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局域网有几种(哪些属于局域网)

时间:2023-05-03 17:27:09 阅读:5939 作者:2649

局域网

虽然目前我们能看到的局域网主要是以双绞线为传输介质的以太网,但我们能看到的基本都是企事业单位的局域网。在网络发展初期或者其他行业,他们采用的局域网不一定都是以太网。目前常见的局域网有以太网、令牌环网、FDDI和ATM。

1个以太网

(EtherNet)以太网最早由施乐公司创立,1980年由DEC、英特尔和施乐共同开发,作为标准。以太网是应用最广泛的局域网,包括标准以太网(10兆位/秒)、快速以太网(100兆位/秒)、千兆以太网(1000兆位/秒)和10G以太网,这些都符合IEEE802.3系列标准。

(1)标准以太网

起初,以太网的吞吐量只有10兆位/秒。它使用CSMA/光盘(载波侦听多路访问和冲突检测)访问控制方法,这种最早的10兆位/秒以太网通常被称为标准以太网。以太网主要有两种传输介质,即双绞线和同轴电缆。所有以太网都符合IEEE 802.3标准。下面列出了IEEE 802.3的一些以太网标准。在这些标准中,前面的数字表示传输速度,单位是“Mbps”。最后一个数字表示单根网线的长度(基准单位为100米),Base表示“基带”,Broad表示“宽带”。10base-5采用粗同轴电缆,最大网段长度500m,基带传输方式;10base-2采用细同轴电缆,最大网段长度185米,基带传输方式;10base-t采用双绞线,最大网段长度为100米;1base-5采用双绞线,最大网段长度500米,传输速度1Mbps;10 Broad-36采用同轴电缆(RG-59/U CATV),最大网段长度3600米,为宽带传输方式;10base-f采用光纤传输介质,传输速率为10Mbps;

(2)快速以太网

(快速以太网)随着网络的发展,传统的标准以太网技术已经不能满足日益增长的网络数据流量速度需求。在1993年10月之前,只有光纤分布式数据接口(FDDI)可用于需要超过10Mbps数据流量的局域网应用,但它是基于100 Mbps光缆的非常昂贵的局域网。1993年10月,Grand Junction公司推出全球首款快速以太网集线器FastSwitch 10/100和网络接口卡FastNIC100,快速以太网技术正式应用。随后,英特尔、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司也相继推出了自己的快速以太网设备。同时,IEEE802工程团队还研究了100Mbps以太网的各种标准,如100 Base-TX、100 Base-T4、MII、中继器、全双工等。1995年3月,IEEE公布了IEEE 802.3U100base-t快速以太网标准,从而开启了快速以太网时代。与过去工作在100Mbps带宽的FDDI相比,快速以太网有很多优势,其中最重要的是快速以太网技术可以有效保护用户对布线基础设施的投资。支持3、4、5类双绞线与光纤连接,可有效利用现有设施。事实上,快速以太网的不足也是以太网技术的不足,即快速以太网仍然基于载波侦听多路访问和冲突检测(CSMA/光盘)技术。当网络负载较重时,效率会降低。当然,这可以通过开关技术来补偿。100Mbps快速以太网标准分为三个子类:100base-TX、100base-FX和100base-T4。100base-TX:它是一种快速以太网技术,使用5类数据的非屏蔽双绞线或屏蔽双绞线。它使用两个双绞线,一个用于传输,一个用于接收数据。传输采用4b/5b编码方式,信号频率为125MHz。符合EIA586级布线标准和IBM SPT级布线标准。使用与10base-T相同的rj-45连接器.其最大网段长度为100米。它支持全双工数据传输。100base-FX:是一种使用光缆的快速以太网技术。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。传输采用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。其最大网段长度为150米、412米、2000米或更长,最长可达10公里,这与使用的光纤类型和工作模式有关,支持全双工数据传输。100base-FX特别适合有电气干扰的环境、远距离连接或高度机密的环境。100base-T4:这是一种快速以太网技术,可以使用3类、4类和5类非屏蔽双绞线或屏蔽双绞线。它使用4对双绞线,3对用于数据传输,1对用于冲突信号检测。传输采用8b/6t编码方式,信号频率为25MHz,符合EIA586结构化布线标准。它使用与10base-T相同的RJ-45连接器,最大网段长度为100米。

(3)千兆以太网

(GB以太网)随着以太网技术的深入应用和发展,企业用户对网络连接速度的要求越来越高。1995年11月,IEEE802.3工作组任命了一个高级研究小组来研究如何将快速以太网的速度提高到一个更高的水平。这项研究

