局域網(wǎng)與城域網(wǎng)2.1 局域網(wǎng)概述2.2 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì)2.3 局域網(wǎng)技術(shù)初步

2.3.1信道分配 2.3.2多路訪問協(xié)議

2.4 局域網(wǎng)的IEEE802系列標(biāo)準(zhǔn) 2.4.1IEEE802.3和Ethernet 2.4.2IEEE802.5：TokenRing令牌環(huán) 2.4.3 IEEE802.4：TokenBus令牌總線 2.4.4幾種局域網(wǎng)的比較

主要內(nèi)容2.5交換式局域網(wǎng)與虛擬局域網(wǎng)

2.5.1交換式局域網(wǎng)

2.5.2虛擬局域網(wǎng)2.6 高速局域網(wǎng)技術(shù) 2.6.1光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI 2.6.2快速以太網(wǎng) 2.6.3千兆以太網(wǎng)2.7客戶/服務(wù)器模式

2.7.1網(wǎng)絡(luò)計(jì)算模式的發(fā)展2.7.2C/S模式的特點(diǎn)2.7.3三層客戶/服務(wù)器模式2.1 局域網(wǎng)概述局域網(wǎng)產(chǎn)生的原因80年代，微型機(jī)發(fā)展迅速，彼此需要相互通信（近距離），共享資源；分布式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用：分布式計(jì)算，分布式數(shù)據(jù)庫定義局域網(wǎng)是一種將小區(qū)域內(nèi)的各種通信設(shè)備互連在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)的基本特點(diǎn)高數(shù)據(jù)傳輸率（10~1000Mbps）短距離（0.1~10km）低出錯(cuò)率（10-8~10-11）局域網(wǎng)發(fā)展趨勢高速，10GEthernet移動(dòng)，無線局域網(wǎng)IEEE802.11局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)總線型結(jié)構(gòu)樹型結(jié)構(gòu)傳輸介質(zhì)雙絞線基帶同軸電纜光纖無線2.2 局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和傳輸介質(zhì)2.3 局域網(wǎng)技術(shù)（1）2.3.1 信道分配計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)可以分成兩類使用點(diǎn)到點(diǎn)連接的網(wǎng)絡(luò)——廣域網(wǎng)使用廣播信道（多路訪問信道，隨機(jī)訪問信道）的網(wǎng)絡(luò)——局域網(wǎng)關(guān)鍵問題：如何解決對信道爭用解決信道爭用的協(xié)議稱為介質(zhì)訪問控制協(xié)議MAC（MediumAccessControl），是數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議的一部分。2.3 局域網(wǎng)技術(shù)（2）信道分配方法有兩種靜態(tài)分配頻分多路復(fù)用FDM（波分復(fù)用WDM）原理：將頻帶平均分配給每個(gè)要參與通信的用戶；優(yōu)點(diǎn)：適合于用戶較少，數(shù)目基本固定，各用戶的通信量都較大的情況；缺點(diǎn)：無法靈活地適應(yīng)站點(diǎn)數(shù)及其通信量的變化。時(shí)分多路復(fù)用TDM原理：每個(gè)用戶擁有固定的信道傳送時(shí)槽；優(yōu)點(diǎn)：適合于用戶較少，數(shù)目基本固定，各用戶的通信量都較大的情況；缺點(diǎn)：無法靈活地適應(yīng)站點(diǎn)數(shù)及其通信量的變化。2.3 局域網(wǎng)技術(shù)（3）動(dòng)態(tài)分配信道分配模型的五個(gè)基本假設(shè)：站點(diǎn)模型：每個(gè)站點(diǎn)是獨(dú)立的，并以統(tǒng)計(jì)固定的速率產(chǎn)生幀，一幀產(chǎn)生后到被發(fā)送走之前，站點(diǎn)被封鎖；單信道假設(shè)：所有的通信都是通過單一的信道來完成的，各個(gè)站點(diǎn)都可以從信道上收發(fā)信息；沖突假設(shè)：若兩幀同時(shí)發(fā)出，會(huì)相互重疊，結(jié)果使信號無法辨認(rèn)，稱為沖突。所有的站點(diǎn)都能檢測到?jīng)_突，沖突幀必須重發(fā)；連續(xù)時(shí)間和時(shí)間分槽（確定何時(shí)發(fā)送）；載波監(jiān)聽和非載波監(jiān)聽（確定能否發(fā)送）。2.3.2 多路訪問協(xié)議定義：控制多個(gè)用戶共用一條信道的協(xié)議2.3.2.1ALOHA協(xié)議多用戶共享單一信道，并由此產(chǎn)生沖突，這樣的系統(tǒng)稱為競爭系統(tǒng)70年代，NormanAbramson設(shè)計(jì)了ALOHA協(xié)議目的：解決信道的動(dòng)態(tài)分配，基本思想可用于任何無協(xié)調(diào)關(guān)系的用戶爭用單一共享信道使用權(quán)的系統(tǒng)；分類：純ALOHA協(xié)議和分槽ALOHA協(xié)議2.3 局域網(wǎng)技術(shù)（4）純ALOHA協(xié)議基本思想：用戶有數(shù)據(jù)要發(fā)送時(shí)，可以直接發(fā)至信道；然后監(jiān)聽信道看是否產(chǎn)生沖突，若產(chǎn)生沖突，則等待一段隨機(jī)的時(shí)間重發(fā)分槽ALOHA協(xié)議基本思想：把信道時(shí)間分成離散的時(shí)間槽，槽長為一個(gè)幀所需的發(fā)送時(shí)間。每個(gè)站點(diǎn)只能在時(shí)槽開始時(shí)才允許發(fā)送。其他過程與純ALOHA協(xié)議相同。