Chi通a-pub.CoM 下载 第6章高速局域网 上一章主要介绍传统的局域网：以太网和令牌环网。随着通信技术的发展以及用户对网络 带宽需求的增加，迫切需要建立高速的局域网。下面我们介绍几种常见的高速局域网。 6.1FDDI网络 光纤分布式数据接口(Fiber Distributed Data Interface,FDDI)是世界上第一个高速局域网 标准。 20世纪80年代初，正当以太网和令牌环网技术如日中天之时，大多数人都还沉浸在新的网 络技术带来的1OMbs高传输速率的喜悦之中，就有一些有远见的网络工作者已看到其中的不足， 断定在不远的将来网络传输业务的需求将超过现有网络带宽，网铬带宽将会成为未来信息业发 展的瓶颈。 首先他们注意到了光纤通信技术的最新成果。光纤通信技术以其巨大的信息容量、很低的 信号衰减和高度的可靠性著称于世。这项始于20世纪70年代的新兴通信技术，以其无比的优越 性和蓬勃的生命力受到了广大网络设计者的青睐，一举成为新一代网络技术的首选传输介质】 并以此为基础形成了FDDI光纤网络技术。 设计人员以业已成熟的EEE802.5令牌环网技术为基础，开发出一种称之为反向双环的技术。 它以增加一条光纤链路为代价，提高了网络系统的可靠性；用改进的定时令牌技术，能够同时 进行多数据帧的传输，扩大了带宽利用率，达到了大容量数据传输的目的。 经过ANSI的ASCX3T9.5委员会长达近十年的不解努力，这项技术终于被国际标准化组织 ISO正式接纳为国际标准。 为适应日新月异的市场需求，设计人员以FDDI作为一个基本协议集，又先后开发出了铜缆 标准CDDI,为多媒体而设计的FDDI-Ⅱ，以及最新的大容量网络系统- 一FFOL局域网改进标准 (FDDI Follow On LAN,FFOL),FFOL的传输速率最高可达2.4Gbps。 6.1.1FDDI与OSI的关系 FDDI标准主要由四个部分组成，按其完成时间顺序依次为：介质访问控制(Medium AccessContro,MAC)子层，物理(PHYsical,PHY)子层，物理介质相关(Physical Medium Dependent,.PMD)子层，站管理(Station ManagemenT,SMT)。它们实现了OSI参考模型的物 理层和数据链路层的功能。图6-1给出了两者之间的相互关系。 FDDI将OSI的物理层分成PHY子层和PMD子层两部分。其中最低的子层是PMD,这是整个 网络中唯一真正与物理介质打交道的层次，它定义了光纤和连接器的规格型号以及光传输的接 口特性要求等内容。较高的子层是PHY,它规定了线路的状态、时钟处理和编码技术等方面的 细节。而FDDI数据链路层的功能也由两个子层来实现，即是MAC和LLC。其中较低的子层是
下载 第6章 高速局域网 上一章主要介绍传统的局域网：以太网和令牌环网。随着通信技术的发展以及用户对网络 带宽需求的增加，迫切需要建立高速的局域网。下面我们介绍几种常见的高速局域网。 6.1 FDDI网络 光纤分布式数据接口（Fiber Distributed Data Interface，F D D I）是世界上第一个高速局域网 标准。 2 0世纪8 0年代初，正当以太网和令牌环网技术如日中天之时，大多数人都还沉浸在新的网 络技术带来的1 0 M b p s高传输速率的喜悦之中，就有一些有远见的网络工作者已看到其中的不足， 断定在不远的将来网络传输业务的需求将超过现有网络带宽，网络带宽将会成为未来信息业发 展的瓶颈。 首先他们注意到了光纤通信技术的最新成果。光纤通信技术以其巨大的信息容量、很低的 信号衰减和高度的可靠性著称于世。这项始于 2 0世纪7 0年代的新兴通信技术，以其无比的优越 性和蓬勃的生命力受到了广大网络设计者的青睐，一举成为新一代网络技术的首选传输介质， 并以此为基础形成了F D D I光纤网络技术。 设计人员以业已成熟的IEEE 802.5令牌环网技术为基础，开发出一种称之为反向双环的技术。 它以增加一条光纤链路为代价，提高了网络系统的可靠性；用改进的定时令牌技术，能够同时 进行多数据帧的传输，扩大了带宽利用率，达到了大容量数据传输的目的。 经过A N S I的ASC X3T9.5委员会长达近十年的不懈努力，这项技术终于被国际标准化组织 I S O正式接纳为国际标准。 为适应日新月异的市场需求，设计人员以 F D D I作为一个基本协议集，又先后开发出了铜缆 标准C D D I，为多媒体而设计的F D D I -Ⅱ，以及最新的大容量网络系统—F F O L局域网改进标准 （FDDI Follow On LAN，F F O L），F F O L的传输速率最高可达2 . 4 G b p s。 6.1.1 FDDI与O S I的关系 F D D I标准主要由四个部分组成，按其完成时间顺序依次为：介质访问控制（ M e d i u m Access Contro，M A C）子层，物理（P H Y s i c a l，P H Y）子层，物理介质相关（ Physical Medium D e p e n d e n t，P M D）子层，站管理（Station ManagemenT，S M T）。它们实现了O S I参考模型的物 理层和数据链路层的功能。图 6 - 1给出了两者之间的相互关系。 F D D I将O S I的物理层分成P H Y子层和P M D子层两部分。其中最低的子层是 P M D，这是整个 网络中唯一真正与物理介质打交道的层次，它定义了光纤和连接器的规格型号以及光传输的接 口特性要求等内容。较高的子层是 P H Y，它规定了线路的状态、时钟处理和编码技术等方面的 细节。而F D D I数据链路层的功能也由两个子层来实现，即是 M A C和L L C。其中较低的子层是
90 第二部分底层物理网络 China-pub.com 下载 MAC,主要完成令牌管理、差错检测、寻址、介质访问和数据帧结构定义等功能。较高的子层 是IEEE802.2逻辑链路控制LLC子层。该子层不属于FDDI标准的范围。FDDI的站管理SMT的作 用是实现对上述几个层次的有效控制，加强网络管理能力。FDDI提供了专门的站管理功能，包 括连接管理、结点配置、故障恢复等内容。 IEE802.1 数据链 1EEE802.2 路层 罗辑情路控刺 MAC IEEE IEEE IEEE PHY SMT 802.3 802.4 802.5 物理层 CSMA/CD 令牌总线 令牌环 PMD 图6-1 FDDI与OSI参考模型关系图 6.1.2帧格式 与IEEE802.5令牌环协议相似，FDDI中的MAC子层协议也定义了令牌和数据/命令帧两种帧 格式。 FDDI的帧由若干个字段组成，这些字段分别为帧起始符、帧控制、源地址，目的地址、数 据、帧校验序列、帧结束符以及帧状态符。 令牌包括MAC帧，数据/命令帧包括SMT帧和LLC帧。MAC帧主要用于传送控制信息，包括 声明帧和报警帧。声明帧用于产生新的监控站，报警帧确定环的断点位置。而SMT帧用于传送 FDDI环的控制、操作和管理信息。只有LLC帧是用来传送用户数据的。 令牌是FDDI环上各站点传送信息的“通行证”。根据FDDI MAC子层的规定，任何站点要传 送数据时，首先必须捕获到令牌。数据传送结束或站点的令牌保持时间定时器超时后，站点将 重新产生今牌并将甘发美到FDD环上，供其他站点使用。 在FDDI网路中，令牌是一个特殊的帧，它也由若干个字段组成。FDDI的令牌分为受限令牌 和非受限令牌两种类型。 无论哪一种FDDI帧，都有一个通用的慎格式。图6-2描述了FDDI帧和令牌的格式。 FDDI令牌和帧格式中各个字段的的含义与IEEE802.5令牌和帧格式中各个字段的含义非常类 似。下面我们将简单讨论FDDI帧中各字段的含义