组研究了将快速以太网速度增至1000Mbps的可行性和方法。1996年6月,IEEE标准委员会批准了千兆位以太网方案授权申请(Gigabit Ethernet Project Authorization Request)。随后IEEE802.3工作组成立了802.3z工作委员会。IEEE802.3z委员会的目的是建立千兆位以太网标准:包括在1000Mbps通信速率的情况下的全双工和半双工操作、802.3以太网帧格式、载波侦听多路访问和冲突检测(CSMA/CD)技术、在一个冲突域中支持一个中继器(Repeater)、10BASE-T和100BASE-T向下兼容技术千兆位以太网具有以太网的易移植、易管理特性。千兆以太网在处理新应用和新数据类型方面具有灵活性,它是在赢得了巨大成功的10Mbps和100Mbps IEEE802.3以太网标准的基础上的延伸,提供了1000Mbps的数据带宽。这使得千兆位以太网成为高速、宽带网络应用的战略性选择。 1000Mbps千兆以太网目前主要有以下三种技术版本:1000BASE-SX,-LX和-CX版本。1000BASE-SX 系列采用低成本短波的CD(compact disc,光盘激光器) 或者VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser,垂直腔体表面发光激光器)发送器;而1000BASE-LX系列则使用相对昂贵的长波激光器;1000BASE-CX系列则打算在配线间使用短跳线电缆把高性能服务器和高速外围设备连接起来。

(4)10G以太网

现在10Gbps的以太网标准已经由IEEE 802.3工作组于2000年正式制定,10G以太网仍使用与以往10Mbps和100Mbps以太网相同的形式,它允许直接升级到高速网络。同样使用IEEE 802.3标准的帧格式、全双工业务和流量控制方式。在半双工方式下,10G以太网使用基本的CSMA/CD访问方式来解决共享介质的冲突问题。此外,10G以太网使用由IEEE 802.3小组定义了和以太网相同的管理对象。总之,10G以太网仍然是以太网,只不过更快。但由于10G以太网技术的复杂性及原来传输介质的兼容性问题(目前只能在光纤上传输,与原来企业常用的双绞线不兼容了),还有这类设备造价太高(一般为2 ̄9万美元),所以这类以太网技术目前还处于研发的初级阶段,还没有得到实质应用。

2 令牌环网

令牌环网是IBM公司于20世纪70年代发展的,现在这种网络比较少见。在老式的令牌环网中,数据传输速度为4Mbps或16Mbps,新型的快速令牌环网速度可达100Mbps。令牌环网的传输方法在物理上采用了星形拓扑结构,但逻辑上仍是环形拓扑结构。结点间采用多站访问部件(Multistation Access Unit,MAU)连接在一起。MAU是一种专业化集线器,它是用来围绕工作站计算机的环路进行传输。由于数据包看起来像在环中传输,所以在工作站和MAU中没有终结器。 在这种网络中,有一种专门的帧称为“令牌”,在环路上持续地传输来确定一个结点何时可以发送包。令牌为24位长,有3个8位的域,分别是首定界符(Start Delimiter,SD)、访问控制(Access Control,AC)和终定界符(End Delimiter,ED)。首定界符是一种与众不同的信号模式,作为一种非数据信号表现出来,用途是防止它被解释成其它东西。这种独特的8位组合只能被识别为帧首标识符(SOF)。由于目前以太网技术发展迅速,令牌网存在固有缺点,令牌在整个计算机局域网已不多见,原来提供令牌网设备的厂商多数也退出了市场,所以在目前局域网市场中令牌网可以说是“明日黄花”了。

3 FDDI网

(Fiber Distributed Data Interface) FDDI的英文全称为“Fiber Distributed Data Interface”,中文名为“光纤分布式数据接口”,它是于80年代中期发展起来一项局域网技术,它提供的高速数据通信能力要高于当时的以太网(10Mbps)和令牌网(4或16Mbps)的能力。FDDI标准由ANSI X3T9.5标准委员会制订,为繁忙网络上的高容量输入输出提供了一种访问方法。FDDI技术同IBM的Tokenring技术相似,并具有LAN和Tokenring所缺乏的管理、控制和可靠性措施,FDDI支持长达2KM的多模光纤。FDDI网络的主要缺点是价格同前面所介绍的“快速以太网”相比贵许多,且因为它只支持光缆和5类电缆,所以使用环境受到限制、从以太网升级更是面临大量移植问题。 当数据以100Mbps的速度输入输出时,在当时FDDI与10Mbps的以太网和令牌环网相比性能有相当大的改进。但是随着快速以太网和千兆以太网技术的发展,用FDDI的人就越来越少了。因为FDDI使用的通信介质是光纤,这一点它比快速以太网及现在的100Mbps令牌网传输介质要贵许多,然而FDDI最常见的应用只是提供对网络服务器的快速访问,所以在目前FDDI技术并没有得到充分的认可和广泛的应用。 FDDI的访问方法与令牌环网的访问方法类似,在网络通信中均采用“令牌”传递。