2.3 局域網(wǎng)技術(shù)（5）2.3.2.2載波波監(jiān)聽多路訪訪問協(xié)議CSMA（CarrierSenseMultipleAccessProtocols）載波監(jiān)聽（CarrierSense）站點(diǎn)在為發(fā)送送幀而訪問傳傳輸信道之前前，首先監(jiān)聽聽信道有無載載波，若有載載波，說明已已有用戶在使使用信道，則則不發(fā)送幀以以避免沖突。。多路訪問（MultipleAccess））多個(gè)用戶共用用一條線路1-堅(jiān)持型CSMA（1-persistentCSMA）原理若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)監(jiān)聽信道；若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信信道空閑，則則發(fā)送；若信道忙，則則繼續(xù)監(jiān)聽直直至發(fā)現(xiàn)信道道空閑，然后后完成發(fā)送；；若產(chǎn)生沖突，，等待一隨機(jī)機(jī)時(shí)間，然后后重新開始發(fā)發(fā)送過程。2.3 局域域網(wǎng)技術(shù)（6）優(yōu)點(diǎn)：減少了了信道空閑時(shí)時(shí)間；缺點(diǎn)：增加了了發(fā)生沖突的的概率；廣播延遲對協(xié)協(xié)議性能的影影響：廣播延延遲越大，發(fā)發(fā)生沖突的可可能性越大，，協(xié)議性能越越差；非堅(jiān)持型CSMA（nonpersistentCSMA）原理若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)監(jiān)聽信道；若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信信道空閑，則則發(fā)送；若信道忙，等等待一隨機(jī)時(shí)時(shí)間，然后重重新開始發(fā)送送過程；若產(chǎn)生沖突，，等待一隨機(jī)機(jī)時(shí)間，然后后重新開始發(fā)發(fā)送過程。優(yōu)點(diǎn)：減少了了沖突的概率率；缺點(diǎn)：增加了了信道空閑時(shí)時(shí)間，數(shù)據(jù)發(fā)發(fā)送延遲增大大；信道效率比1-堅(jiān)持CSMA高，，傳輸延遲比比1-堅(jiān)持持CSMA大大。2.3 局域域網(wǎng)技術(shù)（7）p-堅(jiān)持型CSMA（p-persistentCSMA）適用于分槽信信道原理若站點(diǎn)有數(shù)據(jù)據(jù)發(fā)送，先監(jiān)監(jiān)聽信道；若站點(diǎn)發(fā)現(xiàn)信信道空閑，則則以概率p發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)，以以概率q=1-p延延遲至下一一個(gè)時(shí)槽發(fā)送送。若下一個(gè)個(gè)時(shí)槽仍空閑閑，重復(fù)此過過程，直至數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)出或時(shí)時(shí)槽被其他站站點(diǎn)所占用；；若信道忙，則則等待下一個(gè)個(gè)時(shí)槽，重新新開始發(fā)送；；若產(chǎn)生沖突，，等待一隨機(jī)機(jī)時(shí)間，然后后重新開始發(fā)發(fā)送。2.3 局域域網(wǎng)技術(shù)（8）2.3.2.3 帶沖突突檢測的載波波監(jiān)聽多路訪訪問協(xié)議CSMA/CD引入原因當(dāng)兩個(gè)幀發(fā)生生沖突時(shí)，兩兩個(gè)被損壞幀幀繼續(xù)傳送毫毫無意義，而而且信道無法法被其他站點(diǎn)點(diǎn)使用，對于于有限的信道道來講，這是是很大的浪費(fèi)費(fèi)。如果站點(diǎn)點(diǎn)邊發(fā)送邊監(jiān)監(jiān)聽，并在監(jiān)監(jiān)聽到?jīng)_突之之后立即停止止發(fā)送，可以以提高信道的的利用率，因因此產(chǎn)生了CSMA/CD原理（見下節(jié)節(jié)）2.3 局域域網(wǎng)技術(shù)（9）Figure.CSMA/CDAccessmethod2.3 局域域網(wǎng)技術(shù)（10）2.3.2.4其他他無沖突協(xié)議議（Collision-FreeProtocols）基本位圖協(xié)議議（ABit-MapProtocol））工作原理共享信道上有有N個(gè)站，競競爭周期分為為N個(gè)時(shí)槽，，如果一個(gè)站站有幀發(fā)送，，則在對應(yīng)的的時(shí)槽內(nèi)發(fā)送送比特1；N個(gè)時(shí)槽之后后，每個(gè)站都都知道哪個(gè)站站要發(fā)送幀，，這時(shí)按站序序號發(fā)送。2.3.2.6無線線局域網(wǎng)協(xié)議議無線局域網(wǎng)產(chǎn)產(chǎn)生背景筆記本電腦的的普及促進(jìn)了了無線局域網(wǎng)網(wǎng)的發(fā)展portable≠mobile要做到真正的的移動(dòng)，需要要使用無線信信號進(jìn)行通信信。無線局域網(wǎng)的的特點(diǎn)基于蜂窩（cell）的的通信每個(gè)蜂窩內(nèi)只只有一個(gè)信道道（與蜂窩電電話不同）一個(gè)站點(diǎn)發(fā)送送的信號，只只能被它周圍圍一定范圍內(nèi)內(nèi)的站點(diǎn)接收收到短距離傳輸2.3 局域域網(wǎng)技術(shù)（11）無線局域網(wǎng)與與有線局域網(wǎng)網(wǎng)不同，具有有隱藏站點(diǎn)點(diǎn)問題（（hiddenstationproblem）由于站點(diǎn)點(diǎn)距離競競爭者太太遠(yuǎn)，從從而不能能發(fā)現(xiàn)潛潛在介質(zhì)質(zhì)競爭者者的問題題稱為隱隱藏站點(diǎn)點(diǎn)問題。。Fig.4-11(a)，，A向B發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)的過過程中，，C由于于收不到到A的數(shù)數(shù)據(jù)，也也可以向向B發(fā)送送數(shù)據(jù)，，導(dǎo)致B接收發(fā)發(fā)生沖突突。