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B 检测到信道空闲 发送数据 t = ? ? ? / 2 发生碰撞 t = 2? ? ? A 检测到发生碰撞 t = ? ? ? B 发送数据 B 检测到发生碰撞 t = ? A B A B A B t = 0 A 检测到 信道空闲 发送数据 A B t = 0 t = ? B 检测到发生碰撞 停止发送 STOP t = 2? ? ? A 检测到 发生碰撞 STOP A B 单程端到端 传播时延记为? A和B发送数据均失败，它们都要推迟一段时间后再重新发送 令牌总线、 在总线的基础上，通过在网络结点之间有序地传递令牌（一组特定的比特模式）来分配各结点对共享型总线的访问权利，形成闭合的逻辑环路。? 2、 完全采用半双工的操作方式，只有获得令牌的结点才能发送信息，其它结点只能接收信息，或者被动地发送信息（在拥有令牌的结点要求下，发送信息）。? 3、 为了保证逻辑闭合环路的形成，每个结点都动态地维护着一个连接表，该表记录着本结点在环路中的前继、后继和本结点的地址，每个结点根据后继地址确定下一占有令牌的结点。 （1）不可能产生冲突令牌总线中，只有收到令牌的站点才能将信息发送到总线上，这样就不会象CSMA/CD介质访问方式那样，使总线产生冲突。故令牌总线信息帧长度完全由发送信息的长短决定，没有最小分组长度要求。对于CSMA/CD访问控制，为使最远的站点也能检测到冲突，需在实际的信息长度后加填充位，以满足最小长度要求。（2）站点有公平的访问权获得令牌的站点，若有信息要发送即发送信息，之后将令牌传给下一站点；若没有信息发送，则立即将令牌传递到下一站点。由于站点是按初始化顺序依次接收到令牌，所以各站点都有公平的访问权。（3）每个站传输前的等待访问时间的总和一定当全部站点都有信息发送时，等待取得令牌和发送信息的时间应等于全部令牌传送时间和发送时间之总和。若只有一个站点要发送信息，则最坏情况下等待时间只是令牌传递全部时间之和。 令牌总线特点 令牌环（Token Ring） 令牌环网结构 令牌环是由环接口及一段点——点链路连接而成的环,工作站连接到环接口上。介质是共享的但非广播的。环网的结构示意图如下图所示。 令牌环网结构图 令牌环 令牌环的工作原理 令牌环是一种点到点环形局域网介质访问方法，它是利用一个被称为令牌的特殊二进制信息模式在环网各通信设备之间依次传递信息发送权。 具体操作过程 （1）环初始化（建立一逻辑环），然后产生一空令牌，在环上流动。 （2）希望发送数据的站等待，直到它检测 到下一个空令牌的到来。 （3）发送站拿到空令牌后，将其置为忙状态，同时在忙令牌的后面发送数据。 （4）当令牌“忙”时，由于网上无空令牌，想发送数据的站必须等待。 （5）数据经环传递时，各站将其目的地址和本站地址比较，相符则接收同时转发；否则只转发。 （6）发送数据沿环循环一周再回到发送站，由发送站将该帧从环上移去，同时释放令牌（将其状态改为“闲”）发往下一站。 令牌环 环接口 环接口又称转发器，是令牌环型网的主要部件。环接口的主要功能是收发信息，识别和产生令牌、插零删零、识别地址、进行CRC校验等。 环接口有两种工作方式：监听方式和发送方式。在监听方式下，环接口一方面将进入的比特流转发出去，同时检测帧中地址是否为本站地址。如果是就将帧复制到接收缓冲区。有数据要发送的站还要监听空令牌的到来。进入发送方式后，该站将空令牌变为忙令牌，将发送缓冲区中准备好的数据送到环上去，当发送的帧回收并产生新的令牌后立即转变为监听方式。如下页图示。 快速以太网 标准：IEEE 802.3u,其特点是继承了802.3的MAC访问控制技术（CSMA/CD）、帧格式、接口以及退避算法，仅是将传输速度从10Mbps提高到100Mbps，并减少了等待ACK帧的时间。它可以直接利用原有的线Mbps的无缝连接和自然过渡。 类型： ??? ①100BASE-TX，传输编码采用4b/5b，使用2对5类UTP双绞线BASE-FX，传输编码采用4b/5b，使用单模/多模光纤，最大传输距离分别是10/2km； ??? ③100BASE-T4，使用4对3类以上UTP双绞线； 千兆以太网 标准：803.3z，传输速率为1000Mbps（1Gbps） 特征：类似于100Mbps以太网，千兆以太网仍然采用CSMA/CD的MAC访问技术，支持共享式、交换式、半双工和全双工的操作。主要用于主干网和服务器（需要1000Mbps网卡）。 传输距离： ??? ①1000BASE-Cx? 铜线BASE-Sx? 