二、局域網(wǎng)的分類
雖然目前我們所能看到的局域網(wǎng)主要是以雙絞線為代表傳輸介質(zhì)的以太網(wǎng),那只不過是我們所看到都基本上是企、事業(yè)單位的局域網(wǎng),在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的早期或在其它各行各業(yè)中,因其行業(yè)特點所采用的局域網(wǎng)也不一定都是以太網(wǎng),目前在局域網(wǎng)中常見的有:以太網(wǎng)(Ethernet)、令牌網(wǎng)(Token Ring)、FDDI網(wǎng)、異步傳輸模式網(wǎng)(ATM)等幾類,下面分別作一些簡要介紹。
1、以太網(wǎng)(EtherNet)
以太網(wǎng)最早是由Xerox(施樂)公司創(chuàng)建的,在1980年由DEC、Intel和Xerox三家公司聯(lián)合開發(fā)為一個標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)是應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng),包括標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)(10Mbps)、快速以太網(wǎng)(100Mbps)、千兆以太網(wǎng)(1000 Mbps)和10G以太網(wǎng),它們都符合IEEE802.3系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
(1)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)
最開始以太網(wǎng)只有10Mbps的吞吐量,它所使用的是CSMA/CD(帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問)的訪問控制方法,通常把這種最早期的10Mbps以太網(wǎng)稱之為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)。以太網(wǎng)主要有兩種傳輸介質(zhì),那就是雙絞線和同軸電纜。所有的以太網(wǎng)都遵循IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn),下面列出是IEEE 802.3的一些以太網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),在這些標(biāo)準(zhǔn)中前面的數(shù)字表示傳輸速度,單位是“Mbps”,最后的一個數(shù)字表示單段網(wǎng)線長度(基準(zhǔn)單位是100m),Base表示“基帶”的意思,Broad代表“帶寬”。
·10Base-5 使用粗同軸電纜,網(wǎng)段長度為500m,基帶傳輸方法;
·10Base-2 使用細(xì)同軸電纜,網(wǎng)段長度為185m,基帶傳輸方法;
·10Base-T 使用雙絞線電纜,網(wǎng)段長度為100m;
·1Base-5 使用雙絞線電纜,網(wǎng)段長度為500m,傳輸速度為1Mbps;
·10Broad-36 使用同軸電纜(RG-59/U CATV),網(wǎng)段長度為3600m,是一種寬帶傳輸方式;
·10Base-F 使用光纖傳輸介質(zhì),傳輸速率為10Mbps;
(2)快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet)
隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)技術(shù)已難以滿足日益增長的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量速度需求。在1993年10月以前,對于要求10Mbps以上數(shù)據(jù)流量的LAN應(yīng)用,只有光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)可供選擇,但它是一種價格非常昂貴的、基于100Mpbs光纜的LAN?! ?993年10月,Grand Junction公司推出了世界上第一臺快速以太網(wǎng)集線器FastSwitch10/100和網(wǎng)絡(luò)接口卡FastNIC100,快速以太網(wǎng)技術(shù)正式得以應(yīng)用。隨后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相繼推出自己的快速以太網(wǎng)裝置。與此同時,IEEE802工程組亦對100Mbps以太網(wǎng)的各種標(biāo)準(zhǔn),如100BASE-TX、100BASE-T4、MII、中繼器、全雙工等標(biāo)準(zhǔn)進行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE-T快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(Fast Ethernet),就這樣開始了快速以太網(wǎng)的時代。
快速以太網(wǎng)與原來在100Mbps帶寬下工作的FDDI相比它具有許多的優(yōu)點,最主要體現(xiàn)在快速以太網(wǎng)技術(shù)可以有效的保障用戶在布線基礎(chǔ)實施上的投資,它支持3、4、5類雙絞線以及光纖的連接,能有效的利用現(xiàn)有的設(shè)施。
