一、100base-t技術(shù)
100base-t(快速以太網(wǎng)fast ethernet):是使用10base-t的csma/cd媒體訪問控制方法在雙絞線上傳送100mbps基帶信號的星形拓?fù)湟蕴W(wǎng)。
100base-t網(wǎng)卡有很強的自適應(yīng)性:能夠自動識別10mbps和100mbps,所有在10base-t上的應(yīng)用軟件和網(wǎng)絡(luò)軟件都可保持不變。
ieee于1995年正式通過了100base-t快速以太網(wǎng)的國際標(biāo)準(zhǔn),即802.3u標(biāo)準(zhǔn),作為對現(xiàn)行的802.3標(biāo)準(zhǔn)的補充。
新標(biāo)準(zhǔn)不僅在最大程度上保持了802.3標(biāo)準(zhǔn)的完整性,而且保留了核心以太網(wǎng)的細(xì)節(jié)規(guī)范,但同時也對原以太網(wǎng)的某些規(guī)定作了一定的改動!
例如:100base-t采用常規(guī)10base-t的csma/cd媒體訪問控制方法,但其性能是10base-t的10倍,而價格僅為其一半;
100base-t與10base-t相比除了幀間隔縮短到原來的1/10外(從原來的9.6μs 改為現(xiàn)在的0.96μs),兩者的幀格式及參數(shù)完全相同;
當(dāng)發(fā)送數(shù)據(jù)的速率提高時,100base-t中采用的方法是保持最短幀長不變,將最大電纜長度減小到100m。
二、100base-vg技術(shù)
100base-vg:是一種使用集線器的100mbps高速局域網(wǎng),在語音級utp電纜上進行100mbps速率傳輸,適合于以太網(wǎng)和令牌環(huán)網(wǎng),也稱為100vg-anylan,其中vg代表voice grade,any表示能使用多種傳輸媒體,常簡寫為100vg,ieee標(biāo)準(zhǔn)為802.12。
特點:是一種無沖突局域網(wǎng),采用4對線系統(tǒng),以半雙工方式傳送數(shù)據(jù),信息分4路同時傳輸,提供與100mbps速率相應(yīng)的帶寬,支持ieee802.3和802.5兩種數(shù)據(jù)幀,能更好地支持多媒體傳輸,支持3類、4類或5類utp電纜、stp電纜和光纖等傳輸介質(zhì)。
5b6b編碼:將數(shù)據(jù)流中每5位劃分為一組,按編碼規(guī)則將這5位轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的6位編碼,使每對utp上
30mbaud的信號速率可以獲得25mbps的數(shù)據(jù)速率。
5位二進制位共有32種編碼組合,而在6位二進制位的64種組合中只有20種是其中的l和0一樣多(當(dāng)每組中具有相同數(shù)量的l和0可使直流分量為零),因此有12種輸入組合所對應(yīng)的輸出就一定有直流分量!
編碼規(guī)則使這12種輸入中的每一種對應(yīng)于兩種不同的輸出:
一種叫“方式2輸出”,含2個l和4個0;另一種叫“方式4輸出”,含4個1和2個零。
當(dāng)這12種輸入中的某一種出現(xiàn)時,對應(yīng)的輸出就使“方式2輸出”和“方式4輸出”交替出現(xiàn),使輸出數(shù)據(jù)流中直流分量最小。
用圖說明需求優(yōu)先協(xié)議的工作原理:假設(shè)網(wǎng)絡(luò)中共有8個節(jié)點,分別與集線器的8個端口連接。
100base-vg采用星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),由中央集線器對全網(wǎng)實行集中式訪問控制。
每個集線器經(jīng)配置都支持以太網(wǎng)卡和令牌環(huán)網(wǎng)卡及其幀格式,但兩者不能共存于同一網(wǎng)段中;
