《計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)》課件第8章

第八章常用的局域網(wǎng)技術(shù)8.1概述

8.2局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇

8.3局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)

8.4介質(zhì)訪問控制方法

8.5以太網(wǎng)本章小結(jié)

習(xí)題

8.1

概述

局域網(wǎng)是指地理范圍在幾十米到幾千米內(nèi)的辦公樓群或校園內(nèi)計(jì)算機(jī)相互連接所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。一個(gè)局域網(wǎng)可以容納幾臺至幾千臺計(jì)算機(jī)。按局域網(wǎng)的特性看，局域網(wǎng)可被廣泛應(yīng)用于校園、工廠及企事業(yè)單位的個(gè)人計(jì)算機(jī)或工作站的組網(wǎng)。局域網(wǎng)最主要的特點(diǎn)是：網(wǎng)絡(luò)為一個(gè)單位所擁有，且地理范圍和站點(diǎn)數(shù)目均有限。局域網(wǎng)具有如下特點(diǎn)：

(1)網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的地理范圍比較小，通常不超過幾十千米，甚至只在一個(gè)園區(qū)、一幢建筑或一個(gè)房間內(nèi)。

(2)數(shù)據(jù)的傳輸速率比較高，從最初的1Mb/s到后來的10Mb/s、100Mb/s，近年來已達(dá)到1000Mb/s、10000Mb/s。

(3)具有較低的延遲和誤碼率，其誤碼率一般為10-8～10-11。

(4)局域網(wǎng)絡(luò)的經(jīng)營權(quán)和管理權(quán)屬于某個(gè)單位所有，與廣域網(wǎng)通常由服務(wù)提供商提供形成鮮明對照。

(5)便于安裝、維護(hù)和擴(kuò)充，建網(wǎng)成本低、周期短。8.2局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇往往和傳輸介質(zhì)的選擇以及介質(zhì)訪問控制方法的確定緊密相關(guān)。選擇拓?fù)鋾r(shí)，應(yīng)該考慮的主要因素有以下幾點(diǎn)：

(1)經(jīng)濟(jì)性。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞倪x擇直接決定了網(wǎng)絡(luò)安裝和維護(hù)的費(fèi)用。安裝費(fèi)用的高低與拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇以及傳輸介質(zhì)的選擇、傳輸距離的確定有關(guān)。

(2)擴(kuò)展性。靈活性以及可擴(kuò)充性也是選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)應(yīng)充分重視的問題。任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，隨著用戶數(shù)的增加，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的深入和擴(kuò)大，網(wǎng)絡(luò)新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，特別是應(yīng)用方式和要求的改變，網(wǎng)絡(luò)經(jīng)常需要加以調(diào)整。一般說來，總線型拓?fù)浜铜h(huán)型拓?fù)湟刃切屯負(fù)涞目蓴U(kuò)充性好得多。

(3)可靠性。網(wǎng)絡(luò)的可靠性是任何一個(gè)網(wǎng)絡(luò)的生命。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)錄Q定了網(wǎng)絡(luò)故障檢測和故障隔離的方便性。總之，選擇局域網(wǎng)拓?fù)鋾r(shí)，需要考慮的因素很多，這些因素同時(shí)影響網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速度和網(wǎng)絡(luò)軟硬件接口的復(fù)雜程度等。8.3局域網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與OSI模型有較大的區(qū)別，如圖8-1所示，局域網(wǎng)只涉及OSI的物理層和數(shù)據(jù)鏈路層。不同局域網(wǎng)技術(shù)的區(qū)別主要在物理層和數(shù)據(jù)鏈路層，當(dāng)這些不同的局域網(wǎng)需要在網(wǎng)絡(luò)層實(shí)現(xiàn)互聯(lián)時(shí)，可以借助其他已有的通用網(wǎng)絡(luò)層協(xié)議(如IP協(xié)議)實(shí)現(xiàn)。圖8-1IEEE802局域網(wǎng)實(shí)現(xiàn)模型

1．物理層局域網(wǎng)的物理層與OSI參考模型的物理層功能相當(dāng)，主要涉及局域網(wǎng)物理鏈路上原始比特流的傳輸，定義局域網(wǎng)物理層的機(jī)械、電氣、規(guī)程和功能特性(如信號的傳輸與接收、同步序列的產(chǎn)生和刪除等)，以及物理連接的建立、維護(hù)、撤銷等。物理層由以下4個(gè)部分組成：

(1)物理介質(zhì)相關(guān)(PMD)子層：提供與線纜的物理連接。

(2)物理介質(zhì)連接設(shè)備(PMA)：生成發(fā)送到線路上的信號，并接收線路上的信號。

(3)連接單元接口(AUI)。

(4)物理信號(PS)。

2．?dāng)?shù)據(jù)鏈路層局域網(wǎng)的數(shù)據(jù)鏈路層分為邏輯鏈路控制(LLC)和介質(zhì)訪問控制(MAC)兩個(gè)功能子層。其中，MAC子層負(fù)責(zé)介質(zhì)訪問控制機(jī)制的實(shí)現(xiàn)，即處理局域網(wǎng)中各站點(diǎn)對共享通信介質(zhì)的爭用問題，不同類型的局域網(wǎng)通常使用不同的介質(zhì)訪問控制協(xié)議，另外，MAC子層還涉及局域網(wǎng)中的物理尋址；而LLC子層負(fù)責(zé)屏蔽掉MAC子層的不同實(shí)現(xiàn)，將其變成統(tǒng)一的LLC界面，從而向網(wǎng)絡(luò)層提供一致的服務(wù)，LLC子層向網(wǎng)絡(luò)層提供的服務(wù)通過與網(wǎng)絡(luò)層之間的邏輯接口實(shí)現(xiàn)，這些邏輯接口又被稱為服務(wù)訪問點(diǎn)(SAP，ServiceAccessPoint)。8.4介質(zhì)訪問控制方法

8.4.1信道分配問題

通?？蓪⑿诺婪峙浞椒▌澐譃閮深悾红o態(tài)分配方法和動態(tài)分配方法。

1．靜態(tài)分配方法所謂靜態(tài)分配方法也是傳統(tǒng)的分配方法，它采用頻分多路復(fù)用或時(shí)分多路復(fù)用的辦法將單個(gè)信道劃分后靜態(tài)地分配給多個(gè)用戶。當(dāng)用戶站數(shù)較多或使用信道的站數(shù)在不斷變化或者通信量的變化具有突發(fā)性時(shí)，靜態(tài)頻分多路復(fù)用方法的性能較差，因此，傳統(tǒng)的靜態(tài)分配方法不完全適合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。

2．動態(tài)分配方法

所謂動態(tài)分配方法就是動態(tài)地為每個(gè)用戶站點(diǎn)分配信道使用權(quán)。動態(tài)分配方法通常有三種：輪轉(zhuǎn)、預(yù)約和爭用。