暴露站點(diǎn)點(diǎn)問題（（exposedstationproblem））由于非競競爭者距距離發(fā)送送站點(diǎn)太太近，從從而導(dǎo)致致介質(zhì)非非競爭者者不能發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)的問題題稱為暴暴露站點(diǎn)點(diǎn)問題。。Fig.4-11(b)，，B向A發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)，被被C監(jiān)聽聽到，導(dǎo)導(dǎo)致C不不能向D發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)。2.3局局域網(wǎng)網(wǎng)技術(shù)（（12））2.3局局域網(wǎng)網(wǎng)技術(shù)（（13））MACA（MultipleAccesswithCollisionAvoidance））是IEEE802.11無無線局域域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的基礎(chǔ)礎(chǔ)基本思想想：發(fā)送送站點(diǎn)刺刺激接收收站點(diǎn)發(fā)發(fā)送應(yīng)答答短幀，，從而使使得接收收站點(diǎn)周周圍的站站點(diǎn)監(jiān)聽聽到該幀幀，并在在一定時(shí)時(shí)間內(nèi)避避免發(fā)送送數(shù)據(jù)基本過程程（圖4－12）A向B發(fā)發(fā)送RTS（RequestToSend））幀，A周圍的的站點(diǎn)在在一定時(shí)時(shí)間內(nèi)不不發(fā)送數(shù)數(shù)據(jù)，以以保證CTS幀幀返回給給A；B向A回回答CTS（ClearToSend）幀，，B周圍圍的站點(diǎn)點(diǎn)在一定定時(shí)間內(nèi)內(nèi)不發(fā)送送數(shù)據(jù)，，以保證證A發(fā)送送完數(shù)據(jù)據(jù)；A開始發(fā)發(fā)送若發(fā)生沖沖突，采采用二進(jìn)進(jìn)制指數(shù)數(shù)后退算算法等待待隨機(jī)時(shí)時(shí)間，再再重新開開始。2.3局局域網(wǎng)網(wǎng)技術(shù)（（14））2.4局局域網(wǎng)網(wǎng)的IEEE802系列標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)IEEE802協(xié)議議IEEE802系列列標(biāo)準(zhǔn)定定義了若若干種LAN，，包括對對物理層層、MAC子層層的定義義和描述述。它的的組成如如下：802標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)在網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)體系系結(jié)構(gòu)中中的位置置2.4局局域網(wǎng)網(wǎng)的IEEE802系列標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（1）應(yīng)用層表示層會(huì)話層傳輸層網(wǎng)絡(luò)層數(shù)據(jù)鏈路層物理層邏輯鏈路控制子層介質(zhì)訪問控制子層物理層IEEE802參考模模型LLC層層MAC層層2.4局局域網(wǎng)網(wǎng)的IEEE802系列標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（2）LAN的的參考模模型邏輯鏈路路控制子子層LLC（（LogicalLinkControl））引入LLC子層層的原因因：MAC子層只提提供盡力力而為的的數(shù)據(jù)報(bào)報(bào)服務(wù)，，不提供供確認(rèn)機(jī)機(jī)制和流流量控制制（滑動(dòng)動(dòng)窗口）），有些些情況下下，這種種服務(wù)足足夠，如如支持IP協(xié)議議；當(dāng)需需要確認(rèn)認(rèn)和流控控的時(shí)候候，這種種服務(wù)就就不能滿滿足，需需要LLC。LLC子層提供供確認(rèn)機(jī)機(jī)制和流流量控制制；LLC隱隱藏了不不同802MAC子層層的差異異，為網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)層提提供單一一的格式式和接口口；LLC提提供三種種服務(wù)選選項(xiàng)：unreliabledatagramservice,acknowledgeddatagramservice,reliableconnection-orientedservice.LLC幀幀頭基于于HDLC協(xié)議議2.4局局域網(wǎng)網(wǎng)的IEEE802系列標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（3）介質(zhì)訪問問控制子子層MAC（（MediumAccessControl）Dataencapsulation(transmitandreceive)Framing(frameboundarydelimitation,framesynchronization)Addressing(handlingofsourceanddestinationaddresses)Errordetection(detectionofphysicalmediumtransmissionerrors)MediaAccessManagementMediumallocation(collisionavoidance)Contentionresolution(collisionhandling)分成兩個(gè)子子層的原因因管理多點(diǎn)訪訪問信道的的邏輯不同同于傳統(tǒng)的的數(shù)據(jù)鏈路路控制；對于同一個(gè)個(gè)LLC，，可以提供供多個(gè)MAC選擇2.4局局域網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)準(zhǔn)（（4）以太網(wǎng)作為為局域網(wǎng)的的一種標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)是由Xerox公公司提出的的，后由Xerox、DEC、Intel進(jìn)進(jìn)行擴(kuò)充而而來，后由由IEEE802協(xié)協(xié)會(huì)在此基基礎(chǔ)上制定定為IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)2.4.1 