網(wǎng)絡(luò)節(jié)點可以是客戶機、服務(wù)器或其他連接設(shè)備(如集線器、交換機、網(wǎng)橋等);
可使用多線層次結(jié)構(gòu),集線器作為節(jié)點時要使用它的上行鏈路端口與上一級集線器相連接,每一個下級集線器相對其上級集線器就相當(dāng)于一個端口。
在進行循環(huán)掃描時使用深度優(yōu)先搜索:即當(dāng)掃描到接人集線器的端口時,就先向下對該集線器的各端口依次進行掃描,然后再回到原來的集線器的端口繼續(xù)掃描。
100base-vg網(wǎng)絡(luò)與以太網(wǎng)或令牌環(huán)網(wǎng)互連時要使用網(wǎng)橋。
100base-vg與fddi、atm或廣域網(wǎng)連接時要使用路由器。
三、吉比以太網(wǎng)——吉比以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)802.3z
吉比以太網(wǎng)與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)、快速以太網(wǎng)兼容:仍使用原有以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)、幀長及csma/cd協(xié)議,僅在底層將數(shù)據(jù)速率提高到了1gbps。
吉比以太網(wǎng)的物理層包括兩個標(biāo)準(zhǔn):
(1).1000base-x(802.3z標(biāo)準(zhǔn)):可以使用的傳輸介質(zhì)為光纖和寬帶同軸電纜,鏈路的操作模式為全雙工操作,其中光纖系統(tǒng)支持多模光纖和單模光纖。
1000base-sx:使用芯徑為50及62.5μm、工作波長為850nm的多模光纖和850nm激光器(距離為300550m),采用8b/10b編碼方式,傳輸距離分別為260m和525m,適用于建筑物中同一層的短距離主干網(wǎng);
1000base-lx:使用芯徑為50及62.5μm的多模或單模光纖,工作波長為1300nm,采用8b/10b編碼方式,傳輸距離分別為525m、550m和3000m,主要用于校園主干網(wǎng);
1000base-cx:使用150ω平衡屏蔽雙絞線stp,采用8b/10b編碼方式,傳輸速率為1.25gbps,傳輸距離為25m,主要用于集群設(shè)備的連接,如一個交換機房內(nèi)的設(shè)備互聯(lián)。
(2).1000base-t(802.3ab標(biāo)準(zhǔn)):使用4對5類線utp,傳送距離為25-100m,鏈路操作模式為半雙工操作,主要用于結(jié)構(gòu)化布線中同一層建筑的通信。
吉比以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)與標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)的幀結(jié)構(gòu)相同:最大幀長為1518字節(jié),最小幀長為64字節(jié)。
對媒體的訪問采用全雙工和半雙工兩種方式:
全雙工方式:適用于交換機到交換機、或交換機到站點之間的點到點連接,兩點間可同時進行發(fā)送與接收,不存在共享信道的爭用問題,不需采用csma/cd協(xié)議。
半雙工方式:適用于共享媒體的連接方式,仍采用csma/cd協(xié)議解決共享信道的爭用問題。
吉比以太網(wǎng)采用“載波擴展”(carrier extension)進行沖突檢測:即最短幀長64字節(jié)仍不變,但將爭用時間變?yōu)?12字節(jié),凡發(fā)送的幀長不足512字節(jié)時,用一些特殊字符填充在幀的后面,使其長度達(dá)到512字節(jié)。
為減少發(fā)送大多數(shù)小于512字節(jié)的幀造成的浪費,可以采用分組突發(fā)法!
