詳細解析計算機局域網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)[3]

  更高、更快、更強

  一、快速以太網(wǎng)

  快速以太網(wǎng)是以太網(wǎng)的一個較新的版本，速度提高10倍：用100兆波特率代替10兆波特率。

  快速以太網(wǎng)的最普通的形式叫100BaseT.正如它的名字所表明的，100BaseT使用了如10BaseT那樣的雙絞線電纜，它是在雙絞線上傳送100Mb/s基帶信號的星形拓撲以太網(wǎng)。它仍使用IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)，即CSMA/CD協(xié)議。用戶只要更換一張網(wǎng)卡，再配上一個100 Mb/s的集線器，就可很方便地由10BaseT以太網(wǎng)直接升級到100 Mb/s，而不必改變網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)。所有在10BaseT上的應(yīng)用軟件和網(wǎng)絡(luò)軟件都可以保持不變。100BaseT的網(wǎng)卡有很強的自適應(yīng)性，它能自動識別10Mb/s和100Mb/s.1995年IEEE已將100BaseT的快速以太網(wǎng)定為正式的國際標(biāo)準(zhǔn)，其代號為802.3u，是對現(xiàn)行的802.3標(biāo)準(zhǔn)的補充。

  快速以太網(wǎng)的另一種流行的形式是100VG AnyLAN.100VG AnyLAN也是一種使用集線器的100Mb/s高速局域網(wǎng)，它綜合了現(xiàn)有的以太網(wǎng)和令牌環(huán)的優(yōu)點。IEEE也制定其標(biāo)準(zhǔn)為802.12.100VG AnyLAN常簡寫為100VG.VG代表Voice Grade，而Any則表示它能使用多種傳輸媒體，并可支持IEEE802.3（以太網(wǎng)）和802.5（令牌環(huán)）的數(shù)據(jù)幀。100VG是一種無沖突局域網(wǎng)，能更好地支持多媒體傳輸。

  二、千兆以太網(wǎng)

  IEEE繼1985年頒布十兆以太網(wǎng)的802.3標(biāo)準(zhǔn)后，1995年頒布了百兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.3u，又于1998年頒布了千兆以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)802.3z.千兆以太網(wǎng)可以使用屏蔽平衡電纜、多模和單模光纖，傳輸距離分別為25m、550m和3000m;目前正在制訂利用5類UTP傳輸100m的標(biāo)準(zhǔn)802.3ab。

  千兆以太網(wǎng)的特點是使用與傳統(tǒng)以太網(wǎng)相同的幀格式和幀長。為達到滿1千兆的數(shù)據(jù)速率，其光線路速率實際是1.25Gb/s，其實際效率為80%.千兆以太網(wǎng)仍采用CSMA/CD技術(shù)（以碰撞解決為基礎(chǔ)的非智能存取方式），其共享環(huán)境下總吞吐量不會超過500Mb/s.在半雙工下，若流量都是64字節(jié)幀，則千兆以太網(wǎng)的有效帶寬降為120Mb/s（9.6%）。千兆以太網(wǎng)如果不提供路由功能，極可能引起廣播風(fēng)暴問題。千兆以太網(wǎng)可以利用IEEE802.1d生成樹算法管理冗余中繼線，以免產(chǎn)生閉合環(huán)路（循環(huán)）。而生成樹算法只適于小型網(wǎng)絡(luò)，另外它需很長時間（有時達30s）才能將信息流切換到冗余中繼線。還有生成樹算法還要占用帶寬（有時會占到2/3）。

  與ATM不同，千兆以太網(wǎng)從設(shè)計開始，就只支持?jǐn)?shù)據(jù)，缺乏QoS保證（目前IEEE正在標(biāo)準(zhǔn)化中，但其QoS仍是逐段的，而不是端到端的），而不能有效支持語音和視頻等多業(yè)務(wù)；也缺乏網(wǎng)絡(luò)管理和計費能力。適合于企業(yè)網(wǎng)、校園網(wǎng)的數(shù)據(jù)應(yīng)用，不適合公用網(wǎng)的運營商。

  以太網(wǎng)技術(shù)非常成熟且很簡單，為技術(shù)人員所熟悉。由于十兆和百兆以太網(wǎng)網(wǎng)卡的價格十分低廉，已成工作站的標(biāo)準(zhǔn)配件。大部分網(wǎng)卡和因特網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)端口都是以太網(wǎng)。盡管從技術(shù)發(fā)展看，ATM更具優(yōu)勢（如在帶寬管理與分配、QoS、網(wǎng)絡(luò)管理、流量管理和擁塞控制、虛擬LAN等方面）。但由于千兆以太網(wǎng)與傳統(tǒng)以太網(wǎng)的良好兼容性和人們的慣性，使得ATM在LAN方面應(yīng)用受阻。但千兆以太網(wǎng)只適用于LAN和MAN范圍，并不適合于WAN.與ATM不同，千兆以太網(wǎng)不能映射到SDH的靜荷中。由于SDH設(shè)備無法解決其長距離傳輸問題。所以每個千兆以太網(wǎng)的WAN互連都需通過路由器來實現(xiàn)，這樣的結(jié)果會造成路由器過多。

