主要內(nèi)容:1、局域網(wǎng)定義和特性
2、各種流行的局域網(wǎng)技術(shù)
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(duì)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(hào)。(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(hào),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(duì)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(duì)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(duì)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)。
十一、無線局域網(wǎng)
1、IEEE802.11體系結(jié)構(gòu)
無線LAN最小構(gòu)成模塊是基本服務(wù)集BSS,它由一些運(yùn)行相同MAC協(xié)議和爭用同一共享介質(zhì)的站點(diǎn)組成。一個(gè)擴(kuò)展服務(wù)集ESS由兩個(gè)或更多的通過分布系統(tǒng)互連的BSS組成。
2、基于移動(dòng)性,無線LAN定義了三種站點(diǎn):
(1)不遷移,這種站點(diǎn)的位置是固定的或者只是在某一個(gè)BSS的通信站點(diǎn)的通信范圍內(nèi)移動(dòng)。
(2)BSS遷移,站點(diǎn)從某個(gè)ESS的BSS遷移到同一個(gè)ESS的另一個(gè)BSS。如果進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸,就需要具備尋址功能以便識(shí)別站點(diǎn)的新位置。
(3)ESS遷移,站點(diǎn)從某個(gè)ESS的BSS遷移到另一個(gè)ESS的BSS。服受到破壞。
3、物理介質(zhì)規(guī)范
(1)紅外線:數(shù)據(jù)率為1Mbps或2Mbps,波長在850nm和950nm之間。
(2)直接序列擴(kuò)展頻譜:運(yùn)行在2.4GHzISM頻帶。最多有7個(gè)通道,每個(gè)通道的數(shù)據(jù)率為1Mbps或2Mbps。
(3)頻率跳動(dòng)擴(kuò)展頻譜:運(yùn)行在2.4GHzISM頻帶,在研究之中。
4、介質(zhì)訪問控制
IEEE802.11形成的一個(gè)MAC算法稱為DFWMAC分布式基礎(chǔ)無線MAC,它提供分布式訪問控制機(jī)制,處于其上的是一個(gè)任選的中央訪問控制協(xié)議。
(1)在MAC層的靠下面是的分布式協(xié)調(diào)功能子層DCF,采用爭用算法,為所有通信提供訪問控制,一般異步通信采用DCF。
(2)在MAC層的靠上面是點(diǎn)協(xié)調(diào)功能PCF,采用中央MAC算法,提供無爭用服務(wù)。
5、分布協(xié)議功能
DCF子層采用簡單的CSMA算法。DCF沒有沖突檢測功能,為了保證算法的順利和公平,采用了一系列的延遲,相當(dāng)于一種優(yōu)先權(quán)機(jī)制。首先考慮稱為幀間空隙IFS的簡單延遲。
十二、城域網(wǎng)
城域網(wǎng)是在5Km-100Km的地理覆蓋范圍內(nèi),以高的傳輸速率充分支持?jǐn)?shù)據(jù)、聲音和圖像綜合業(yè)務(wù)傳輸?shù)囊环N通信結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)。它以光纖為主要傳輸介質(zhì),其傳輸率為100Mbps或更高。IEEE802.6分布式隊(duì)列雙總線DQDB為城域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)。
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