快速以太網(wǎng)的不足其實也是以太網(wǎng)技術(shù)的不足,那就是快速以太網(wǎng)仍是基于載波偵聽多路訪問和沖突檢測(CSMA/CD)技術(shù),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時,會造成效率的降低,當(dāng)然這可以使用交換技術(shù)來彌補。
100Mbps快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)又分為:100BASE-TX 、100BASE-FX、100BASE-T4三個子類。
·100BASE-TX:是一種使用5類數(shù)據(jù)級無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。它使用兩對雙絞線,一對用于發(fā)送,一對用于接收數(shù)據(jù)。在傳輸中使用4B/5B編碼方式,信號頻率為125MHz。符合EIA586的5類布線標(biāo)準(zhǔn)和IBM的SPT 1類布線標(biāo)準(zhǔn)。使用 同10BASE-T相同的RJ-45連接器。它的網(wǎng)段長度為100米。它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。
·100BASE-FX:是一種使用光纜的快速以太網(wǎng)技術(shù),可使用單模和多模光纖(62.5和125um) 多模光纖連接的距離為550米。單模光纖連接的距離為3000米。在傳輸中使用4B/5B編碼方式,信號頻率為125MHz。它使用MIC/FDDI連接器、ST連接器或SC連接器。它的網(wǎng)段長度為150m、412m、2000m或更長至10公里,這與所使用的光纖類型和工作模式有關(guān),它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。100BASE-FX特別適合于有電氣干擾的環(huán)境、較大距離連接、或高保密環(huán)境等情況下的適用。
·100BASE-T4:是一種可使用3、4、5類無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。它使用4對雙絞線,3對用于傳送數(shù)據(jù),1對用于檢測沖突信號。在傳輸中使用8B/6T編碼方式,信號頻率為25MHz,符合EIA586結(jié)構(gòu)化布線標(biāo)準(zhǔn)。它使用與10BASE-T相同的RJ-45連接器,網(wǎng)段長度為100米。
(3)千兆以太網(wǎng)(GB Ethernet)
隨著以太網(wǎng)技術(shù)的深入應(yīng)用和發(fā)展,企業(yè)用戶對網(wǎng)絡(luò)連接速度的要求越來越高,1995年11月,IEEE802.3工作組委任了一個高速研 究組(HigherSpeedStudy Group),研究將快速以太網(wǎng)速度增至更高。該研究組研究了將快速以太網(wǎng)速度增至1000Mbps的可行性和 方法。1996年6月,IEEE標(biāo)準(zhǔn)委員會批準(zhǔn)了千兆位以太網(wǎng)方案授權(quán)申請(Gigabit Ethernet Project Authorization Request)。隨后 IEEE802.3工作組成立了802.3z工作委員會。IEEE802.3z委員會的目的是建立千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn):包括在1000Mbps通信速率的情況 下的全雙工和半雙工操作、802.3以太網(wǎng)幀格式、載波偵聽多路訪問和沖突檢測(CSMA/CD)技術(shù)、在一個沖突域中支持一個中繼器(Repeater)、10BASE-T和100BASE-T向下兼容技術(shù)千兆位以太網(wǎng)具有以太網(wǎng)的易移植、易管理特性。千兆以太網(wǎng)在處理新 應(yīng)用和新數(shù)據(jù)類型方面具有靈活性,它是在贏得了巨大成功的10Mbps和100Mbps IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上的延伸,提供了 1000Mbps的數(shù)據(jù)帶寬。這使得千兆位以太網(wǎng)成為高速、寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的戰(zhàn)略性選擇。
1000Mbps千兆以太網(wǎng)目前主要有以下三種技術(shù)版本:1000BASE-SX,-LX和-CX版本。1000BASE-SX 系列采用低成本短波的CD(compact disc,光盤激光器) 或者VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,垂直腔體表面發(fā)光激光器)發(fā)送器;而1000BASE-LX系列則使用相對昂貴的長波激光器;1000BASE-CX系列則打算在配線間使用短跳線電纜把高性能服務(wù)器和高速外圍設(shè)備連接起來。
(4)10G以太網(wǎng)
現(xiàn)在10Gbps的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)由IEEE 802.3工作組于2000年正式制定,10G以太網(wǎng)仍使用與以往10Mbps和100Mbps以太網(wǎng)相同的形式,它允許直接升級到高速網(wǎng)絡(luò)。同樣使用IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)的幀格式、全雙工業(yè)務(wù)和流量控制方式。在半雙工方式下,10G以太網(wǎng)使用基本的CSMA/CD訪問方式來解決共享介質(zhì)的沖突問題。此外,10G以太網(wǎng)使用由IEEE 802.3小組定義了和以太網(wǎng)相同的管理對象。總之,10G以太網(wǎng)仍然是以太網(wǎng),只不過更快。但由于10G以太網(wǎng)技術(shù)的復(fù)雜性及原來傳輸介質(zhì)的兼容性問題(目前只能在光纖上傳輸,與原來企業(yè)常用的雙絞線不兼容了),還有這類設(shè)備造價太高(一般為2 ̄9萬美元),所以這類以太網(wǎng)技術(shù)目前還處于研發(fā)的初級階段,還沒有得到實質(zhì)應(yīng)用。
