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网吧常用网络拓扑结构

发布时间:2019-07-31 03:32 来源:未知 编辑:admin

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  开始以太网只有10Mbps的吞吐量,使用的是CSMA/CD(带有碰撞检测的载波侦听多路访问)的访问控制方法,这种早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。以太网主要有两种传输介质,那就是双绞线和同轴电缆。所有的以太网都遵循IEEE 802.3标准,下面列出是IEEE 802.3的一些以太网络标准,在这些标准中前面的数字表示传输速度,单位是“Mbps”,最后的一个数字表示单段网线m),Base表示“基带”的意思,Broad代表“带宽”。

  ·10Base-5 使用粗同轴电缆,最大网段长度为500m,基带传输方法;

  ·10Base-2 使用细同轴电缆,最大网段长度为185m,基带传输方法;

  ·10Base-T 使用双绞线 使用双绞线 使用同轴电缆(RG-59/U CATV),最大网段长度为3600m,是一种宽带传输方式;

  随着网络的发展,传统标准的以太网技术已难以满足日益增长的网络数据流量速度需求。在1993年10月以前,对于要求10Mbps以上数据流量的LAN应用,只有光纤分布式数据接口(FDDI)可供选择,但它是一种价格非常昂贵的、基于100Mpbs光缆的LAN。1993年10月,Grand Junction公司推出了世界上第一台快速以太网集线和网络接口卡FastNIC100,快速以太网技术正式得以应用。随后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相继推出自己的快速以太网装置。与此同时,IEEE802工程组亦对100Mbps以太网的各种标准,如100BASE-TX、100BASE-T4、MII、中继器、全双工等标准进行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE-T快速以太网标准(Fast Ethernet),就这样开始了快速以太网的时代。

  快速以太网与原来在100Mbps带宽下工作的FDDI相比它具有许多的优点,最主要体现在快速以太网技术可以有效的保障用户在布线基础实施上的投资,它支持3、4、5类双绞线以及光纤的连接,能有效的利用现有的设施。 快速以太网的不足其实也是以太网技术的不足,那就是快速以太网仍是基于CSMA/CD技术,当网络负载较重时,会造成效率的降低,当然这可以使用交换技术来弥补。 100Mbps快速以太网标准又分为:100BASE-TX 、100BASE-FX、100BASE-T4三个子类。

  · 100BASE-TX:是一种使用5类数据级无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线的快速以太网技术。它使用两对双绞线,一对用于发送,一对用于接收数据。在传输中使用4B/5B编码方式,信号频率为125MHz。符合EIA586的5类布线标准和IBM的SPT 1类布线BASE-T相同的RJ-45连接器。它的最大网段长度为100米。它支持全双工的数据传输。

  · 100BASE-FX:是一种使用光缆的快速以太网技术,可使用单模和多模光纤(62.5和125um) 多模光纤连接的最大距离为550米。单模光纤连接的最大距离为3000米。在传输中使用4B/5B编码方式,信号频率为125MHz。它使用MIC/FDDI连接器、ST连接器或SC连接器。它的最大网段长度为150m、412m、2000m或更长至10公里,这与所使用的光纤类型和工作模式有关,它支持全双工的数据传输。100BASE-FX特别适合于有电气干扰的环境、较大距离连接、或高保密环境等情况下的适用。

  · 100BASE-T4:是一种可使用3、4、5类无屏蔽双绞线或屏蔽双绞线对双绞线MHz的频率上传输数据,每一对均工作于半双工模式。第四对用于CSMA/CD冲突检测。在传输中使用8B/6T编码方式,信号频率为25MHz,符合EIA586结构化布线BASE-T相同的RJ-45连接器,最大网段长度为100米。