  千兆以太網(wǎng)的應(yīng)用主要是實現(xiàn)LAN交換機高速互連、LAN交換機與高檔服務(wù)器間高速鏈路、交換型以太網(wǎng)的骨干、替換FDDI骨干、千兆以太的桌面應(yīng)用?？傊д滓蕴W(wǎng)的出現(xiàn)，對于企業(yè)網(wǎng)、校園網(wǎng)、兩者在城市范圍互聯(lián)的ATM網(wǎng)絡(luò)和ATM到桌面市場構(gòu)成了嚴(yán)重沖擊，但不會對ATMWAN的市場構(gòu)成威脅。

  看不見的接力跑

  令牌環(huán)（Token Ring）可能是第二普及的局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。

  令牌環(huán)是IBM公司于80年代初開發(fā)成功的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。和以太網(wǎng)一樣，令牌環(huán)也采用接線與存取方式，符合IEEE802.5國際標(biāo)準(zhǔn)。之所以稱為環(huán)，是因為這種網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)具有環(huán)的形狀。環(huán)上有多個站逐個與環(huán)相連，相鄰站之間是一種點對點的鏈路，因此令牌環(huán)與廣播方式的Ethernet不同，它是一種順序向下一站廣播的LAN.

  令牌環(huán)網(wǎng)上的計算機不是想發(fā)送時就發(fā)送，必須要等到輪到它，也就是有了令牌才能發(fā)送數(shù)據(jù)包。而令牌在線路上通過每一主機，直至一臺主機抓取令牌為止。希望發(fā)送數(shù)據(jù)的主機在修改令牌，講“此令牌屬于我，其他主機不得發(fā)送?！币坏┲鳈C將數(shù)據(jù)發(fā)送，它會把令牌該為“別的主機可以發(fā)送?！边@時令牌在線路中運行，等待想發(fā)送數(shù)據(jù)的主機使用。這種方式不會出現(xiàn)沖突。

  與Ethernet 不同的另一個誘人的特點是，即使負載很重，仍具有確定的響應(yīng)時間。令牌環(huán)所遵循的標(biāo)準(zhǔn)是IEEE802.5，它規(guī)定了三種操作速率：1Mb/s、 4Mb/s和16Mb/s。開始時，UTP 電纜只能在 1Mb/s的速率下操作，STP電纜可操作在 4Mb/s和16Mb/s，現(xiàn)已有多家廠商的產(chǎn)品突破了這種限制。

  LAN里的高速路

  光纖分布數(shù)據(jù)接口（FDDI）是目前成熟的LAN技術(shù)中傳輸速率較高的一種。這種傳輸速率高達100Mb/s的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所依據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)是ANSIX3T9.5.該網(wǎng)絡(luò)具有定時令牌協(xié)議的特性，支持多種拓撲結(jié)構(gòu)，傳輸媒體為光纖。使用光纖作為傳輸媒體具有多種優(yōu)點：

  1、較長的傳輸距離，相鄰站間的最大長度可達2KM，最大站間距離為200KM。

  2、具有較大的帶寬，F(xiàn)DDI的設(shè)計帶寬為100Mb/s。

  3、具有對電磁和射頻干擾抑制能力，在傳輸過程中不受電磁和射頻噪聲的影響，也不影響其設(shè)備。

  4、光纖可防止傳輸過程中被分接偷聽，也杜絕了輻射波的竊聽，因而是最安全的傳輸媒體。

  由光纖構(gòu)成的FDDI，其基本結(jié)構(gòu)為逆向雙環(huán)。一個環(huán)為主環(huán)，另一個環(huán)為備用環(huán)。一個順時針傳送信息，另一個逆時針。當(dāng)主環(huán)上的設(shè)備失效或光纜發(fā)生故障時，通過從主環(huán)向備用環(huán)的切換可繼續(xù)維持FDDI的正常工作。這種故障容錯能力是其它網(wǎng)絡(luò)所沒有的。

  FDDI使用了比令牌環(huán)更復(fù)雜的方法訪問網(wǎng)絡(luò)。和令牌環(huán)一樣，也需在環(huán)內(nèi)傳遞一個令牌，而且允許令牌的持有者發(fā)送FDDI幀。和令牌環(huán)不同，F(xiàn)DDI網(wǎng)絡(luò)可在環(huán)內(nèi)傳送幾個幀。這可能是由于令牌持有者同時發(fā)出了多個幀，而非在等到第一個幀完成環(huán)內(nèi)的一圈循環(huán)后再發(fā)出第二個幀。

  令牌接受了傳送數(shù)據(jù)幀的任務(wù)以后，F(xiàn)DDI令牌持有者可以立即釋放令牌，把它傳給環(huán)內(nèi)的下一個站點，無需等待數(shù)據(jù)幀完成在環(huán)內(nèi)的全部循環(huán)。這意味著，第一個站點發(fā)出的數(shù)據(jù)幀仍在環(huán)內(nèi)循環(huán)的時候，下一個站點可以立即開始發(fā)送自己的數(shù)據(jù)。

  FDDI用得最多的是用作校園環(huán)境的主干網(wǎng)。這種環(huán)境的特點是站點分布在多個建筑物中。FDDI也常常被劃分在城域網(wǎng)MAN的范圍。

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