(1)輪轉(zhuǎn)：使每個(gè)用戶站點(diǎn)輪流獲得發(fā)送的機(jī)會，這種技術(shù)稱為輪轉(zhuǎn)。它適合于交互式終端對主機(jī)的通信。

(2)預(yù)約：預(yù)約是指將傳輸介質(zhì)上的時(shí)間分隔成時(shí)間片，網(wǎng)上用戶站點(diǎn)若要發(fā)送，必須事先預(yù)約能占用的時(shí)間片。這種技術(shù)適用于數(shù)據(jù)流的通信。

(3)爭用：若所有用戶站點(diǎn)都能爭用介質(zhì)，這種技術(shù)稱為爭用。它實(shí)現(xiàn)起來簡單，對輕負(fù)載或中等負(fù)載的系統(tǒng)比較有效，適用于突發(fā)式通信。8.4.2介質(zhì)訪問控制方法介質(zhì)訪問控制方法的主要內(nèi)容有兩個(gè)方面：一是要確定網(wǎng)絡(luò)上每一個(gè)節(jié)點(diǎn)能夠?qū)⑿畔l(fā)送到介質(zhì)上去的特定時(shí)刻；二是要解決如何對共享介質(zhì)訪問和利用加以控制。常用的介質(zhì)訪問控制方法有三種：總線結(jié)構(gòu)的帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問(CSMA/CD)方法、環(huán)型結(jié)構(gòu)的令牌環(huán)(TokenRing)訪問控制方法和令牌總線(TokenBus)訪問控制方法。

1．帶沖突檢測的載波監(jiān)聽多路訪問(CSMA/CD)

CSMA/CD(CarrierSenseMultipleAccess/CollisionDetection)是采用爭用技術(shù)的一種介質(zhì)訪問控制方法。CSMA/CD通常用于總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng)中。它的每個(gè)站點(diǎn)都能獨(dú)立決定發(fā)送幀，若兩個(gè)或多個(gè)站同時(shí)發(fā)送，即產(chǎn)生沖突。每個(gè)站都能判斷是否有沖突發(fā)生，如發(fā)生沖突，則等待隨機(jī)時(shí)間間隔后重發(fā)，以避免再次發(fā)生沖突。

CSMA/CD的工作原理可概括成四句話，即先聽后發(fā)，邊發(fā)邊聽，沖突停止，隨機(jī)延遲后重發(fā)。具體過程如下：

當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)想要發(fā)送數(shù)據(jù)的時(shí)候，它檢測網(wǎng)絡(luò)查看是否有其他站點(diǎn)正在傳輸，即監(jiān)聽信道是否空閑；

如果信道忙，則等待，直到信道空閑；

如果信道閑，站點(diǎn)就傳輸數(shù)據(jù)；

在發(fā)送數(shù)據(jù)的同時(shí)，站點(diǎn)繼續(xù)監(jiān)聽網(wǎng)絡(luò)，確信沒有其他站點(diǎn)在同時(shí)傳輸數(shù)據(jù)。因?yàn)橛锌赡軆蓚€(gè)或多個(gè)站點(diǎn)都同時(shí)檢測到網(wǎng)絡(luò)空閑然后幾乎在同一時(shí)刻開始傳輸數(shù)據(jù)，如果兩個(gè)或多個(gè)站點(diǎn)同時(shí)發(fā)送數(shù)據(jù)，就會產(chǎn)生沖突；

當(dāng)一個(gè)傳輸節(jié)點(diǎn)識別出一個(gè)沖突，它就發(fā)送一個(gè)擁塞信號，這個(gè)信號使得沖突的時(shí)間足夠長，讓其他的節(jié)點(diǎn)都能發(fā)現(xiàn)；

其他節(jié)點(diǎn)收到擁塞信號后，都停止傳輸，等待一個(gè)隨機(jī)產(chǎn)生的時(shí)間間隙(回退時(shí)間，BackoffTime)后重發(fā)。

2．令牌環(huán)訪問控制

TokenRing是令牌傳輸環(huán)(TokenPassingRing)的簡寫。令牌環(huán)介質(zhì)訪問控制方法是通過在環(huán)形網(wǎng)上傳輸令牌的方式來實(shí)現(xiàn)對介質(zhì)的訪問控制。只有當(dāng)令牌傳輸至環(huán)中某站點(diǎn)時(shí)，它才能利用環(huán)路發(fā)送或接收信息。當(dāng)環(huán)線上各站點(diǎn)都沒有幀發(fā)送時(shí)，令牌標(biāo)記為01111111，稱為空標(biāo)記。當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)要發(fā)送幀時(shí)，需等待令牌通過，并將空標(biāo)記置換為忙標(biāo)記01111110，緊跟著令牌，用戶站點(diǎn)把數(shù)據(jù)幀發(fā)送至環(huán)上。由于是忙標(biāo)記，所以其他站點(diǎn)不能發(fā)送幀，必須等待。歸納起來，在令牌環(huán)中主要有下面三種操作：

(1)截獲令牌并且發(fā)送數(shù)據(jù)幀。如果沒有節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)，令牌就由各個(gè)節(jié)點(diǎn)沿固定順序逐個(gè)傳遞；如果某個(gè)節(jié)點(diǎn)需要發(fā)送數(shù)據(jù)，它要等待令牌的到來，當(dāng)空閑令牌傳到這個(gè)節(jié)點(diǎn)時(shí)，該節(jié)點(diǎn)修改令牌幀中的標(biāo)志，使其變?yōu)椤懊Α钡臓顟B(tài)，然后去掉令牌的尾部，加上數(shù)據(jù)，成為數(shù)據(jù)幀，發(fā)送到下一個(gè)節(jié)點(diǎn)。

(2)接收與轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)幀每經(jīng)過一個(gè)節(jié)點(diǎn)，該節(jié)點(diǎn)就比較數(shù)據(jù)幀中的目的地址，如果不屬于本節(jié)點(diǎn)，則轉(zhuǎn)發(fā)出去；如果屬于本節(jié)點(diǎn)，則復(fù)制到本節(jié)點(diǎn)的計(jì)算機(jī)中，同時(shí)在幀中設(shè)置已經(jīng)復(fù)制的標(biāo)志，然后向下一節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)。

(3)取消數(shù)據(jù)幀并且重發(fā)令牌。由于環(huán)網(wǎng)在物理上是個(gè)閉環(huán)，一個(gè)幀可能在環(huán)中不停地流動，所以必須清除。當(dāng)數(shù)據(jù)幀通過閉環(huán)重新傳到發(fā)送節(jié)點(diǎn)時(shí)，發(fā)送節(jié)點(diǎn)不再轉(zhuǎn)發(fā)，而是檢查發(fā)送是否成功。如果發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)幀沒有被復(fù)制(傳輸失敗)，則重發(fā)該數(shù)據(jù)幀；如果發(fā)現(xiàn)傳輸成功，則清除該數(shù)據(jù)幀，并且產(chǎn)生一個(gè)新的空閑令牌發(fā)送到環(huán)上。