多模光纤，短波(850nm)，300m ??? ③1000BASE-Lx? 多模光纤，长波(1300nm)，550m ??? ④1000BASE-T?? 双绞线Base-T标准包括了“自动协商部分”—— 自动速度感应功能。以太网交换机的端口和以太网卡的速度可以是10M/100Mbps。 ??? 100Base-T工作站发送一组高速链路脉冲（FLP）的链路集成脉冲，如果接受端只能接受10Base-T传输，网络将工作在10Mbps模式。如果接受端是100Base-T，则采用自动协商算法，检测FLP，确定FLP数据，以达到最高网络速度，并将FLP送到网卡，自动调整到100Base-T,网络将工作在100Mbps模式。 ??? 注意：目前很多交换机端口和以太网卡都支持10/100Mbps自适应，但实际使用中会发现，使用10/100Mbps自适应，其性能并不显得太高，因为网络会不停地检测，影响网络速度。最好将两端设置成相同的固定的网络速度。 无线局域网 无线局域网的标准——IEEE 802.11 万兆位以太网（10 Gigabit Ethernet） 万兆以太网标准由IEEE 802.3工作组于2000年正式制定，它适用于新型的网络结构，能够实现全网技术统一，万兆以太网标准为IEEE 802.3ae。它仍然采用IEEE 802.3以太网媒体访问控制（MAC）协议，帧格式和帧长度。万兆以太网与快速以太网和千兆以太网一样，都是全双工工作方式，因此它本身没有距离限制。它的优点是减少了网络的复杂性，兼容现有的局域网技术并将其扩展到广域网；同时降低系统费用，并提供更快、更新的数据业务。 无线局域网的特点 传输方式 无线电波与红外线； 无线局域网的拓扑结构 无中心拓扑和有中心拓扑 ； * * * * * * 什么是虚拟局域网 最简单的VLAN的工作原理与硬盘的逻辑分区很相似。 虚拟网络建立在交换技术基础之上，将网络上的节点按工作性质与需要划分成若干个“逻辑工作组”，一个逻辑工作组就是一个虚拟网络。 VLAN的技术就是指网络中的各个站点可以不必拘泥于各自所处的物理位置，而根据需要灵活地加入不同的逻辑子网中的一种网络技术。 返回 下一页 虚拟局域网VLAN 什么是虚拟局域网（VLAN） 通过路由和交换设备，在网络的物理拓朴结构基础上建立一个逻辑网络，以使得网络中任意几个局域网网段或（和）节点能够组合成一个逻辑上的局域网。 建立在局域网交换机上，以软件方式实现逻辑工作组的划分与管理，逻辑工作组的节点组成不受物理位置的限制； 同一逻辑分组的成员可以分布在相同的物理网段上，也可以分布在不同的网络上； VLAN可以跨越多台交换机 VLAN的适用场合 虚拟局域网的各子网之间的广播数据不会相互扩散，因此可以保障网络上资源的私有性和安全性。一般，在几十台以下计算机构成的小型局域网中，除非需要彼此的数据隔绝，否则没有必要划分虚拟局域网。在几百台乃至上千台计算机构成的大中型局域网中，划分和建立虚拟局域网，应当说是十分必要的。这是因为大型局域网产生广播风暴的可能性大大增加，而虚拟局域网技术能够有效地隔离广播风暴。 返回 下一页 组建VLAN的原则 在网络中尽量使用同一厂家的交换机，而且在能用交换机的地方尽量使用交换机； 使用交换机组建一个范围尽可能大的交换链路，并且让尽可能多的计算机直接连接到交换机上； 层次化地将交换机与交换机相连，要避免使用传统的路由器，以保持整个网络的连通性。 根据应用的需要，使用软件划分出若干个VLAN。每个VLAN上的所有计算机不论其所在的物理位置如何，都处在一个逻辑网中。 VLAN之间可以互通，也可以不相通。若要实现其中的某些VLAN能够互通，则使用一台中央路由器（或者路由交换机），将这些VLAN互连起来，从而形成一个完整的VLAN。 虚拟局域网划分的基本方法 1．基于交换机端口划分的VLAN 2．基于MAC地址划分的VLAN 3．基于网络层协议或地址划分的VLAN 4．基于IP广播组划分的VLAN 5．基于策略划分的VLAN 下一页 2．虚拟局域网的实现 VLAN的实现方式有两种：静态和动态。 （1）静态实现是网络管理员将交换机端口分配给某一个VLAN，这是一种最经常使用的配置方式，容易实现和监视，而且比较安全。 （2）动态实现方式中，管理员必须先建立一个较复杂的数据库，例如输入要连接的网络设备的MAC地址及相应的VLAN号，这样当网络设备接到交换机端口时交换机自动把这个网络设备所连接的端口分配给相应的VLAN。动态VLAN的配置可以基于网络设备的MAC地址、IP地址、应用或者所使用的协议。实现动态VLAN时一般使用管理软件来进行管理。 