2、令牌環(huán)網(wǎng)
令牌環(huán)網(wǎng)是IBM公司于70年代發(fā)展的,現(xiàn)在這種網(wǎng)絡(luò)比較少見。在老式的令牌環(huán)網(wǎng)中,數(shù)據(jù)傳輸速度為4Mbps或16Mbps,新型的快速令牌環(huán)網(wǎng)速度可達100Mbps。令牌環(huán)網(wǎng)的傳輸方法在物理上采用了星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),但邏輯上仍是環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。結(jié)點間采用多站訪問部件(Multistation Access Unit,MAU)連接在一起。MAU是一種專業(yè)化集線器,它是用來圍繞工作站計算機的環(huán)路進行傳輸。由于數(shù)據(jù)包看起來像在環(huán)中傳輸,所以在工作站和MAU中沒有終結(jié)器。
在這種網(wǎng)絡(luò)中,有一種專門的幀稱為“令牌”,在環(huán)路上持續(xù)地傳輸來確定一個結(jié)點何時可以發(fā)送包。令牌為24位長,有3個8位的域,分別是首定界符(Start Delimiter,SD)、訪問控制(Access Control,AC)和終定界符(End Delimiter,ED)。首定界符是一種與眾不同的信號模式,作為一種非數(shù)據(jù)信號表現(xiàn)出來,用途是防止它被解釋成其它東西。這種獨特的8位組合只能被識別為幀首標(biāo)識符(SOF)。由于目前以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速,令牌網(wǎng)存在固有缺點,令牌在整個計算機局域網(wǎng)已不多見,原來提供令牌網(wǎng)設(shè)備的廠商多數(shù)也退出了市場,所以在目前局域網(wǎng)市場中令牌網(wǎng)可以說是“昨日黃花”了。
3、FDDI網(wǎng)(Fiber Distributed Data Interface)
FDDI的英文全稱為“Fiber Distributed Data Interface”,中文名為“光纖分布式數(shù)據(jù)接口”,它是于80年代中期發(fā)展起來一項局域網(wǎng)技術(shù),它提供的高速數(shù)據(jù)通信能力要高于當(dāng)時的以太網(wǎng)(10Mbps)和令牌網(wǎng)(4或16Mbps)的能力。FDDI標(biāo)準(zhǔn)由ANSI X3T9.5標(biāo)準(zhǔn)委員會制訂,為繁忙網(wǎng)絡(luò)上的高容量輸入輸出提供了一種訪問方法。FDDI技術(shù)同IBM的Tokenring技術(shù)相似,并具有LAN和Tokenring所缺乏的管理、控制和可靠性措施,F(xiàn)DDI支持長達2KM的多模光纖。FDDI網(wǎng)絡(luò)的主要缺點是價格同前面所介紹的“快速以太網(wǎng)” 相比貴許多,且因為它只支持光纜和5類電纜,所以使用環(huán)境受到限制、從以太網(wǎng)升級更是面臨大量移植問題。
當(dāng)數(shù)據(jù)以100Mbps的速度輸入輸出時,在當(dāng)時FDDI與10Mbps的以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)相比性能有相當(dāng)大的改進。但是隨著快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,用FDDI的人就越來越少了。因為FDDI使用的通信介質(zhì)是光纖,這一點它比快速以太網(wǎng)及現(xiàn)在的100Mbps令牌網(wǎng)傳輸介質(zhì)要貴許多,然而FDDI最常見的應(yīng)用只是提供對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的快速訪問,所以在目前FDDI技術(shù)并沒有得到充分的認(rèn)可和廣泛的應(yīng)用。
FDDI的訪問方法與令牌環(huán)網(wǎng)的訪問方法類似,在網(wǎng)絡(luò)通信中均采用“令牌”傳遞。它與標(biāo)準(zhǔn)的令牌環(huán)又有所不同,主要在于FDDI使用定時的令牌訪問方法。FDDI令牌沿網(wǎng)絡(luò)環(huán)路從一個結(jié)點向另一個結(jié)點移動,如果某結(jié)點不需要傳輸數(shù)據(jù),F(xiàn)DDI將獲取令牌并將其發(fā)送到下一個結(jié)點中。如果處理令牌的結(jié)點需要傳輸,那么在指定的稱為“目標(biāo)令牌循環(huán)時間”(Target Token Rotation Time,TTRT)的時間內(nèi),它可以按照用戶的需求來發(fā)送盡可能多的幀。因為FDDI采用的是定時的令牌方法,所以在給定時間中,來自多個結(jié)點的多個幀可能都在網(wǎng)絡(luò)上,以為用戶提供高容量的通信。
