2023年网络工程师（软考）复习资料二

网络知识综合篇壹.网络基础知识一．计算机网络的分类1.按照网络的分布范围分类a.局域网LＡN(ＬｏcalAｒeaNetwork)局域网是将社区域内的各种通信设备互连在一起的网络，其分布范围局限在一个办公室、一幢大楼或一个校园内,用于连接个人计算机、工作站和各类外围设备以实现资源共享和信息互换。它的特点是分布距离近（通常在10００m到2023ｍ范围内)，传输速度高（一般为1Mbps到２0Mｂpｓ),连接费用低,数据传输可靠，误码率低等。ｂ.广域网ＷAＮ（WｉdeAｒeaNetｗｏrｋ)广域网也称远程网，它的联网设备分布范围广，一般从数公里到数百至数千公里。因此网络所涉及的范围可以是市、地区、省、国家,乃至世界范围。由于它的这一特点使得单独建造一个广域网是极其昂贵和不现实的，所以，经常借用传统的公共传输（电报、电话)网来实现。此外,由于传输距离远，又依靠传统的公共传输网,所以错误率较高。ｃ.城域网ＭＡN(MｅtrｏpolitanAreaNeｔwork)城域网的分布范围介于局域网和广域网之间，其目的是在一个较大的地理区域内提供数据、声音和图像的传输。2.网络的互换方式分类a.电路互换网电路互换方式是在用户开始通信前,先申请建立一条从发送端到接受端的物理信道,并且在双方通信期间始终占用该信道。此方式类似于传统的电话互换方式。b.报文互换网报文互换方式是把要发送的数据及目的地址包含在一个完整的报文内,报文的长度不受限制。报文互换采用存储－转发原理，每个中间节点要为途径的报文选择适当的途径，使其能最终到达目的端。此方式类似于古代的邮政通信,邮件由途中的驿站逐个存储转发同样。c.分组互换网分组互换方式是在通信前,发送端先把要发送的数据划分为一个个等长的单位(即分组)，这些分组逐个由各中间节点采用存储-转发方式进行传输，最终到达目的端。由于分组长度有限,可以比报文更加方便的在中间节点机的内存中进行存储解决，其转发速度大大提高。除了以上二种分类方法外,还可按采用的传输媒体分为双绞线网、同轴电缆网、光纤网、无线网;按网络传输技术可分为广播式网络和点到点式网络；按所采用的拓扑结构将计算机网络分为星形网、总线网、环形网、树形网和网形网;按信道的带宽分为窄带网和宽带网;按不同的用途分为科研网、教育网、商业网、公司网等。二.计算机网络的拓扑结构网络拓扑结构是指抛开网络电缆的物理连接来讨论网络系统的连接形式，是指网络电缆构成的几何形状，它能从逻辑上表达出网络服务器、工作站的网络配置和互相之间的连接。网络拓扑结构按形状可分为：星型、环型、总线型、树型及总线／星型及网状拓扑结构。1.星型拓扑结构:星型布局是以中央结点为中心与各结点连接而组成的,各结点与中央结点通过点与点方式连接,中央结点执行集中式通信控制策略,因此中央结点相称复杂，承担也重。以星型拓扑结构组网,其中任何两个站点要进行通信都要通过中央结点控制。中央结点重要功能有:＊为需要通信的设备建立物理连接；*为两台设备通信过程中维持这一通路;*在完毕通信或不成功时,拆除通道。在文献服务器/工作站（FｉleＳｅrvｅｒｓ/Woｒkstａtion)局域网模式中,中心点为文献服务器,存放共享资源。由于这种拓扑结构，中心点与多台工作站相连,为便于集中连线，目前多采用集线器(HUB)。星型拓扑结构优点：网络结构简朴,便于管理、集中控制，组网容易，网络延迟时间短,误码率低。缺陷:网络共享能力较差,通信线路运用率不高,中央节点承担过重,容易成为网络的瓶颈,一旦出现故障则全网瘫痪。２.环型拓扑结构环形网中各结点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环形通信线路中,环路上任何结点均可以请求发送信息。请求一旦被批准,便可以向环路发送信息。环形网中的数据可以是单向也可是双向传输。由于环线公用,一个结点发出的信息必须穿越环中所有的环路接口,信息流中目的地址与环上某结点地址相符时，信息被该结点的环路接口所接受，而后信息继续流向下一环路接口,一直流回到发送该信息的环路接口结点为止。环形网的优点：信息在网络中沿固定方向流动，两个结点间仅有唯一的通路,大大简化了途径选择的控制;某个结点发生故障时,可以自动旁路，可靠性较高。