返回 下一页 基于交换机端口的虚拟局域网 这种划分是把一个或多个交换机上的几个端口划分一个逻辑组，这是最简单、最有效的划分方法。该方法只需网络管理员对网络设备的交换端口进行分配和设置，不用考虑该端口所连接的设备。 基于交换机端口的虚拟局域网无法自动解决节点的移动、增加和变更问题。如果一个节点从一个端口移动到另一个端口时，网络管理者必须对虚拟局域网成员进行重新配置。 VLAN中使用集线器 当交换机端口连接的是一个集线器时，由于集线器所支持的是一个共享介质的多用户网络，因此，按交换机端口号的划分方案只能将连接到集线器的所有用户划分到同一个VLAN中； 基于MAC地址的虚拟局域网 优点： 允许节点移动到网络其它物理网段； 可以解决基于端口的VLAN所不能解决的问题，将一个集线器连接区域内的节点划分到不同的VLAN中。 缺点： 需要对大量的毫无规律的MAC地址进行操作； 基于网络层地址的虚拟局域网 使用节点的网络层地址来配置虚拟局域网，要求交换机能够处理网络层的数据； 有利于组成基于服务或应用的虚拟局域网； 用户可以随意移动节点而无需重新配置网络地址； 一个虚拟局域网可以扩展到多个交换机的端口上，甚至一个端口能对应于多个虚拟局域网。 由于检查网络层地址比检查MAC地址的延迟要大，因此，这种方法影响了交换机的交换时间以及整个网络的性能； 基于IP广播组划分的VLAN 基于IP广播组划分的VLAN是以动态的方式建立的多点广播组来确定虚拟网。每一站点通过对标识不同虚拟网的广播信息的确认来决定是否加入某一虚拟网。根据IP广播组划分的VLAN是利用了一种被称为代理的设备对虚拟网络的成员进行管理。以这种方式定义VLAN时，任何属于同一IP广播组的计算机都属于同一虚拟网。 返回 下一页 基于策略划分的VLAN 基于策略的VLAN划分是一种比较有效而且直接的方式。 这主要取决于在VLAN划分中所采用的策略。 前边所述的任何一种方法都可以算作是一种策略，利用上述这些策略还可以组合为新的策略。当一种策略被定义到交换机上时，该策略就会应用到整个网络上。 返回 下一页 VLAN的优点 减少网络管理开销 部门重组和人员流动是网络管理员最头疼的事情之一，也是网络管理的最大开销之一。在有些情况下，部门重组和人员流动不但需要重新布线，而且需要重新配置网络设备。 VLAN技术为控制这些改变和减少网络设备的重新配置提供了一个行之有效的方法。当VLAN的站点从一个位置移到到另一个位置时，只要它们还在同一个VLAN中并且仍可以连接到交换机端口，则这些站点本身就不用改变。位置的改变只要简单地将站点插到另一个交换机端口并对该端口进行配置就可。 VLAN的优点 2. 控制广播活动 一个VLAN中的广播流量不会传输到该VLAN之外，邻近的端口和VLAN也不会收到其他VLAN产生的任何广播信息。VLAN越小，VLAN中受广播活动影响的用户越少。 这种配置方式大大地减少了广播流量，为用户的实际流量释放了带宽，弥补了局域网易受广播风暴影响的弱点。 Sgmtu.edu.cn,2005.03,shiyunhui * 以太网 交换机 A4 B1 以太网 交换机 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 以太网 交换机 以太网 交换机 三个虚拟局域网 VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 的构成 Sgmtu.edu.cn,2005.03,shiyunhui * 以太网 交换机 A4 B1 以太网 交换机 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 以太网 交换机 以太网 交换机 三个虚拟局域网 VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 的构成 当 B1 向 VLAN2 工作组内成员发送数据时， 工作站 B2 和 B3 将会收到广播的信息。 Sgmtu.edu.cn,2005.03,shiyunhui * 以太网 交换机 A4 B1 以太网 交换机 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 以太网 交换机 以太网 交换机 三个虚拟局域网 VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 的构成 B1 发送数据时，工作站 A1, A2 和 C1 都不会收到 B1 发出的广播信息。 