第6章 局域網

　　本章介紹計算機局域網體系結構、介質訪問控制方法，并詳細介紹以太網的發展及各種不同的以太網。最后介紹目前比較成熟運用的一些高速局域網技術。本章的難點是理解介質訪問控制方法。“以太網”考核要求為“綜合應用”層次，其他為“領會”層次。(本章為次重點章節。)

　　1、局域網概述

　　LAN,主要特征是短距離工作的網絡，特點：a、范圍有限，用戶個數有限，僅用于辦公室、工廠、學校等內部網絡。b、高傳輸速率和低誤碼率。c、傳輸介質較多，既可用通信線路(如電話線)，又可用專門的線路(如同軸電纜，光纖，雙絞線等)。 e、局域網側重共享信息的處理，廣域網側重共享位置準確無誤及傳輸的安全性。決定局域網特征的主要技術：連接各種設備的拓撲結構、數據傳輸形式、介質訪問控制方法。

　　IEEE 802標準：遵循ISO/OSI參考模型的原則，解決最低兩層：物理層和數據鏈路層的功能及與網絡層的接口服務、網際互聯有關的高層功能，但把數據鏈路層分為邏輯鏈路控制LLC子層、介質訪問控制MAC子層，使數據鏈路功能中與硬件有關的部分和硬件無關的部分分開，降低研制互聯不同類型物理傳輸接口數據設備的費用。

　　IEEE 802標準系列：

　　· IEEE 802.1A 概述和系統結構。 IEEE 802.1B 網絡管理和網際互聯。

　　· IEEE 802.2 邏輯鏈路控制。

　　· IEEE 802.3 CSMA/CD總線訪問控制方法及物理層技術規范。

　　· IEEE 802.4 令牌總線訪問控制方法及物理層技術規范。

　　· IEEE 802.5 令牌環網訪問控制方法及物理層規范。

　　· IEEE 802.6 城域網訪問控制方法及物理層技術規范。

　　· IEEE 802.7 寬帶技術。

　　· IEEE 802.8 光纖技術。

　　· IEEE 802.9 綜合業務數字網(ISDN)技術。

　　· IEEE 802.10 局域網安全技術。

　　· IEEE 802.11 無線局域網。

　　2、介質訪問控制方法

　　本節介紹CSMA/CD、令牌總線、令牌環網三種常用的局域網的介質訪問控制方法。

　　CSMA：即載波監聽多路訪問技術。控制方案：先聽后發，工作站在每次發送前，先偵聽總線是否空閑，如發現已被占用，便推遲本次的發送，僅在總線空閑時，才發送信息。介質的最大利用率取決于幀的長度和傳播時間，與幀長成正比，與傳播時間成反比。三種退避算法：a、不堅持CSMA，發送信息前先偵聽總線，如果介質空閑則發送，介質是忙的，等待一段隨機時間重復上述步驟。b、1-堅持CSMA，如果介質空閑則發送，介質是忙的，繼續監聽，直到空閑，立即發送，如果發生沖突，則等待一段隨機時間重復上述步驟。c、P-堅持CSMA，是一種折衷的算法，如果介質空閑則以P的概率發送，而以(1-P)的概率延遲一個時間單位，如果介質是忙的，繼續監聽直到空閑，重復第一步。在此算法中要注意P值的大小為 N*P〈1 ，P值過小，通道利用率會大大降低，過大則沖突不可避免。

　　CSMA/CD 載波監聽多路訪問/沖突檢測：為提高總線的利用率的一種CSMA改進方案。方法：使各站點在發送信息時繼續監聽介質，一旦檢測到沖突，就立即停止發送，并向總線發一串阻塞信號，通知總線上的各站點沖突已發生。二進制指數退避算法：重發時間均勻分布在0～T BEB 之間，T BEB =2 i-1 (2a)，a為端-端的傳輸延遲，i為重發次數。該式表明，重發延遲將隨著重發次數的增加而按指數規律迅速地延長。

　　令牌環：令牌環網內設置一個令牌在循環傳送，任何站點僅在令牌通過該站，獲得令牌后，將令牌從空的標志該為滿的標志，接著才能將信息發到環路上。故令牌環在重負載時效率較高。令牌環采用分布式的優先級調度算法來支持站點的優先訪問，使用三個二進制位提供八級優先級。

　　令牌總線：在物理總線上建立一個邏輯環，每個站都有一個唯一的標識號，這些標識號都是有序的，每個站除記住自己的標識號外，還知道它的前站和后站的標識號，最后一個站號和第一個站號相連，這樣就形成了一個邏輯環。和令牌環一樣，在令牌總線中的站點只有獲得令牌才能發送信息。

　　3、以太網

　　以太網是最早的局域網，也是目前最常見、最具有代表性的局域網。它的核心思想是使用共享的公共傳輸信道，來源于夏威夷大學的ALOHA無線網絡。最早的以太網是由美國施樂公司(Xerox)建立的，其靈感來自“電磁輻射是可以通過發光的以太來傳播的”，這也是“以太網”的名字的由來。以太網逐步標準化后形成了802.3協議規范。(書表6.1 以太網標準的發展，請注意各標準的傳輸速度、網段/長度、拓撲結構、介質)

　　粗纜以太網 10BASE-5：含義：10表示信號的傳輸速率為10Mb/s，BASE表示傳輸的是基帶信號。5表示每段電纜的最大長度為500m。網絡組成：網卡、中繼器、收發器、收發器電纜、粗纜(50歐姆、0.4英寸的同軸電纜)、N系列陰連接器、N系列桶型連接器、N系列端接器。5-4-3-2-1網絡標準：5-最多有5個網段且干線總長最大為2469m。4-最多連4個中繼器。 3-其中3個干線段上連工作站，一個干線最多100個工作站，中繼器相當于一個工作站，干網的每一端均需50歐姆的端界器，其中一個必須接地。2-有兩個網段只用來擴長而不連任何工作站，1-由此組成一個局域網，工作站到收發器最大距離50m，收發器最小間距2.5m

　　細纜以太網 10BASE-2：與粗纜以太網比，連接站點不需要使用收發器，但干線的長度只有910m。網絡組成及網絡標準與粗纜以太網略有區別。

　　細/粗同軸電纜混合網絡：使用的硬件與各自單獨進行網絡連接時所用的網絡硬件相同，只是需要一種細/粗同軸電纜轉換器 。網絡最大長度：收發器為3Com情況下3.28X+Y<1000m，收發器為其他型號情況下：3.28X+Y<500m。(X為細纜的最大長度，Y為干線電纜的最大長度)

　　雙絞線以太網 10BASE-T：IEEE 10Mb/s基帶雙絞線標準。網絡組成：網卡、集線器、雙絞線、分線模塊連接電纜。網絡標準：使用非屏蔽雙絞線，使用RJ-45連接器，1、2針用于發送，3、6針用于接收，從收發器到集線器的距離最大100m，無需使用網橋在網絡上連接最多1023個工作站。　　

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