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)的各種通信設備互聯(lián)在一起的通信網(wǎng)絡。
1、局域網(wǎng)三個特性:(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)特性的三個技術(shù):(1)用以傳輸數(shù)據(jù)的介質(zhì)(2)用以連接各種設備的拓撲結(jié)構(gòu)(3)用以共享資源的介質(zhì)控制方法。
3、設計一個好的介質(zhì)訪問控制協(xié)議三個基本目標:(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。
堅持退避算法:
(1)非堅持CSMA:假如介質(zhì)是空閑的,則發(fā)送;假如介質(zhì)是忙的,等待一段時間,重復第一步。利用隨機的重傳時間來減少沖突的概率,缺點:是即使有幾個站有數(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,則等待一段隨機時間,重復第一步。缺點:假如有兩個或兩個以上的站點有數(shù)據(jù)要發(fā)送,沖突就不可避免的。
(3)P-堅持CSMA:假如介質(zhì)是空閑的,則以P的概率發(fā)送,而以(1-P)的概率延遲一個時間單位,時間單位等于最大的傳播延遲時間;假如介質(zhì)是忙的,繼續(xù)監(jiān)聽,直到介質(zhì)空閑,重復第一步;假如發(fā)送被延遲一個時間單位,則重復第一步。
2、載波監(jiān)聽多路訪問/沖突檢測
這種協(xié)議廣泛運用在局域網(wǎng)內(nèi),每個幀發(fā)送期間,同時有檢測沖突的能力,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。
沖突檢測的時間:對基帶總線,等于任意兩個站之間最大的傳播延遲的兩倍;對于寬帶總線,沖突檢測時間等于任意兩個站之間最大傳播延遲時間的四倍。
3、二進制退避算法:
(1)對每個幀,當?shù)谝淮伟l(fā)生沖突時,設置參量為L=2;
(2)退避間隔取1-L個時間片中的一個隨機數(shù),1個時間片等于2a;
(3)當幀重復發(fā)生一次沖突時,則將參量L加倍;
(4)設置一個最大重傳次數(shù),則不再重傳,并報告出錯。
十一、無線局域網(wǎng)
1、IEEE802.11體系結(jié)構(gòu)
無線LAN最小構(gòu)成模塊是基本服務集BSS,它由一些運行相同MAC協(xié)議和爭用同一共享介質(zhì)的站點組成。一個擴展服務集ESS由兩個或更多的通過分布系統(tǒng)互連的BSS組成。
2、基于移動性,無線LAN定義了三種站點:
(1)不遷移,這種站點的位置是固定的或者只是在某一個BSS的通信站點的通信范圍內(nèi)移動。
(2)BSS遷移,站點從某個ESS的BSS遷移到同一個ESS的另一個BSS。如果進行數(shù)據(jù)傳輸,就需要具備尋址功能以便識別站點的新位置。
(3)ESS遷移,站點從某個ESS的BSS遷移到另一個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)直接序列擴展頻譜:運行在2.4GHzISM頻帶。最多有7個通道,每個通道的數(shù)據(jù)率為1Mbps或2Mbps。
(3)頻率跳動擴展頻譜:運行在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制,處于其上的是一個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層的靠上面是點協(xié)調(diào)功能PCF,采用中央MAC算法,提供無爭用服務。
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,相當于一種優(yōu)先權(quán)機制。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數(shù)據(jù)、聲音和圖像綜合業(yè)務傳輸?shù)囊环N通信結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡。它以光纖為主要傳輸介質(zhì),其傳輸率為100Mbps或更高。IEEE802.6分布式隊列雙總線DQDB為城域網(wǎng)的標準。
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