在今天的商務(wù)世界中,可靠、高效地獲取信息已經(jīng)成為實現(xiàn)競爭優(yōu)勢所必不可少的重要資產(chǎn)。文件柜和堆積如山的文件已經(jīng)讓位于以電子方式存儲和管理信息的計算機。相距千里之遙的同事可以在瞬間共享信息,同一辦公場所的數(shù)百位員工可以同時查看網(wǎng)絡(luò)上的研究數(shù)據(jù)。
計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是將這些元素粘合在一起的粘合劑。世界各地的公司通過公共互聯(lián)網(wǎng)可以彼此共享信息并與其客戶共享信息。全球計算機網(wǎng)絡(luò)又稱作“萬維網(wǎng)”,借助它提供的服務(wù),客戶可以在網(wǎng)絡(luò)上購買圖書、衣服甚至是汽車,也可以將自己不再需要的上述物品放在網(wǎng)絡(luò)上拍賣。
在本文中,我們將深入介紹網(wǎng)絡(luò)的相關(guān)知識,尤其是以太網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn),便于您理解所有計算機為何能夠相連的幕后機制。
網(wǎng)絡(luò)的作用
網(wǎng)絡(luò)使得兩臺計算機能夠相互發(fā)送和接收信息。我們并不總是能夠意識到我們在頻繁訪問網(wǎng)絡(luò)上的信息?;ヂ?lián)網(wǎng)可以說是一個最顯著的計算機網(wǎng)絡(luò)例子,它將世界上數(shù)以百萬計的計算機連接在一起,但是在我們每天獲取信息時發(fā)揮作用的經(jīng)常是一些較小型的網(wǎng)絡(luò)。許多公共圖書館已經(jīng)將它們的卡片目錄換成了計算機終端,讀者可以更快、更容易地搜索圖書。機場設(shè)置了眾多的顯示屏,向旅客告知到港航班和離港航班的信息。許多零售店也使用專用計算機來處理POS事務(wù)。在上述情況下,都是網(wǎng)絡(luò)將位于多個位置的不同設(shè)備連接在一起,便于人們訪問某個共享的數(shù)據(jù)庫。
在介紹以太網(wǎng)這樣的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)細節(jié)之前,我們必須首先了解一些基本術(shù)語及其解釋,它們描述了不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及其相互間的差異——下面就讓我們開始吧!
局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)
我們可將網(wǎng)絡(luò)技術(shù)劃分為以下兩組基本技術(shù)之一:局域網(wǎng)(LAN)技術(shù),可在相對較近的距離內(nèi)(通常在同一個建筑物內(nèi))將許多設(shè)備連接在一起。圖書館中用來顯示圖書信息的終端計算機便可連接到局域網(wǎng)上。廣域網(wǎng)(WAN)技術(shù),可將相距幾十公里的設(shè)備連接在一起,但能夠連接的設(shè)備數(shù)量較少。例如,如果兩個位于城市兩端的圖書館希望共享圖書目錄信息,那么便可以使用廣域網(wǎng)技術(shù)進行連接,這可能需要從當(dāng)?shù)仉娫捁咀庥靡粭l專線來專門傳輸它們的數(shù)據(jù)。
與廣域網(wǎng)相比,局域網(wǎng)的速度更快,也更為可靠,但是技術(shù)的不斷發(fā)展已經(jīng)使它們之間的界限變得越來越模糊。借助光纖,可使用局域網(wǎng)技術(shù)連接相距數(shù)十公里遠的設(shè)備,同時還能極大地提升廣域網(wǎng)的速度和可靠性。
以太網(wǎng)
1973年,施樂(Xerox)公司Palo Alto研究中心(通常稱作PARC)的研究人員Bob Metcalfe設(shè)計并測試了第一個以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)時,這個網(wǎng)絡(luò)將施樂的“Alto”計算機連接到一臺打印機,Metcalfe開發(fā)了用于連接以太網(wǎng)上設(shè)備的電纜連接物理方法,以及用于控制電纜上數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)在,以太網(wǎng)已經(jīng)成為了世界上最流行和應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。以太網(wǎng)涉及的許多問題也是其他許多網(wǎng)絡(luò)技術(shù)所要解決的問題,了解以太網(wǎng)解決這些問題的方法可以從整體上幫助你改善對網(wǎng)絡(luò)的理解。
隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的日益成熟,以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)也在不斷發(fā)展出一些新的技術(shù),但是目前所有以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的運行機制仍然來源于Metcalfe的原始設(shè)計。在原始的以太網(wǎng)中,網(wǎng)絡(luò)上的所有設(shè)備共享單根電纜進行通訊。設(shè)備連接到該電纜,便能夠與其他連接的設(shè)備通信。這樣,可以在不對網(wǎng)絡(luò)上現(xiàn)有設(shè)備進行任何修改的情況下擴展網(wǎng)絡(luò)以接納新設(shè)備。
以太網(wǎng)基本知識
以太網(wǎng)是一種局域網(wǎng)技術(shù),網(wǎng)絡(luò)一般分布在一座大樓中,所連接的設(shè)備通常距離較近。以太網(wǎng)設(shè)備之間的電纜最多長幾百米,因此它不適用于連接地理位置分散的多個地點。但現(xiàn)代技術(shù)的進步極大提升了以太網(wǎng)的連接距離,今天人們已能夠建立相距數(shù)十公里遠的以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)。
協(xié)議
對于網(wǎng)絡(luò)連接而言,協(xié)議這一術(shù)語指的是用于控制通信的一組規(guī)則。協(xié)議對于計算機的意義就如同語言對于人類的意義。由于本文使用中文撰寫,要理解文章的內(nèi)容你必須能夠讀懂中文。類似地,網(wǎng)絡(luò)上的兩臺設(shè)備要想成功通信,必須都理解相同的協(xié)議。
以太網(wǎng)術(shù)語
以太網(wǎng)遵循一組控制其基本操作的簡單規(guī)則。為了更好地理解這些規(guī)則,了解基本的以太網(wǎng)術(shù)語十分重要。
介質(zhì)——以太網(wǎng)設(shè)備連接到一個公共介質(zhì)上,該介質(zhì)為電氣信號的傳輸提供了一條路徑。歷史上一直使用同軸銅電纜作為傳輸介質(zhì),但是目前雙絞線或光纖更為多見。
網(wǎng)段——我們將單個共享介質(zhì)稱作一個以太網(wǎng)段。
節(jié)點——連接到網(wǎng)段的設(shè)備稱作站點或節(jié)點。
幀——節(jié)點使用稱作幀的簡短消息進行通信,幀是大小不固定的信息塊。
幀類似于人類語言中的句子。在中文里,我們構(gòu)造句子時會有一些規(guī)則,例如每個句子必須包含主語和謂語。以太網(wǎng)協(xié)議也規(guī)定了用于構(gòu)造幀的一組規(guī)則。對于幀的最大和最小長度有明確規(guī)定,而且?guī)斜仨毎唤M必需的信息段。例如,每個幀必須包括目標(biāo)地址和源地址,它們分別指出了消息的接收方和發(fā)送方。通過地址可標(biāo)識唯一的節(jié)點,就像通過姓名可找出某個人一樣。任何兩個以太網(wǎng)設(shè)備都不應(yīng)具有相同的地址。
由于以太網(wǎng)介質(zhì)上的信號能夠到達所有連接的節(jié)點,因此目標(biāo)地址對識別幀的目標(biāo)接收方來說至關(guān)重要。
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例如,在上圖中,如果計算機B向打印機C發(fā)送數(shù)據(jù),計算機A和D也可以接收和查看幀。但是,在站點收到幀后,它會首先檢查幀的目標(biāo)地址,看看該幀是否是發(fā)送給自己的。如果不是,站點會丟棄該幀,而不會查看其內(nèi)容。
以太網(wǎng)地址的一件有趣的事情是它存在廣播地址。如果幀的目標(biāo)地址為廣播地址(簡稱為一個廣播),則說明它是發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)上所有節(jié)點的,于是每一個節(jié)點都會接收和處理這種類型的幀。
以太網(wǎng)中的CSMA/CD是什么意思?