IEEE802.3和和Ethernet2.4局局域網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)準(zhǔn)（（5）FigureThemostcommonkindsofEthernetcablingFigureTheoriginalfastEthernetcablingFigureGigabitEthernetcabling2.4局局域網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)準(zhǔn)（（6）物理層類型型用以下域域表示（圖圖4－18）：<datarateinMb/s><mediumtype><maximumsegmentlength(*100m)>如10Base5含含義:10：10Mbps;Base：基帶帶傳輸（basebandmedium）；；5：500米收發(fā)器（transceiver）：：處理載波波監(jiān)聽和沖沖突檢測布線拓?fù)浣Y(jié)結(jié)構(gòu)（圖4－19））總線形，脊脊椎形，樹樹形，分段段擴(kuò)展網(wǎng)段長長度中繼器：物物理層設(shè)備備，只對信信號進(jìn)行接接收、放大大和雙向重重傳；兩個(gè)收發(fā)器器之間最多多使用4個(gè)個(gè)中繼器，，最長2500米。。802.3的信號編編碼由于曼徹斯斯特編碼的的簡單，所所有的802.3基基帶系統(tǒng)都都使用曼徹徹斯特編碼碼。2.4局局域網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)準(zhǔn)（（7）Figure4－18.ThreekindsofEthernetcabling.(a)10Base5.(b)10Base2.(c)10Base-T.Caption:Illustrationofcomputersineightofficeswiredwith(a)thick,(b)thin,and(c)10Base-T(twistedpair)Ethernet.Wirescanrunabovetheceilingorunderaraisedfloor.Awiringclosetmaycontainahuborequipmentusedfornetworkmonitoring,control,ordebugging.802.3的MAC子層幀格格式由7個(gè)部分分組成：Preamble（（報(bào)頭）：：由0和1組成的序序列，用來來進(jìn)行同步步SFD（界界限符）：：10101011，用來標(biāo)標(biāo)識(shí)幀的開開始Data：：數(shù)據(jù)，最最短0Bytes，，最長1500BytesPad：填填充字段Checksum：：校檢碼FigureFrameformats.(a)DIXEthernet.(b)IEEE802.3.2.4局局域網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)準(zhǔn)（（8）帶沖突檢測測的載波監(jiān)監(jiān)聽多路訪訪問協(xié)議CSMA/CD引入原因當(dāng)兩個(gè)幀發(fā)發(fā)生沖突時(shí)時(shí)，兩個(gè)被被損壞幀繼繼續(xù)傳送毫毫無意義，，而且信道道無法被其其他站點(diǎn)使使用，對于于有限的信信道來講，，這是很大大的浪費(fèi)。。如果站點(diǎn)點(diǎn)邊發(fā)送邊邊監(jiān)聽，并并在監(jiān)聽到到?jīng)_突之后后立即停止止發(fā)送，可可以提高信信道的利用用率，因此此產(chǎn)生了CSMA/CD原理站點(diǎn)使用CSMA協(xié)協(xié)議進(jìn)行數(shù)數(shù)據(jù)發(fā)送；；在發(fā)送期間間如果檢測測到?jīng)_突，，立即終止止發(fā)送，并并發(fā)出一個(gè)個(gè)瞬間干擾擾信號，使使所有的站站點(diǎn)都知道道發(fā)生了沖沖突；在發(fā)出干擾擾信號后，，等待一段段隨機(jī)時(shí)間間，再重復(fù)復(fù)上述過程程。2.4局局域網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)準(zhǔn)（（9）最短幀長避免幀的第第一個(gè)比特特到達(dá)電纜纜的遠(yuǎn)端前前幀已經(jīng)發(fā)發(fā)完，幀發(fā)發(fā)送時(shí)間應(yīng)應(yīng)該大于2；10MbpsLAN，最大大沖突檢測測時(shí)間為51.2微微秒，最短短幀長為64字節(jié)；；網(wǎng)絡(luò)速度提提高，最短短幀長也應(yīng)應(yīng)該增大或或者站點(diǎn)間間的距離要要減小。2.4局局域網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)準(zhǔn)（（10）二進(jìn)制指數(shù)數(shù)后退算法法（binaryexponentialbackoff））算法將沖突發(fā)生生后的時(shí)間間劃分為長長度為51.2微秒秒的時(shí)槽發(fā)生第一次次沖突后，，各個(gè)站點(diǎn)點(diǎn)等待0或1個(gè)時(shí)槽槽再開始重重傳；發(fā)生第二次次沖突后，，各個(gè)站點(diǎn)點(diǎn)隨機(jī)地選選擇等待0,1,2或3個(gè)時(shí)槽再再開始重傳傳；第i次次沖突后，，在0至至2i-1間隨隨機(jī)地選擇擇一個(gè)等待待的時(shí)槽數(shù)數(shù)，再開始始重傳；10次沖突突后，選擇擇等待的時(shí)時(shí)槽數(shù)固定定在0至210-1間；16次沖突突后，發(fā)送送失敗，報(bào)報(bào)告上層。。