3、高速局域網(wǎng)技術(shù)

　　4、基于交換的局域網(wǎng)技術(shù)

　　5、無線局域網(wǎng)技術(shù)及城域網(wǎng)技術(shù)

　　一、局域網(wǎng)定義和特性

　　局域網(wǎng)(Local Area Network)即LAN：將小區(qū)域內(nèi)的各種通信設(shè)備互聯(lián)在一起的通信網(wǎng)絡(luò)。

　　1、局域網(wǎng)三個(gè)特性：(1)高數(shù)據(jù)速率在0.1-100Mbps(2)短距離0.1-25Km(3)低誤碼率10-8-10-11。

　　2、決定局域網(wǎng)特性的三個(gè)技術(shù)：(1)用以傳輸數(shù)據(jù)的介質(zhì)(2)用以連接各種設(shè)備的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(3)用以共享資源的介質(zhì)控制方法。

　　3、設(shè)計(jì)一個(gè)好的介質(zhì)訪問控制協(xié)議三個(gè)基本目標(biāo)：(1)協(xié)議要簡單(2)獲得有效的通道利用率(3)對網(wǎng)上各站點(diǎn)用戶的公平合理。

　　二、以太網(wǎng)Ethernet IEEE802.3

　　以太網(wǎng)是一種總路線型局域網(wǎng)，采用載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測CSMA/CD介質(zhì)訪問控制方法。

　　1、載波監(jiān)聽多路訪問

　　CSMA的控制方案：(1)一個(gè)站要發(fā)送，首先需要監(jiān)聽總線，以決定介質(zhì)上是否存在其他站的發(fā)送信號。(2)如果介質(zhì)是空閑的，則可以發(fā)送。(3)如果介質(zhì)忙，則等待一段間隔后再重試。

　　堅(jiān)持退避算法：

　　(1)非堅(jiān)持CSMA：假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的，等待一段時(shí)間，重復(fù)第一步。利用隨機(jī)的重傳時(shí)間來減少?zèng)_突的概率，缺點(diǎn)：是即使有幾個(gè)站有數(shù)據(jù)發(fā)送，介質(zhì)仍然可能牌空閑狀態(tài)，介質(zhì)的利用率較低。

　　(2)1-堅(jiān)持CSMA：假如介質(zhì)是空閑的，則發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，立即發(fā)送;假如沖突發(fā)生，則等待一段隨機(jī)時(shí)間，重復(fù)第一步。缺點(diǎn)：假如有兩個(gè)或兩個(gè)以上的站點(diǎn)有數(shù)據(jù)要發(fā)送，沖突就不可避免的。

　　(3)P-堅(jiān)持CSMA：假如介質(zhì)是空閑的，則以P的概率發(fā)送，而以(1-P)的概率延遲一個(gè)時(shí)間單位，時(shí)間單位等于最大的傳播延遲時(shí)間;假如介質(zhì)是忙的，繼續(xù)監(jiān)聽，直到介質(zhì)空閑，重復(fù)第一步;假如發(fā)送被延遲一個(gè)時(shí)間單位，則重復(fù)第一步。

　　2、載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測

　　這種協(xié)議廣泛運(yùn)用在局域網(wǎng)內(nèi)，每個(gè)幀發(fā)送期間，同時(shí)有檢測沖突的能力，一旦檢測到?jīng)_突，就立即停止發(fā)送，并向總線上發(fā)一串阻塞信號，通知總線上各站沖突已經(jīng)發(fā)生，這樣通道的容量不致因白白傳送已經(jīng)損壞的幀而浪費(fèi)。

　　沖突檢測的時(shí)間：對基帶總線，等于任意兩個(gè)站之間最大的傳播延遲的兩倍;對于寬帶總線，沖突檢測時(shí)間等于任意兩個(gè)站之間最大傳播延遲時(shí)間的四倍。

　　3、二進(jìn)制退避算法：

　　(1)對每個(gè)幀，當(dāng)?shù)谝淮伟l(fā)生沖突時(shí)，設(shè)置參量為L=2;

　　(2)退避間隔取1-L個(gè)時(shí)間片中的一個(gè)隨機(jī)數(shù)，1個(gè)時(shí)間片等于2a;

　　(3)當(dāng)幀重復(fù)發(fā)生一次沖突時(shí)，則將參量L加倍;

　　(4)設(shè)置一個(gè)最大重傳次數(shù)，則不再重傳，并報(bào)告出錯(cuò)。

　　三、標(biāo)記環(huán)網(wǎng)Toke Ring IEEE802.5

　　1、標(biāo)記的工作過程

　　標(biāo)記環(huán)網(wǎng)又稱權(quán)標(biāo)網(wǎng)，這種介質(zhì)訪問使用一個(gè)標(biāo)記沿著環(huán)循環(huán)，當(dāng)各站都沒有幀發(fā)送時(shí)，標(biāo)記的形式為01111111，稱空標(biāo)記。當(dāng)一個(gè)站要發(fā)送幀時(shí)，需要等待空標(biāo)記通過，然后將它改為忙標(biāo)記011111110。并緊跟著忙標(biāo)記，把數(shù)據(jù)發(fā)送到環(huán)上。由于標(biāo)記是忙狀態(tài)，所以其他站不能發(fā)送幀，必須等待。發(fā)送的幀在環(huán)上循環(huán)一周后再回到發(fā)送站，將該幀從環(huán)上移去。同時(shí)將忙標(biāo)記改為空標(biāo)記，傳至后面的站，使之獲得發(fā)送幀的許可權(quán)。