“CSMA/CD”的意思是帶沖突檢測的載波偵聽多路訪問,它描述了以太網(wǎng)協(xié)議控制節(jié)點間通信的方法。這個詞看起來有些復(fù)雜,但如果我們將它分解幾個小概念,便會發(fā)現(xiàn)它描述的規(guī)則十分類似于人們在進行彬彬有禮的談話時所使用的規(guī)則。為了有助于描述以太網(wǎng)的操作,我們使用飯桌上的對話作為類比。
我們將以太網(wǎng)段表示為飯桌,讓幾個代表節(jié)點的人坐在飯桌旁邊很有禮貌地進行談話。多路訪問這個術(shù)語涵蓋了我們上面討論的內(nèi)容:在一個以太網(wǎng)站點傳輸數(shù)據(jù)時,介質(zhì)上的所有站點都會聽到該傳輸行為,就像飯桌上一個人在講話時,所有人都能夠聽到他(她)的講話一樣。
現(xiàn)在,假設(shè)你也坐在桌旁而且有話想說。但是,當(dāng)時我正在講話。由于這是一次很有禮貌的談話,因此你不應(yīng)立即開口講話并打斷別人,而是等到我講完后再開口。剛才描述的情況在以太網(wǎng)協(xié)議中稱為載波偵聽。在站點開始傳輸數(shù)據(jù)之前,它會“偵聽”介質(zhì)來確定其他站點是否正在進行傳輸。如果介質(zhì)上很安靜,站點便認為現(xiàn)在是一個適于傳輸數(shù)據(jù)的時間。
沖突檢測
載波偵聽多路訪問為控制會話提供了一個好的起點,但是仍然有一個難題需要解決。讓我們回到用來類比的飯桌談話上,想想談話中有片刻寂靜的情況。你和我都有一些話想說,我們都在發(fā)生片刻寂靜時“偵聽到了載波”,所以我們幾乎同時開始講話。用以太網(wǎng)術(shù)語來說,我們同時講話時會發(fā)生沖突。
在談話時,我們可以很好地處理這種情況。在我們講話的同時,都聽到了對方也在講話,因此我們都停止了講話,以便對方能夠繼續(xù)。以太網(wǎng)節(jié)點在傳輸數(shù)據(jù)時也會偵聽介質(zhì),確保它是在該時刻進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)奈ㄒ徽军c。如果站點聽到它自己傳輸?shù)臄?shù)據(jù)以一種混亂的形式返回(如果其他站點也同時開始傳輸它們自己的消息便會發(fā)生這種情況),那么就知道發(fā)生了沖突。有時,我們將單個以太網(wǎng)段稱作一個沖突區(qū)域,因為網(wǎng)段上的任何兩個站點都無法在不產(chǎn)生沖突的情況下同時傳輸數(shù)據(jù)。如果站點檢測到?jīng)_突,它們會停止傳輸數(shù)據(jù),等待一個隨機的時間長度,然后在檢測到介質(zhì)歸于平靜之后嘗試再次傳輸數(shù)據(jù)。
隨機暫停并重試是協(xié)議的重要組成部分。如果兩個站點在進行傳輸時發(fā)生沖突,那么它們都需要重新進行傳輸。在適于傳輸數(shù)據(jù)的下一個時間,上次發(fā)生沖突的兩個站點都會準(zhǔn)備好數(shù)據(jù)以便進行傳輸。如果它們在第一次機會來到時再次傳輸了數(shù)據(jù),那么很可能無限期地一次又一次發(fā)生沖突。而隨機延遲則可以使任何兩個站點都不會連續(xù)發(fā)生多次沖突。
以太網(wǎng)的缺點
單根共享電纜可作為一個完整以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。但在單根共享電纜的情況下,以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的大小實際上存在一定的限制。主要原因在于共享電纜的長度。
電氣信號可以沿電纜飛快傳播,但是它們的行程卻不長,而且臨近設(shè)備(如熒光燈)的電氣干擾還會擾亂信號。要使設(shè)備能夠清楚地以最小延遲接收到對方發(fā)送的信號,網(wǎng)絡(luò)電纜必須足夠短才行。這就限制了以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)上兩臺設(shè)備之間的最大距離(稱作網(wǎng)絡(luò)直徑)。此外,按照CSMA/CD方式,在任一給定時間,只能有一臺設(shè)備傳輸信號,所以能夠共存于一個網(wǎng)絡(luò)上的設(shè)備的數(shù)量實際也存在限制。如果太多設(shè)備連接到同一個共享網(wǎng)段上,它們之間爭用介質(zhì)的現(xiàn)象便會增加。在有機會傳輸數(shù)據(jù)之前,設(shè)備可能會等待非常長的時間。