FDDI可以發(fā)送兩種類型的包:同步的和異步的。同步通信用于要求連續(xù)進行且對時間敏感的傳輸(如音頻、視頻和多媒體通信);異步通信用于不要求連續(xù)脈沖串的普通的數(shù)據(jù)傳輸。在給定的網(wǎng)絡(luò)中,TTRT等于某結(jié)點同步傳輸需要的總時間加上的幀在網(wǎng)絡(luò)上沿環(huán)路進行傳輸?shù)臅r間。FDDI使用兩條環(huán)路,所以當(dāng)其中一條出現(xiàn)故障時,數(shù)據(jù)可以從另一條環(huán)路上到達目的地。連接到FDDI的結(jié)點主要有兩類,即A類和B類。A類結(jié)點與兩個環(huán)路都有連接,由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如集線器等組成,并具備重新配置環(huán)路結(jié)構(gòu)以在網(wǎng)絡(luò)崩潰時使用單個環(huán)路的能力;B類結(jié)點通過A類結(jié)點的設(shè)備連接在FDDI網(wǎng)絡(luò)上,B類結(jié)點包括服務(wù)器或工作站等。
4、ATM網(wǎng)
ATM的英文全稱為“asynchronous transfer mode”,中文名為“異步傳輸模式”,它的開發(fā)始于70年代后期。ATM是一種較新型的單元交換技術(shù),同以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI網(wǎng)絡(luò)等使用可變長度包技術(shù)不同,ATM使用53字節(jié)固定長度的單元進行交換。它是一種交換技術(shù),它沒有共享介質(zhì)或包傳遞帶來的延時,非常適合音頻和視頻數(shù)據(jù)的傳輸。ATM主要具有以下優(yōu)點:
(1)ATM使用相同的數(shù)據(jù)單元,可實現(xiàn)廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的無縫連接。
(2)ATM支持VLAN(虛擬局域崗)功能,可以對網(wǎng)絡(luò)進行靈活的管理和配置。
(3)ATM具有不同的速率,分別為25、51、155、622Mbps,從而為不同的應(yīng)用提供不同的速率。
ATM是采用“信元交換”來替代“包交換”進行實驗,發(fā)現(xiàn)信元交換的速度是非??斓?。信元交換將一個簡短的指示器稱為虛擬通道標(biāo)識符,并將其放在TDM時間片的開始。這使得設(shè)備能夠?qū)⑺谋忍亓鳟惒降胤旁谝粋€ATM通信通道上,使得通信變得能夠預(yù)知且持續(xù)的,這樣就為時間敏感的通信提供了一個預(yù)QoS,這種方式主要用在視頻和音頻上。通信可以預(yù)知的另一個原因是ATM采用的是固定的信元尺寸。ATM通道是虛擬的電路,并且MAN傳輸速度能夠達到10Gbps。
5、無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network;WLAN)
無線局域網(wǎng)是目前最新,也是最為熱門的一種局域網(wǎng),特別是自Intel今年3月份推出首款自帶無線網(wǎng)絡(luò)模塊的迅馳筆記本處理器以來。無線局域網(wǎng)與傳統(tǒng)的局域網(wǎng)主要不同之處就是傳輸介質(zhì)不同,傳統(tǒng)局域網(wǎng)都是通過有形的傳輸介質(zhì)進行連接的,如同軸電纜、雙絞線和光纖等,而無線局域網(wǎng)則是采用空氣作為傳輸介質(zhì)的。正因為它擺脫了有形傳輸介質(zhì)的束縛,所以這種局域網(wǎng)的特點就是自由,只要在網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍內(nèi),可以在任何一個地方與服務(wù)器及其它工作站連接,而不需要重新鋪設(shè)電纜。這一特點非常適合那些移動辦公一簇,有時在機場、賓館、酒店等(通常把這些地方稱為“熱點”),只要無線網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋到,它都可以隨時隨地連接上無線網(wǎng)絡(luò),甚至Internet。
無線局域網(wǎng)所采用的是802.11系列標(biāo)準(zhǔn),它也是由IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)委員會制定的。目前這一繁育列標(biāo)準(zhǔn)主要有4個標(biāo)準(zhǔn),分別為:802.11b、802.11a、802.11g和802.11z,前三個標(biāo)準(zhǔn)都是針對傳輸速度地?zé)岙惓_M行的改進,最開始推出的是802.11b,它的傳輸速度為11MB/s,因為它的連接速度比較低,隨后推出了802.11a標(biāo)準(zhǔn),它的連接速度可達54MB/s。但由于兩者不互相兼容,致使一些早已購買802.11b標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在新的802.11a網(wǎng)絡(luò)中不能用,所以在今年前些時候正式推出了兼容802.11b與802.11a兩種標(biāo)準(zhǔn)的802.11g,這樣原有的802.11b和802.11a兩種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備都可以在同一網(wǎng)絡(luò)中使用。802.11z是一種專門為了加強無線局域網(wǎng)安全的標(biāo)準(zhǔn)。因為無線局域網(wǎng)的“無線”特點,致使任何進入此網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)的用戶都可以輕松以臨時用戶身份進入網(wǎng)絡(luò),給網(wǎng)絡(luò)帶來了極大的不安全因素,為此802.11z標(biāo)準(zhǔn)專門就無線網(wǎng)絡(luò)的安全性方面作了明確規(guī)定,加強了用戶身份論證制度,并對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密。