3．令牌總線訪問控制令牌總線(TokenBus)訪問控制是在物理總線上建立一個(gè)邏輯環(huán)，令牌在邏輯環(huán)路中依次傳遞，其操作原理與令牌環(huán)相同。它同時(shí)具有上述兩種方法的優(yōu)點(diǎn)，是一種簡單、公平、性能良好的介質(zhì)訪問控制方法。8.5以太網(wǎng)

8.5.1標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)圖8-2給出了IEEE802.3幀結(jié)構(gòu)，各字段的功能如下。圖8-2IEEE802.3幀結(jié)構(gòu)

前導(dǎo)同步碼由7個(gè)同步字節(jié)組成，用于收發(fā)之間的定時(shí)同步；

SFD是幀起始定界符；

目的地址是幀發(fā)往的站點(diǎn)地址，每個(gè)站點(diǎn)都有自己惟一的地址；

源地址是幀發(fā)送的站點(diǎn)地址；

數(shù)據(jù)長度是要傳輸數(shù)據(jù)的總長度；

協(xié)議首部是數(shù)據(jù)字段的一部分，含有更高層協(xié)議嵌入數(shù)據(jù)字段中的信息；

數(shù)據(jù)字節(jié)的長度可為0～1518字節(jié)，但必須保證幀不得小于64字節(jié)，否則就要填入填充字節(jié)；

幀校驗(yàn)占用4字節(jié)，采用CRC碼，用于校驗(yàn)幀傳輸中的差錯(cuò)。

2．以太網(wǎng)地址以太網(wǎng)使用的是MAC地址，即IEEE802.3以太網(wǎng)幀結(jié)構(gòu)中定義的地址。每塊網(wǎng)卡出廠時(shí)，都被賦予一個(gè)MAC地址，網(wǎng)卡的實(shí)際地址共有6字節(jié)。以太網(wǎng)在物理層可以使用粗同軸電纜、細(xì)同軸電纜、非屏蔽雙絞線、屏蔽雙絞線、光纖等多種傳輸介質(zhì)，并且在IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)中，為不同的傳輸介質(zhì)制定了不同的物理層標(biāo)準(zhǔn)。

3．以太網(wǎng)MAC子層

IEEE802.3以太網(wǎng)是一種總線型局域網(wǎng)，使用的介質(zhì)訪問控制子層方法是CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測)，幀格式采用以太網(wǎng)格式，即802.3幀格式，以太網(wǎng)是基帶系統(tǒng)，使用曼徹斯特編碼，通過檢測通道上的信號存在與否來實(shí)現(xiàn)載波檢測。

4．常用以太網(wǎng)

(1)?10Base-5。10Base-5是以太網(wǎng)最初的電纜標(biāo)準(zhǔn)，它使用粗同軸電纜，所以也稱為Thicknet或Thickethernet。10Base-5使用總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，“10”表示信號的傳輸速率為10Mb/s，“Base”表示信道上傳輸?shù)氖腔鶐盘?，?0Base-5中，“5”表示它的最大電纜距離為500m。

(2)?10Base-2。10Base-2是以太網(wǎng)的一種變形，根據(jù)IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)，它使用細(xì)同軸電纜和單總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此10Base-2也稱為Thinnet或ThinEthernet。10Base-2也使用基帶傳輸，最大傳輸速率也為10Mb/s，節(jié)點(diǎn)與集線器之間電纜的最大距離限制為185m。

(3)?10Base-T。10Base-T是以太網(wǎng)中最常用的一種標(biāo)準(zhǔn)，“T”是英文Twisted-pair(雙絞線電纜)的縮寫，說明使用雙絞線電纜作為傳輸介質(zhì)，采用曼徹斯特編碼方式。圖8-3給出了一個(gè)以集線器為星型拓?fù)渲醒牍?jié)點(diǎn)的10Base-T網(wǎng)絡(luò)示例，所有的工作站都通過傳輸介質(zhì)連接到集線器HUB上，工作站與HUB之間的雙絞線最大距離為100m，網(wǎng)絡(luò)擴(kuò)展可以采用多個(gè)HUB來實(shí)現(xiàn)，HUB之間的連接可以使用雙絞線、同軸電纜或粗纜線。圖8-310Base-T網(wǎng)絡(luò)示意圖與10Base-5和10Base-2相比，10Base-T以太網(wǎng)有如下特點(diǎn)：

安裝簡單、擴(kuò)展方便；網(wǎng)絡(luò)的建立靈活、方便，可以根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的大小，選擇不同規(guī)格的HUB或交換機(jī)連接在一起，形成所需要的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；

網(wǎng)絡(luò)的可擴(kuò)展性強(qiáng)，因?yàn)閿U(kuò)充與減少工作站都不會影響或中斷整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的工作；

集線器或交換機(jī)可以起到很好的故障隔離作用。當(dāng)某個(gè)工作站與中央節(jié)點(diǎn)之間的連接出現(xiàn)故障時(shí)，也不會影響其他節(jié)點(diǎn)的正常運(yùn)行。

(4)?10Base-F。10Base-F是基于曼徹斯特信號編碼，以光纖為傳輸介質(zhì)的10Mb/s以太網(wǎng)系統(tǒng)。10Base-F包括10Base-FL，10Base-FB和10Base-FP，被定義在IEEE802.3j規(guī)范中。表8-1給出了常見以太網(wǎng)物理層標(biāo)準(zhǔn)之間的比較。10Base-T網(wǎng)絡(luò)與10Base-2，10Base-5網(wǎng)絡(luò)是相互兼容的。在以太網(wǎng)后來的發(fā)展中，以太網(wǎng)技術(shù)也仍然保留了這種標(biāo)準(zhǔn)的幀格式，從而使得所有的以太網(wǎng)系列技術(shù)之間能夠相互兼容。表8-1IEEE802.3以太網(wǎng)的基本特性8.5.2令牌環(huán)網(wǎng)

1．概述令牌環(huán)(TokenRing)網(wǎng)最早起源于1985年IBM推出的環(huán)形基帶網(wǎng)絡(luò)。IEEE802.5標(biāo)準(zhǔn)定義了令牌環(huán)網(wǎng)的國際規(guī)范。構(gòu)建TokenRing網(wǎng)絡(luò)時(shí)，需要TokenRing網(wǎng)卡、TokenRing集線器和傳輸介質(zhì)等。圖8-4給出了一個(gè)TokenRing組網(wǎng)的示例。其物理拓?fù)湓谕獗砩蠟樾切徒Y(jié)構(gòu)，星型拓?fù)涞闹行氖且粋€(gè)被稱為介質(zhì)訪問單元(MediaAccessUnit，MAU)的集線裝置，MAU有增強(qiáng)信號的功能，它可以將前一個(gè)節(jié)點(diǎn)的信號增強(qiáng)后再送至下一個(gè)節(jié)點(diǎn)，以穩(wěn)定信號在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸。TokenRing采用的仍是一個(gè)物理環(huán)的結(jié)構(gòu)。圖8-4令牌環(huán)網(wǎng)集線器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)集線器可以擁有4、8、12或16個(gè)連接端口，另外還有兩個(gè)名為入環(huán)(RI，Ring-In)和出環(huán)(RO，Ring-Out)的專用端口。當(dāng)要建立的環(huán)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)數(shù)大于集線器的端口數(shù)時(shí)，則使用集線器上的RI和RO端口進(jìn)行集線器的互聯(lián)以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)規(guī)模。令牌環(huán)網(wǎng)在MAC子層采用令牌傳輸?shù)慕橘|(zhì)訪問控制方法，所以在令牌環(huán)網(wǎng)中有兩種MAC層的幀，即令牌幀和數(shù)據(jù)/命令幀。