2.4局局域網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)準(zhǔn)（（11）沖突解決方方法：信道效率分分析Figure.EfficiencyofEthernetat10Mbpswith512-bitslottimes2.4局局域網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)準(zhǔn)（（12）EthernetimplementationFastEthernetimplementationGigabitEthernetimplementationGigabitEthernetimplementation2.4.2令牌環(huán)環(huán)網(wǎng)（IEEE802.5））令牌環(huán)網(wǎng)是是由IBM公司提出出，IEEE802協(xié)會(huì)在其其基礎(chǔ)上制制定了IEEE802.5標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)令牌環(huán)網(wǎng)的的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)是環(huán)型，，其介質(zhì)訪訪問控制采采用令牌傳傳遞的方式式，令牌環(huán)環(huán)中各站點(diǎn)點(diǎn)的三種主主要操作：：1、截獲令令牌并且發(fā)發(fā)送數(shù)據(jù)幀幀2、接受與與轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)據(jù)3、取消數(shù)數(shù)據(jù)幀并且且重發(fā)令牌牌2.4局局域網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)準(zhǔn)（（13）技術(shù)產(chǎn)生原原因環(huán)實(shí)際上并并不是一個(gè)個(gè)廣播介質(zhì)質(zhì)，而是不不同的點(diǎn)到到點(diǎn)鏈路組組成的環(huán)，，點(diǎn)到點(diǎn)鏈鏈路有很多多技術(shù)優(yōu)勢勢；各個(gè)站點(diǎn)是是公平的，，獲得信道道的時(shí)間有有上限，避避免沖突發(fā)發(fā)生；IBM選擇擇TokenRing作為為它的LAN技術(shù)。。基本思想環(huán)網(wǎng)設(shè)計(jì)分分析的一個(gè)個(gè)主要問題題是1比比特的““物理長度度”，數(shù)據(jù)據(jù)傳輸速率率為RMbps，典型信信號傳播速速率為200米/微微秒，則1比特的的“物理長長度”為200/R米；環(huán)接口引入入了1比特特的傳輸延延遲；2.4局局域網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)準(zhǔn)（（14）令牌（Token））是一種特特殊的比特特組合模式式，一個(gè)站站要發(fā)送幀幀時(shí)，需要要抓住令牌牌，并將其其移出環(huán)；；環(huán)本身必須須有足夠的的時(shí)延容納納一個(gè)完整整的令牌，，時(shí)延由兩兩部分組成成：每站的的1比特延延遲和信號號傳播延遲遲。對于短短環(huán)，必要要時(shí)需要插插入人工延延遲；環(huán)接口有兩兩種操作模模式：監(jiān)聽聽模式和傳傳輸模式。。當(dāng)一個(gè)站點(diǎn)點(diǎn)有數(shù)據(jù)發(fā)發(fā)送時(shí)，在在令牌通過過此站點(diǎn)時(shí)時(shí)，將令牌牌從環(huán)上取取下，發(fā)送送自己的數(shù)數(shù)據(jù)，然后后重新生成成令牌，發(fā)發(fā)送站負(fù)責(zé)責(zé)將發(fā)出的的幀從環(huán)上上移去，并并轉(zhuǎn)入監(jiān)聽聽模式。確認(rèn)：幀內(nèi)內(nèi)一個(gè)比特特域，初值值為0，目目的站收到到后，將其其變?yōu)?；；對廣播的的確認(rèn)比較較復(fù)雜；重負(fù)載下，，效率接近近100%。2.4局局域網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)準(zhǔn)（（15）802.5的布線（（圖4-29）屏蔽雙絞線線，速率為為1/4/16M，，采用差分分曼徹斯特特編碼傳輸輸；為解決環(huán)斷斷裂導(dǎo)致整整個(gè)環(huán)無法法工作的問問題，使用用線路中心心（WireCenter）進(jìn)行布布線，線路路中心設(shè)有有旁路中繼繼器。令牌環(huán)MAC子層協(xié)協(xié)議2.4局局域網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)準(zhǔn)（（16）協(xié)議基本操操作：無信信息傳輸時(shí)時(shí)，3字節(jié)節(jié)的令牌在在環(huán)上循環(huán)環(huán)；有信息息要發(fā)送時(shí)時(shí)，站獲得得令牌，并并將第二個(gè)個(gè)字節(jié)的某某一位由0變成成1，將將令牌的前前兩個(gè)字節(jié)節(jié)變成幀的的起始序列列，然后輸輸出幀的其其它部分；；開始定界符符SD和結(jié)結(jié)束定界符符ED標(biāo)志志著幀的開開始和結(jié)束束，使用差差分曼徹斯斯特編碼模模式（HH和LL，，物理層編編碼違例法法）；訪問控制域域AC包包括令牌牌位、監(jiān)視視位、優(yōu)先先級位和保保留位；幀控制域FC用用于將數(shù)據(jù)據(jù)幀和控制制幀區(qū)別開開來和進(jìn)行行環(huán)的維護(hù)護(hù)；幀狀態(tài)態(tài)字節(jié)FS用于報(bào)告告幀的傳送送情況，包包括地址位位A和拷貝貝位C，幀幀經(jīng)過目的的站，A置置為“1””，幀被接接收，C置置為“1””。A、C位提供了了自動(dòng)確認(rèn)認(rèn)。為增加加可靠性，，A、C在在FS中中出現(xiàn)兩次次。A=0，C=0，目目的站站不存存在或或未加加電；；A=1，C=0，目目的站站存在在但幀幀未被被接收收；A=1，C=1，目目的站站存在在且?guī)瑤粡?fù)復(fù)制。。