　　2、環(huán)上長度用位計(jì)算，其公式為

　　存在環(huán)上的位數(shù)等于傳播延遲(5μs/km)×發(fā)送介質(zhì)長度×數(shù)據(jù)速率+中繼器延遲。對于1km長、1Mbps速率、20個(gè)站點(diǎn)，存在于環(huán)上的位數(shù)為25位。

　　3、站點(diǎn)接收幀的過程

　　當(dāng)幀通過站時(shí)，該站將幀的目的地址和本站的地址相比較，如地址相符合，則將幀放入接收緩沖器，再輸入站，同時(shí)將幀送回至環(huán)上;如地址不符合，則簡單地將數(shù)據(jù)重新送入環(huán)。

　　4、優(yōu)先級策略

　　標(biāo)記環(huán)網(wǎng)上的各個(gè)站點(diǎn)可以成不同的優(yōu)先級，采用分布式高度算法實(shí)現(xiàn)。控制幀的格式如下：P優(yōu)先級、T空忙、M監(jiān)視位、預(yù)約位。

　　四、光纖分布式數(shù)據(jù)接口FDDI ISO9314

　　1、FDDI和標(biāo)記環(huán)介質(zhì)訪問控制標(biāo)準(zhǔn)接近，有以下幾點(diǎn)好處：

　　(1)標(biāo)記環(huán)協(xié)議在重負(fù)載條件下，運(yùn)行效率很高，因此FDDI可得到同樣的效率。

　　(2)使用相似的幀格式，全球不同速率的環(huán)網(wǎng)互連，在后面網(wǎng)絡(luò)互加這一章將要討論這個(gè)問題。

　　(3)已經(jīng)熟悉IEEE802.5的人很容易了解FDDI

　　(4)已經(jīng)積累了IEEE802.5的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，特別是將它做集成電路片的經(jīng)濟(jì)，用于FDDI系統(tǒng)和元件的制造。

　　2、FDDI技術(shù)

　　(1)數(shù)據(jù)編碼：用有光脈沖表示為1，沒有光能量表示為0。FDDI采用一種全新的編碼技術(shù)，稱為4B/5B。每次對四位數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼，每四位數(shù)據(jù)編碼成五位符號，用光的存在和沒有來代表五位符號中每一位是1還是0。這種編碼使效率提高為80%。為了得到信號同步，采用了二級編碼的方法，先按4B/5B編碼，然后再用一種稱為倒相的不歸零制編碼NRZI，其原理類似于差分編碼。

　　(2)時(shí)鐘偏移： FDDI分布式時(shí)鐘方案，每個(gè)站有獨(dú)立的時(shí)鐘和彈性緩沖器。進(jìn)入站點(diǎn)緩沖器的數(shù)據(jù)時(shí)鐘是按照輸入信號的時(shí)鐘確定的，但是，從緩沖器輸出的信號時(shí)鐘是根據(jù)站的時(shí)鐘確定的，這種方案使環(huán)中中繼器的數(shù)目不受時(shí)鐘偏移因素的限制。

　　3、FDDI幀格式

　　由此可知：FDDI MAC幀和IEEE802.5的幀十分相似，不同之處包括：FDDI幀含有前文，對高數(shù)據(jù)率下時(shí)鐘同步十分重要;允許在網(wǎng)內(nèi)使用16位和48位地址，比IEEE802.5更加靈活;控制幀也有不同。

　　4、FDDI協(xié)議

　　FDDI和IEEE802.5的兩個(gè)主要區(qū)別：

　　(1)FDDI協(xié)議規(guī)定發(fā)送站發(fā)送完幀后，立即發(fā)送一幅新的標(biāo)記幀，而IEEE802.5規(guī)定當(dāng)發(fā)送出去的幀的前沿回送至發(fā)送站時(shí)，才發(fā)送新的標(biāo)記幀。

　　(2)容量分配方案不同，兩者都可采用單個(gè)標(biāo)記形式，對環(huán)上各站點(diǎn)提供同等公平的訪問權(quán)，也可優(yōu)先分配給某些站點(diǎn)。IEEE802.5使用優(yōu)先級和預(yù)約方案。

　　5、為了同時(shí)滿足兩種通信類型的要求，F(xiàn)DDI定義了同步和異步兩種通信類型，定義一個(gè)目標(biāo)標(biāo)記循環(huán)時(shí)間TTRT，每個(gè)站點(diǎn)都存在有同樣的一個(gè)TTRT值。