工程師們已經(jīng)開發(fā)出大量網(wǎng)絡(luò)設(shè)備來緩解這些難題。其中的許多設(shè)備并不是只針對以太網(wǎng)的,它們在其他網(wǎng)絡(luò)技術(shù)中同樣可以發(fā)揮作用。
轉(zhuǎn)發(fā)器
最初廣泛使用的以太網(wǎng)介質(zhì)是被稱作“粗電纜網(wǎng)”的銅制同軸電纜。這種電纜的最大長度是500米。在大型建筑或校園環(huán)境中,500米長的電纜經(jīng)常不足以連接所有網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。但轉(zhuǎn)發(fā)器可以解決這個問題。
轉(zhuǎn)發(fā)器連接多個以太網(wǎng)段并且偵聽每個網(wǎng)段,同時將它在某個網(wǎng)段上聽到的信號重復(fù)發(fā)送到與轉(zhuǎn)發(fā)器相連接的所有其他網(wǎng)段。使用多條電纜并將它們連接到轉(zhuǎn)發(fā)器,可以顯著延長網(wǎng)絡(luò)直徑。
網(wǎng)段劃分
在我們用飯桌進行的比喻中,桌旁只有幾個人在進行對話,任一給定時刻只能有一個人講話的規(guī)定便不會對交流形成大的障礙。但是假如有許多人坐在桌旁并且在任一時刻只允許有一個人講話,那又會怎么樣呢?
如果是這樣的話,上面的比喻肯定不再適用。實際上,有很多人參與的談話經(jīng)常會分成多個同時進行的不同談話。在擁擠的房間內(nèi)或燒烤晚宴上,如果在任一時間只能有一個人講話,許多人會因等待說話的時間過長而感到沮喪。對人類來說,這個問題會得到自行糾正:聲音的傳輸范圍有限,而耳朵善于從環(huán)境噪聲中捕捉住特定的談話。因此,在聚會時,同一個房間的人很容易分成多個小組進行談話。因為網(wǎng)絡(luò)電纜可以快捷、高效地長距離傳輸信號,所以不會出現(xiàn)上面這種自然而然的分組情況。
隨著規(guī)模的擴大,以太網(wǎng)會面臨堵塞問題。如果大量站點都連接到同一網(wǎng)段并且每個站點都產(chǎn)生許多網(wǎng)絡(luò)流量,那么在有機會發(fā)送數(shù)據(jù)時,會有很多站點嘗試進行傳輸操作。這種情況會使沖突越來越頻繁地產(chǎn)生,由此導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸無法正常進行,完成一次成功的傳輸需要花費難以想象多的時間。減少堵塞的一種方法是:將單個網(wǎng)段劃分為多個網(wǎng)段,從而形成多個沖突區(qū)域。這種解決辦法會造成另一個問題,即這些分隔開的網(wǎng)段無法相互共享信息。
網(wǎng)橋
為了解決網(wǎng)絡(luò)分段造成的問題,以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)使用了網(wǎng)橋。網(wǎng)橋可將兩個(或更多)網(wǎng)段連接在一起,與轉(zhuǎn)發(fā)器一樣能夠提高網(wǎng)絡(luò)直徑,但是網(wǎng)橋的不同之處在于它還有助于控制網(wǎng)絡(luò)流量。網(wǎng)橋可以發(fā)送和接收傳輸?shù)臄?shù)據(jù),這和其他任何節(jié)點一樣,但是它在功能上與標(biāo)準(zhǔn)節(jié)點并不相同。網(wǎng)橋不會產(chǎn)生任何自己的流量,因為它與轉(zhuǎn)發(fā)器相同,只是重復(fù)它從其他站點那里聽到的內(nèi)容。(最后一句的表述并不完全準(zhǔn)確:網(wǎng)橋會產(chǎn)生一種特殊的以太網(wǎng)幀,使得它們能夠與其他網(wǎng)橋進行通信,但是這并不屬于本文的討論范疇。)
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還記得以太網(wǎng)的多路訪問和共享介質(zhì)意味著線路上的所有站點會收到所有傳輸數(shù)據(jù)并檢查自己是否是目標(biāo)接收方嗎?網(wǎng)橋便利用這個特性在各個網(wǎng)段間轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)。在上圖中,網(wǎng)橋?qū)⒕W(wǎng)段1和網(wǎng)段2連接在一起。如果站點A或B要發(fā)送數(shù)據(jù),網(wǎng)橋?qū)⑹盏骄W(wǎng)段1上傳輸?shù)臄?shù)據(jù),它應(yīng)如何響應(yīng)該流量呢?它可以像轉(zhuǎn)發(fā)器一樣自動將該幀發(fā)送到網(wǎng)段2上,但是這并不能減輕堵塞現(xiàn)象,因為網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)在的行為與單個長網(wǎng)段沒有區(qū)別。