M A C，主要完成令牌管理、差错检测、寻址、介质访问和数据帧结构定义等功能。较高的子层 是IEEE 802.2逻辑链路控制L L C子层。该子层不属于 F D D I标准的范围。F D D I的站管理S M T的作 用是实现对上述几个层次的有效控制，加强网络管理能力。 F D D I提供了专门的站管理功能，包 括连接管理、结点配置、故障恢复等内容。 图6-1 FDDI与O S I参考模型关系图 6.1.2 帧格式 与IEEE 802.5令牌环协议相似，F D D I中的M A C子层协议也定义了令牌和数据 /命令帧两种帧 格式。 F D D I的帧由若干个字段组成，这些字段分别为帧起始符、帧控制、源地址、目的地址、数 据、帧校验序列、帧结束符以及帧状态符。 令牌包括M A C帧，数据/命令帧包括S M T帧和L L C帧。M A C帧主要用于传送控制信息，包括 声明帧和报警帧。声明帧用于产生新的监控站，报警帧确定环的断点位置。而 S M T帧用于传送 F D D I环的控制、操作和管理信息。只有 L L C帧是用来传送用户数据的。 令牌是F D D I环上各站点传送信息的“通行证”。根据FDDI MAC子层的规定，任何站点要传 送数据时，首先必须捕获到令牌。数据传送结束或站点的令牌保持时间定时器超时后，站点将 重新产生令牌并将其发送到 F D D I环上，供其他站点使用。 在F D D I网络中，令牌是一个特殊的帧，它也由若干个字段组成。 F D D I的令牌分为受限令牌 和非受限令牌两种类型。 无论哪一种F D D I帧，都有一个通用的帧格式。图 6 - 2描述了F D D I帧和令牌的格式。 F D D I令牌和帧格式中各个字段的的含义与 I E E E 8 0 2 . 5令牌和帧格式中各个字段的含义非常类 似。下面我们将简单讨论F D D I帧中各字段的含义。 90第第第二部分第底层物理网络 下载 数据链 路层 物理层 IEEE 802.1 IEEE 802.2 逻辑链路控制 MAC PHY PMD SMT IEEE 802.3 CSMA/CD IEEE 802.4 令牌总线 IEEE 802.5 令牌环
China-pub.com 下载 第6章高速局城网 91 1字节 PA SD FC ED )令牌格式 216 216 ≥0 1字节 PA SD FC DA SA Info FCS ED FS b)顿格式 图6-2FDDI令牌和帧的格式 前导符PA用于接收站点的时钟同步。起始符SD指示一个帧的开始。帧控制FC字段用来指明 慎的类型、寻址方式等。FC字段的长度为8位，其格式为CLFFZZZZ,其中C指明是同步顿还是 异步帧，L指明是使用16位地址还是48位地址，FF指明是MAC帧、LLC帧还是SMT帧。表6-1描 述了FDDI帧结构中FC字段的各种取值及其相应含义。 表61帧结构中FC字段的取值及其含义 FC字段取值(CLFF ZZZZ) 帧类型 含义说明 0X000000 无效帧 逻辑上不是一个顿 10000000 非受限令牌幀 用于同步传输和不受限制的异步传输 11000000 受限今牌蝻 用于同步传输和受限制的异步传输 1L000001-1111 MAC服务 MAC与LLC的服务关系 1L000010 MAC报警 指明环路出现了放哈 1L00001 MAC声明制 用于环路的初始化 0L000001-1111 SMT管理慎 包含站管理控制信息 0L001111 SMT地址帧 用于站管理 CL00r000-r111 LLC数据帧 包含用户数据 OLOLIPPP LC同步 具有优先级PPP的同步传输 CL10r000-r11 CL11 m 为标准化保留 用于将来的标准化定义 目的地址DA字段用于指明该顿的目的站点。从地址长度来看，它可以是16位地址或48位地 址；从地址类型来看，它可以是唯一地址或单播地址、组播地址或广播地址。源地址SA字段用 于指明产生该帧的站点地址。信息Info字段是用户数据。帧检验序列FCS字段是32位的CRC校验 码，它覆盖的范围包括FC、DA、SA、Info4个字段。帧结束符ED表示该帧结束。帧状态FS字 段描述了该帧在传输过程中的状态，它包含差错检测位E、地址识别位A、拷贝位C等。 6.1.3MAC协议 在这小节中，我们将讨论FDDI网络的定时令牌协议以及FDDI的介质访问控制MAC协议方 式，并将它与IEEE802.5MAC协议进行比较
图6-2 FDDI令牌和帧的格式 前导符PA用于接收站点的时钟同步。起始符 S D指示一个帧的开始。帧控制 F C字段用来指明 帧的类型、寻址方式等。 F C字段的长度为8位，其格式为C L F F Z Z Z Z，其中C指明是同步帧还是 异步帧，L指明是使用1 6位地址还是4 8位地址，F F指明是M A C帧、L L C帧还是S M T帧。表6 - 1描 述了F D D I帧结构中F C字段的各种取值及其相应含义。 表6-1 帧结构中F C字段的取值及其含义 F C字段取值（CLFF ZZZZ） 帧 类 型 含 义 说 明 0X00 0000 无效帧 逻辑上不是一个帧 1000 0000 非受限令牌帧 用于同步传输和不受限制的异步传输 1100 0000 受限令牌帧 用于同步传输和受限制的异步传输 1L00 0001~1111 M A C服务帧 M A C与L L C的服务关系 1L00 0010 M A C报警帧 指明环路出现了故障 1L00 0011 M A C声明帧 用于环路的初始化 0L00 0001~1111 S M T管理帧 包含站管理控制信息 0L00 1111 S M T地址帧 用于站管理 CL00 r000~r111 L L C数据帧 包含用户数据 0L01 rPPP L L C同步帧 具有优先级P P P的同步传输 1L01 rrrr L L C异步帧 用于异步传输 CL10 r000~r111 为系统保留 与系统的实现有关 C L 11 rrrr 为标准化保留 用于将来的标准化定义 目的地址D A字段用于指明该帧的目的站点。