2.令牌環(huán)網(wǎng)的工作原理令牌環(huán)網(wǎng)中只有擁有令牌的工作站才有權(quán)發(fā)送信息。令牌環(huán)的工作流程如8-5所示。第一步：令牌在環(huán)中流動，C站有信息發(fā)送，截獲了令牌。第二步：C站發(fā)送數(shù)據(jù)給A站，A站接收并轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。第三步：C站等待并接收它所發(fā)的幀，并將該幀從環(huán)上撤離。第四步：C站收完所發(fā)幀的最后一比特后，重新產(chǎn)生令牌發(fā)送到環(huán)上。圖8-5令牌環(huán)工作過程8.5.3共享式以太網(wǎng)和交換式以太網(wǎng)

1.共享式以太網(wǎng)傳統(tǒng)的共享式以太網(wǎng)在網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用和組網(wǎng)過程中，有以下主要缺點(diǎn)：

(1)覆蓋的地理范圍有限。按照CSMA/CD的有關(guān)規(guī)定，以太網(wǎng)覆蓋的地理范圍是固定的，如果超過限定范圍，網(wǎng)絡(luò)通信就會出現(xiàn)問題。

(2)網(wǎng)絡(luò)總帶寬容量固定。共享式以太局域網(wǎng)上的所有節(jié)點(diǎn)共享同一傳輸介質(zhì)。網(wǎng)絡(luò)中的沖突和碰撞會造成發(fā)送節(jié)點(diǎn)延遲和重發(fā)，進(jìn)而浪費(fèi)網(wǎng)絡(luò)帶寬。隨著網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)數(shù)的增加，沖突和碰撞必然加大，相應(yīng)的帶寬浪費(fèi)也會越大。

(3)不能支持多種速率。共享式以太局域網(wǎng)中的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須保持相同的傳輸速率，否則一個(gè)設(shè)備發(fā)送的信息另一個(gè)設(shè)備不可能收到。單一的共享式以太網(wǎng)不可能提供多種速率的設(shè)備支持。

2．交換式以太網(wǎng)交換式以太網(wǎng)利用以太網(wǎng)交換機(jī)組網(wǎng)，既可以將計(jì)算機(jī)直連到交換機(jī)的端口上，也可以將它們連入一個(gè)網(wǎng)段，然后將這個(gè)網(wǎng)段連到交換機(jī)的端口。如果將計(jì)算機(jī)直接連到交換機(jī)的端口，那么它將獨(dú)享該端口提供的帶寬；如果計(jì)算機(jī)通過以太網(wǎng)連入交換機(jī)，那么該以太網(wǎng)上的所有計(jì)算機(jī)共享交換機(jī)端口提供的帶寬。8.5.4高速以太網(wǎng)

速率達(dá)到或超過100Mb/s的以太網(wǎng)稱為高速以太網(wǎng)。

1.快速以太網(wǎng)技術(shù)

快速以太網(wǎng)技術(shù)100Base-T是由10Base-T標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)發(fā)展而來的，主要解決網(wǎng)絡(luò)帶寬在局域網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用中的瓶頸問題?？焖僖蕴W(wǎng)采用4B/5B編碼方式，效率更高。圖8-6給出了一個(gè)采用100Mb/s交換機(jī)進(jìn)行組網(wǎng)的快速以太網(wǎng)的例子。由于快速以太網(wǎng)是從10Base-T發(fā)展而來的，并且保留了IEEE802.3的幀格式，所以10Mb/s以太網(wǎng)可以非常平滑地過渡為100Mb/s的快速以太網(wǎng)。圖8-6100Base-T快速以太網(wǎng)組網(wǎng)舉例

2.千兆位以太網(wǎng)技術(shù)千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)是對以太網(wǎng)技術(shù)的再次擴(kuò)展，其數(shù)據(jù)傳輸率為1000Mb/s即1Gb/s，因此也稱吉比特以太網(wǎng)。千兆位以太網(wǎng)基本保留了原有以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)，所以向下與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)和快速以太網(wǎng)完全兼容。千兆位以太網(wǎng)的物理層包括1000Base-SX、1000Base-LX、1000Base-CX和1000Base-T4個(gè)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)。

1)?1000Base-SX標(biāo)準(zhǔn)

1000Base-SX采用芯徑為62.5μm和50μm的多模光纖，工作波長為850nm，傳輸距離為260m和525m。數(shù)據(jù)編碼方法為8B/10B，適合作為大樓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主干通路。

2)?1000Base-LX標(biāo)準(zhǔn)

1000Base-LX可采用芯徑為50μm和62.5μm的多模光纖，工作波長為850nm，傳輸距離為550m，數(shù)據(jù)編碼方法為8B/10B，適用于作為大樓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的主干通路。

1000Base-LX也可采用芯徑為9μm的單模光纖，工作波長為1300nm或1550nm，數(shù)據(jù)編碼方法采用8B/10B，適用于校園或城域主干網(wǎng)。

3)?1000Base-CX標(biāo)準(zhǔn)

1000Base-CX標(biāo)準(zhǔn)采用150?平衡屏蔽雙絞線(STP)，傳輸距離為25m，傳輸速率為

1.25Gb/s，數(shù)據(jù)編碼方法采用8B/10B，適用于集群網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的互聯(lián)，例如機(jī)房內(nèi)連接網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器。

4)?1000Base-T標(biāo)準(zhǔn)

1000Base-T采用4對5類UTP雙絞線，傳輸距離為100m，傳輸速率為1Gb/s，主要用于結(jié)構(gòu)化布線中同一層建筑的通信。千兆位以太網(wǎng)的主要優(yōu)點(diǎn)如下：

簡易性：千兆位以太網(wǎng)保持了經(jīng)典以太網(wǎng)在技術(shù)原理、安裝實(shí)施和管理維護(hù)方面的簡易性，這是千兆位以太網(wǎng)成功的基礎(chǔ)之一。

技術(shù)過渡的平滑性：千兆位以太網(wǎng)保持了經(jīng)典以太網(wǎng)的主要技術(shù)特征，采用CSMA/CD介質(zhì)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。