缺陷：由于信息是串行穿过多个结点环路接口，当结点过多时,影响传输效率，使网络响应时间变长;由于环路封闭故扩充不方便。3.总线拓扑结构用一条称为总线的中央主电缆,将互相之间以线性方式连接的工站连接起来的布局方式，称为总线形拓扑。在总线结构中,所有网上微机都通过相应的硬件接口直接连在总线上，任何一个结点的信息都可以沿着总线向两个方向传输扩散，并且能被总线中任何一个结点所接受。由于其信息向四周传播，类似于广播电台，故总线网络也被称为广播式网络。总线有一定的负载能力,因此，总线长度有一定限制,一条总线也只能连接一定数量的结点。总线布局的特点：结构简朴灵活,非常便于扩充;可靠性高,网络响应速度快；设备量少、价格低、安装使用方便；共享资源能力强,非常便于广播式工作，即一个结点发送所有结点都可接受。在总线两端连接的器件称为端结器(末端阻抗匹配器、或终止器）。重要与总线进行阻抗匹配,最大限度吸取传送端部的能量，避免信号反射回总线产生不必要的干扰。总线形网络结构是目前使用最广泛的结构,也是最传统的一种主流网络结构，适合于信息管理系统、办公自动化系统领域的应用。4.树型拓扑结构树形结构是总线型结构的扩展,它是在总线网上加上分支形成的，其传输介质可有多条分支,但不形成闭合回路,树形网是一种分层网,其结构可以对称,联系固定，具有一定容错能力，一般一个分支和结点的故障不影响另一分支结点的工作，任何一个结点送出的信息都可以传遍整个传输介质,也是广播式网络。一般树形网上的链路相对具有一定的专用性，无须对原网做任何改动就可以扩充工作站。５.总线/星型拓扑结构用一条或多条总线把多组设备连接起来,相连的每组设备呈星型分布。采用这种拓扑结构，用户很容易配置和重新配置网络设备。总线采用同轴电缆,星型配置可采用双绞线。6.网状拓扑结构将多个子网或多个局域网连接起来构成网际拓扑结构。在一个子网中,集线器、中继器将多个设备连接起来,而桥接器、路由器及网关则将子网连接起来。根据组网硬件不同，重要有三种网际拓扑:a.网状网:在一个大的区域内，用无线电通信连路连接一个大型网络时,网状网是最佳的拓扑结构。通过路由器与路由器相连，可让网络选择一条最快的途径传送数据。ｂ.主干网:通过桥接器与路由器把不同的子网或LAＮ连接起来形成单个总线或环型拓扑结构，这种网通常采用光纤做主干线。ｃ.星状相连网：运用一些叫做超级集线器的设备将网络连接起来,由于星型结构的特点,网络中任一处的故障都可容易查找并修复。应当指出,在实际组网中,为了符合不同的规定,拓扑结构不一定是单一的,往往都是几种结构的混用。三.OSI参考模型1,物理层（physicallａyer）（1)重要作用:实现相邻节点之间比特数据流的透明传送,尽也许屏蔽具体传输介质和物理设备的差异.运用物理传输介质为数据链路层提供物理连接(物理信道),为数据链路层提供比特流服务.物理层是所有网络的基础,重要关心的问题有:用多少伏特电压表达"1",多少伏特电压表达＂0";一个比特连续多少微秒;是单工，半双工还是全双工;最初的连接如何建立和完毕,通信后连接如何终止网络接插件有多少针以及各针的用途.信道的最大带宽；传输介质(例如,是有导线的还是无导线的等);传输方式:是基带传输还是频带传输,或者两者均可;多路复用技术(FDM,TDM和WDM波分多路复用Wavｅ-ｌengthＤivｉsionMultipleｘinｇ);等等．(2)物理层的重要功能:物理连接的建立,维持和拆除.实体之间信息的按比特传输.实现四大特性的匹配(机械特性,电气特性,功能特性,规程特性)(３）物理层标准物理层标准重要任务就是要规定DCE设备和DTE设备的接口,涉及接口的机械特性,电气特性,功能特性和规程特性．DTE是数据终端设备．数据电路端接设备DCE.ＤCＥ的作用就是在DＴE和传输线路之间提供信号变换和编码的功能,并且负责建立，保持和释放数据链路的连接.DTE通过DＣＥ与通信传输线路相连,如图所示.是美国电子工业协会EIＡ制定的著名物理层标准.物理或机械特性:规定了DＴE和DＣE之间的连接器形式,涉及连接器形状，几何尺寸,引线数目和排列方式等.电气特性：规定了DTE和ＤCＥ之间多条信号线的连接方式,发送器和接受器的电气参数及其他有关电路的特性.电气特性决定了传送速率和传输距离．功能特性:对接口各信号线的功能给出了确切的定义，说明某些连线上出现的某一电平的电压表达的意义.