从地址长度来看，它可以是 1 6位地址或4 8位地 址；从地址类型来看，它可以是唯一地址或单播地址、组播地址或广播地址。源地址 S A字段用 于指明产生该帧的站点地址。信息 I n f o字段是用户数据。帧检验序列 F C S字段是3 2位的C R C校验 码，它覆盖的范围包括 F C、D A、S A、Info 4个字段。帧结束符 E D表示该帧结束。帧状态 F S字 段描述了该帧在传输过程中的状态，它包含差错检测位 E、地址识别位A、拷贝位C等。 6.1.3 MAC协议 在这小节中，我们将讨论 F D D I网络的定时令牌协议以及 F D D I的介质访问控制 M A C协议方 式，并将它与IEEE802.5 MAC协议进行比较。 第6章第高速局域网第第9 1 下载 PA 7 7 1 1 2/6 2/6 ≥0 4 1 1 1 1 1 字节 字节 b) 帧格式 a) 令牌格式 PA SD SD FC FC DA SA Info FCS ED FS ED
92 第二部分底层物理网络 China-pub.com 下载 1.定时令牌协议 FDDI的MAC子层采用定时令牌循环协议(Timer Token Rotation Protocol,TTRP)来控制 站点对环的访问。 定时令牌协议规定每个站点都设有三个定时器：目标令牌循环时间(Target Token Rotation Time,TTRT)定时器、令牌循环时间(Token Rotation Time,TRT)定时器和令牌保持时间 (Token Holding Time,THT)定时器。目标令牌循环时间(TTRT)是指一个站点连续两次获得 令牌的时间间隔，TTRT的值在环初始化时进行设置。令牌循环时间(TRT)是指一个站点发送 完数据到下次获得令牌的时间间隔，TT的大小反映了网络当前的负载状况。令牌保持时间THT 是指站点在抓住令牌后可以发送数据的时间。当THT时间片到，站点必须立即释放令牌。它们 三者之间的关系是THT等于TTRT减去TRT。 定时令牌协议规定获取令牌的站点在发送完数据后，便可立即产生一个新的令牌发送到环 上，而不必等到吸收完本站发送的数据。 定时令牌协议支持帧的成批同步传输，也支持突发异步传输及混合传输方式；另外FDDI的 定时令牌协议还允许两个站点独占整个信道，支持站点之间的多顿对话。 2.介质访问控制 FDDI的介质访问控制涉及到三个方面的问题：帧的发送、帧的接收和帧的删除。 根据FDDI的定时令牌协议，当所有站点都没有数据要发送时，令牌就绕环不停地循环。需 要发送数据的站点必须等到令牌经过它并将令牌吸收后，才能开始发送数据。当发送完数据或 令牌保持时间定时器超时后，站点立即产生一个新的令牌并将其发送到环上。环上的其他站点 根据帧的目的地址判别是否接收该帧。数据帧绕环旋转一周后，由发送站点负责将该帧移去。 FDDI介质访问控制方式与IEEE802.5相比有两个新的特点。第一，FDDI站点捕获令牌不是 通过改变令牌的某一个位来实现，而是把令牌“吸收”掉。FDDI的令牌不再与数据帧一起发送 到环上。第二，FDDI站点一旦完成其数据帧的发送，立即生成新的令牌发送到环上。因此，在 FDDI网络中，可能有多个站点发送的数据帧在环上绕行。 6.1.4工作原理 FDDI的工作原理主要体现在FDDI的三个主要过程中，这三个主要过程是站点物理连接建立 环初始化和数据传输。 1.站点物理连接建主 FDDI网络在正常运行时，站管理SMT一直监视着环的运行状况并管理着所有站点的活动。 站管理SMT中的连接管理模块负责在站点的每对PHY/PMD之间的双向光缆上建立起端到端的物 理连接。站点通过传送与接收某些特定的线路状态序列来与其相邻站点交换端口类型和连接规 则等信息，并对物理连接的质量进行测试。在测试过程中，一旦检测到故障，就用跟踪诊断的 方法来确定故障原因，对故障进行隔离，并对网络进行重新配置。 2环初给化 在完成站点的物理连接后，接下去的工作便是对环进行初始化。在进行环的初始化工作之 前，首先要确定系统的目标令牌循环时间TTRT。各个站点都可借助声明帧提出各自的TTRT值
1. 定时令牌协议 FDDI 的M A C子层采用定时令牌循环协议（ Timer Token Rotation Protocol，T T R P）来控制 站点对环的访问。 定时令牌协议规定每个站点都设有三个定时器：目标令牌循环时间（ Ta rget Token Rotation Ti m e，T T RT）定时器、令牌循环时间（ Token Rotation Ti m e，T RT）定时器和令牌保持时间 （Token Holding Ti m e，T H T）定时器。目标令牌循环时间（ T T RT）是指一个站点连续两次获得 令牌的时间间隔， T T RT的值在环初始化时进行设置。令牌循环时间（ T RT）是指一个站点发送 完数据到下次获得令牌的时间间隔， T RT的大小反映了网络当前的负载状况。令牌保持时间 T H T 是指站点在抓住令牌后可以发送数据的时间。当 T H T时间片到，站点必须立即释放令牌。它们 三者之间的关系是T H T等于T T RT减去T RT。 定时令牌协议规定获取令牌的站点在发送完数据后，便可立即产生一个新的令牌发送到环 上，而不必等到吸收完本站发送的数据。 定时令牌协议支持帧的成批同步传输，也支持突发异步传输及混合传输方式；另外 F D D I的 定时令牌协议还允许两个站点独占整个信道，支持站点之间的多帧对话。 2. 介质访问控制 F D D I的介质访问控制涉及到三个方面的问题：帧的发送、帧的接收和帧的删除。 根据F D D I的定时令牌协议，当所有站点都没有数据要发送时，令牌就绕环不停地循环。需 要发送数据的站点必须等到令牌经过它并将令牌吸收后，才能开始发送数据。当发送完数据或 令牌保持时间定时器超时后，站点立即产生一个新的令牌并将其发送到环上。环上的其他站点 根据帧的目的地址判别是否接收该帧。数据帧绕环旋转一周后，由发送站点负责将该帧移去。 F D D I介质访问控制方式与IEEE 802.5相比有两个新的特点。第一， F D D I站点捕获令牌不是 通过改变令牌的某一个位来实现，而是把令牌“吸收”掉。 F D D I的令牌不再与数据帧一起发送 到环上。第二，F D D I站点一旦完成其数据帧的发送，立即生成新的令牌发送到环上。因此，在 F D D I网络中，可能有多个站点发送的数据帧在环上绕行。 6.1.4 工作原理 F D D I的工作原理主要体现在F D D I的三个主要过程中，这三个主要过程是站点物理连接建立、 环初始化和数据传输。 1. 站点物理连接建立 F D D I网络在正常运行时，站管理 S M T一直监视着环的运行状况并管理着所有站点的活动。 站管理S M T中的连接管理模块负责在站点的每对 P H Y / P M D之间的双向光缆上建立起端到端的物 理连接。站点通过传送与接收某些特定的线路状态序列来与其相邻站点交换端口类型和连接规 则等信息，并对物理连接的质量进行测试。在测试过程中，一旦检测到故障，就用跟踪诊断的 方法来确定故障原因，对故障进行隔离，并对网络进行重新配置。 2. 环初始化 在完成站点的物理连接后，接下去的工作便是对环进行初始化。在进行环的初始化工作之 前，首先要确定系统的目标令牌循环时间 T T RT。各个站点都可借助声明帧提出各自的 T T RT值。 92第第第二部分第底层物理网络 下载