網(wǎng)絡(luò)可靠性：千兆位以太網(wǎng)保持了經(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，因此具有很高的可靠性。

可管理性和可維護(hù)性：千兆位以太網(wǎng)采用簡單網(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，非常利于集中管理和維護(hù)。

千兆位以太網(wǎng)的網(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)，因此整體成本下降。

隨著計(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，對網(wǎng)絡(luò)提出了更高的要求。千兆位以太網(wǎng)具有支持新應(yīng)用與新數(shù)據(jù)類型的高速傳輸能力。圖8-7給出了一個(gè)將千兆位以太網(wǎng)用于網(wǎng)絡(luò)主干的應(yīng)用實(shí)例，該網(wǎng)絡(luò)采用了典型的層次化網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方法。圖8-7千兆位以太網(wǎng)的應(yīng)用舉例

3.萬兆位以太網(wǎng)技術(shù)

1999年底成立了IEEE802.3ae工作組進(jìn)行萬兆位以太網(wǎng)技術(shù)(10Gb/s)的研究，并于2002年正式發(fā)布IEEE802.3ae10GE標(biāo)準(zhǔn)。萬兆位以太網(wǎng)不僅再度擴(kuò)展了以太網(wǎng)的帶寬和傳輸距離，更重要的是使得以太網(wǎng)從局域網(wǎng)領(lǐng)域向城域網(wǎng)領(lǐng)域滲透。萬兆位以太網(wǎng)相對于千兆位以太網(wǎng)擁有絕對的優(yōu)勢和特點(diǎn)：

(1)萬兆位以太網(wǎng)是一種只采用全雙工與光纖的技術(shù)，PCS層由信息的編碼方式(如64B/66B)、串行或多路復(fù)用等功能組成。

(2)萬兆位以太網(wǎng)技術(shù)基本承襲了以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)及千兆位以太網(wǎng)技術(shù)。

(3)萬兆位標(biāo)準(zhǔn)意味著以太網(wǎng)將具有更高的帶寬(10Gb/s)和更遠(yuǎn)的傳輸距離(最長傳輸距離可達(dá)40km)。

(4)在企業(yè)網(wǎng)中采用萬兆位以太網(wǎng)可以最好地連接企業(yè)網(wǎng)骨干路由器，提高了網(wǎng)絡(luò)性能。

(5)萬兆位以太網(wǎng)技術(shù)提供了更多的更新功能，大大提升了QoS。萬兆位以太網(wǎng)還有以下十分明顯的應(yīng)用特征：

結(jié)構(gòu)簡單、管理方便、價(jià)格低廉。

現(xiàn)在可以采用萬兆位互聯(lián)，甚至4個(gè)萬兆位捆綁互聯(lián)，達(dá)到40Gb/s的寬帶水平。

采用萬兆位以太網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)管理者可以用實(shí)時(shí)方式或歷史累積方式輕松地看到第二～七層的網(wǎng)絡(luò)流量。

網(wǎng)絡(luò)可平滑升級，保護(hù)了用戶的投資。

4．以太網(wǎng)的應(yīng)用和展望

1)萬兆位以太網(wǎng)的應(yīng)用場合隨著千兆到桌面的日益普及，萬兆位以太網(wǎng)技術(shù)將會在匯聚層和骨干層廣泛應(yīng)用。萬兆位以太網(wǎng)最先應(yīng)用的場合包括教育行業(yè)、數(shù)據(jù)中心出口和城域網(wǎng)骨干。

(1)在教育網(wǎng)的應(yīng)用。如圖8-8所示，利用高速鏈路構(gòu)建校園網(wǎng)的骨干鏈路和各分校區(qū)與本部之間的連接，可實(shí)現(xiàn)端到端的以太網(wǎng)訪問，進(jìn)而提高傳輸效率，有效保證遠(yuǎn)程多媒體教學(xué)和數(shù)字圖書館等業(yè)務(wù)的開展。圖8-810Gb/s以太網(wǎng)在校園網(wǎng)的應(yīng)用

(2)在數(shù)據(jù)中心出口的應(yīng)用。10Gb/s高速鏈路可為數(shù)據(jù)中心出口提供充分的帶寬保障，如圖8-9所示。圖8-910Gb/s以太網(wǎng)在數(shù)據(jù)中心的應(yīng)用

(3)在城域網(wǎng)的應(yīng)用。如圖8-10所示，在城域網(wǎng)骨干層部署10Gb/s以太網(wǎng)可大大簡化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)、降低成本、便于維護(hù)，通過端到端以太網(wǎng)打造低成本、高性能且具有豐富業(yè)務(wù)支持能力的城域網(wǎng)。圖8-1010Gb/s以太網(wǎng)直接作為城域網(wǎng)骨干

10Gb/s以太網(wǎng)在城域網(wǎng)中的應(yīng)用主要有兩個(gè)方面：

直接采用10Gb/s以太網(wǎng)取代原來的傳輸鏈路，作為城域網(wǎng)骨干，如圖8-10所示；

通過10Gb/sCWDM接口或WAN接口與城域網(wǎng)的傳輸設(shè)備相連接，充分利用已有的SDH或DWDM骨干傳輸資源，如圖8-11所示。‰圖8-1110Gb/s以太網(wǎng)與城域網(wǎng)骨干的連接

2)萬兆位以太網(wǎng)的局限性首先，在價(jià)格方面，目前一個(gè)10Gb/s端口的價(jià)格是1Gb/s端口的100倍左右，尤其是在帶寬得不到充分利用的情況下，會造成投資的極大浪費(fèi)。其次，萬兆位以太網(wǎng)繼承了以太網(wǎng)一貫的弱QoS特點(diǎn)，如何進(jìn)行有保障的區(qū)分業(yè)務(wù)承載的問題仍然沒有解決，RPR、MPLS等特性的支持尚不成熟。第三，10Gb/s以太網(wǎng)要求設(shè)備具有強(qiáng)大的處理能力，而目前業(yè)界有些廠商推出的10Gb/s端口并未實(shí)現(xiàn)真正的線速處理，帶寬優(yōu)勢大打折扣。8.5.5其他種類的高速局域網(wǎng)

1.光纖分布式數(shù)據(jù)接口光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)是目前成熟的LAN技術(shù)中傳輸速率最高(可達(dá)100Mb/s)的一種。該網(wǎng)絡(luò)是一種令牌環(huán)網(wǎng)，使用令牌作為共享介質(zhì)的訪問控制方法，并支持多種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，一般采用環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。每一個(gè)FDDI環(huán)可以連接500臺工作站，工作站間的距離可達(dá)2km，F(xiàn)DDI的單環(huán)網(wǎng)絡(luò)范圍可達(dá)100km，若以雙環(huán)結(jié)構(gòu)來看則可達(dá)200km。FDDI有完整的國際標(biāo)準(zhǔn)，有眾多廠商的支持。FDDI和IEEE802.5的主要參數(shù)對比如表8-2所示。表8-2FDDI和IEEE802.5的主要參數(shù)對比