雖然目前我們所能看到的局域網(wǎng)主要是以雙絞線為代表傳輸介質(zhì)的以太網(wǎng),那只不過是我們所看到都基本上是企、事業(yè)單位的局域網(wǎng),在網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的早期或在其它各行各業(yè)中,因其行業(yè)特點所采用的局域網(wǎng)也不一定都是以太網(wǎng),目前在局域網(wǎng)中常見的有:以太網(wǎng)(Ethernet)、令牌網(wǎng)(Token Ring)、FDDI網(wǎng)、異步傳輸模式網(wǎng)(ATM)等幾類,下面分別作一些簡要介紹。
1、以太網(wǎng)(EtherNet)
以太網(wǎng)最早是由Xerox(施樂)公司創(chuàng)建的,在1980年由DEC、Intel和Xerox三家公司聯(lián)合開發(fā)為一個標(biāo)準(zhǔn)。以太網(wǎng)是應(yīng)用最為廣泛的局域網(wǎng),包括標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)(10Mbps)、快速以太網(wǎng)(100Mbps)、千兆以太網(wǎng)(1000 Mbps)和10G以太網(wǎng),它們都符合IEEE802.3系列標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。
(1)標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)
最開始以太網(wǎng)只有10Mbps的吞吐量,它所使用的是CSMA/CD(帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問)的訪問控制方法,通常把這種最早期的10Mbps以太網(wǎng)稱之為標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)。以太網(wǎng)主要有兩種傳輸介質(zhì),那就是雙絞線和同軸電纜。所有的以太網(wǎng)都遵循IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn),下面列出是IEEE 802.3的一些以太網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),在這些標(biāo)準(zhǔn)中前面的數(shù)字表示傳輸速度,單位是“Mbps”,最后的一個數(shù)字表示單段網(wǎng)線長度(基準(zhǔn)單位是100m),Base表示“基帶”的意思,Broad代表“帶寬”。
·10Base-5 使用粗同軸電纜,網(wǎng)段長度為500m,基帶傳輸方法;
·10Base-2 使用細(xì)同軸電纜,網(wǎng)段長度為185m,基帶傳輸方法;
·10Base-T 使用雙絞線電纜,網(wǎng)段長度為100m;
·1Base-5 使用雙絞線電纜,網(wǎng)段長度為500m,傳輸速度為1Mbps;
·10Broad-36 使用同軸電纜(RG-59/U CATV),網(wǎng)段長度為3600m,是一種寬帶傳輸方式;
·10Base-F 使用光纖傳輸介質(zhì),傳輸速率為10Mbps;
(2)快速以太網(wǎng)(Fast Ethernet)
隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展,傳統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)的以太網(wǎng)技術(shù)已難以滿足日益增長的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量速度需求。在1993年10月以前,對于要求10Mbps以上數(shù)據(jù)流量的LAN應(yīng)用,只有光纖分布式數(shù)據(jù)接口(FDDI)可供選擇,但它是一種價格非常昂貴的、基于100Mpbs光纜的LAN?! ?993年10月,Grand Junction公司推出了世界上第一臺快速以太網(wǎng)集線器FastSwitch10/100和網(wǎng)絡(luò)接口卡FastNIC100,快速以太網(wǎng)技術(shù)正式得以應(yīng)用。隨后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相繼推出自己的快速以太網(wǎng)裝置。與此同時,IEEE802工程組亦對100Mbps以太網(wǎng)的各種標(biāo)準(zhǔn),如100BASE-TX、100BASE-T4、MII、中繼器、全雙工等標(biāo)準(zhǔn)進行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE-T快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)(Fast Ethernet),就這樣開始了快速以太網(wǎng)的時代。
快速以太網(wǎng)與原來在100Mbps帶寬下工作的FDDI相比它具有許多的優(yōu)點,最主要體現(xiàn)在快速以太網(wǎng)技術(shù)可以有效的保障用戶在布線基礎(chǔ)實施上的投資,它支持3、4、5類雙絞線以及光纖的連接,能有效的利用現(xiàn)有的設(shè)施。