China-pub.com 第6章高速局域网 93 下载 系统按照既定的竞争规则来确定TTRT的值，由被选中TT℉T值的那个站点来完成环的初始化工 作。确定TTRT值的过程通常叫做声明过程。 声明过程是用来确定TTRT值的。当某个站点或多个站点的MAC实体发出声明请求时，环进 入声明过程。在声明过程中，每个站点连续不断地发送声明帧。声明帧包含站点源地址和目标 令牌循环时间TTRT。环上其他站点接收到某个声明帧后，将声明帧中的TTRT值与本站的TTRT 值进行比较。如果前者大于后者，站点就转发声明帧，同时停止发送自已的声明帧；如果前者 小于后者，该站点就删除此声明帧，并发送自己的声明帧。声明帧中包含本站建议的TTT值。 当某个站点接收到自已发出的声明帧，该站就赢得了对环进行初始化的权力。如果两个或更多 的站点使用的TTRT值相同，那么地址值最大的站点将优先赢得对环进行初始化的权力。 赢得初始化环权力的站点通过发送一个令牌来初始化环，这个令牌将不会被环上的其他站 点捕获而通过环。环上的其他站点在接收到该令牌后，将重新设置自己的工作参数，使本站点 从初始化状态转为正常工作状态。当该令牌回到源站点时，环初始化工作宜告结束，环路进入 稳定操作状态，各站点便可以进行正常的数据传送。 3.数据传输 FDDI数据传输包括数据发送、接收和删除三个过程。 在FDDI环网中，想要发送数据的站点以须等待今牌到达该站点并将今牌捕获后，才能发 送一个或多个数据帧，直到所有数据发送完或直到THT超时为止。最后，站点释放一个新令牌 到环。 FDDI环上的每个站点随时都在监听经过本站点的航，站点通过比较贞中的目的地址来决 定是否接收该帧。如果该帧的目的地址与站点地址匹配，站点接收该帧，同时将此帧FS字段的 “A”标志位置“1”，表示目的站点存在；在接收该帧的同时，站点还对该帧进行差错校验。如 果没有发现错误，则站点将帧中的数据字段复制下来，并在该帧下S字段的“C”标志位置“1”， 表示该帧已被目的站点接收；如果发现CRC错，则在该帧FS字段的“E”标志位置“1”。请注意 在FDDI环网中，站点在接收帧的同时，还要把该帧转发到下一站点。 发送站点在发送完数据后将继续监听经过站点的帧。当发送站点检测到某数据帧的源地址 与本站点的地址相同时，立即停止转发该帧并将其置为无效帧，使已转发到环上的部分帧信息 在到达下一站点时被当做帧碎片而丢弃，以免这些顿碎片在环上继续绕行。然后发送站点负责 将该帧剩余部分从环上删除，并同时检查帧中的FS字段。如果FS字段中“A”和“C”标志位都 为“1”，则说明该帧已被目的站点成功接收；如果只有“A”标志位为“1”则说明目的站点存 在但没有接收该帧，这说明帧在传输过程中发生了错误；如果“A”和“C”标志位都为“0” 则说明懒中的目的地址有错。 6.1.5拓扑结构 FDDI一般采用反向双环的拓扑结构。在FDDI双环中，一个环称为主环，另一个环称为辅环。 两个环的数据传输方向相反。正常情况下，只有主环工作，而辅环作为备份。一旦网络发生故 障，无论是线路故障还是站点故障，FDDI网络都会通过卷绕自动将双环重构为一个单环，从而 保证网络不会中断，这是FDDI区别于其他局域网的一个重要特点
系统按照既定的竞争规则来确定 T T RT的值，由被选中 T T RT值的那个站点来完成环的初始化工 作。确定T T RT值的过程通常叫做声明过程。 声明过程是用来确定T T RT值的。当某个站点或多个站点的 M A C实体发出声明请求时，环进 入声明过程。在声明过程中，每个站点连续不断地发送声明帧。声明帧包含站点源地址和目标 令牌循环时间T T RT。环上其他站点接收到某个声明帧后，将声明帧中的 T T RT值与本站的T T RT 值进行比较。如果前者大于后者，站点就转发声明帧，同时停止发送自己的声明帧；如果前者 小于后者，该站点就删除此声明帧，并发送自己的声明帧。声明帧中包含本站建议的 T T RT值。 当某个站点接收到自己发出的声明帧，该站就赢得了对环进行初始化的权力。如果两个或更多 的站点使用的T T RT值相同，那么地址值最大的站点将优先赢得对环进行初始化的权力。 赢得初始化环权力的站点通过发送一个令牌来初始化环，这个令牌将不会被环上的其他站 点捕获而通过环。环上的其他站点在接收到该令牌后，将重新设置自己的工作参数，使本站点 从初始化状态转为正常工作状态。当该令牌回到源站点时，环初始化工作宣告结束，环路进入 稳定操作状态，各站点便可以进行正常的数据传送。 3. 数据传输 F D D I数据传输包括数据发送、接收和删除三个过程。 在F D D I环网中，想要发送数据的站点必须等待令牌到达该站点并将令牌捕获后，才能发 送一个或多个数据帧，直到所有数据发送完或直到 T H T超时为止。最后，站点释放一个新令牌 到环。 F D D I环上的每一个站点随时都在监听经过本站点的帧，站点通过比较帧中的目的地址来决 定是否接收该帧。如果该帧的目的地址与站点地址匹配，站点接收该帧，同时将此帧 F S字段的 “A”标志位置“1”，表示目的站点存在；在接收该帧的同时，站点还对该帧进行差错校验。如 果没有发现错误，则站点将帧中的数据字段复制下来，并在该帧 F S字段的“C”标志位置“1”， 表示该帧已被目的站点接收；如果发现 C R C错，则在该帧F S字段的“E”标志位置“1”。请注意， 在F D D I环网中，站点在接收帧的同时，还要把该帧转发到下一站点。 发送站点在发送完数据后将继续监听经过站点的帧。当发送站点检测到某数据帧的源地址 与本站点的地址相同时，立即停止转发该帧并将其置为无效帧，使已转发到环上的部分帧信息 在到达下一站点时被当做帧碎片而丢弃，以免这些帧碎片在环上继续绕行。然后发送站点负责 将该帧剩余部分从环上删除，并同时检查帧中的 F S字段。如果F S字段中“A”和“C”标志位都 为“1”，则说明该帧已被目的站点成功接收；如果只有“ A”标志位为“1”则说明目的站点存 在但没有接收该帧，这说明帧在传输过程中发生了错误；如果“ A”和“C”标志位都为“ 0”， 则说明帧中的目的地址有错。 6.1.5 拓扑结构 F D D I一般采用反向双环的拓扑结构。在F D D I双环中，一个环称为主环，另一个环称为辅环， 两个环的数据传输方向相反。正常情况下，只有主环工作，而辅环作为备份。一旦网络发生故 障，无论是线路故障还是站点故障， F D D I网络都会通过卷绕自动将双环重构为一个单环，从而 保证网络不会中断，这是F D D I区别于其他局域网的一个重要特点。 第6章第高速局域网第第9 3 下载