  千兆以太网技术作为最新的高速以太网技术,给用户带来了提高核心网络的有效解决方案,这种解决方案的最大优点是继承了传统以太技术价格便宜的优点。 千兆技术仍然是以太技术,它采用了与10M以太网相同的帧格式、帧结构、网络协议、全/半双工工作方式、流控模式以及布线系统。由于该技术不改变传统以太网的桌面应用、操作系统,因此可与10M或100M的以太网很好地配合工作。升级到千兆以太网不必改变网络应用程序、网管部件和网络操作系统,能够最大程度地投资保护。 为了能够侦测到64Bytes资料框的碰撞,Gigabit Ethernet所支持的距离更短。Gigabit Ethernet 支持的网络类型,如下表所示:

  千兆以太网技术有两个标准:IEEE802.3z和IEEE802.3ab。IEEE802.3z制定了光纤和短程铜线连接方案的标准。IEEE802.3ab制定了五类双绞线上较长距离连接方案的标准。

  IEEE802.3z工作组负责制定光纤(单模或多模)和同轴电缆的全双工链路标准。IEEE802.3z定义了基于光纤和短距离铜缆的1000Base-X,采用8B/10B编码技术,信道传输速度为1.25Gbit/s,去耦后实现1000Mbit/s传输速度。 IEEE802.3z具有下列千兆以太网标准:

  单模光纤:可以支持直径为9um或10um的单模光纤,工作波长范围为1270-1355nm,传输距离为5km左右。

  令牌环网(Token Ring)是一种 LAN 协议,定义在 IEEE 802.5 中,其中所有的工作站都连接到一个环上,每个工作站只能同直接相邻的工作站传输数据。通过围绕环的令牌信息授予工作站传输权限。

  IEEE 802.5 中定义的令牌环源自 IBM 令牌环 LAN 技术。两种方式都基于令牌传递(Token Passing)技术。虽有少许差别,但总体而言,两种方式是相互兼容的。

  令牌环上传输的小的数据(帧)叫为令牌,谁有令牌谁就有传输权限。如果环上的某个工作站收到令牌并且有信息发送,它就改变令牌中的一位(该操作将令牌变成一个帧开始序列),添加想传输的信息,然后将整个信息发往环中的下一工作站。当这个信息帧在环上传输时,网络中没有令牌,这就意味着其它工作站想传输数据就必须等待。因此令牌环网络中不会发生传输冲突。

  信息帧沿着环传输直到它到达目的地,目的地创建一个副本以便进一步处理。信息帧继续沿着环传输直到到达发送站时便可以被删除。发送站可以通过检验返回帧以查看帧是否被接收站收到并且复制。

  与以太网 CSMA/CD 网络不同,令牌传递网络具有确定性,这意味着任意终端站能够传输之前可以计算出最大等待时间。该特征结合另一些可靠性特征,使得令牌环网络适用于需要能够预测延迟的应用程序以及需要可靠的网络操作的情况。

  令牌总线是一种在总线拓扑结构中利用“令牌”(token)作为控制节点访问公共传输介质的确定型介质访问控制方法。在采用令牌总线方法的局域网中,任何一个结点只有在取得令牌后才能使用共享总线去发送数据。

  与CSMA/CD方法相比,令牌总线方法比较复杂,需要完成大量的环维护工作,包括环初始化、新结点加入环、结点从环中撤出、环恢复和优先级服务。

  在Token Ring中,结点通过环接口连接成物理环形。令牌是一种特殊的MAC控制帧,帧中有一位标志令牌忙/闲。令牌总是沿着物理环单向逐站传送,传送顺序与结点在环中排列顺序相同。

  如果某结点有数据帧要发送,它必须等待空闲令牌的到来。当此结点获得空闲令牌之后,将令牌标志位由“闲”变为“忙”,然后传送数据。令牌环的基本工作过程如下图所示。

  当所有站都有报文要发送,则最坏的情况下等待取得令牌和发送报文的时间应该等于全部传送时间和报文发送时间的总和。另一方面,如果只有一个站点有报文要发送,则最坏情况下等待时间只是全部令牌传递时间之总和,实际等待时间在这一区间范围内。对于应用于控制过程的局域网,这个等待访问时间是一个很关键的参数,可以根据需求,选定网中的站点数及最大的报文长度,从而保证在限定的时间内,任一站点可以取得令牌权。

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