網(wǎng)橋的目標(biāo)在于減少兩個網(wǎng)段上不必要的網(wǎng)絡(luò)流量。為了做到這一點,在決定如何處理幀之前,它會檢查幀的目標(biāo)地址。如果目標(biāo)地址是站點A或B,那么便無需將幀發(fā)送到網(wǎng)段2上。因此,網(wǎng)橋不會執(zhí)行任何操作。我們可以說,網(wǎng)橋過濾或丟棄了該幀。如果目標(biāo)地址是站點C或D,或者是一個廣播地址,那么網(wǎng)橋會將該幀傳輸(或者說轉(zhuǎn)發(fā))到網(wǎng)段2。通過轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包,網(wǎng)橋?qū)崿F(xiàn)了上圖中所有四臺設(shè)備的相互通信。此外,由于網(wǎng)橋可以根據(jù)需要過濾掉數(shù)據(jù)包,在站點A向站點B發(fā)送數(shù)據(jù)的同時,站點C也可以向站點D發(fā)送數(shù)據(jù),兩個對話可以同時進行!
交換機是比網(wǎng)橋更先進的類似產(chǎn)品,它不僅功能與網(wǎng)橋相當(dāng),而且為網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點提供了一個專用網(wǎng)段。
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路由器
網(wǎng)橋允許不同網(wǎng)段同時進行對話,從而減少了網(wǎng)絡(luò)擁堵,但是它們在對流量進行分段方面存在一些局限。
網(wǎng)橋的一個重要特征便是:它會向所有連接的網(wǎng)段轉(zhuǎn)發(fā)以太網(wǎng)廣播。這種行為很有必要,因為以太網(wǎng)廣播的目標(biāo)是網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點,但是對于過于龐大的網(wǎng)橋網(wǎng)絡(luò),這種做法也會帶來問題。如果網(wǎng)橋網(wǎng)絡(luò)中的大量站點都發(fā)送廣播,與所有這些設(shè)備處于同一個網(wǎng)段中一樣,會發(fā)生嚴重的網(wǎng)絡(luò)擁堵。
路由器是一種高級的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備,可以將單個網(wǎng)絡(luò)從邏輯上劃分為兩個單獨的網(wǎng)絡(luò)。盡管以太網(wǎng)廣播可以通過網(wǎng)橋到達網(wǎng)絡(luò)上的所有節(jié)點,但是它們無法通過路由器,因為路由器形成了網(wǎng)絡(luò)的邏輯邊界。
路由器所基于的協(xié)議獨立于具體的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)(如以太網(wǎng)或下文要討論的令牌環(huán)網(wǎng))。它可以將使用不同網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)(不論是局域網(wǎng)還是廣域網(wǎng))輕松連接在一起。因此,它在將世界各地的設(shè)備連接到全球互聯(lián)網(wǎng)的工作中得到了廣泛應(yīng)用。
請參見路由器工作原理查看對該技術(shù)的詳細討論。
交換以太網(wǎng)
從外表看起來,現(xiàn)代以太網(wǎng)經(jīng)常完全不同于其歷史前輩。早期以太網(wǎng)中使用長長的同軸電纜來連接多個站點,而現(xiàn)代化的以太網(wǎng)則使用雙絞線或光纖以放射模式連接站點。早期以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度為每秒10M,而現(xiàn)代以太網(wǎng)的傳輸速度為100或1,000M!