94 第二部分底层物理网络 China-pub.c 下载 FDDI网络支持两种类型的工作站：双连接站(Dual Attachment Station,DAS)和单连接站 (Single Attachment Station,SAS)。DAS工作站包含两套物理层器件(PMD和PHY)以及一个 或两个MAC实体，它可直接连在FDDI双环主干网上。当DAS工作站发生故障时，可以通过卷绕 或光旁路开关将该站点隔离出去。而SAS工作站只包含一套物理层器件和一个MAC实体，它必 须通过一个称为集中器的设备才能连入FDDI网络。 在FDDI环上还有两种类型的设备：双车接集中器(Dual attachment concentrator,DAC) 和单连接集中器(Single Attachment Concentrator,SAC)。这两种设备用于将工作站连人FDDI 环上。DAC可以直接连在FDDI双环主干网上，它本身可以与多个SAS、SAC、DAS以及其他 DAC相连。而SAC主要用于将多个SAS连在 起，而SAC本身必须通过DAC才能连人FDDI 主人PI 主出PO 双环主干网。 辅出S0 DAS和DAC至少有两个物理接口，分别 称为A端口和B端口，A端口和B端口用于将 DAS和DAC连人FDDI双环主干网上。A端口 FDDI DAS和DAC的 B端 包含主环输入(Primary Input,PI)和辅环输 6 出(Secondary Output,.SO),B端口包含主环 输出(Primary Output,PO)和辅环输入 (Secondary Input,SI),如图6-3所示。SAS工 作站的物理接口称为S端口，集中器上的物理 接▣称为M指▣。 FDDI网络在逻辑上是双环结构。但在物 理上，FDDI网络可以有各种类型的拓扑结构。 星型结构是由一台FDDI集中器连接多台计算 SAS SAS 机构成：环型结构是由多个双连接站DAS首 图6-4FDDI网络物理结构连接示意图 尾相接构成；而树型拓扑则由星型和环型混 合而成。图6-4给出了FDDI网络树型拓扑结构连接示意图。 6.1.6网络容错 FDDI的一个重要特点是具备网络容错功能。FDDI的双环拓扑结构保证了网络在出现单个故 障情况下还能正常工作，这就需要FDDI网络具有故障隔离和网络重构的功能。。 图6-5给出各种故障情况下网络如何进行重构。若FDDI网络出现单个故障，包括单个线路故 障和单个站点故障，FDDI将把双环结构重构为一个单环网络，如图6-5b和图6-5c所示；而当网 络上出现两个或多个故障（包括线路和站点故障），FDDI将把网络分成多个相互独立的子网段 如图6-5d所示。 除了上面提到的环重构的容错方法外，FDDI网络还提供另外一种容错方法。这种方法是在 FDDI站点中引入可配置的光旁路开关。当FDD工作站出现故障时，光旁路开关被启动，进行重 新配置以切断站点与光纤环的连接，让光信号从上游站点通过光旁路开关直接连到下游站点
F D D I网络支持两种类型的工作站：双连接站（ Dual Attachment Station，D A S）和单连接站 （Single Attachment Station，S A S）。D A S工作站包含两套物理层器件（ P M D和P H Y）以及一个 或两个M A C实体，它可直接连在F D D I双环主干网上。当D A S工作站发生故障时，可以通过卷绕 或光旁路开关将该站点隔离出去。而 S A S工作站只包含一套物理层器件和一个 M A C实体，它必 须通过一个称为集中器的设备才能连入 F D D I网络。 在F D D I环上还有两种类型的设备：双连接集中器（ Dual Attachment Concentrator，D A C） 和单连接集中器（Single Attachment Concentrator，S A C）。这两种设备用于将工作站连入 F D D I 环上。 D A C可以直接连在 F D D I双环主干网上，它本身可以与多个 S A S、S A C、D A S以及其他 D A C相连。而S A C主要用于将多个S A S连在一 起，而S A C本身必须通过 D A C才能连入F D D I 双环主干网。 D A S和D A C至少有两个物理接口，分别 称为 A端口和 B端口， A端口和 B端口用于将 D A S和D A C连入F D D I双环主干网上。 A端口 包含主环输入（Primary Input，P I）和辅环输 出（Secondary Output，S O），B端口包含主环 输出（ Primary Output ，P O）和辅环输入 （Secondary Input，S I），如图6 - 3所示。S A S工 作站的物理接口称为 S端口，集中器上的物理 接口称为M端口。 F D D I网络在逻辑上是双环结构。但在物 理上，F D D I网络可以有各种类型的拓扑结构。 星型结构是由一台 F D D I集中器连接多台计算 机构成；环型结构是由多个双连接站 D A S首 尾相接构成；而树型拓扑则由星型和环型混 合而成。图 6 - 4给出了F D D I网络树型拓扑结构连接示意图。 6.1.6 网络容错 F D D I的一个重要特点是具备网络容错功能。 F D D I的双环拓扑结构保证了网络在出现单个故 障情况下还能正常工作，这就需要 F D D I网络具有故障隔离和网络重构的功能。。 图6 - 5给出各种故障情况下网络如何进行重构。若 F D D I网络出现单个故障，包括单个线路故 障和单个站点故障， F D D I将把双环结构重构为一个单环网络，如图 6 - 5 b和图6 - 5 c所示；而当网 络上出现两个或多个故障（包括线路和站点故障），F D D I将把网络分成多个相互独立的子网段， 如图6 - 5 d所示。 除了上面提到的环重构的容错方法外， F D D I网络还提供另外一种容错方法。这种方法是在 F D D I站点中引入可配置的光旁路开关。当 F D D I工作站出现故障时，光旁路开关被启动，进行重 新配置以切断站点与光纤环的连接，让光信号从上游站点通过光旁路开关直接连到下游站点， 94第第第二部分第底层物理网络 下载 FDDI DAS SAS SAS 图6-4 FDDI网络物理结构连接示意图 图6-3 FDDI DAS和D A C的A、B端口 主入PI 主出PO 辅出SO 辅入SI