2.高性能并行接口高性能并行接口(HIPPI，High-PerformanceParallelInterface)主要用于超級計(jì)算機(jī)與一些外圍設(shè)備(如大容量存儲器、圖形工作站等)的高速接口。HIPPI是一個(gè)ANSI標(biāo)準(zhǔn)，HIPPI的數(shù)據(jù)傳輸速率從最初的800Mb/s升到1600Mb/s，甚至最高的達(dá)6.4Gb/s。

3.光纖通道

光纖通道可處理數(shù)據(jù)通道和網(wǎng)絡(luò)的連接。光纖通道支持三類服務(wù)：純電路交換、保證交付的分組交換、不保證交付的分組交換。光纖通道的物理媒體可使用單模光纖和多模光纖(50μm和62.5μm兩種)。8.5.6無線局域網(wǎng)無線局域網(wǎng)(WLAN，WirelessLocalAreaNetwork)就是指采用無線傳輸介質(zhì)的局域網(wǎng)。

1.無線局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)

IEEE802.11規(guī)范覆蓋了無線局域網(wǎng)的物理層和MAC子層。參照OSI參考模型，IEEE802.11系列規(guī)范主要從WLAN的物理層和MAC層兩個(gè)層面制定系列規(guī)范，物理層標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了無線傳輸信號等基礎(chǔ)規(guī)范，分別為紅外線(IR)基帶物理層和兩種無線頻率(RF)物理層。兩種無線頻率物理層指工作在2.4GHz頻段上的跳頻擴(kuò)展頻譜(FHSS)方式以及直接序列式擴(kuò)頻(DSSS)方式。目前IEEE802.11規(guī)范的實(shí)際應(yīng)用以使用DSSS方式為主流。下面分別介紹這三種方式。

(1)紅外線方式。紅外線局域網(wǎng)采用波長小于1μｍ的紅外線作為傳輸媒介，有較強(qiáng)的方向性，受陽光干擾大。它支持1～2Mb/s數(shù)據(jù)速率，適于近距離通信。

(2)直接序列式擴(kuò)頻(DSSS)。直接序列式擴(kuò)頻就是使用具有高碼率的擴(kuò)頻序列，在發(fā)射端擴(kuò)展信號的頻譜，而在接收端用相同的擴(kuò)頻碼序列進(jìn)行解擴(kuò)，把展開的擴(kuò)頻信號還原成原來的信號。

(3)跳頻擴(kuò)展頻譜(FHSS)。跳頻技術(shù)是另外一種擴(kuò)頻技術(shù)。跳頻的載頻受一個(gè)偽隨機(jī)碼的控制，在其工作帶寬范圍內(nèi)，其頻率按隨機(jī)規(guī)律不斷改變頻率。接收端的頻率也按隨機(jī)規(guī)律變化，并保持與發(fā)射端的變化規(guī)律一致。

2.無線局域網(wǎng)設(shè)備組建無線局域網(wǎng)的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要包括無線網(wǎng)卡、無線訪問接入點(diǎn)、無線網(wǎng)橋和天線，幾乎所有的無線網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品中都自含無線發(fā)射/接收功能。

(1)無線網(wǎng)卡在無線局域網(wǎng)中的作用相當(dāng)于有線網(wǎng)卡在有線局域網(wǎng)中的作用。按無線網(wǎng)卡的總線類型，可分為適用于臺式機(jī)PCI接口的無線網(wǎng)卡和適用筆記本PCMCIA接口的無線網(wǎng)卡，如圖8-12所示。筆記本和臺式機(jī)均使用USB接口的無線網(wǎng)卡，如圖8-13所示。圖8-12筆記本無線網(wǎng)卡圖8-13USB無線網(wǎng)卡圖8-14無線網(wǎng)橋

(4)無線路由器則集成了無線AP的接入功能和路由器的第三層路徑選擇功能。

(5)天線(Antenna)是將信號源發(fā)送的信號借由天線傳輸至遠(yuǎn)處。天線一般有所謂的定向性(Uni-directional)與全向性(Omni-directional)之分，前者較適合于長距離使用，而后者則較適合區(qū)域性應(yīng)用。

3．無線局域網(wǎng)的組網(wǎng)模式

(1)自組網(wǎng)絡(luò)(Ad-Hoc)模式。自組網(wǎng)絡(luò)又稱對等網(wǎng)絡(luò)，是最簡單的無線局域網(wǎng)結(jié)構(gòu)，是一種無中心的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)連接的計(jì)算機(jī)具有平等的通信關(guān)系，僅適用于較少數(shù)的計(jì)算機(jī)無線互聯(lián)(通常是在5臺主機(jī)以內(nèi))，如圖8-15所示。這些計(jì)算機(jī)要有相同的工作組名和密碼(如果適用)。任何時(shí)間，只要兩個(gè)或更多的無線網(wǎng)絡(luò)接口互相都在彼此的范圍之內(nèi)，就可以建立一個(gè)獨(dú)立的網(wǎng)絡(luò)；可以實(shí)現(xiàn)點(diǎn)對點(diǎn)與點(diǎn)對多點(diǎn)連接。

(2)基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)(Infrastucture)模式。當(dāng)具有一定數(shù)量用戶或是需要建立一個(gè)穩(wěn)定的無線網(wǎng)絡(luò)平臺時(shí)，一般會采用以AP為中心的模式，將有限的“信息點(diǎn)”擴(kuò)展為“信息區(qū)”，這種模式也是無線局域網(wǎng)最為普通的構(gòu)建模式，即基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)模式，采用固定基站的模式。在基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)中，要求有一個(gè)無線固定基站充當(dāng)中心站，所有站點(diǎn)對網(wǎng)絡(luò)的訪問均由其控制，如圖8-16所示。圖8-15對等無線網(wǎng)絡(luò)

圖8-16基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)無線網(wǎng)絡(luò)通過無線接入訪問點(diǎn)、無線網(wǎng)橋等無線中繼設(shè)備還可以把無線局域網(wǎng)與有線網(wǎng)連接起來，并允許用戶有效地共享網(wǎng)絡(luò)資源，如圖8-17所示。中繼站不僅僅提供與有線網(wǎng)絡(luò)的通信，也為網(wǎng)上鄰居解決了無線網(wǎng)絡(luò)擁擠的問題。圖8-17無線局域網(wǎng)與有線網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合實(shí)例

(3)無線Internet接入。目前，許多公司開始利用WLAN的方式提供移動Internet接入，在賓館、機(jī)場候車大廳等地區(qū)架設(shè)WLAN，然后通過DSL或FTTX等方式相結(jié)合，為人們提供無線上網(wǎng)的條件。雖然無線網(wǎng)絡(luò)有諸多優(yōu)勢，但與有線網(wǎng)絡(luò)相比，無線局域網(wǎng)也存在一些不足，如網(wǎng)絡(luò)速率較慢，價(jià)格較高，數(shù)據(jù)傳輸?shù)陌踩杂写M(jìn)一步提高。因而無線局域網(wǎng)目前主要還是面向有特定需求的用戶，作為對有線網(wǎng)絡(luò)的一種補(bǔ)充。但也應(yīng)該看到，隨著無線局域網(wǎng)性價(jià)比的不斷提高，它將會在未來發(fā)揮更加重要和廣泛的作用。8.5.7虛擬局域網(wǎng)

