网络工程师之局域网技术% k, O d" k: l5 l9 D
主要内容:
3 o2 ^* p. p# F. e' y 1、局域网定义和特性
: l! r E+ O* F 2、各种流行的局域网技术; J2 T# `& J. I' m% m7 ]+ h
3、高速局域网技术
* g: J7 y3 p# S3 a# X' ] 4、基于交换的局域网技术" f: s7 }5 X& _/ _0 d: w* c
5、无线局域网技术及城域网技术
9 |- R. d% r7 D2 B 一、局域网定义和特性
0 Q! Z* m; g5 m 局域网(Local Area Network)即LAN:将小区域内的各种通信设备互联在一起的通信网络。
7 m" g3 g7 h+ I8 Z, z 1、局域网三个特性:(1)高数据速率在0.1-100Mbps(2)短距离0.1-25Km(3)低误码率10-8-10-11。
% n8 }9 p) j& H* T8 u 2、决定局域网特性的三个技术:(1)用以传输数据的介质(2)用以连接各种设备的拓扑结构(3)用以共享资源的介质控制方法。
4 l2 g) z# Z+ s; X( W ]$ n# d 3、设计一个好的介质访问控制协议三个基本目标:(1)协议要简单(2)获得有效的通道利用率(3)对网上各站点用户的公平合理。
+ x9 t+ y0 T: e* E; C, k 二、以太网Ethernet IEEE802.32 t {( e8 o: I9 C1 [
以太网是一种总路线型局域网,采用载波监听多路访问/冲突检测CSMA/CD介质访问控制方法。" x- Y+ Z8 a5 p% h: ~/ w2 @
1、载波监听多路访问2 s. e. |% l7 Y' D
CSMA的控制方案:(1)一个站要发送,首先需要监听总线,以决定介质上是否存在其他站的发送信号。(2)如果介质是空闲的,则可以发送。(3)如果介质忙,则等待一段间隔后再重试。
/ V2 ^3 D$ w' u8 w 坚持退避算法:
, }8 B$ H+ S4 S+ n (1)非坚持CSMA:假如介质是空闲的,则发送;假如介质是忙的,等待一段时间,重复第一步。利用随机的重传时间来减少冲突的概率,缺点:是即使有几个站有数据发送,介质仍然可能牌空闲状态,介质的利用率较低。2 X4 Z) O, A2 u5 P
(2)1-坚持CSMA:假如介质是空闲的,则发送;假如介质是忙的,继续监听,直到介质空闲,立即发送;假如冲突发生,则等待一段随机时间,重复第一步。缺点:假如有两个或两个以上的站点有数据要发送,冲突就不可避免的。" F/ b! Z h8 w; n" H9 c: R* y: [9 O
(3)P-坚持CSMA:假如介质是空闲的,则以P的概率发送,而以(1-P)的概率延迟一个时间单位,时间单位等于最大的传播延迟时间;假如介质是忙的,继续监听,直到介质空闲,重复第一步;假如发送被延迟一个时间单位,则重复第一步。; n" x5 ~0 Q' w, x8 O! W [/ g
2、载波监听多路访问/冲突检测
+ Q- o( r& n, B 这种协议广泛运用在局域网内,每个帧发送期间,同时有检测冲突的能力,一旦检测到冲突,就立即停止发送,并向总线上发一串阻塞信号,通知总线上各站冲突已经发生,这样通道的容量不致因白白传送已经损坏的帧而浪费。5 M# E( N$ a; _1 c: r% m7 {
冲突检测的时间:对基带总线,等于任意两个站之间最大的传播延迟的两倍;对于宽带总线,冲突检测时间等于任意两个站之间最大传播延迟时间的四倍。- M: V/ f: f% r+ n1 m, w- J- E
3、二进制退避算法:! n! m- f2 ]$ Y/ x9 [
(1)对每个帧,当第一次发生冲突时,设置参量为L=2;: }! \- [. e5 z% O4 m3 p3 c* `
(2)退避间隔取1-L个时间片中的一个随机数,1个时间片等于2a;1 a+ I! T6 i7 [# b) M9 y. f
(3)当帧重复发生一次冲突时,则将参量L加倍;
2 k( F7 k/ V1 d: r (4)设置一个最大重传次数,则不再重传,并报告出错。
0 ?/ b6 ~9 I- v+ H2 u- T/ B 三、标记环网Toke Ring IEEE802.5
) E9 V7 y! d1 ` 1、标记的工作过程! `: U" L0 i. w( \5 L' m' v
标记环网又称权标网,这种介质访问使用一个标记沿着环循环,当各站都没有帧发送时,标记的形式为01111111,称空标记。当一个站要发送帧时,需要等待空标记通过,然后将它改为忙标记011111110。并紧跟着忙标记,把数据发送到环上。由于标记是忙状态,所以其他站不能发送帧,必须等待。发送的帧在环上循环一周后再回到发送站,将该帧从环上移去。同时将忙标记改为空标记,传至后面的站,使之获得发送帧的许可权。9 ?6 P& i$ N$ ?- y( j$ ]
2、环上长度用位计算,其公式为$ B9 `7 E0 \+ |# r
存在环上的位数等于传播延迟(5μs/km)×发送介质长度×数据速率+中继器延迟。对于1km长、1Mbps速率、20个站点,存在于环上的位数为25位。
7 l+ f; F, W2 m, A- f! _ y) R( e 3、站点接收帧的过程. R# d, \4 C0 c
当帧通过站时,该站将帧的目的地址和本站的地址相比较,如地址相符合,则将帧放入接收缓冲器,再输入站,同时将帧送回至环上;如地址不符合,则简单地将数据重新送入环。
: [. n J( I$ v0 Z0 V 4、优先级策略5 j$ Z5 O V7 e' R2 J9 E- U
标记环网上的各个站点可以成不同的优先级,采用分布式高度算法实现。控制帧的格式如下:P优先级、T空忙、M监视位、预约位。 |