快速以太網(wǎng)的不足其實也是以太網(wǎng)技術(shù)的不足,那就是快速以太網(wǎng)仍是基于載波偵聽多路訪問和沖突檢測(CSMA/CD)技術(shù),當(dāng)網(wǎng)絡(luò)負(fù)載較重時,會造成效率的降低,當(dāng)然這可以使用交換技術(shù)來彌補。
100Mbps快速以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)又分為:100BASE-TX 、100BASE-FX、100BASE-T4三個子類。
·100BASE-TX:是一種使用5類數(shù)據(jù)級無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。它使用兩對雙絞線,一對用于發(fā)送,一對用于接收數(shù)據(jù)。在傳輸中使用4B/5B編碼方式,信號頻率為125MHz。符合EIA586的5類布線標(biāo)準(zhǔn)和IBM的SPT 1類布線標(biāo)準(zhǔn)。使用 同10BASE-T相同的RJ-45連接器。它的網(wǎng)段長度為100米。它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。
·100BASE-FX:是一種使用光纜的快速以太網(wǎng)技術(shù),可使用單模和多模光纖(62.5和125um) 多模光纖連接的距離為550米。單模光纖連接的距離為3000米。在傳輸中使用4B/5B編碼方式,信號頻率為125MHz。它使用MIC/FDDI連接器、ST連接器或SC連接器。它的網(wǎng)段長度為150m、412m、2000m或更長至10公里,這與所使用的光纖類型和工作模式有關(guān),它支持全雙工的數(shù)據(jù)傳輸。100BASE-FX特別適合于有電氣干擾的環(huán)境、較大距離連接、或高保密環(huán)境等情況下的適用。
·100BASE-T4:是一種可使用3、4、5類無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網(wǎng)技術(shù)。它使用4對雙絞線,3對用于傳送數(shù)據(jù),1對用于檢測沖突信號。在傳輸中使用8B/6T編碼方式,信號頻率為25MHz,符合EIA586結(jié)構(gòu)化布線標(biāo)準(zhǔn)。它使用與10BASE-T相同的RJ-45連接器,網(wǎng)段長度為100米。
(3)千兆以太網(wǎng)(GB Ethernet)
隨著以太網(wǎng)技術(shù)的深入應(yīng)用和發(fā)展,企業(yè)用戶對網(wǎng)絡(luò)連接速度的要求越來越高,1995年11月,IEEE802.3工作組委任了一個高速研 究組(HigherSpeedStudy Group),研究將快速以太網(wǎng)速度增至更高。該研究組研究了將快速以太網(wǎng)速度增至1000Mbps的可行性和 方法。1996年6月,IEEE標(biāo)準(zhǔn)委員會批準(zhǔn)了千兆位以太網(wǎng)方案授權(quán)申請(Gigabit Ethernet Project Authorization Request)。隨后 IEEE802.3工作組成立了802.3z工作委員會。IEEE802.3z委員會的目的是建立千兆位以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn):包括在1000Mbps通信速率的情況 下的全雙工和半雙工操作、802.3以太網(wǎng)幀格式、載波偵聽多路訪問和沖突檢測(CSMA/CD)技術(shù)、在一個沖突域中支持一個中繼器(Repeater)、10BASE-T和100BASE-T向下兼容技術(shù)千兆位以太網(wǎng)具有以太網(wǎng)的易移植、易管理特性。千兆以太網(wǎng)在處理新 應(yīng)用和新數(shù)據(jù)類型方面具有靈活性,它是在贏得了巨大成功的10Mbps和100Mbps IEEE802.3以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上的延伸,提供了 1000Mbps的數(shù)據(jù)帶寬。這使得千兆位以太網(wǎng)成為高速、寬帶網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的戰(zhàn)略性選擇。
1000Mbps千兆以太網(wǎng)目前主要有以下三種技術(shù)版本:1000BASE-SX,-LX和-CX版本。1000BASE-SX 系列采用低成本短波的CD(compact disc,光盤激光器) 或者VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,垂直腔體表面發(fā)光激光器)發(fā)送器;而1000BASE-LX系列則使用相對昂貴的長波激光器;1000BASE-CX系列則打算在配線間使用短跳線電纜把高性能服務(wù)器和高速外圍設(shè)備連接起來。
(4)10G以太網(wǎng)
現(xiàn)在10Gbps的以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)由IEEE 802.3工作組于2000年正式制定,10G以太網(wǎng)仍使用與以往10Mbps和100Mbps以太網(wǎng)相同的形式,它允許直接升級到高速網(wǎng)絡(luò)。同樣使用IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)的幀格式、全雙工業(yè)務(wù)和流量控制方式。在半雙工方式下,10G以太網(wǎng)使用基本的CSMA/CD訪問方式來解決共享介質(zhì)的沖突問題。此外,10G以太網(wǎng)使用由IEEE 802.3小組定義了和以太網(wǎng)相同的管理對象。總之,10G以太網(wǎng)仍然是以太網(wǎng),只不過更快。但由于10G以太網(wǎng)技術(shù)的復(fù)雜性及原來傳輸介質(zhì)的兼容性問題(目前只能在光纖上傳輸,與原來企業(yè)常用的雙絞線不兼容了),還有這類設(shè)備造價太高(一般為2 ̄9萬美元),所以這類以太網(wǎng)技術(shù)目前還處于研發(fā)的初級階段,還沒有得到實質(zhì)應(yīng)用。