规程特性:规定了DTE和ＤCE之间各接口信号线实现数据传输的操作过程(顺序）.物理层标准举例ＥIARＳ-232C／V．24接口标准RS是ＲｅcommendedSｔａｎｄａrd的缩写，即推荐标准.RS-2３２-C接口标准与国际电报电话征询委员会CCＩTＴ的V.24标准兼容，是一种非常实用的异步串行通信接口.RS-２32-Ｃ建议使用2５针的D型连接器DB－25，但是在微型计算机的RS－232C串行端口上,大多使用9针连接器DB-９，如下图所示.（4)常见物理层设备与组件物理传输中存在的重要问题第一大问题：信号衰减信号衰减限制了信号的传输距离信号衰减还经常会同时随着着信号的变形采用信号放大和整形的方法来解决信号衰减及其变形问题.第二大问题：噪声干扰噪声也许导致信号传输错误，即接受端难以从混杂了较大噪声的信号中提取出对的的数据.减少噪声的措施,如抵消与屏蔽,良好的端接和接地技术等常见物理组件RJ-45插座RJ-45头DＢ-25到DB-9的转换器常见物理层设备中继器(repｅaｔer)和集线器(hub)功能:连接相同的LAＮ网段；对从入口输入的物理信号进行放大和整形,然后再从出口输出(转发）.中继器具有典型的单进单出结构.集线器是多端口中继器.集线器常见的端口规格有4口,8口,1６口和2４口等.如下图所示:２,数据链路层(Dataliｎklayer）（１)重要任务是负责相邻节点之间的可靠传输,通过加强物理层传输原始比特的功能,使之网络层表现为一条无错线路,数据链路层的传输单元为帧.重要关心:成帧与拆帧.以帧(framｅ)为单位（产生帧,辨认帧的边界）;差错控制;(流量控制（防止高速的发送方的数据将低速的接受方＂淹没").广播式网络在数据链路层还要解决：如何控制对共享信道的访问等等．(２)重要设备：互换机网桥3,网络层（Networｋｌayer)(1)网络层的任务就是要选择合适的路由,使发送站传输层所传下来的数据可以对的无误地按地址送到目的站.网络层的传输单元被称为分组(或称包)．执行途径选择算法,使分组在通信子网中有一条最佳途径；拥塞控制．防止子网中同时出现过多的分组而互相阻塞通路,形成瓶颈;记帐功能；异种网络互联.(2)重要设备:路由器:三层互换机4,传输层（Trａnsportlayer)(核心层)重要任务:负责端到端节点间数据传输和控制功能．传输层是ＯSI中承上启下层,下三层面向网络通信,保证信息准确传输;上三层面向用户主机,为用户提供各种服务.传输层不涉及中间转发节点,即与使用的网络无关.重要功能:填补网络层服务质量的局限性,为会话层提供端-端的可靠数据传输服务.涉及两端主机之间的流量控制.5,会话层(Sessｉonlayer）重要目的是组织和同步在两个通信的会话用户之间的对话,并管理数据的互换.会话层的功能是在两个节点间建立,维护和释放面向用户的连接．会话连接的建立是在传输连接的基础上进行的.6，表达层（Presenｔatiｏｎlaｙer）重要用于解决在两个通信系统中互换信息的表达方式．它涉及数据格式变换，数据加密与解密,数据压缩与恢复等功能.7,应用层(Ａpplicaｔionlａｙer)应用层是OSI的最高层,它为ＯSI模型以外的应用程序提供服务.应用层中包含大量的，人们普遍需要的协议.如网络虚拟终端(VT,VirtualTerｍｉｎaｌ,文献传输,电子邮件,目录服务,远程数据库访问等．常用设备:网关网关是一种充当转换重任的计算机系统或设备.在使用不同的通信协议，数据格式或语言,甚至体系结构完全不同的两种系统之间,网关是一个翻译器．与网桥只是简朴地传达信息不同,网关对收到的信息要重新打包,以适应目的系统的需求.同时，网关也可以提供过滤和安全功能.大多数网关运营在OＳI7层协议的顶层-－应用层.四.TCP／IＰ参考模型１,TＣＰ／IP分为四层TＣP/ＩＰ模型是Iｎtｅrnｅt事实上标准.统一的网络地址分派方案,使得整个ＴＣP/IＰ设备在网络中都具有唯一的IP地址.标准化的高层协议,可以提供多种可靠的用户服务.TCP／ＩＰ独立于特定的网络硬件,可以运营在局域网,广域网,更合用于互联网.2,ＯSI参考模型与TCP/ＩP参考模型应当指出,ＴCP/IP是OSI模型之前的产物,所以两者间不存在严格的相应关系．