2.4局局域網(wǎng)網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（（17）令牌持持有時(shí)時(shí)間（（token-holdingtime），，一般般為10毫毫秒；；提供優(yōu)優(yōu)先級級控制制：訪訪問控控制域域中的的優(yōu)先先級位位給出出令牌牌的優(yōu)優(yōu)先級級，只只有當(dāng)當(dāng)要發(fā)發(fā)送的的幀的的優(yōu)先先級大大于等等于令令牌的的優(yōu)先先級時(shí)時(shí)才能能獲得得令牌牌，站站還可可以預(yù)預(yù)約某某個(gè)優(yōu)優(yōu)先級級的令令牌。。環(huán)的維維護(hù)環(huán)上存存在一一個(gè)監(jiān)監(jiān)控站站，負(fù)負(fù)責(zé)環(huán)環(huán)的維維護(hù)，，通過過站的的競爭爭產(chǎn)生生；監(jiān)控站站的職職責(zé)保證令令牌不不丟失失；處理環(huán)環(huán)斷開開情況況；清除壞壞幀，，檢查查無主主幀。。2.4局局域網(wǎng)網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（（18）令牌環(huán)環(huán)網(wǎng)的的特點(diǎn)點(diǎn)：只有截截獲令令牌的的結(jié)點(diǎn)點(diǎn)才可可發(fā)送送數(shù)據(jù)據(jù)，不不存在在多個(gè)個(gè)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)同時(shí)時(shí)發(fā)送送數(shù)據(jù)據(jù)而引引起沖沖突可以實(shí)實(shí)現(xiàn)多多點(diǎn)傳傳輸負(fù)載較較輕時(shí)時(shí)效率率比較較低支持優(yōu)優(yōu)先級級服務(wù)務(wù)環(huán)的維維護(hù)須須由一一個(gè)監(jiān)監(jiān)控站站來總總管全全環(huán)。。其職責(zé)責(zé)是：：確保保令牌牌不被被丟失失、在在環(huán)斷斷開時(shí)時(shí)采取取行動(dòng)、、清除除壞幀幀及無無主幀幀2.4局局域網(wǎng)網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（（19）2.4.3、令令牌總總線網(wǎng)網(wǎng)（IEEE802.4）2.4局局域網(wǎng)網(wǎng)的IEEE802系系列標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)（（20）802.4令牌牌總線網(wǎng)網(wǎng)綜合合了總總線網(wǎng)網(wǎng)和環(huán)環(huán)網(wǎng)的的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)，其其物理理拓?fù)鋼洳捎糜每偩€線方式式，在在邏輯輯上為為環(huán)型型網(wǎng)優(yōu)點(diǎn)發(fā)送具具有確確定性性，支支持優(yōu)優(yōu)先級級，可可處理理短幀幀；使用寬寬帶電電纜，，支持持多信信道；；不存在在沖突突，重重負(fù)載載時(shí)，，吞吐吐量和和效率率較高高。缺點(diǎn):使用大大量的的模擬擬裝置置；協(xié)議復(fù)復(fù)雜；；輕負(fù)載載時(shí)，，延遲遲大；；很難用用光纖纖實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。2.4.4三三種局局域網(wǎng)網(wǎng)的比比較802.3優(yōu)點(diǎn)使用最最為廣廣泛；；算法簡簡單；；站點(diǎn)可可以在在網(wǎng)絡(luò)絡(luò)運(yùn)行行中安安裝；；使用無無源電電纜；；輕負(fù)載載時(shí)，，延遲遲為0。缺點(diǎn)使用模模擬器器件，，每個(gè)個(gè)站點(diǎn)點(diǎn)在發(fā)發(fā)送的的同時(shí)時(shí)要檢檢測沖沖突；；最短幀幀長64字字節(jié)，，對于于短數(shù)數(shù)據(jù)來來講開開銷太太大；；無優(yōu)先先級，，發(fā)送送是非非確定定性的的，不不適合合于實(shí)實(shí)時(shí)工工作；；電纜最最長2500米米（使使用中中繼器器）；；2.4局局域域網(wǎng)網(wǎng)的的IEEE802系系列列標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（（21））速率率提提高高時(shí)時(shí)，，幀幀傳傳輸輸時(shí)時(shí)間間減減少少，，競競爭爭時(shí)時(shí)間間不不變變（（2）），效效率率降降低低；；重負(fù)負(fù)載載時(shí)時(shí)，，沖沖突突嚴(yán)嚴(yán)重重。。802.4優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)發(fā)送送具具有有確確定定性性，，支支持持優(yōu)優(yōu)先先級級，，可可處處理理短短幀幀；；使用用寬寬帶帶電電纜纜，，支支持持多多信信道道；；重負(fù)負(fù)載載時(shí)時(shí)，，吞吞吐吐量量和和效效率率較較高高。。缺點(diǎn)點(diǎn):使用用大大量量的的模模擬擬裝裝置置；；協(xié)議議復(fù)復(fù)雜雜；；輕負(fù)負(fù)載載時(shí)時(shí)，，延延遲遲大大；；很難難用用光光纖纖實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)。。2.4局局域域網(wǎng)網(wǎng)的的IEEE802系系列列標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（（22））802.5優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)使用用點(diǎn)點(diǎn)到到點(diǎn)點(diǎn)連連接接，，完完全全數(shù)數(shù)字字化化；；使用用線線路路中中心心，，自自動(dòng)動(dòng)檢檢測測和和消消除除電電纜纜故故障障；；支持持優(yōu)優(yōu)先先級級，，允允許許短短幀幀，，但但受受令令牌牌持持有有時(shí)時(shí)間間限限制制，，不不允允許許任任意意長長的的幀幀；；重負(fù)負(fù)載載時(shí)時(shí)，，吞吞吐吐量量和和效效率率較較高高。。