详细解析计算机局域网及其相关技术[3]

  更高、更快、更强

  一、快速以太网

  快速以太网是以太网的一个较新的版本，速度提高10倍：用100兆波特率代替10兆波特率。

  快速以太网的最普通的形式叫100BaseT.正如它的名字所表明的，100BaseT使用了如10BaseT那样的双绞线电缆，它是在双绞线上传送100Mb/s基带信号的星形拓扑以太网。它仍使用IEEE 802.3标准，即CSMA/CD协议。用户只要更换一张网卡，再配上一个100 Mb/s的集线器，就可很方便地由10BaseT以太网直接升级到100 Mb/s，而不必改变网络的拓扑结构。所有在10BaseT上的应用软件和网络软件都可以保持不变。100BaseT的网卡有很强的自适应性，它能自动识别10Mb/s和100Mb/s.1995年IEEE已将100BaseT的快速以太网定为正式的国际标准，其代号为802.3u，是对现行的802.3标准的补充。

  快速以太网的另一种流行的形式是100VG AnyLAN.100VG AnyLAN也是一种使用集线器的100Mb/s高速局域网，它综合了现有的以太网和令牌环的优点。IEEE也制定其标准为802.12.100VG AnyLAN常简写为100VG.VG代表Voice Grade，而Any则表示它能使用多种传输媒体，并可支持IEEE802.3（以太网）和802.5（令牌环）的数据帧。100VG是一种无冲突局域网，能更好地支持多媒体传输。

  二、千兆以太网

  IEEE继1985年颁布十兆以太网的802.3标准后，1995年颁布了百兆以太网标准802.3u，又于1998年颁布了千兆以太网标准802.3z.千兆以太网可以使用屏蔽平衡电缆、多模和单模光纤，传输距离分别为25m、550m和3000m;目前正在制订利用5类UTP传输100m的标准802.3ab。

  千兆以太网的特点是使用与传统以太网相同的帧格式和帧长。为达到满1千兆的数据速率，其光线路速率实际是1.25Gb/s，其实际效率为80%.千兆以太网仍采用CSMA/CD技术（以碰撞解决为基础的非智能存取方式），其共享环境下总吞吐量不会超过500Mb/s.在半双工下，若流量都是64字节帧，则千兆以太网的有效带宽降为120Mb/s（9.6%）。千兆以太网如果不提供路由功能，极可能引起广播风暴问题。千兆以太网可以利用IEEE802.1d生成树算法管理冗余中继线，以免产生闭合环路（循环）。而生成树算法只适于小型网络，另外它需很长时间（有时达30s）才能将信息流切换到冗余中继线。还有生成树算法还要占用带宽（有时会占到2/3）。

  与ATM不同，千兆以太网从设计开始，就只支持数据，缺乏QoS保证（目前IEEE正在标准化中，但其QoS仍是逐段的，而不是端到端的），而不能有效支持语音和视频等多业务；也缺乏网络管理和计费能力。适合于企业网、校园网的数据应用，不适合公用网的运营商。

  以太网技术非常成熟且很简单，为技术人员所熟悉。由于十兆和百兆以太网网卡的价格十分低廉，已成工作站的标准配件。大部分网卡和因特网的网络端口都是以太网。尽管从技术发展看，ATM更具优势（如在带宽管理与分配、QoS、网络管理、流量管理和拥塞控制、虚拟LAN等方面）。但由于千兆以太网与传统以太网的良好兼容性和人们的惯性，使得ATM在LAN方面应用受阻。但千兆以太网只适用于LAN和MAN范围，并不适合于WAN.与ATM不同，千兆以太网不能映射到SDH的静荷中。由于SDH设备无法解决其长距离传输问题。所以每个千兆以太网的WAN互连都需通过路由器来实现，这样的结果会造成路由器过多。

  千兆以太网的应用主要是实现LAN交换机高速互连、LAN交换机与高档服务器间高速链路、交换型以太网的骨干、替换FDDI骨干、千兆以太的桌面应用。总之，千兆以太网的出现，对于企业网、校园网、两者在城市范围互联的ATM网络和ATM到桌面市场构成了严重冲击，但不会对ATMWAN的市场构成威胁。

  看不见的接力跑

  令牌环（Token Ring）可能是第二普及的局域网网络技术。

  令牌环是IBM公司于80年代初开发成功的一种网络技术。和以太网一样，令牌环也采用接线与存取方式，符合IEEE802.5国际标准。之所以称为环，是因为这种网络的物理结构具有环的形状。环上有多个站逐个与环相连，相邻站之间是一种点对点的链路，因此令牌环与广播方式的Ethernet不同，它是一种顺序向下一站广播的LAN.

  令牌环网上的计算机不是想发送时就发送，必须要等到轮到它，也就是有了令牌才能发送数据包。而令牌在线路上通过每一主机，直至一台主机抓取令牌为止。希望发送数据的主机在修改令牌，讲“此令牌属于我，其他主机不得发送。”一旦主机将数据发送，它会把令牌该为“别的主机可以发送。”这时令牌在线路中运行，等待想发送数据的主机使用。这种方式不会出现冲突。

  与Ethernet 不同的另一个诱人的特点是，即使负载很重，仍具有确定的响应时间。令牌环所遵循的标准是IEEE802.5，它规定了三种操作速率：1Mb/s、 4Mb/s和16Mb/s。开始时，UTP 电缆只能在 1Mb/s的速率下操作，STP电缆可操作在 4Mb/s和16Mb/s，现已有多家厂商的产品突破了这种限制。

  LAN里的高速路

  光纤分布数据接口（FDDI）是目前成熟的LAN技术中传输速率较高的一种。这种传输速率高达100Mb/s的网络技术所依据的标准是ANSIX3T9.5.该网络具有定时令牌协议的特性，支持多种拓扑结构，传输媒体为光纤。使用光纤作为传输媒体具有多种优点：

  1、较长的传输距离，相邻站间的最大长度可达2KM，最大站间距离为200KM。

  2、具有较大的带宽，FDDI的设计带宽为100Mb/s。

  3、具有对电磁和射频干扰抑制能力，在传输过程中不受电磁和射频噪声的影响，也不影响其设备。

  4、光纤可防止传输过程中被分接偷听，也杜绝了辐射波的窃听，因而是最安全的传输媒体。

  由光纤构成的FDDI，其基本结构为逆向双环。一个环为主环，另一个环为备用环。一个顺时针传送信息，另一个逆时针。当主环上的设备失效或光缆发生故障时，通过从主环向备用环的切换可继续维持FDDI的正常工作。这种故障容错能力是其它网络所没有的。

  FDDI使用了比令牌环更复杂的方法访问网络。和令牌环一样，也需在环内传递一个令牌，而且允许令牌的持有者发送FDDI帧。和令牌环不同，FDDI网络可在环内传送几个帧。这可能是由于令牌持有者同时发出了多个帧，而非在等到第一个帧完成环内的一圈循环后再发出第二个帧。

  令牌接受了传送数据帧的任务以后，FDDI令牌持有者可以立即释放令牌，把它传给环内的下一个站点，无需等待数据帧完成在环内的全部循环。这意味着，第一个站点发出的数据帧仍在环内循环的时候，下一个站点可以立即开始发送自己的数据。

  FDDI用得最多的是用作校园环境的主干网。这种环境的特点是站点分布在多个建筑物中。FDDI也常常被划分在城域网MAN的范围。

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