1.虛擬局域網(wǎng)概述虛擬局域網(wǎng)(VLAN，VirtualLocalAreaNetwork)是以局域網(wǎng)交換機(jī)為基礎(chǔ)，通過交換機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)根據(jù)功能、部門、應(yīng)用等因素將設(shè)備或用戶組成虛擬工作組或邏輯網(wǎng)段的技術(shù)。其最大的特點(diǎn)是在組成邏輯網(wǎng)時(shí)無需考慮用戶或設(shè)備在網(wǎng)絡(luò)中的物理位置。VLAN可以在一個(gè)交換機(jī)或者跨交換機(jī)實(shí)現(xiàn)。在IEEE802.1q標(biāo)準(zhǔn)中對虛擬局域網(wǎng)是這樣定義的：虛擬局域網(wǎng)是由一些局域網(wǎng)網(wǎng)段構(gòu)成的與物理位置無關(guān)的邏輯組，而這些網(wǎng)段具有某些共同的需求。每一個(gè)VLAN的幀都有一個(gè)明確的標(biāo)識符，指明發(fā)送這個(gè)幀的工作站是屬于哪一個(gè)VLAN。利用以太網(wǎng)交換機(jī)可以很方便地實(shí)現(xiàn)虛擬局域網(wǎng)。虛擬局域網(wǎng)其實(shí)只是局域網(wǎng)給用戶提供的一種服務(wù)，而并不是一種新型局域網(wǎng)。圖8-18給出一個(gè)關(guān)于VLAN劃分的示例。圖中使用了4個(gè)交換機(jī)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，有9個(gè)工作站分配在3個(gè)樓層中，構(gòu)成了3個(gè)局域網(wǎng)，即LAN1：(A1，B1，C1)；LAN2：(A2，B2，C2)；LAN3：(A3，B3，C3)。圖8-18虛擬局域網(wǎng)的示例但這9個(gè)用戶劃分為3個(gè)工作組，也就是說劃分為3個(gè)虛擬局域網(wǎng)。即VLAN1：(A1，A2，A3)；VLAN2：(B1，B2，B3)；VLAN3：(C1，C2，C3)。在虛擬局域網(wǎng)上的每一個(gè)站都可以聽到同一虛擬局域網(wǎng)上其他成員所發(fā)出的廣播。如工作站B1，B2，B3同屬于虛擬局域網(wǎng)VLAN2。當(dāng)B1向工作組內(nèi)成員發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，B2和B3將會收到廣播的信息(盡管它們沒有連在同一交換機(jī)上)，但A1和C1不會收到B1發(fā)出的廣播信息(盡管它們連在同一個(gè)交換機(jī)上)。

2.虛擬局域網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)采用VLAN后，在不增加設(shè)備投資的前提下，可在許多方面提高網(wǎng)絡(luò)的性能，并簡化網(wǎng)絡(luò)的管理。具體表現(xiàn)在以下幾方面：

提供了一種控制網(wǎng)絡(luò)廣播的方法?；诮粨Q機(jī)組成的網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)勢在于可提供低時(shí)延、高吞吐量的傳輸性能，但其會將廣播包發(fā)送到所有互連的交換機(jī)、所有的交換機(jī)端口、干線連接及用戶，從而引起網(wǎng)絡(luò)中廣播流量的增加，甚至產(chǎn)生廣播風(fēng)暴；

提高了網(wǎng)絡(luò)的安全性。VLAN的數(shù)目及每個(gè)VLAN中的用戶和主機(jī)是由網(wǎng)絡(luò)管理員決定的；

簡化了網(wǎng)絡(luò)管理。VLAN不受網(wǎng)絡(luò)用戶的物理位置限制而根據(jù)用戶需求進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)管理；大大減少了在網(wǎng)絡(luò)中增加、刪除或移動用戶時(shí)的管理開銷；

提供了基于第二層的通信優(yōu)先級服務(wù)。

3.虛擬局域網(wǎng)工作方式

(1)基于交換端口的VLAN。這種方式是把局域網(wǎng)交換機(jī)的某些端口的集合作為VLAN的成員。這些集合有時(shí)只在單個(gè)局域網(wǎng)交換機(jī)上，有時(shí)則跨越多臺局域網(wǎng)交換機(jī)。

(2)基于MAC地址的VLAN。這種方式的VLAN要求交換機(jī)對站點(diǎn)的MAC地址和交換機(jī)端口進(jìn)行跟蹤，在新站點(diǎn)入網(wǎng)時(shí)，根據(jù)需要將其劃歸至某一個(gè)VLAN。

(3)基于路由的VLAN。路由協(xié)議工作在七層協(xié)議的第三層—網(wǎng)絡(luò)層，即基于IP和IPX協(xié)議的轉(zhuǎn)發(fā)，它是利用網(wǎng)絡(luò)層的業(yè)務(wù)屬性來自動生成VLAN，把使用不同路由協(xié)議的站點(diǎn)分在相對應(yīng)的VLAN中。

(4)基于策略的VLAN?；诓呗缘腣LAN的劃分是一種比較靈活有效而直接的方式。這主要取決于在VLAN的劃分中所采用的策略。目前常用的策略有：

按MAC地址劃分；

按IP地址劃分；

按以太網(wǎng)協(xié)議類型劃分；

按網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用劃分。

4.虛擬局域網(wǎng)的實(shí)現(xiàn)從實(shí)現(xiàn)的方式上看，所有VLAN均是通過交換機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)的。從實(shí)現(xiàn)的機(jī)制或策略劃分，VLAN分為靜態(tài)VLAN和動態(tài)VLAN。

(1)靜態(tài)VLAN。在靜態(tài)VLAN中，由網(wǎng)絡(luò)管理員根據(jù)交換機(jī)端口進(jìn)行靜態(tài)的VALN分配，當(dāng)在交換機(jī)上將其某一個(gè)端口分配給一個(gè)VLAN時(shí)，將一直保持不變直到網(wǎng)絡(luò)管理員改變這種配置，所以又被稱為基于端口的VLAN。

(2)動態(tài)VLAN。動態(tài)VLAN是指交換機(jī)上以聯(lián)網(wǎng)用戶的MAC地址、邏輯地址(如IP地址)或數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議等信息為基礎(chǔ)將交換機(jī)端口動態(tài)分配給VLAN的方式。當(dāng)用戶的主機(jī)連入交換機(jī)端口時(shí)，交換機(jī)通過檢查VLAN管理數(shù)據(jù)庫中相應(yīng)的關(guān)于MAC地址、邏輯地址(如IP地址)或數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議的表項(xiàng)，以相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫表項(xiàng)內(nèi)容動態(tài)地配置相應(yīng)的交換機(jī)端口。