缺點(diǎn)點(diǎn)中央央監(jiān)監(jiān)控控；；輕負(fù)負(fù)載載時(shí)時(shí)，，延延遲遲大大。。2.4局局域域網(wǎng)網(wǎng)的的IEEE802系系列列標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)（（23））2.5交交換換式式局局域域網(wǎng)網(wǎng)與與虛虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)（（1））2.5.1交交換換式式局局域域網(wǎng)網(wǎng)交換換的的概概念念局域域網(wǎng)網(wǎng)中中的的交交換換技技術(shù)術(shù)是是為為每每個(gè)個(gè)終終端端用用戶戶提提供供點(diǎn)點(diǎn)對對點(diǎn)點(diǎn)的的連連接接為為每每個(gè)個(gè)需需要要發(fā)發(fā)送送信信息息的的結(jié)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)提提供供一一條條獨(dú)獨(dú)享享的的通通道道局域域網(wǎng)網(wǎng)交交換換機(jī)機(jī)為數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)鏈鏈路路層層設(shè)設(shè)備備，，完完成成端端口口交交換換功功能能工作作原原理理：：通通過過自自主主學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)得得到到每每個(gè)個(gè)端端口口所所連連設(shè)設(shè)備備的的MAC地地址址，，建建立立MAC地地址址與與端端口口的的對對照照表表。。此此后后交交換換機(jī)機(jī)就就可可根根據(jù)據(jù)各各端端口口輸輸入入幀幀的的目目的的地地址址找找到到輸輸出出端端口口交換換機(jī)機(jī)類類型型：：分分為為以以太太網(wǎng)網(wǎng)交交換換機(jī)機(jī)、、令令牌牌環(huán)環(huán)網(wǎng)網(wǎng)交交換換機(jī)機(jī)、、FDDI交交換換機(jī)機(jī)、、ATM交交換換機(jī)機(jī)等等交換換機(jī)機(jī)的的發(fā)發(fā)展展：：路路由由交交換換兩種種類類型型的的HUB共享享式式HUB，，一一個(gè)個(gè)沖沖突突域域，，工工作作方方式式與與802.3相相同同，，CSMA/CD，，二二進(jìn)進(jìn)制制指指數(shù)數(shù)后后退退算算法法，，半半雙雙工工……交換換式式HUB，，輸輸入入幀幀被被緩緩存存，，一一個(gè)個(gè)端端口口構(gòu)構(gòu)成成一一個(gè)個(gè)沖沖突突域域。。2.5交交換換式式局局域域網(wǎng)網(wǎng)與與虛虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)（（2））Figure.AsimpleexampleofswitchedEthernet2.5交交換換式式局局域域網(wǎng)網(wǎng)與與虛虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)（（3））Caption:TheconceptunderlyingaswitchedLAN.ElectroniccircuitsintheswitchprovideeachcomputerwiththeillusionofaseparateLANsegmentconnectedtoothersegmentsbybridges.2.5交交換換式式局局域域網(wǎng)網(wǎng)與與虛虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)（（4））交換換方方式式直接接交交換換方方式式：：僅解解包包MAC幀幀頭頭部部，，得得到到目目的的地地址址就就轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)到到相相應(yīng)應(yīng)的的端端口口特點(diǎn)點(diǎn)：：延延遲遲小小、、交交換換速速度度快快，，但但無無法法進(jìn)進(jìn)行行差差錯(cuò)錯(cuò)控控制制存儲(chǔ)儲(chǔ)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)方方式式從端端口口接接受受完完整整的的MAC幀幀，，解解包包后后進(jìn)進(jìn)行行差差錯(cuò)錯(cuò)控控制制，，正正確確則則轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)發(fā)，，否否則則丟丟棄棄特點(diǎn)點(diǎn)：：減減少少了了傳傳輸輸中中的的差差錯(cuò)錯(cuò)，，但但延延遲遲加加大大交換換式式以以太太網(wǎng)網(wǎng)2.5交交換換式式局局域域網(wǎng)網(wǎng)與與虛虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)（（5））2.5交交換換式式局局域域網(wǎng)網(wǎng)與與虛虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)（（6））Figure.AsimpleexampleofsingleswitchFigure.Asimpleexampleofmulti-switch2.5交交換換式式局局域域網(wǎng)網(wǎng)與與虛虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)（（7））2.5交交換換式式局局域域網(wǎng)網(wǎng)與與虛虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)（（8））2.5.2虛虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)的的概概念念虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)是是指指用用軟軟件件的的方方法法，，把把網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)中中的的結(jié)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)組組合合成成邏邏輯輯上上的的工工作作群群體體。。