China-pub.com 95 下载 第6章高速局域网 绕过有故障的站点，从而将故障隔离，如图6-6所示。 母 a)正常情况 b)单个线路故障 )单个站点故障 d)两个线路故障 图6.5FDDI网络重构的各种情况 工作站1 工站1 光旁路开关 光旁路开关 正常配置 工作站4 工作站2 工作站4 工作站2 工作站3 工作站3 a)正常工作状态 b)故障状态 图6-6光旁路开关 在FDDI网络中，双环冗余和光旁路开关两种容错措施都是为了解决环或站点故障，但这两 种措施对于集中器发生故障的情况就无能为力了。在许多高可靠性的场合，要求服务器或路由
绕过有故障的站点，从而将故障隔离，如图 6 - 6所示。 图6-5 FDDI网络重构的各种情况 图6-6 光旁路开关 在F D D I网络中，双环冗余和光旁路开关两种容错措施都是为了解决环或站点故障，但这两 种措施对于集中器发生故障的情况就无能为力了。在许多高可靠性的场合，要求服务器或路由 第6章第高速局域网第第9 5 下载 a) 正常情况 c) 单个站点故障 d) 两个线路故障 b) 单个线路故障 工作站1 工作站3 a) 正常工作状态 b) 故障状态 工作站2 光旁路开关 （正常配置） 光旁路开关 （旁路配置） 有 故 障 工作站4 工作站4 工作站2 工作站3 工作站1 A A A A A A A A B B B B B B B B
96 第二部分底层物理网络 China-pub.com 载 器等关键设备与网络的连接必须非常稳定、可 靠。为此FDDI网络还提供了另外一种容错措施， 即双归宿(dual homing)技术，简称双归。双 归技术就是将服务器或路由器分别连到两个集 中器上。正常情况下，服务器或路由器通过其 中一个集中器与FDDI网络相连，而当此集中器 出现故障时，将自动切换到另一个集中器，以 保证服务器和路由器等关键设备与网络的连通 性。FDDI网络的双归接法如图6-7所示。 服务器 路由器 6.1.7技术指标 图6-7FDDI双归连接示意图 FDDI由于采用了光纤作为传输介质，同时又增加了容错处理能力，从而使其具有独特的优 越性，概括起来主要有如下几点： (1)高带宽 FDDI充分利用了光纤通信技术带来的高带宽，以I25MHz的时钟频率实现10 DMbpsf的数据传 输速率，比传统的局域网提高了10倍的数据传输能力。 (2)大容量 在1O0Mbps传输速率的基础上，FDDI还采用了多数据帧的处理方式，大大提高了网络带宽 的利用率，真正做到了大容量的数据传输。 (3)长距离 光纤介质传输损耗非常低，因而使得光纤介质的不间断传输距离可以很长。多模光纤的不 中继传输距离为2公里，而单模光纤的传输距离则可达40-100公里。 (4)高可靠件 由于在FDDI网络的拓扑结构设计中采用了独特的双归冗余技术，使得FDDI网络的可靠性大 大提高。FDDI网络在各种故障情况下都能正常运行。 (5)安全性好 光纤介质是通过光信号传输数据的，因而它不产生任何电磁辐射，也不受各种电磁干扰的 影响。因此FDDI可在强电流和强干扰等恶劣环境下使用，并能保持数据传输的高度可靠和安全。 表6-2给出了FDDI网络的一些技术指标。 表6-2FDD1的主要技术指标 项目 指标 拓扑结构 树型、双环、混合型 物理频宽 125MHz 数据传输率 100Mbps 介质访问方式 定时令牌协议 延时时间 10-200毫
器等关键设备与网络的连接必须非常稳定、可 靠。为此F D D I网络还提供了另外一种容错措施， 即双归宿（ dual homing）技术，简称双归。双 归技术就是将服务器或路由器分别连到两个集 中器上。正常情况下，服务器或路由器通过其 中一个集中器与 F D D I网络相连，而当此集中器 出现故障时，将自动切换到另一个集中器，以 保证服务器和路由器等关键设备与网络的连通 性。F D D I网络的双归接法如图6 - 7所示。 6.1.7 技术指标 F D D I由于采用了光纤作为传输介质，同时又增加了容错处理能力，从而使其具有独特的优 越性，概括起来主要有如下几点： (1) 高带宽 F D D I充分利用了光纤通信技术带来的高带宽，以 1 2 5 M H z的时钟频率实现1 0 0 M b p s的数据传 输速率，比传统的局域网提高了 1 0倍的数据传输能力。 (2) 大容量 在1 0 0 M b p s传输速率的基础上， F D D I还采用了多数据帧的处理方式，大大提高了网络带宽 的利用率，真正做到了大容量的数据传输。 (3) 长距离 光纤介质传输损耗非常低，因而使得光纤介质的不间断传输距离可以很长。多模光纤的不 中继传输距离为2公里，而单模光纤的传输距离则可达 4 0 ~ 1 0 0公里。 (4) 高可靠性 由于在F D D I网络的拓扑结构设计中采用了独特的双归冗余技术，使得 F D D I网络的可靠性大 大提高。F D D I网络在各种故障情况下都能正常运行。 (5) 安全性好 光纤介质是通过光信号传输数据的，因而它不产生任何电磁辐射，也不受各种电磁干扰的 影响。因此F D D I可在强电流和强干扰等恶劣环境下使用，并能保持数据传输的高度可靠和安全。 表6 - 2给出了F D D I网络的一些技术指标。 表6-2 FDDI的主要技术指标 项 目 指 标 拓扑结构 树型、双环、混合型 物理频宽 1 2 5 M H z 数据传输率 1 0 0 M b p s 介质访问方式 定时令牌协议 延时时间 1 0 ~ 2 0 0毫秒 96第第第二部分第底层物理网络 下载 FDDI 集中器 服务器 路由器 图6-7 FDDI双归连接示意图