2、令牌環(huán)網(wǎng)
令牌環(huán)網(wǎng)是IBM公司于70年代發(fā)展的,現(xiàn)在這種網(wǎng)絡(luò)比較少見。在老式的令牌環(huán)網(wǎng)中,數(shù)據(jù)傳輸速度為4Mbps或16Mbps,新型的快速令牌環(huán)網(wǎng)速度可達100Mbps。令牌環(huán)網(wǎng)的傳輸方法在物理上采用了星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),但邏輯上仍是環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。結(jié)點間采用多站訪問部件(Multistation Access Unit,MAU)連接在一起。MAU是一種專業(yè)化集線器,它是用來圍繞工作站計算機的環(huán)路進行傳輸。由于數(shù)據(jù)包看起來像在環(huán)中傳輸,所以在工作站和MAU中沒有終結(jié)器。
在這種網(wǎng)絡(luò)中,有一種專門的幀稱為“令牌”,在環(huán)路上持續(xù)地傳輸來確定一個結(jié)點何時可以發(fā)送包。令牌為24位長,有3個8位的域,分別是首定界符(Start Delimiter,SD)、訪問控制(Access Control,AC)和終定界符(End Delimiter,ED)。首定界符是一種與眾不同的信號模式,作為一種非數(shù)據(jù)信號表現(xiàn)出來,用途是防止它被解釋成其它東西。這種獨特的8位組合只能被識別為幀首標(biāo)識符(SOF)。由于目前以太網(wǎng)技術(shù)發(fā)展迅速,令牌網(wǎng)存在固有缺點,令牌在整個計算機局域網(wǎng)已不多見,原來提供令牌網(wǎng)設(shè)備的廠商多數(shù)也退出了市場,所以在目前局域網(wǎng)市場中令牌網(wǎng)可以說是“昨日黃花”了。
3、FDDI網(wǎng)(Fiber Distributed Data Interface)
FDDI的英文全稱為“Fiber Distributed Data Interface”,中文名為“光纖分布式數(shù)據(jù)接口”,它是于80年代中期發(fā)展起來一項局域網(wǎng)技術(shù),它提供的高速數(shù)據(jù)通信能力要高于當(dāng)時的以太網(wǎng)(10Mbps)和令牌網(wǎng)(4或16Mbps)的能力。FDDI標(biāo)準(zhǔn)由ANSI X3T9.5標(biāo)準(zhǔn)委員會制訂,為繁忙網(wǎng)絡(luò)上的高容量輸入輸出提供了一種訪問方法。FDDI技術(shù)同IBM的Tokenring技術(shù)相似,并具有LAN和Tokenring所缺乏的管理、控制和可靠性措施,F(xiàn)DDI支持長達2KM的多模光纖。FDDI網(wǎng)絡(luò)的主要缺點是價格同前面所介紹的“快速以太網(wǎng)” 相比貴許多,且因為它只支持光纜和5類電纜,所以使用環(huán)境受到限制、從以太網(wǎng)升級更是面臨大量移植問題。
當(dāng)數(shù)據(jù)以100Mbps的速度輸入輸出時,在當(dāng)時FDDI與10Mbps的以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng)相比性能有相當(dāng)大的改進。但是隨著快速以太網(wǎng)和千兆以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,用FDDI的人就越來越少了。因為FDDI使用的通信介質(zhì)是光纖,這一點它比快速以太網(wǎng)及現(xiàn)在的100Mbps令牌網(wǎng)傳輸介質(zhì)要貴許多,然而FDDI最常見的應(yīng)用只是提供對網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的快速訪問,所以在目前FDDI技術(shù)并沒有得到充分的認(rèn)可和廣泛的應(yīng)用。
FDDI的訪問方法與令牌環(huán)網(wǎng)的訪問方法類似,在網(wǎng)絡(luò)通信中均采用“令牌”傳遞。它與標(biāo)準(zhǔn)的令牌環(huán)又有所不同,主要在于FDDI使用定時的令牌訪問方法。FDDI令牌沿網(wǎng)絡(luò)環(huán)路從一個結(jié)點向另一個結(jié)點移動,如果某結(jié)點不需要傳輸數(shù)據(jù),F(xiàn)DDI將獲取令牌并將其發(fā)送到下一個結(jié)點中。如果處理令牌的結(jié)點需要傳輸,那么在指定的稱為“目標(biāo)令牌循環(huán)時間”(Target Token Rotation Time,TTRT)的時間內(nèi),它可以按照用戶的需求來發(fā)送盡可能多的幀。因為FDDI采用的是定時的令牌方法,所以在給定時間中,來自多個結(jié)點的多個幀可能都在網(wǎng)絡(luò)上,以為用戶提供高容量的通信。