這這些些結(jié)結(jié)點(diǎn)點(diǎn)可可處處在在不不同同的的網(wǎng)網(wǎng)段段或或子子網(wǎng)網(wǎng)中中虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)是是建建立立在在交交換換技技術(shù)術(shù)之之上上的的虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)的的實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)方方法法基于于端端口口規(guī)規(guī)則則的的虛虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)：：組組合合交交換換機(jī)機(jī)上上的的端端口口進(jìn)進(jìn)而而形形成成邏邏輯輯上上的的工工作作群群體體基于于MAC地地址址的的虛虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)：：在在交交換換機(jī)機(jī)上上定定義義每每個(gè)個(gè)MAC地地址址并并對對其其進(jìn)進(jìn)行行組組合合按網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)絡(luò)層層地地址址劃劃分分虛虛擬擬局局域域網(wǎng)網(wǎng)基于協(xié)議規(guī)則則的虛擬局域域網(wǎng)2.5 交換換式局域網(wǎng)與與虛擬局域網(wǎng)網(wǎng)（9）虛擬局域網(wǎng)的的特點(diǎn)安全性好可以實(shí)現(xiàn)組與與組之間的隔隔離，適合不不同的保密需需求不同網(wǎng)段的同同組結(jié)點(diǎn)之間間的通訊可通通過網(wǎng)橋或路路由器進(jìn)行轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)和過濾便于管理：使使得工作組的的組成與結(jié)點(diǎn)點(diǎn)的物理位置置無關(guān)可以隔離沖突突2.6.1光光纖分布式式數(shù)據(jù)接口FDDI（FiberDistributedDataInterface）FDDI的基基本結(jié)構(gòu)采用兩個(gè)信息息流向相反的的環(huán)結(jié)構(gòu)，一一個(gè)主環(huán)，另另一個(gè)副環(huán)在正常情況下下，各個(gè)站點(diǎn)點(diǎn)使用主環(huán)傳傳送數(shù)據(jù)當(dāng)某段鏈路發(fā)發(fā)生故障時(shí)，，故障鏈路兩兩端的站點(diǎn)就就重新配置，，使主環(huán)與副副環(huán)形成一個(gè)個(gè)閉合的環(huán)Fig.4-452.6 高速速局域網(wǎng)技術(shù)術(shù)（1）2.6 高速速局域網(wǎng)技術(shù)術(shù)（2）FDDI的工工作原理（與令牌環(huán)的的差別）截獲令牌即可可發(fā)送數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)發(fā)送完畢畢或規(guī)定的時(shí)時(shí)間用完立即即釋放令牌環(huán)路上可同時(shí)時(shí)有多個(gè)站點(diǎn)點(diǎn)發(fā)出的數(shù)據(jù)據(jù)幀在流動(dòng)站點(diǎn)的主要操操作傳遞令牌，若若無數(shù)據(jù)傳輸輸，各站點(diǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)令牌發(fā)送數(shù)據(jù)，若若有數(shù)據(jù)傳輸輸則截獲令牌牌，發(fā)送數(shù)據(jù)據(jù)幀，發(fā)送完完畢立即釋放放令牌轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀，，若非本機(jī)的的數(shù)據(jù)幀則轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)幀接受數(shù)據(jù)幀，，若為本機(jī)的的數(shù)據(jù)幀則復(fù)復(fù)制幀然后轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)發(fā)清除數(shù)據(jù)幀，，發(fā)現(xiàn)為本機(jī)機(jī)發(fā)送的幀則則回收，停止止轉(zhuǎn)發(fā)2.6 高速速局域網(wǎng)技術(shù)術(shù)（3）特征使用多模光纖纖作為傳輸介介質(zhì)MAC協(xié)議與與TokenRing類似100M的速速率采用4B5B編碼方法32中組合中中的16種表表示數(shù)據(jù)，3種表示定界界符，2種表表示控制，3種表示硬件件信號，8種種保留。最大距離200公里，最最多1000個(gè)站點(diǎn)可靠性高，安安全性好通常作為連接接LAN的主主干網(wǎng)絡(luò)可以動(dòng)態(tài)分配配傳輸能力2.6 高速速局域網(wǎng)技術(shù)術(shù)（4）FDDI定義義了兩類站：：A類站連接接雙環(huán)，B類類站連接單環(huán)環(huán)。為提高信道利利用率，站點(diǎn)點(diǎn)發(fā)完數(shù)據(jù)后后立即產(chǎn)生新新令牌，環(huán)上上可能同時(shí)存存在多個(gè)幀；；幀格式2.6 高速速局域網(wǎng)技術(shù)術(shù)（5）2.6 高速速局域網(wǎng)技術(shù)術(shù)（5）2.6.2快快速以太網(wǎng)網(wǎng)（FastEthernet））標(biāo)準(zhǔn)1995年，，IEEE