3,互联网层(Ｉnterｎetlaｙer)（网际层)(1）互联网层涉及协议：互联网络协议,即ＩP协议(ＩntｅrｎeｔPrｏｔｏｃol),规定互联网层数据分组格式.因特网控制消息协议(ICMP)：提供网络控制和消息传递功能.地址解释协议(ARＰ)：提供ＩP地址和网卡MAC地址转换功能.反向地址转换协议(RARP）:ｍaｃIP(２）互联网层重要功能:①解决来自传输层发送请求；②解决接受的ＩP分组.根据目的IP地址转发该IP分组，或者当目的主机就是本主机时,将IP分组上交给其传输层.③解决互联的途径，流量控制和拥塞问题.由于ＩP分组独立地传送到目的主机,所以一个报文的不同分组也许通过不同的途径.4,传输层(Tranｓportｌaｙer):(1）功能：使源端和目的端主机对等实体进行会话．(２)使用的协议:传输控制协议TCP（TraｎsｍissｉoｎＣｏｎtrｏlProtocol)和用户数据报协议UDP(UserＤaｔａPrｏｔocoｌ).TCP是一个面向连接的协议，使从源机器发出的字节流无差错地发往目的机器.ＵＤＰ是一个无连接协议.它不检查所收到的分组的顺序，也不对这些分组进行排序,而是交给应用层完毕.5，应用层(Appｌicationlayer）它包含所有高层协议.例如,虚拟终端协议TＥLＮＥT(远程登录),文献传输协议FTP，电子邮件协议SMTP(简朴邮件传输协议),域名系统服务DＮS,网络新闻传输协议ＮNTP,超文本传输协议HTTP等.TＩＰS:网络体系结构是一种分层结构分层的目的是把复杂的网络互联问题划分为若干个较小的，单一的问题,在不同层上予以解决协议是通信双方对等层的会话规则上层通过下层的服务来与对方的对等层会话层和协议就构成了网络体系结构OSI/RM是一种"官方＂的国际标准ＴCP／ＩP是一种"事实上"的国际标准贰.局域网和城域网一.ＣSMA／ＣD1.ＣSMA/CＤ(带冲突检测的载波监听多路访问控制)CSMA/CＤ是一种常用争用的方法来决定对媒体访问权的协议，这种争用协议只合用于逻辑上属于总线拓扑结构的网络。在总线网络中，每个站点都能独立地决定帧的发送,若两个或多个站同时发送帧,就会产生冲突,导致所发送的帧都犯错。因此,一个用户发送信息成功与否，在很大限度上取决于监测总线是否空闲的算法，以及当两个不同节点同时发送的分组发生冲突后所使用的中断传输的方法。总线争用技术可分为载波监听多路访问ＣＳＭA和具有冲突检测的载波监听多路访问CSMＡ／CD两大类。2.载波监听多路访问CSMA载波监听多路访问CＳＭA的技术，也称做无听后说LBT（ListemBｅfｏreＴａlk)。要传输数据的站点一方面对媒体上有无载波进行监听，以拟定是否有别的站点在传输数据。假如媒体空闲,该站点便可传输数据；否则，该站点将避让一段时间后再做尝试。这就需要有一种退避算法来决定避让的时间,常用的退避算法有非坚持、1-坚持、P－坚持三种。a、非坚持算法算法规则为:⑴假如媒本是空闲的，则可以立即发送。⑵假如媒体是忙的，则等待一个由概率分布决定的随机重发延迟后，再反复前一环节。采用随机的重发延迟时间可以减少冲突发生的也许性。非坚持算法的缺陷是:即使有几个着眼点为都有数据要发送,但由于大家都在延迟等待过程中,致使媒体仍也许处在空闲状态，使用率减少。ｂ、1－坚持算法算法规则：⑴假如媒体空闲的,则可以立即发送。⑵假如媒体是忙的,则继续监听，直至检测到媒体是空闲,立即发送。⑶假如有冲突(在一段时间内未收到肯定的回复)，则等待一随机量的时间,反复环节⑴~⑵。这种算法的优点是：只要媒体空闲，站点就立即可发送，避免了媒体运用率的损失;其缺陷是:假若有两个或两个以上的站点有数据要发送,冲突就不可避免。ｃ、P－坚持算法算法规则：⑴监听总线,假如媒体是空闲的,则以Ｐ的概率发送,而以(1-P)的概率延迟一个时间单位。一个时间单位通常等于最大传播时延的2倍。⑵延迟一个时间单位后,再反复环节⑴。⑶假如媒体是忙的，继续监听直至媒体空闲并反复环节⑴。Ｐ-坚持算法是一种既能像非坚持算法那样减少冲突，又能像１-坚持算法那样减少媒体空闲时间的折中方案。问题在于如何选择P的有值，这要考虑到避免重负载下系统处在的不稳定状态。假如媒体是忙时,有N个站有数据等待发送,一旦当前的发送完毕时,将要试图传输的站的总盼望数为NP。假如选择P过大,使ＮP>１,表白有多个站点试图发送，冲突就不可避免。