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也許現(xiàn)代以太網(wǎng)中最振奮人心的技術(shù)進展應(yīng)該是交換以太網(wǎng)的使用。交換以太網(wǎng)用針對每個站點的專用網(wǎng)段取代了早期以太網(wǎng)的共享介質(zhì)。這些網(wǎng)段連接到一臺交換機,該交換機工作起來非常類似于網(wǎng)橋,但是它可以連接眾多的單站點網(wǎng)段。今天的某些交換機可支持數(shù)百個專用網(wǎng)段。網(wǎng)段上的設(shè)備只有交換機和終端站點,因此站點發(fā)送的所有數(shù)據(jù)到達另一個節(jié)點之前,交換機都可以首先得到它。然后,交換機會將該幀轉(zhuǎn)發(fā)到相應(yīng)的網(wǎng)段,這與網(wǎng)橋的作用一樣,但是因為所有網(wǎng)段都只包含一個節(jié)點,所以只有目標(biāo)節(jié)點能夠接收到該幀。這樣在一個交換網(wǎng)絡(luò)上就可以同時進行許多對話。
全雙工以太網(wǎng)
以太網(wǎng)的交換技術(shù)催生了另一項技術(shù),即全雙工以太網(wǎng)。全雙工是一個數(shù)據(jù)通信術(shù)語,指的是能夠同時發(fā)送和接收數(shù)據(jù)。
早期以太網(wǎng)是半雙工的,也就是說在一個時間只能沿一個方向移動數(shù)據(jù)。在徹底的交換網(wǎng)絡(luò)中,節(jié)點只能與交換機通信,而且永遠不會與其他節(jié)點直接進行通信。此外,交換網(wǎng)絡(luò)還使用雙絞線或光纖,它們在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時使用不同的導(dǎo)線。在這種類型的環(huán)境中,以太網(wǎng)站點可以拋棄沖突檢測過程并根據(jù)自身需要隨時發(fā)送數(shù)據(jù),因為它們是唯一能夠訪問介質(zhì)的設(shè)備。因此,在終端站點向交換機發(fā)送數(shù)據(jù)時,交換機也可以向站點發(fā)送數(shù)據(jù),這就營造了一個無沖突環(huán)境。
以太網(wǎng)還是802.3?