分組突發(fā)(packet bursting):當(dāng)很多短幀要發(fā)送時,第一個短幀用載波延伸的方法進行填充;隨后的一些短幀則可一個接一個地發(fā)送,彼此之間只需留有必要的幀間最小間隔,形成可一串分組的突發(fā),直到達(dá)到1500字節(jié)為止。
吉比以太網(wǎng)可用作快速以太網(wǎng)的主干網(wǎng),也可在高帶寬的應(yīng)用(如醫(yī)療圖像或cad的圖形等)用來連接工作站和服務(wù)器。
吉比以太網(wǎng)交換機可以很容易將fddi主干網(wǎng)進行升級:只要將原fddi的集中器和以太網(wǎng)到fddi的路由器與吉比以太網(wǎng)交換機相連即可。
特點:簡易性、技術(shù)過渡的平滑性、網(wǎng)絡(luò)可靠性、可管理性與可維護性、經(jīng)濟性和支持新應(yīng)用于新數(shù)據(jù)類型等。
四、光纖分布數(shù)據(jù)接口fddi
光纖分布數(shù)據(jù)接口fddi:是一個以光纖作為傳輸介質(zhì)的雙環(huán)形網(wǎng)絡(luò)。
fddi網(wǎng)絡(luò):用fddi技術(shù)建立的網(wǎng)絡(luò)。
fddi網(wǎng)絡(luò)特點:
數(shù)據(jù)傳輸速率可達(dá)到100mbps;
光信號碼元傳輸速率為125mbaud;
采用多模光纖進行數(shù)據(jù)傳輸;
使用光纖進行傳輸可使誤碼率小于2.5 ×10-10;
使用具有容錯能力的雙環(huán)拓?fù)洌?br>最多可連接500個站點,最大站間距離為2km,環(huán)路長度為100km,即光纖總長度為200km;
fddi網(wǎng)絡(luò)也常被劃分在城域網(wǎng)man的范圍。
fddi采取自恢復(fù)的措施來地提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性:使用兩個數(shù)據(jù)傳輸方向相反的環(huán)路,在正常的情況下,只有一個方向的環(huán)路在工作,這個工作的環(huán)路叫做主環(huán),而另一個不工作的環(huán)路叫做次環(huán);當(dāng)環(huán)路出現(xiàn)故障時,無論是鏈路或站點出故障,fddi可自動重新配置,同時啟動次環(huán)工作,從而使整個網(wǎng)絡(luò)不致癱瘓。
每個方拒代表一個雙連接站das;小黑方點代表mac實體邏輯連接,一個雙連接站可以有1個或2個mac實體;只能接入到一個方向的環(huán)路之中的站點稱作單連接站sas,對于單連接站,一旦環(huán)路出現(xiàn)故障,該站就可能與網(wǎng)絡(luò)分離開。
當(dāng)主環(huán)和次環(huán)都工作時fddi環(huán)路的總長度大約增大一倍。
當(dāng)出現(xiàn)多處故障時,fddi將變?yōu)槎鄠€分離的小環(huán)形網(wǎng)繼續(xù)工作。
fddi網(wǎng)絡(luò)的mac層協(xié)議:使用令牌傳遞mac協(xié)議,但不同的是在fddi中采用多數(shù)據(jù)幀訪問方法,即允許在環(huán)路中同時存在多個數(shù)據(jù)幀,以提高信道的利用率。
fddi網(wǎng)絡(luò)的llc層協(xié)議:使用802.2的llc協(xié)議,與ieee802局域網(wǎng)兼容。
fddi網(wǎng)絡(luò)采用了4b/5b-nrz編碼,使傳輸效率提高到80%。
4b/5b-nrz編碼:5位二進制編碼的32種組合中實際只使用了其中的24種,其中16種作為4位數(shù)據(jù)編碼,8種用作控制編碼(如幀的開始和結(jié)束,光纖線路的狀態(tài)是靜止、空閑或暫停等),16種數(shù)據(jù)碼的5位編碼中“1”的個數(shù)至少為2個,信號中就至少有兩次跳變,因此接收端可得到足夠的同步信息。
fddi網(wǎng)絡(luò)具有動態(tài)分配帶寬的能力,能同時提供同步和異步數(shù)據(jù)服務(wù)。
采用分布式時鐘方案:即在每個站點都配有獨立的時鐘和彈性緩沖器,進入站點緩沖器的數(shù)據(jù)時鐘是按照輸入信號的是中確定的,而從緩沖器輸出的信號時鐘則根據(jù)站點的時鐘確定,這種方案使環(huán)路中中繼器的數(shù)目不受時鐘偏移因素的限制。
fddi在校園主干網(wǎng)的應(yīng)用:校園網(wǎng)的特點是站點分布在多個建筑物中,其中可能遇到點對點鏈路長達(dá)2km的情形,fddi作為一些低速網(wǎng)絡(luò)之間的主干網(wǎng)。
其它幾種類型的高速局域網(wǎng):等時以太網(wǎng)、全雙工以太網(wǎng),即20mbps以太網(wǎng)、全雙工令牌環(huán)、高性能并行接口—hippi、光纖通道。
在二進制指數(shù)退避的算法中引人時隙可以減少沖突的概率。