Chi通a-bub.coM 第6幸高速局城网 97 下载 (续) 项目 指标 右效负荷 99.5% 品大地尺计 4500字节 网上最大结点数 500个 最大站间距离 2公里（多模光纤）。10公里（单模光纤） 最大环型网，总长度 100公里 6.2快速以太网 FDDI曾被认为是新一代的LAN,但是除了在主干网市场外，FDDI很少被使用。原因在于 FDDI协议过于复杂，从而导致FDDI协议芯片复杂且价格昂贵。FDDI的昂贵价格使得它很难成 为桌面用户的标准配置，从而影响了厂商的积极性，使得FDDI不能占据大块市场。人们从中得 到的教训就是必须保证产品的简单和易用。 由于FDDI的不普及，为向1 0Mbpsl以上LAN发展留下了一个空间。正是在这种环境下，1992 年EEE重新召集了802.3委员会，指示他们制定一个快速的LAN协议。但在IEEE内部出现了两种 截然不同的观点。一种观点是建议重新设计MAC协议和物理层协议，使用一种“请求优先级 的介质访问控制策略。它采用一种具有优先级、集中控制的介质访问控制方法，所以比我们熟 悉的CSMA/CD控制方法更适合于多媒体信息的传输。支持这种观点的人组成自己的委员会，建 立了他们自已的LAN标准，即IEEE802.12,常被称为10OVG-AnyLAN。.但由于它不兼容原先的 以太网，所以后来的发展不大。另一种观点则建议保留原来以太网的CSMA/CD协议及帧格式 同时为了节省时间，在物理层没有重新设计新协议，而是“嫁接”了FDDI物理层协议。只是后 来为了兼容原先10兆以太网的布线系统，又设计了可以使用3类非屏蔽双绞线的物理层协议。 802.3秀品今之所以决定保特8023原状.主要考虑到下面三个原因：①与现存成千上万个以 太网相兼容：②担心制定新的协议可能会出现不可预见的困难：③不需要引入更多新技术便可 完成这项工作。制定协议的工作进展非常顺利， 1995年6月IEEE正式采纳了快速以太网(Fas Ethernet)标准.该标准被命名为802.3u 快速以太网的基本思想是：保留802.3的帧格式和CSMA/CD协议，只是将数据传输率从 1 Mbps提高到10 DMbps,相应的位时从100ns减小到10ns。从技术上讲，快速以太网可以完全照 搬原来的10Base5和10Base2标准，只将最大电缆长度减少到原来的1/10并仍能检测到冲突。由 于使用UTP的快速以太网标准10Bse-T的优点如此突出，所以快速以太网是完全基于集线器的， 不再使用带有插入式分接头或BNC接头的同轴电缆。 快速以太网标准支持3种不同的物理层标准，分别是100Base-T4、100Base-TX和100Base-FX: 100Base-T4需要4对3类双绞线：一对专用于发送，一对专用于接收，另两对则是双向的。 将100Mbps的数据信号分配到3对电缆传输，从而降低了对电缆的要求。 100Base-TX需要2对高质量的双绞线：一对用于发送数据，另一对用于接收数据。这种电缆 类型既可以是5类非屏蔽双绞线(Category5),也可以是BMI类屏蔽双绞线(IBM Type I STP)。 我们一般把100Base-TX和100Base-T4统称为100Base-T。100BASE-T站点与集线器的最大距离不
（续） 项 目 指 标 有效负荷 9 9 . 5％ 最大帧尺寸 4 5 0 0字节 网上最大结点数 5 0 0个 最大站间距离 2公里（多模光纤），1 0 0公里（单模光纤） 最大环型网总长度 1 0 0公里 6.2 快速以太网 F D D I曾被认为是新一代的 L A N，但是除了在主干网市场外， F D D I很少被使用。原因在于 F D D I协议过于复杂，从而导致 F D D I协议芯片复杂且价格昂贵。 F D D I的昂贵价格使得它很难成 为桌面用户的标准配置，从而影响了厂商的积极性，使得 F D D I不能占据大块市场。人们从中得 到的教训就是必须保证产品的简单和易用。 由于F D D I的不普及，为向1 0 M b p s以上L A N发展留下了一个空间。正是在这种环境下， 1 9 9 2 年I E E E重新召集了8 0 2 . 3委员会，指示他们制定一个快速的 L A N协议。但在I E E E内部出现了两种 截然不同的观点。一种观点是建议重新设计 M A C协议和物理层协议，使用一种“请求优先级” 的介质访问控制策略。它采用一种具有优先级、集中控制的介质访问控制方法，所以比我们熟 悉的C S M A / C D控制方法更适合于多媒体信息的传输。支持这种观点的人组成自己的委员会，建 立了他们自己的L A N标准，即I E E E 8 0 2 . 1 2，常被称为1 0 0 V G - A n y L A N。但由于它不兼容原先的 以太网，所以后来的发展不大。另一种观点则建议保留原来以太网的 C S M A / C D协议及帧格式， 同时为了节省时间，在物理层没有重新设计新协议，而是“嫁接”了 F D D I物理层协议。只是后 来为了兼容原先1 0兆以太网的布线系统，又设计了可以使用 3类非屏蔽双绞线的物理层协议。 8 0 2 . 3委员会之所以决定保持 8 0 2 . 3原状，主要考虑到下面三个原因：①与现存成千上万个以 太网相兼容；②担心制定新的协议可能会出现不可预见的困难；③不需要引入更多新技术便可 完成这项工作。制定协议的工作进展非常顺利， 1 9 9 5年6月I E E E正式采纳了快速以太网（ F a s t E t h e r n e t）标准，该标准被命名为8 0 2 . 3 u。 快速以太网的基本思想是：保留 8 0 2 . 3的帧格式和 C S M A / C D协议，只是将数据传输率从 1 0 M b p s提高到1 0 0 M b p s，相应的位时从1 0 0 n s减小到1 0 n s。从技术上讲，快速以太网可以完全照 搬原来的1 0 B a s e 5和1 0 B a s e 2标准，只将最大电缆长度减少到原来的 1 / 1 0并仍能检测到冲突。由 于使用U T P的快速以太网标准 1 0 B a s e - T的优点如此突出，所以快速以太网是完全基于集线器的， 不再使用带有插入式分接头或 B N C接头的同轴电缆。 快速以太网标准支持3种不同的物理层标准，分别是1 0 0 B a s e - T 4、1 0 0 B a s e - T X和1 0 0 B a s e - F X。 1 0 0 B a s e - T 4需要4对3类双绞线：一对专用于发送，一对专用于接收，另两对则是双向的。 将1 0 0 M b p s的数据信号分配到3对电缆传输，从而降低了对电缆的要求。 1 0 0 B a s e - T X需要2对高质量的双绞线：一对用于发送数据，另一对用于接收数据。这种电缆 类型既可以是5类非屏蔽双绞线（Category 5），也可以是IBM 1类屏蔽双绞线（IBM Type 1 STP）。 我们一般把1 0 0 B a s e - T X和1 0 0 B a s e - T 4统称为1 0 0 B a s e - T。1 0 0 B A S E - T站点与集线器的最大距离不 第6章第高速局域网第第9 7 下载