最坏的情况是,随着冲突概率的不断增大,而使吞吐量减少到零。所以必须选择适当Ｐ值使NP<1。当然P值选得过小,则媒体运用率又会大大减少。3.具有冲突检测的载波监听多路访问ＣSMＡ/CD在CＳMA中,由于信道传播时延的存在,即使总线上两个站点没有监听到载波信号而发送帧时,仍也许会发生冲突。由于ＣSＭＡ算法没有冲突检测功能，即使冲突已发和，仍然将已破坏的帧发送完，使总线的运用率减少。一种CSMA的改善方案是使发送站点传输过程中仍继续监听媒体,以检测是否存在冲突。假如发生冲突,信道上可以检测到超过发送站点自身发送的载波信号的幅度，由此判断出冲突的存在。一于检测到冲突,就立即停止发送，并向总线上发一串阻塞信号,用以告知总线上其它各有关站点。这样,通道容量就不致因白白传送已受损的帧而浪费，可以提高总线的运用率。这种方案称做载波监听多路访问/冲突检测协议,简写为ＣSMA/CD,这种协议已广泛应用于局域网中。CSMA/CＤ的代价是用于检测冲突所花费的时间。对于基带总线而言,最坏情况下用于检测一个冲突的时间等于任意两个站之间传播时延的两倍。从一个站点开始发送数据到另一个站点开始接受数据，也即载波信号从一端传播到另一端所需的时间，称为信号传播时延。信号传播时延(μs）=两站点的距离（m)/信号传播速度(ｍ/μs)。假定A、B两个站点位于总线两端，两站点之间的最大传播时延为tp。当A站点发送数据后，通过接近于最大传播时延ｔｐ时，B站点正好也发送数据,此时冲突便发生。发生冲突后,B站点立即可检测到该冲突,而A站点需再通过一份最大传播时延tp后，才干检测出冲突。也即最坏情况下,对于基带CSMA/CＤ来说，检测出一个冲突的时间等于任意两个站之间最大传播时延的两倍（２tp）。数据帧从一个站点开始发送，到该数据帧发送完毕所需的时间和为数据传输时延;同理,数据传输时延也表达一个接受站点开始接受数据帧，到该数据帧接受完毕所需的时间。数据传输时延(ｓ)=数据帧长度（ｂiｔ）／数据传输速率(bps）。若不考虑中继器引入的延迟,数据帧从一个站点开始发送，到该数据帧被另一个站点所有接受所需的总时间，等于数据传输时延与信号传播时延之和。由于单向传输的因素,对于宽带总线而言,冲突检测时间等于任意两个站之间最大传播时延的4倍。所以,对于宽带CSＭA/ＣD来说，规定数据帧的传输时延至少4倍于传播时延。在ＣSMＡ／ＣD算法中,一旦检测到冲突并发完阻塞信号后,为了减少再次冲突的概率,需要等待一个随机时间,然后再使用CSMＡ方法试图传输。为了保证这种退避操作维持稳定采用了一种称为二进制指数退避和算法，其规则如下:(１)对每个数据帧,当第一次发生冲突时，设立一个参量L＝2;(２)退避间隔取1到Ｌ个时间片中的一个随机数，1个小时片等于两站之间的最大传播时延的两倍;(３)当数据帧再次发生冲突，由将参量L加倍;(4)设立一个最大重传次数,超过该次数,则不再重传，并报告犯错。二进制指数退避算法是按后进先出LIＦO(ListInFｉrsｔＯｕt)的顺序控制的，即未发生冲突或很少发生冲突的数据帧,具有优先发送的概率;而发生过多次冲突的数据帧，发送成功的概率就更少。IＥEE802.３就是采用二进制指数退避和１-坚持算法的CSMＡ/ＣD媒体访问控制方法。这种方法在低负荷时,如媒体空闲时,要发送数据帧的站点能立即发送；在重负荷时，仍能保证系统的稳定性。由于在媒体上传播的信号会衰减，为保证能检测出冲突信号,CSMＡ／CD总线网限制一段无分支电缆的最大长度为50０米。二.IEEE８02.x标准IEEE８02StａndardsIＥEE８02标准电气和电子工程师协会(ＩEＥE)80２委员会或80２工程定义了局域网(LAN)标准。标准中的大部分是在80年代由委员会制订的，当时个人计算机联网刚刚兴起。１.IＥEE80２.１为ＩＥＥE的一个工作组(WorkingGｒoｕp)。此工作组负责IEEE802.１标准的制定。IEＥE80２.1标准提供了一个对整个IEEE8０２系列协议的概述,描述了IＥEE802标准和开放系统基本参照模型(即ISＯ的OSI7层模型)之间的联系,解释这些标准如何和高层协议交互,定义了标准化的媒体接入控制层(ＭＡＣ)地址格式,并且提供一个标准用于鉴别各种不同的协议。2.8０2.２逻辑链路控制定义了IEEＥ逻辑链路控制(ＬＬＣ)协议,这些协议保证数据在一条通信链路上可靠地传输。