎上發(fā)展起來的,只要在已有的電話網(wǎng)中增添或更改部分設備即可以構成ISDN網(wǎng),這是一種新型的廣域網(wǎng)交換技術。簡單地講,ISDN的提出是想通過數(shù)字技術將現(xiàn)有的各種專用網(wǎng)絡(模擬的、數(shù)字的)集成到一起,以統(tǒng)一的接口向用戶同時提供各種綜合業(yè)務。在我國,將ISDN服務稱為“一線通”就很形象地揭示了ISDN的本質含義。ISDN作為一種數(shù)字網(wǎng)絡技術有其完備的體系結構和標準。它在原理上最有創(chuàng)新之處是將用戶平面和控制平面分隔開,換句話說,就是將用戶數(shù)據(jù)與控制信息分別處理,它的具體作法是用B信道傳輸用戶數(shù)據(jù),用D信道傳輸控制信息。根據(jù)傳輸帶寬的大小,ISDN可以分為狹帶ISDN和寬帶ISDN,分別簡稱為N-ISDN和B-ISDN,通常所說的ISDN是指N-ISDN。目前ISDN向B-ISDN方向發(fā)展,有兩個重要的技術可以作為這方面的代表,它們是幀中繼和ATM。ISDN采用的技術與設備(1)
——線路接口
ISDN主要提供兩種接口的線路,即:基本速率接口(BRI)線路和基群速率接口線路(PRI)。ISDN技術的核心就是將帶寬分成幾個信道,其中包括B信道和D信道兩種。B信道是一種負載信道,D信道是一種用于信令和低速數(shù)據(jù)分組通信的數(shù)據(jù)信道。信道不同,速率和帶寬也不相同。每個B信道都能以64kb/s的傳輸速率傳送1路數(shù)據(jù)或1路數(shù)字話音;每條D信道只能攜帶有關負載信道的信息,速率為16kb/s,它可以通過共享網(wǎng)絡信號傳輸功能來控制B信道。ISDN的BRI提供了兩個B信道和一個D信道,即通常說的2B+D,這三條信道被分時復用到1條雙絞線/電話上,速率可達144kb/s。一條2B+D的ISDN訪問線路最多可以連接8個不同的設備。ISDN采用的技術與設備(2)
——網(wǎng)絡終端設備(NT)
網(wǎng)絡終端是用戶傳輸線路的終端裝置,它是實現(xiàn)在普通電話先上進行數(shù)字信號轉送和接收的關鍵設備,是電話局交換機和用戶的終端設備之間的接口設備。該設備安裝于用戶處,一般由端局方提供,并由端局方維護和管理。網(wǎng)絡終端設備分為基本速率網(wǎng)絡終端(NT1)和一次基群速率網(wǎng)絡終端(NT2)兩種。NT1(NetworkTermination1,第一類網(wǎng)絡終端設備):向用戶提供2B+D二線雙向傳輸能力,完成傳輸碼型的轉換。NT2(NetworkTermination2,第二類網(wǎng)絡終端設備):NT2提供30B+D的四線雙向傳輸能力,用來完成OSI/RM中數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡層的協(xié)議處理和多路復用功能,具有用戶室內線路的交換和集線功能,典型的NT2設備有ISDN路由器、撥號服務器、反向復用器等。ISDN采用的技術與設備(3)
——ISDN用戶終端TA(TerminalAdapter,終端適配器):TA又稱ISDNModem,用來實現(xiàn)非ISDN設備與ISDN線路的連接轉換,即將模擬信號設備轉換成為ISDN幀格式進行傳遞。TA分為內置式和外置式兩種形式。TE1(TerminalEquipment1,第一類終端設備):TE1是指標準的ISDN設備,這類設備可以直接接到ISDN線路上。典型的ISDN設備有ISDN電話機、G4傳真機等。TE2(TerminalEquipment2,第二類終端設備):TE2是指非標準的ISDN設備,這類設備需要通過TA轉接到ISDN線路上。典型的非ISDN設備有模擬電話、G3傳真機、計算機、調制解調器等。在ISDN線路改裝或者新裝之后,電信局會贈送一個NT1,但是用戶還必須自行購買ISDN用戶終端。目前,部分生產(chǎn)廠家提供的用戶終端設備已包括了NT功能,俗稱u接口。ISDN的主要應用及上網(wǎng)方式(1)通過ISDN實現(xiàn)網(wǎng)絡互聯(lián)
ISDN的主要應用及上網(wǎng)方式(2)局域網(wǎng)通過代理服務器連上ISDN上網(wǎng)方式:適合于大、中型企業(yè)用。用戶端配置為:計算機+外置TA+NT1(電信局贈送或免費租用)。
ISDN的主要應用及上網(wǎng)方式(3)多臺計算機和終端同時連上ISDN上網(wǎng)方式,適合于中、小型企業(yè)用。用戶端配置為:計算機+ISDN路由器(比較貴,少見)。
ISDN的主要應用及上網(wǎng)方式(4)配置標準外置TA撥號上網(wǎng)的例子,適合于一般家庭用。用戶端配置為:計算機、傳真機、普通模擬電話機+外置TA+NT1。
ISDN的主要應用及上網(wǎng)方式(5)使用內置ISDN卡的配置圖。用戶端配置為:計算機、數(shù)字電話機(非必須)+內置ISDN卡+NT1(一般家庭用,最經(jīng)濟實惠)。