FDDI可以發(fā)送兩種類型的包:同步的和異步的。同步通信用于要求連續(xù)進行且對時間敏感的傳輸(如音頻、視頻和多媒體通信);異步通信用于不要求連續(xù)脈沖串的普通的數(shù)據(jù)傳輸。在給定的網(wǎng)絡(luò)中,TTRT等于某結(jié)點同步傳輸需要的總時間加上的幀在網(wǎng)絡(luò)上沿環(huán)路進行傳輸?shù)臅r間。FDDI使用兩條環(huán)路,所以當(dāng)其中一條出現(xiàn)故障時,數(shù)據(jù)可以從另一條環(huán)路上到達目的地。連接到FDDI的結(jié)點主要有兩類,即A類和B類。A類結(jié)點與兩個環(huán)路都有連接,由網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如集線器等組成,并具備重新配置環(huán)路結(jié)構(gòu)以在網(wǎng)絡(luò)崩潰時使用單個環(huán)路的能力;B類結(jié)點通過A類結(jié)點的設(shè)備連接在FDDI網(wǎng)絡(luò)上,B類結(jié)點包括服務(wù)器或工作站等。
4、ATM網(wǎng)
ATM的英文全稱為“asynchronous transfer mode”,中文名為“異步傳輸模式”,它的開發(fā)始于70年代后期。ATM是一種較新型的單元交換技術(shù),同以太網(wǎng)、令牌環(huán)網(wǎng)、FDDI網(wǎng)絡(luò)等使用可變長度包技術(shù)不同,ATM使用53字節(jié)固定長度的單元進行交換。它是一種交換技術(shù),它沒有共享介質(zhì)或包傳遞帶來的延時,非常適合音頻和視頻數(shù)據(jù)的傳輸。ATM主要具有以下優(yōu)點:
(1)ATM使用相同的數(shù)據(jù)單元,可實現(xiàn)廣域網(wǎng)和局域網(wǎng)的無縫連接。
(2)ATM支持VLAN(虛擬局域崗)功能,可以對網(wǎng)絡(luò)進行靈活的管理和配置。
(3)ATM具有不同的速率,分別為25、51、155、622Mbps,從而為不同的應(yīng)用提供不同的速率。
ATM是采用“信元交換”來替代“包交換”進行實驗,發(fā)現(xiàn)信元交換的速度是非??斓?。信元交換將一個簡短的指示器稱為虛擬通道標(biāo)識符,并將其放在TDM時間片的開始。這使得設(shè)備能夠?qū)⑺谋忍亓鳟惒降胤旁谝粋€ATM通信通道上,使得通信變得能夠預(yù)知且持續(xù)的,這樣就為時間敏感的通信提供了一個預(yù)QoS,這種方式主要用在視頻和音頻上。通信可以預(yù)知的另一個原因是ATM采用的是固定的信元尺寸。ATM通道是虛擬的電路,并且MAN傳輸速度能夠達到10Gbps。
5、無線局域網(wǎng)(Wireless Local Area Network;WLAN)
無線局域網(wǎng)是目前最新,也是最為熱門的一種局域網(wǎng),特別是自Intel今年3月份推出首款自帶無線網(wǎng)絡(luò)模塊的迅馳筆記本處理器以來。無線局域網(wǎng)與傳統(tǒng)的局域網(wǎng)主要不同之處就是傳輸介質(zhì)不同,傳統(tǒng)局域網(wǎng)都是通過有形的傳輸介質(zhì)進行連接的,如同軸電纜、雙絞線和光纖等,而無線局域網(wǎng)則是采用空氣作為傳輸介質(zhì)的。正因為它擺脫了有形傳輸介質(zhì)的束縛,所以這種局域網(wǎng)的特點就是自由,只要在網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍內(nèi),可以在任何一個地方與服務(wù)器及其它工作站連接,而不需要重新鋪設(shè)電纜。這一特點非常適合那些移動辦公一簇,有時在機場、賓館、酒店等(通常把這些地方稱為“熱點”),只要無線網(wǎng)絡(luò)能夠覆蓋到,它都可以隨時隨地連接上無線網(wǎng)絡(luò),甚至Internet。
無線局域網(wǎng)所采用的是802.11系列標(biāo)準(zhǔn),它也是由IEEE 802標(biāo)準(zhǔn)委員會制定的。目前這一繁育列標(biāo)準(zhǔn)主要有4個標(biāo)準(zhǔn),分別為:802.11b、802.11a、802.11g和802.11z,前三個標(biāo)準(zhǔn)都是針對傳輸速度地?zé)岙惓_M行的改進,最開始推出的是802.11b,它的傳輸速度為11MB/s,因為它的連接速度比較低,隨后推出了802.11a標(biāo)準(zhǔn),它的連接速度可達54MB/s。但由于兩者不互相兼容,致使一些早已購買802.11b標(biāo)準(zhǔn)的無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在新的802.11a網(wǎng)絡(luò)中不能用,所以在今年前些時候正式推出了兼容802.11b與802.11a兩種標(biāo)準(zhǔn)的802.11g,這樣原有的802.11b和802.11a兩種標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備都可以在同一網(wǎng)絡(luò)中使用。802.11z是一種專門為了加強無線局域網(wǎng)安全的標(biāo)準(zhǔn)。因為無線局域網(wǎng)的“無線”特點,致使任何進入此網(wǎng)絡(luò)覆蓋區(qū)的用戶都可以輕松以臨時用戶身份進入網(wǎng)絡(luò),給網(wǎng)絡(luò)帶來了極大的不安全因素,為此802.11z標(biāo)準(zhǔn)專門就無線網(wǎng)絡(luò)的安全性方面作了明確規(guī)定,加強了用戶身份論證制度,并對傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進行加密。