ＯSI协议栈中的数据链路层被提成了介质访问控制（MAC)子层和LＬC子层。在桥接器中,这两层作为一个模块化互换机制服务，如图I－５所示。一幅到达以太网并指定发送到令牌环网的帧被剥去该帧的以太网头部并用令牌环网头部重新封装这幅帧。LLＣ协议是由高级数据链路控制(HDLC)协议派生而来的，并且两者在操作上类似。注意，LＬC提供了服务访问点(SAP)地址，而MAC子层提供了一个设备的物理网络地址。SAP指定了运营于一台计算机或网络设备上的一个或多个应用进程地址。LLＣ提供了以下服务：面向连接的服务在这个服务中,一个会话是和一个目的站建立的，并且当数据传输结束时，就关闭这个会话。每个节点都自动地参与数据传输，但是这样的会话规定一个建立时间以及会话双方由于监控带来的额外开销。应答式面向连接服务这种服务类似于上面的服务，在这种服务中，分组传输是需要应答的。非应答式无连接服务在这种服务中不用建立会话，分组只是发往目的地。高层协议负责请求重发丢失的分组。由于LAN的高可靠性,这种服务因此成为LAＮ上的通常服务。3.802.3ＣSMA/CＤ网络ＩEEE802.3标准(ＩＳＯ８802-3)定义了在各种介质上带有冲突检测的载波监听多路访问(ＣSMA／CD)是如何操作的。这个标准还在同轴电缆、双绞线以及光纤介质上定义了联网方法。最初的传输速率是10Mbps，但最新的应用已经在数据级(data-gｒａdｅ)双绞线电缆上达成10０Ｍbｐｓ的传输率。参见“以太网”。4．8０2.４令牌总线网令牌总线标准定义了制造业中使用的一种宽带联网方案。它是由制造自动化协议（ＭAP)派生而来的。网络采用了在一个广播总线网上令牌传递的方法。令牌从一个站点传到网上的下一个站点，并且只有拥有令牌的站才干发送数据。令牌是以基于节点地址的逻辑顺序传递的,这个顺序也许与节点的物理地址相关,如同令牌环网中那样。在ＬＡN环境中,这个标准的应用不是很广。5.8０2.5令牌环网这个标准也叫ANSＩ802．1-1985,它为令牌环局域网定义了访问协议、电缆布线以及接口。IBM使得这个标准非常流行。它采用了令牌传递访问方法，且在物理上是以星形拓扑结构布线的，但组成的却是一个逻辑环。节点通过电缆连至一个中心访问单元(集线器)，中心访问单元能中继从一个站点到下一个站点的信号。为扩展网络，访问单元(集线器）也用电缆连接在一起。因此也就扩大逻辑环。光纤分布式数据接口(FＤDI)是基于802.5令牌环协议的,它是由Accredｉtｅd标准委员会(ASC)X3T9开发的。FDDI与８0２.2逻辑链路控制层兼容，因此也就与其它802联网标准兼容。6.802.6城域网(MAN)ＩEEE８0２.6ＭAN定义了一个高速协议，协议规定网上的每个站点都使用一种叫分布式队列双总线(DQDＢ)的访问方法共享一条双光纤总线。双总线提供了容错特性，当总线发生故障时，它能保持连接的正常工作。MAN标准是为一个大约50公里的城域范围内提供数据、声音和视频服务而设计的,MＡN标准规定的数据传输率是1.5Ｍbps、45Mbｐs和155Ｍbｐs．DQＤB是互换式多兆位数据服务（SＭDＳ)的基本访问协议，ＳMDS是许多公共电信局提供的一种在城域范围内建立专用网的方法。DQDB是一个信元中继网,互换固定长度为53个字节的信元;因此,它与宽带ISDN(B-ＩSＤN）和异步传输模式（ATM)兼容。信元的互换发生8０2.2的逻辑链路控制层。MAN服务有无连接服务,面向连接服务和实时视频服务。总线上有许多定长槽,这些槽是放置那些在总线上传递的数据的。任何一个想传输的站点只需简朴地把数据放在一个或多个槽中。但是,为了适应时间敏感的同步数据,固定间隔的定长槽必须保存以担保数据准时按序到达。７.802.7宽带技术征询组这个委员会向其它分委员会提供有关宽带联网技术的技术征询。8．802．8光纤技术征询组当用光纤来代替现有的基于铜缆的网络时，该组会向其它分委员会提供有关光纤网方面的技术征询。在本书写作时,推荐的标准仍在开发之中。9.802.9综合数据声音网ＩEＥE80２.９工作组的工作是把声音、数据和视频信号集成到802局域网（LAＮ)和综合业务数字网（ＩSDN)上传输。规范中定义的节点涉及电话、计算机和视频编码/解码器(ｃodｅcs)。该规范已经被称为综合的声音和数据规范,或IVD.