5．VLAN間的互聯(lián)方法

(1)傳統(tǒng)路由器方法。所謂傳統(tǒng)路由器方法，就是使用路由器將位于不同VLAN的交換端口連接起來。這種方法的缺點(diǎn)是：對路由器的性能有較高要求；如果路由器發(fā)生故障，則VLAN之間就不能通信。

(2)采用路由交換機(jī)。如果交換機(jī)本身帶有路由功能，則VLAN之間的互聯(lián)就可在交換機(jī)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，即采用第三層交換技術(shù)。第三層交換技術(shù)也叫路由交換技術(shù)，是各網(wǎng)絡(luò)廠家最新推出的一種局域網(wǎng)技術(shù)，具有良好的發(fā)展前景。它將交換技術(shù)(Switching)和路由技術(shù)(Routing)相結(jié)合，很好地解決了以前在大型局域網(wǎng)中難以解決的一些問題。本章小結(jié)本章主要講述了局域網(wǎng)與局域網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)，介紹了局域網(wǎng)的基本組成及各組成部分的作用、局域網(wǎng)的體系結(jié)構(gòu)與OSI參考模型的差異、IEEE802局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容，著重講解了802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(CSMA/CD)和802.5令牌環(huán)標(biāo)準(zhǔn)(TokenRing)的工作原理。由于在局域網(wǎng)技術(shù)中，以太網(wǎng)的應(yīng)用最為廣泛，因此本章重點(diǎn)介紹以太網(wǎng)技術(shù)，系統(tǒng)介紹了10Mb/s共享式以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)、交換以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)、技術(shù)特性、硬件系統(tǒng)、組網(wǎng)規(guī)則及其應(yīng)用。本章還具體分析比較了千兆以太網(wǎng)、FDDI等主干網(wǎng)技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)及其典型應(yīng)用，簡要介紹了新發(fā)展的萬兆以太網(wǎng)技術(shù)。交換技術(shù)可以說是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一場革命，它已成為網(wǎng)絡(luò)的主導(dǎo)技術(shù)。本章對交換技術(shù)從本質(zhì)上進(jìn)行了分析，并說明它與共享式局域網(wǎng)的根本區(qū)別。交換式網(wǎng)絡(luò)具有獨(dú)享帶寬、獨(dú)占通信鏈路的特征，因此能提供足夠的帶寬。交換式網(wǎng)絡(luò)還支持先進(jìn)的虛擬網(wǎng)技術(shù)，通過軟件配置，能夠根據(jù)業(yè)務(wù)性質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用或組織機(jī)構(gòu)等自定的原則靈活的劃分子網(wǎng)，而與地理位置無關(guān)。作為有線網(wǎng)絡(luò)的延伸，無線局域網(wǎng)技術(shù)為局域網(wǎng)提供了更快速、簡單、靈活的組網(wǎng)方式。習(xí)題一、選擇題

1.在以太網(wǎng)中，沖突是()。

A.由于介質(zhì)訪問控制方法的錯(cuò)誤使用造成的

B.由于網(wǎng)絡(luò)管理員的失誤造成的

C.一種正常現(xiàn)象

D.一種不正?，F(xiàn)象

2.?MAC地址通常存儲在計(jì)算機(jī)的()。

A.內(nèi)存中

B.網(wǎng)卡中

C.硬盤中

D.高速緩沖區(qū)中

3.網(wǎng)絡(luò)中用集線器或交換機(jī)連接各計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)屬于()。

A.總線結(jié)構(gòu)

B.環(huán)型結(jié)構(gòu)

C.星型結(jié)構(gòu)

D.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

4.下面關(guān)于以太網(wǎng)的描述中正確的是()。

A.數(shù)據(jù)是以廣播方式發(fā)送的

B.所有節(jié)點(diǎn)可以同時(shí)發(fā)送和接收數(shù)據(jù)

C.兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相互通信時(shí)，第三個(gè)節(jié)點(diǎn)不檢測總線上的信號

D.網(wǎng)絡(luò)中有一個(gè)控制中心，用于控制所有節(jié)點(diǎn)的發(fā)送和接收

5.?FDDI標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)采用()。

A.非屏蔽雙絞線

B.屏蔽雙絞線

C.光纖

D.同軸電纜

6.在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，所有計(jì)算機(jī)均連接到一條公共的通信傳輸線路上，這種連接結(jié)構(gòu)稱為()。

A.總線結(jié)構(gòu)

B.環(huán)型結(jié)構(gòu)

C.星型結(jié)構(gòu)

D.網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

7.下面不屬于網(wǎng)卡功能的是()。

A.實(shí)現(xiàn)介質(zhì)訪問控制

B.實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)鏈路層的功能

C.實(shí)現(xiàn)物理層的功能

D.實(shí)現(xiàn)調(diào)制和解調(diào)功能

8.決定局域網(wǎng)特性的主要技術(shù)要素是：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?、傳輸介質(zhì)和()。

A.網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

B.服務(wù)器軟件

C.體系結(jié)構(gòu)

D.介質(zhì)訪問控制方法

9.采用CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法的局域網(wǎng)適用于辦公自動化環(huán)境。這類局域網(wǎng)在()網(wǎng)絡(luò)通信負(fù)荷情況下表現(xiàn)出較好的吞吐率與延遲特性。

A.較高 B.較低 C.中等 D.不限定

10.?CSMA/CD方法用來解決多節(jié)點(diǎn)如何共享公用總線傳輸介質(zhì)的問題，網(wǎng)中()。

A.不存在集中控制的節(jié)點(diǎn)

B.存在一個(gè)集中控制的節(jié)點(diǎn)

C.存在多個(gè)集中控制的節(jié)點(diǎn)

D.可以有也可以沒有集中控制的節(jié)點(diǎn)

11.?TokenRing和TokenBus的“令牌”是一種特殊結(jié)構(gòu)的()。

A.控制幀B.?LLC幀C.數(shù)據(jù)報(bào)D.無編號幀

12.快速以太網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率為()。

A.?10Mb/s B.?100Mb/s

C.1Gb/s D.10Gb/s

13.()為無線局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)。

A.屏蔽雙絞線 B.?5類非屏蔽雙絞線

C.紅外線 D.光纖

14.局域網(wǎng)交換機(jī)首先完整地接收數(shù)據(jù)幀，并進(jìn)行差錯(cuò)檢測。如果正確，則根據(jù)幀目的地址確定輸出端口號再轉(zhuǎn)發(fā)出去。這種交換方式為()。

A.直接交換 B.改進(jìn)直接交換

C.存儲轉(zhuǎn)發(fā)交換 D.查詢交換

15.交換式局域網(wǎng)的核心是()。

A.路由器 B.服務(wù)器

C.局域網(wǎng)交換機(jī) D