您可能聽說過“802.3”這個詞,它被用來取代以太網(wǎng)這個術(shù)語或與其結(jié)合使用?!耙蕴W(wǎng)”最初指的是按照Digital、英特爾和施樂公司的標(biāo)準(zhǔn)建立的網(wǎng)絡(luò)。(因此,它也稱作DIX標(biāo)準(zhǔn)。)
1980年2月,電氣及電子工程師學(xué)會(IEEE)設(shè)立了一個委員會,負責(zé)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化。IEEE將該委員會稱為802工作組,這是以它成立日期的年和月來命名的。802工作組的附屬委員會分別負責(zé)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不同方面。IEEE使用802.X這樣的數(shù)字編號來區(qū)分各個附屬委員會,其中的X代表每個附屬委員會的唯一編號。802.3工作組對CSMA/CD網(wǎng)絡(luò)進行了標(biāo)準(zhǔn)化,該網(wǎng)絡(luò)的運作方式與DIX以太網(wǎng)相同。
以太網(wǎng)和802.3在術(shù)語和幀的數(shù)據(jù)格式上略有不同,但是在大部分方面都完全相同。現(xiàn)在,以太網(wǎng)這個術(shù)語已經(jīng)成為了對DIX以太網(wǎng)和IEEE802.3標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)稱。
令牌環(huán)
可替代以太網(wǎng)的最常見局域網(wǎng)技術(shù)是由IBM開發(fā)的一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù),稱作令牌環(huán)。以太網(wǎng)通過各次傳輸之間的隨機空隙來控制對介質(zhì)的訪問,而令牌環(huán)網(wǎng)則采用一種嚴格的順序訪問方法。令牌環(huán)網(wǎng)將節(jié)點在邏輯上排列為一個環(huán)形,如下圖所示。節(jié)點圍繞該環(huán)沿一個方向轉(zhuǎn)發(fā)幀,并且在轉(zhuǎn)發(fā)一整圈后將該幀刪除。
- 通過創(chuàng)建一個令牌來對該環(huán)進行初始化,令牌是一種特殊類型的幀,只有擁有令牌的站點能夠發(fā)送數(shù)據(jù)。
- 令牌與其他幀一樣在環(huán)中循環(huán)傳遞,直到它遇到一個希望發(fā)送數(shù)據(jù)的站點。
- 然后,該站點“捕獲”令牌,方法是用一個攜帶數(shù)據(jù)的幀來替換令牌幀,該攜帶數(shù)據(jù)的幀將環(huán)繞網(wǎng)絡(luò)進行傳遞。
- 在數(shù)據(jù)幀返回發(fā)送它的站點后,該站點會刪除該數(shù)據(jù)幀,然后創(chuàng)建一個新令牌并將該令牌轉(zhuǎn)發(fā)到環(huán)中的下一個節(jié)點。
令牌環(huán)網(wǎng)中的節(jié)點不偵聽載波信號或檢測沖突,使用令牌幀的目的就在于保證站點能夠發(fā)送數(shù)據(jù)幀而無需擔(dān)心其他站點的干擾。由于在沿著環(huán)傳遞令牌之前站點只能發(fā)送一個數(shù)據(jù)幀,所以環(huán)中的所有站點都會被輪到,從而能夠公平地輪流進行通信。令牌環(huán)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率通常為4或16M。
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光纖分布數(shù)據(jù)接口(FDDI)是另外一種令牌傳遞技術(shù),它使用一對光纖環(huán),兩個環(huán)以相反方向各自傳遞一個令牌。FDDI網(wǎng)絡(luò)的傳輸速度為100M,這使它們成為了當(dāng)時最流行的高速網(wǎng)絡(luò)。但是隨著更便宜、更易于管理的100M以太網(wǎng)的出現(xiàn),F(xiàn)DDI已經(jīng)日趨衰落。
異步傳輸模式
我們要介紹的最后一種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是異步傳輸模式,即ATM。ATM網(wǎng)絡(luò)模糊了局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間的界限,它能夠連接多種不同設(shè)備,而且具有高可靠性和高速度,即便是橫跨整個國家/地區(qū)也是如此。ATM網(wǎng)絡(luò)不但適于傳輸數(shù)據(jù),而且適于傳輸語音和視頻數(shù)據(jù),因此用途廣泛且易于擴展。ATM盡管并沒有像當(dāng)初預(yù)計那樣迅速地為人接受,但仍然是一種能滿足未來需要的可靠網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。
以太網(wǎng)目前仍然受到廣泛歡迎。30年來,以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)得到了整個行業(yè)的廣泛接受,它廣為人知并被人深刻理解;這使得其配置和故障排除過程都很輕松。隨著其他技術(shù)的不斷進步,以太網(wǎng)也將與時俱進,在速度和功能上更上一層樓。
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