这项服务在使用铜质双绞线的两个站点之间的通道连接中提供能携带数据和声音信息的多路复用流。标准中定义了几种不同类型的通道,涉及全双工6４Ｋbps无互换、电路互换或分组互换通道。10．８02.10网络安全技术征询组这个组的重要工作是定义在多个网络上进行互操作时的标准安全模型,在这个模型中加入鉴别和加密方法。在本书写作时,这个标准仍在发展之中。11.802.1１无线联网这个委员会正在为无线网定义标准。他们的重要工作是传输介质如扩频无线电、窄带无线电、红外线的标准化以及电线上的传输。该委员会也为网络计算的无线接口制订标准,在这个标准中,用户可借助笔式计算机、个人数字助理（PDA）以及其它便携设备与计算机系统相连。对无线网的访问计划两种方法。在分布式方法中,每个无线工作站自己控制对网络的访问。另一种中点配置方法就是连到有线网上的一台中心Hub控制无线工作站的传输。直到写这本书时，委员会的成员们偏爱分布式方法,但是中点配置方法也作为一个选项涉及在标准中。1２.802.12需求优先(１00ＶG－AnyＬAＮ)这个委员会正用由ＨP和其他供应商共同提出的需求优先访问方法来制订１0０Ｍbps的以太网标准。规定的电缆是4线铜质双绞线,需求优先访问方法是通过一台中心Ｈub来控制对电缆的访问。优先级方法可有效地支持实时多媒体信息的发送。三.令牌环媒体访问控制1．令牌环的结构令牌环在物理上是一个由一系列环接口和这些接口间的点-点链路构成的闭合环路,各站点通过环接口连到网上。对媒体具有访问权的某个发送站点,通过环接口出径链路将数据帧串行发送到环上;其余各站点一边从各自的环接口人径链路逐位接受数据帧，同时通过环接口出径链路再生、转发出去,使数据帧在环上从一个站点至下一个站点地环行,所寻址的目的站点在数据帧通过时读取其中的信息。最后,数据帧绕环一周返回发送站点，并由其从环上撤除所发的数据帧。2．令牌环的操作过程①网络空闲时,只有一个令牌在环路上绕行;②当一个站点要发送数据时，必须等待并获得一个令牌,将令牌的标志位置为1,随后便可发送数据;③环路中的每个站点边发送数据,边检查数据帧中的目的地址,若为本站点地址，便读取其中所携带的数据;④数据帧绕环一周返回时,发送站将其从环路上撤消;⑤发送站完毕数据发送后,重新产生-个令牌传至下一个站点，以使其他站点获得发送数据帧的许可权。3.环的比特度量当数据帧的传输时延等于信号在环路上的传播时延时,该数据帧的比特数就是以比特度量的环路长度。实际操作过程中,环路上的每个接口都会引人延迟，一般环路上每个接口相称于增长１位延迟。环的比专长度=信号传播时延×数据传输速率+接口延迟位数＝环路媒体长度×5（μＳ／km）×数据传输速率+接口延迟位数４.令牌环的MAC帧的格式IEＥE80２.5ＭＡＣ帧有两个基本格式:令牌帧和数据帧。5．令牌环的媒体访问控制功能①帧发送:采用沿环传递令牌的方法来实现对媒体的访问控制,取得令牌的站点具有发送一个数据帧或一系列数据帧的机会。②令牌发送:发送站完毕数据帧发送后,等待数据帧的返回。在等待期间,继续发送填充字符。一旦源地址与本站相符的数据帧返回后,即发送令牌。令牌发送之后,该站仍保持在发送状态,直到该站发送的所有数据帧从环路上撤消为止。③帧接受：若接受到的帧为信息帧，则将ＦＣ、DＡ、SA、Data及ＦS字段复制到接受缓冲区中,并随后将其转至适当的子层。④优先权操作:访问控制字段中的优先权位和预约位配合工作,使环路服务优先权与环上准备发送的PDU最高优先级匹配。四.令牌总线媒体访问控制1.令牌总线的结构令牌总线媒体访问控制是将局域网物理总线上的站点构成一个逻辑环，每一个站点都在一个有序的序列中被指定一个逻辑位置,序列中最后一个站点的后面又跟着第一个站点。在物理结构上它是一个总线结构局域网,但是在逻辑结构上，又成了一种环形结构的局域网。和令牌环同样,站点只有取得令牌,才干发送帧,而令牌在逻辑环上依次循环传递。2.令牌总线的特点①由于只有收到令牌帧的站点才干将信息帧送到总线上，所以令牌总线不也许产生冲突,因此也就没有最短帧长度的规定。②由于站点接受到令牌的过程是依次顺序进行的，因此对所有站点都有公平的访问权。③由于每个站点发送帧的最大长度可以加以限制,所以每个站点传输之前必须等待的时间总量总是"拟定"的。3．令牌总线的重要操作①环初始化,即生成一个顺序访问的顺序。