它与标准的令牌环又有所不同,主要在于FDDI使用定时的令牌访问方法。FDDI令牌沿网络环路从一个结点向另一个结点移动,如果某结点不需要传输数据,FDDI将获取令牌并将其发送到下一个结点中。如果处理令牌的结点需要传输,那么在指定的称为“目标令牌循环时间”(Target Token Rotation Time,TTRT)的时间内,它可以按照用户的需求来发送尽可能多的帧。因为FDDI采用的是定时的令牌方法,所以在给定时间中,来自多个结点的多个帧可能都在网络上,以为用户提供高容量的通信。 FDDI可以发送两种类型的包:同步的和异步的。同步通信用于要求连续进行且对时间敏感的传输(如音频、视频和多媒体通信);异步通信用于不要求连续脉冲串的普通的数据传输。在给定的网络中,TTRT等于某结点同步传输需要的总时间加上最大的帧在网络上沿环路进行传输的时间。FDDI使用两条环路,所以当其中一条出现故障时,数据可以从另一条环路上到达目的地。连接到FDDI的结点主要有两类,即A类和B类。A类结点与两个环路都有连接,由网络设备如集线器等组成,并具备重新配置环路结构以在网络崩溃时使用单个环路的能力;B类结点通过A类结点的设备连接在FDDI网络上,B类结点包括服务器或工作站等。

4 ATM网

ATM的英文全称为“asynchronous transfer mode”,中文名为“异步传输模式”,它的开发始于70年代后期。ATM是一种较新型的单元交换技术,同以太网、令牌环网、FDDI网络等使用可变长度包技术不同,ATM使用53字节固定长度的单元进行交换。它是一种交换技术,它没有共享介质或包传递带来的延时,非常适合音频和视频数据的传输。ATM主要具有以下优点: (1)ATM使用相同的数据单元,可实现广域网和局域网的无缝连接。 (2)ATM支持VLAN(虚拟局域网)功能,可以对网络进行灵活的管理和配置。 (3)ATM具有不同的速率,分别为25、51、155、622Mbps,从而为不同的应用提供不同的速率。 ATM是采用“信元交换”来替代“包交换”进行实验,发现信元交换的速度是非常快的。信元交换将一个简短的指示器称为虚拟通道标识符,并将其放在TDM时间片的开始。这使得设备能够将它的比特流异步地放在一个ATM通信通道上,使得通信变得能够预知且持续的,这样就为时间敏感的通信提供了一个预QoS,这种方式主要用在视频和音频上。通信可以预知的另一个原因是ATM采用的是固定的信元尺寸。ATM通道是虚拟的电路,并且MAN传输速度能够达到10Gbps。

5 无线局域网

(Wireless Local Area Network;WLAN) 无线局域网是目前最新,也是最为热门的一种局域网,特别是自Intel推出首款自带无线网络模块的迅驰笔记本处理器以来。无线局域网与传统的局域网主要不同之处就是传输介质不同,传统局域网都是通过有形的传输介质进行连接的,如同轴电缆、双绞线和光纤等,而无线局域网则是采用空气作为传输介质的。正因为它摆脱了有形传输介质的束缚,所以这种局域网的最大特点就是自由,只要在网络的覆盖范围内,可以在任何一个地方与服务器及其它工作站连接,而不需要重新铺设电缆。这一特点非常适合那些移动办公一簇,有时在机场、宾馆、酒店等(通常把这些地方称为“热点”),只要无线网络能够覆盖到,它都可以随时随地连接上无线网络,甚至Internet。 无线局域网所采用的是802.11系列标准,它也是由IEEE 802标准委员会制定的。目前这一系列主要有4个标准,分别为:802.11b(ISM 2.4GHz)、802.11a (5GHz)、802.11g(ISM 2.4GHz) 和802.11z,前三个标准都是针对传输速度进行的改进,最开始推出的是802.11b,它的传输速度为11MB/s,因为它的连接速度比较低,随后推出了802.11a标准,它的连接速度可达54MB/s。但由于两者不互相兼容,致使一些早已购买802.11b标准的无线网络设备在新的802.11a网络中不能用,所以在今年前些时候正式推出了兼容802.11b与802.11a两种标准的802.11g,这样原有的802.11b和802.11a两种标准的设备都可以在同一网络中使用。802.11z是一种专门为了加强无线局域网安全的标准。因为无线局域网的“无线”特点,致使任何进入此网络覆盖区的用户都可以轻松以临时用户身份进入网络,给网络带来了极大的不安全因素(常见的安全漏洞有:SSID广播、数据以明文传输及未采取任何认证或加密措施等)。为此802.11z标准专门就无线网络的安全性方面作了明确规定,加强了用户身份认证制度,并对传输的数据进行加密。所使用的方法/算法有:WEP(RC4-128预共享密钥,WPA/WPA2(802.11 RADIUS集中式身份认证,使用TKIP与/或AES加密算法)与WPA(预共享密钥)

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