3.3.3數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(DDN)數(shù)字數(shù)據(jù)網(wǎng)(DDN,DigitalDataNetwork)是一種利用數(shù)字信道傳輸數(shù)據(jù)信號的傳輸網(wǎng)絡。DDN一般由數(shù)字通道、DDN節(jié)點、網(wǎng)絡控制系統(tǒng)和用戶環(huán)路組成,它的傳輸介質可以是光纖、雙絞線、普通電纜、數(shù)字微波或衛(wèi)星通信等,目前以光纖介質為主。數(shù)字傳輸技術采用數(shù)字同步體系SDH或準同步數(shù)字體系PDH電路;DDN節(jié)點采用數(shù)字交叉連接復用設備,實現(xiàn)數(shù)字電路半固定交叉連接和子速率的復用。DDN可以支持任何類型的用戶設備入網(wǎng);支持任何通信規(guī)程,只要通信雙方自行約定通信協(xié)議即可在DDN上進行數(shù)據(jù)通信。DDN干線傳輸速度通常為2.048Mb/s(E1)和33Mb/s(E3),干線最高傳輸速率可達150Mb/s,可以支持數(shù)據(jù)、圖像、語音等多種業(yè)務。用戶終端接入DDN的方法很多,主要有以下幾種:通過調制解調器接入DDN;通過數(shù)據(jù)終端設備接入DDN;通過用戶集中設備接入DDN;通過數(shù)字電路接入DDN。3.3.4幀中繼(FR)幀中繼(FrameRelay)是在分組交換技術的基礎上演變和發(fā)展起來的,既吸收了電路交換技術吞吐量大、時延小的優(yōu)點,也吸收了分組交換技術中統(tǒng)計分時復用等技術,提高了網(wǎng)絡帶寬利用率。它采用了分時復用功能、永久虛電路(PVC)和交換虛電路(SVC)等,舍棄了有關流量控制、差錯糾錯控制等功能,實現(xiàn)OSI/RM的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層功能。所以,幀中繼是數(shù)據(jù)鏈路層技術,是在OSI第二層上用簡化的方法傳送和交換數(shù)據(jù)幀的一種技術。幀中繼僅完成OSI物理層和數(shù)據(jù)鏈路展核心功能,簡化了OSI第二層中流量控制、糾錯等功能要求,將流量控制、糾錯等留給智能終端去完成,從而大大簡化了節(jié)點之間協(xié)議,提高了網(wǎng)絡性能和節(jié)點間的傳輸效率,減小網(wǎng)絡時延,也降低了通信成本,這正是廣域網(wǎng)技術所需要的。同時,幀中繼是一種簡單的面向連接的虛電路分組交換方式。目前,幀中繼主要應用于廣域網(wǎng)、局域網(wǎng)互聯(lián)、遠程計算和事務處理、會議電視、遠程數(shù)據(jù)庫訪問、文件傳輸?shù)?。幀中繼網(wǎng)絡組成:由幀中繼接入設備與幀中繼交換設備組成。前者是用戶域設備,包括支持幀中繼的主機、橋接器、訪問路由器等;后者是網(wǎng)絡服務提供設備,包括T1/E1、復用設備和幀交換機。3.4廣域網(wǎng)接入技術接入網(wǎng)的概念:電信網(wǎng)絡的線路分為兩類,即中心局交換機之間的中繼線和中心局與用戶之間的用戶線。用戶線是最后一個沒有數(shù)字化的線路部分,傳輸速度很低,即:網(wǎng)絡接入基礎設施的建設是制約寬帶網(wǎng)絡建設的真正“瓶頸”,這就是通常所說的“一公里問題”。所謂接入網(wǎng),就是指本地交換機與用戶端設備之間的傳輸系統(tǒng),它可以部分或全部代替?zhèn)鹘y(tǒng)的用戶本地線路網(wǎng),可以包含復用、交叉連接和傳輸功能。3.4.2接入技術分類(1)銅線接入技術:是指以現(xiàn)有的電話線為傳輸介質,采用各種先進的調制技術和編碼技術,提高銅線的傳輸速率。主要有以下幾種:電話線調制解調器(Modem)接入。高速數(shù)字用戶線(HDSL)接入:所謂數(shù)字用戶線(DigitalSubscriberLine,DSL)接入技術,就是利用與進入家庭的電話線相同的線路攜載數(shù)據(jù),實現(xiàn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡接入的技術。目前,高速數(shù)字用戶線(High-speedDigitalSubscriberLine,HDSL)接入是利用現(xiàn)有銅質用戶線中的兩對或三對雙絞線,提供高速的(1.5-2Mb/s)全雙工數(shù)字連接能力。非對稱數(shù)字用戶線(ADSL)接入:在有些應用中,上行傳輸速率要求與下行傳輸速率要求相差很大,ADSL(AsymmetricalDigitalSubscriberLine)為此采用數(shù)據(jù)傳輸不對稱雙向信道。由中心局到用戶的下行信道經(jīng)常要求向用戶提供快速的信息傳遞,且信息量往往很大,例如視頻播放,因此,下行信道所用帶寬比較寬、數(shù)據(jù)傳輸速率比較高,ADSL最高可達9.2Mb/s。而由用戶到中心局的上行信道往往是低速率數(shù)據(jù)傳輸,例如點播指令,因此,上行信道所用頻帶比較窄,數(shù)據(jù)傳輸速率比較低,一般為160kb/s~6Mb/s。由于數(shù)據(jù)信道位于話音頻帶(300Hz到3.4kHz)之上,線路傳輸特性很差,所以要采用一定的特殊技術如自適應數(shù)字濾波技術、糾錯編碼技術、非對稱回波消除技術等才能保障數(shù)據(jù)可靠傳輸。超高速數(shù)字用戶線VDSL/VHDSL(VeryHighSpeedDigitalSubscriberLine)接入:利用先進的銅質用戶線,下行方向提供高達5
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