Sgmtu.edu.cn,2005.03,shiyunhui * 以太网 交换机 A4 B1 以太网 交换机 VLAN3 C3 B3 VLAN1 VLAN2 C1 A2 A1 A3 C2 B2 以太网 交换机 以太网 交换机 三个虚拟局域网 VLAN1, VLAN2 和 VLAN3 的构成 虚拟局域网限制了接收广播信息的工作站数，使得网络 不会因传播过多的广播信息(即“广播风暴”)而引起性能恶化。 VLAN的优点 3. 提供较好的网络安全性 在网络应用中，经常有机密和重要的数据在局域网传递，网络规模越大，安全性就越差。 提高安全性的一个经济实惠和易于管理的技术就是利用VLAN将局域网分成多个广播域。因为VLAN上的信息流（不论是单播信息流还是广播信息流）都不会流入另一个VLAN，因此，通过适当地配置VLAN和该VLAN与外界的连接，就可以提高网络的安全性。 VLAN的优点 3. 提供较好的网络安全性 在网络应用中，经常有机密和重要的数据在局域网传递，网络规模越大，安全性就越差。 提高安全性的一个经济实惠和易于管理的技术就是利用VLAN将局域网分成多个广播域。因为VLAN上的信息流（不论是单播信息流还是广播信息流）都不会流入另一个VLAN，因此，通过适当地配置VLAN和该VLAN与外界的连接，就可以提高网络的安全性。 2．使用VLAN技术的缺点 （1）在使用MAC地址定义VLAN的技术中，必须进行初始配置。而对大规模的网络进行初始化工作时，需要把成百上千的用户配置到某个虚拟局域网之中，因此，初始工作过于烦琐。 （2）当使用局域网交换机的端口划分VLAN成员的方法时，用户从一个交换机的端口移动到另一个端口时，网络管理员必须对VLAN的成员重新配置。 （3）需要专职的网络管理员和必要的专业技术支持。 返回 下一页 局域网的分类 从目前的发展情况看，局域网可以分为两类： 共享介质局域网（Shared LAN） 交换局域网（Switched LAN） 基于共享式集线器（HUB）的局域网 共享式局域网的特点是共享传输介质带宽，即平分可用带宽。 目前共享式局域网的核心设备是共享式集线器。 特点：附接在HUB端口上的结点共享HUB的带宽。共享式网络在联网计算机的数目较少的时候，有较好的响应和性能；而在负荷较大时，将导致网络中计算机得到的带宽急剧减少，网络的传输速率和质量也将迅速下降。 基于交换式集线器（Switch）的局域网 交换式局域网的特点是交换机能为每个端口都提供专有速率，此外在交换式局域网中多对节点可以同时传递信息(即并发通信)，允许全双工的通信模式。 目前交换式局域网的核心设备是交换式集线器或交换机。 特点：交换式局域网可以实现多对用户之间的点对点通信，每对用户通信时可以独占网络带宽，不受其它网络用户的干扰。 交换器主要采用三种工作方式： ??? 1、直通方式(cut-throught) ??? 2、存储-转发方式(store-forward) ??? 3、自适应（直通/存储转发）? 传输形式 根据收发双方信息交换的方向性，传输有单工、半双工和全双工之分。 单工传输:?? 任意时刻只允许向一个方向进行信息传输，例如：广播方式的传输。 半双工传输:? 可以交替改变方向的信息传输，但在任一特定时刻，信息只能向一个方向传输，即半双工传输是一种可切换方向的单工传输，例如：对话方式的传输。 全双工传输:? 任意时刻信息都可进行双向的信息传输。全双工传输是两个单工传输的结合，要求收发设备都具有独立的收发能力。 单工和半双工传输可以采用一个信道支持信息的传输，对于全双工传输则需要采用两个信道，或者利用存储技术，在一个信道上支持宏观的全双工传输。 局域网的体系结构 为了使不同厂商生产的网络设备之间具有兼容性、互换性和互操作性，以便让用户更灵活地进行设备选型，国际标准化组织开展了局域网的标准化工作。 1980年2月成立了局域网标准化委员会，即IEEE802委员会（Institute of Electrical and Electronics Engineers INC，（IEEE）美国电气和电子工程师协会）。参照ISO/OSI参考模型，该委员会制定了一系列局域网标准，称为IEEE802标准。 局域网参考模型 局域网参考模型只对应OSI参考模型的数据链路层与物理层，它将数据链路层划分为两个子层：逻辑链路控制（Logical Link Control，LLC）子层与介质访问控制（Media Access Control，MAC）子层。 * * * * * *

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