98 第二部分底层物理网络 China-pub.com 载 超过100米。 100Base-FX的标准电缆类型是内径为62.5um、外经为125um的多模光缆。光缆仅需一对光 纤：一路用于发送，一路用于接收。100Base-FX可将站点与服务器的最大距离增加到185米，服 务器和工作站之间（无集线器）的最大距离增加到约400米：而使用单模光纤时可达2公里。表 6-3给出了快速以太网3种不同的物理层标准。 表6-3快谏以太网3种物理层标准 100Base-TX 100Base-FX 100Base-T4 支持全双工 是 否 电缕对数 两对双鲛线 一对光纤 四对双纹线 电缆类型 UTP Cat 5.STP Type1 多模/单模光纤 UTPCat3 最大距离 100m 200m,2km 100m 接口类型 RJ.45或DB9 MIC.ST.SC RJ-45 快速以太网集线器的工作方式类似于802.3集线器。它的所有端口也构成一个冲突域，在某 一时刻只有一个站点可以发送数据。快速以太网支持Class I和ClassⅡ两种类型的集线器。Class 1集线器延时比较大，该种类型的集线器首先将收到的电信号转换为数字信号，经过放大处理再 将数字信号转换为电信号发往其他端口。ClassI集线器支持各种介质类型的端口，但一个冲突域 只能配置一个Class I集线器。ClassⅡ集线器的延时比Class I集线器小，它可直接转发电信号。 ClassⅡ集线器只能支持100Base-T类型的端口，一个冲突域只能配置两个ClassⅡ集线器。 快速以太网也可以使用交换式集线器，即快速以太网交换机，它的工作原理也类似于802.3 交换机，在此不再讨论。 最后需要指出的是，所有的快速以太网交换机均可同时支持I0Mbps和1 00Mbpsf的端口。这 是由于交换机一般都有缓冲存储器，可以在不同速率的端口之间进行速率匹配。 6.3千兆位以太网 千兆位以太网是近期推出的高速局域网技术，以适应用户对网络带宽的需求。它在局域网 组网技术上与ATM形成竞争格局。千兆位以太网是EEE802.3以太网标准的扩展，编号为802.3z, 其数据传输率为1000Mbps(即1Gbps,因此也称吉比特以太网)。千兆位以太网基本保留了原以 太网MAC层CSMA/CD协议，但它对CSMA/CD协议进行了一些改动，增加了一些新的特性。为 节省标准制定时间，千兆位以太网的物理层没有重新设计新协议，而是“嫁接”了ANSIX3T11 的光纤通道(Fiber Channel,FC)的物理层协议(FC标准中关于物理介质和接口的FC-O和关于 编码解码的FC-1这两部分)。传输介质可以采用：①阻抗为150欧姆的屏蔽双绞线(STP),其标 准为1000Base-CX,传输距离为25m;②5类非屏蔽双绞线，其标准为1000Base-T,传输距离为 100m;③使用短波长光源的1000Base-SX标准，该物理层标准支持62.5um和s0um两种直径的多 模光纤，传输距离分别为440m和550m;④使用长波长光源的1000Base-LX标准，该物理层标准 支持62.5μm和50μm两种直径的多模光纤和直径为5um的单模光纤，传输距离分别为250m 550m和3km。表6-4给出了千兆位以太网传输介质与距离的关系
超过1 0 0米。 1 0 0 B a s e - F X的标准电缆类型是内径为 6 2 . 5 µ m 、外经为1 2 5 µ m 的多模光缆。光缆仅需一对光 纤：一路用于发送，一路用于接收。 1 0 0 B a s e - F X可将站点与服务器的最大距离增加到 1 8 5米，服 务器和工作站之间（无集线器）的最大距离增加到约 4 0 0米；而使用单模光纤时可达 2公里。表 6 - 3给出了快速以太网3种不同的物理层标准。 表6-3 快速以太网3种物理层标准 1 0 0 B a s e - T X 1 0 0 B a s e - F X 1 0 0 B a s e - T 4 支持全双工 是 是 否 电缆对数 两对双绞线 一对光纤 四对双绞线 电缆类型 UTP Cat 5，STP Type 1 多模/单模光纤 UTP Cat 3 最大距离 1 0 0 m 2 0 0 m，2 k m 1 0 0 m 接口类型 R J - 4 5或D B 9 M I C，S T，S C R J - 4 5 快速以太网集线器的工作方式类似于 8 0 2 . 3集线器。它的所有端口也构成一个冲突域，在某 一时刻只有一个站点可以发送数据。快速以太网支持 Class I和Class II两种类型的集线器。C l a s s I集线器延时比较大，该种类型的集线器首先将收到的电信号转换为数字信号，经过放大处理再 将数字信号转换为电信号发往其他端口。 Class I集线器支持各种介质类型的端口，但一个冲突域 只能配置一个 Class I集线器。Class II集线器的延时比 Class I集线器小，它可直接转发电信号。 Class II集线器只能支持1 0 0 B a s e - T类型的端口，一个冲突域只能配置两个 Class II集线器。 快速以太网也可以使用交换式集线器，即快速以太网交换机，它的工作原理也类似于 8 0 2 . 3 交换机，在此不再讨论。 最后需要指出的是，所有的快速以太网交换机均可同时支持 1 0 M b p s和1 0 0 M b p s的端口。这 是由于交换机一般都有缓冲存储器，可以在不同速率的端口之间进行速率匹配。 6.3 千兆位以太网 千兆位以太网是近期推出的高速局域网技术，以适应用户对网络带宽的需求。它在局域网 组网技术上与AT M形成竞争格局。千兆位以太网是 I E E E 8 0 2 . 3以太网标准的扩展，编号为8 0 2 . 3 z， 其数据传输率为1 0 0 0 M b p s（即1 G b p s，因此也称吉比特以太网）。千兆位以太网基本保留了原以 太网M A C层C S M A / C D协议，但它对C S M A / C D协议进行了一些改动，增加了一些新的特性。为 节省标准制定时间，千兆位以太网的物理层没有重新设计新协议，而是“嫁接”了 ANSI X3T11 的光纤通道（Fiber Channel，F C）的物理层协议（F C标准中关于物理介质和接口的 F C - 0和关于 编码解码的F C - 1这两部分）。传输介质可以采用：①阻抗为 1 5 0欧姆的屏蔽双绞线（ S T P），其标 准为1 0 0 0 B a s e - C X，传输距离为2 5 m；②5类非屏蔽双绞线，其标准为 1 0 0 0 B a s e - T，传输距离为 1 0 0 m；③使用短波长光源的 1 0 0 0 B a s e - S X标准，该物理层标准支持 6 2 . 5 µ m 和5 0 µ m 两种直径的多 模光纤，传输距离分别为 4 4 0 m和5 5 0 m；④使用长波长光源的 1 0 0 0 B a s e - L X标准，该物理层标准 支持6 2 . 5 µ m 和5 0 µ m 两种直径的多模光纤和直径为 5 µ m 的单模光纤，传输距离分别为 2 5 0 m、 5 5 0 m和3 k m。表6 - 4给出了千兆位以太网传输介质与距离的关系。 98第第第二部分第底层物理网络 下载