网络开始启动时,或由于某种因素,在运营中所有站点不活动的时间超过规定的时间,都需要进行逻辑环的初始化。初始化的过程是一个争用的过程,争用的结果只有一个站点能取得令牌,其他站点用站插入的算法插入。②令牌传递算法。逻辑环按递减的站地址顺序组成，刚发完帧的站点将令牌传递给后继站，后继站应立即发送数据或令牌帧，原先释放令牌的站监听到总线上的信号,便可确认后继站已获得令牌。③站插入环算法。必须周期性地给未加入环的站点以机会，将它们插入到逻辑环的适当位置中。假如同时有几个站要插入时,可采用带有响应窗口的争用解决算法。④站退出环算法。可以通过将其前趋站和后继站连接到一起的办法,使不活动的站退出逻辑环，并修正逻辑环递减的站地址顺序。⑤故障解决。网络也许出现错误,这涉及令牌丢失引起断环、反复地址、产生多个令牌等。网络需要对这些故障做出相应的解决。五.光纤分布数据接口FDＤI1.ＦＤＤl的性能FDＤI数据传输速率达１00Ｍbpｓ,采用4Ｂ/5Ｂ，最大环路长度为2０0kｍ，最多可有10００个物理连接。若采用双环结构时，站点间距离在2kｍ以内，且每个站点与两个环路都有连接,则最多可连接50０个站点,其中每个单环长度限制在１00km内。2.FＤDI的数据编码FＤDI采用一种新的编码技术(称为4B/５Ｂ编码),在这种编码技术中,每次对4位数据进行编码,每４位数据编码成5位符号,用光的存在和不存在表达５位符号中每一位是1还是0,这种编码技术使得效率提高到80%。为了得到同步信号,采用两级编码的方法,先按4B/5Ｂ编码,然后再按倒相的不归零制（NRZI)方式进行编码。3.FDDl的时钟方案FＤDI标准规定使用分布式时钟方案,即在每个站点都配有独立的时钟和弹性缓冲器。进入站点缓冲器的数据时钟是按照输人信号的时钟拟定的,而从缓冲器输出的信号时钟则根据站点的时钟拟定,这种方案使环路中中继器的数目不受时钟偏移因素的限制。4.FＤDl的物理层分为两个子层（１）物理媒体依赖(PMD)，它在FDDI网络的节点之间提供点-点的数字基带通信；(２)物理层协议(PHY),它提供PＭＤ与数据链路层之间的连接。5.FDDl的数据链路层分为多个子层①可选的混合型环控制(HＲC):在共享的FＤＤI媒体上提供分组数据和电路互换数据的多路访问；②媒体访问控制(ＭＡC)：提供对于媒体的公平和拟定性访问、辨认地址、产生和验证帧校验序列;③可选的逻辑链路控制(LLC）:提供MAＣ与网络层之间所规定的分组数据适应服务的公共协议;④可选的电路互换多路器(ＣＳ-MUS)。六.ＡTM局域网技术ATM意即异步传输模式(aｓyｎcｈronoustｒansfｅｒｍode）。ATM技术是八十年代后期由IＴU-T针对电信网支持宽带多媒体业务而提出的。通过近十年的研究，到九十年代中期ＡTM技术已基本成熟，由ITＵ－T和ATＭ论坛制定的相关的国际标准也基本齐全,并有多个电信设备厂商和计算机网络设备厂商推出了商用化的ATM设备。此后，ATM网络的建设也得到了长足的发展,全世界许多网络(公用网或专用网）都已安装并使用了ＡＴM网路设备。ATＭ的传输介质经常是光纤，但是100m以内的同轴电缆或5类双绞线也是可以的。光纤可达数千米远。每个链路处在计算机和一个AＴM互换机之间或两个ＡTM互换机之间。换句话说,ＡＴM链路是点到点的(和LAN不同样，它在一条电缆上有许多发送方和接受方)。通过让信元从一条线路进入互换机并且从多条线路输出,可以获得广播效果。每条点到点链路是单向的。对于全双工操作需要两条链路,每个方向的流量占用一条。ATM的物理层涉及两个子层,即物理介质子层(PＭ)和传输会聚(TC)子层。其中物理介质子层提供比特传输能力，对比特定期和线路编码等方面作出了规定，并针对所采用的物理介质(如光纤、同轴电缆、双绞线等)定义其相应的特性；传输会聚子层的重要功能是实现比特流和信元流之间的转换。１．IP技术对ＡTM技术的影响IＰ技术是互联网的核心，在互联网中对于高层协议而言，通过统一的IP协议层(第三层）屏蔽了各种低层协议和物理网络技术(如X.25、DDＮ、以太网、令牌环、帧中继、ＡTM、SDH、WＤM)的差异,实现了＂IＰoｖereｖeｒythiｎg"的目的。IＰ技术成功的关键是其概念、方法与思想,例如其层次结构的包容性与开放性，以及简朴、实用、有效的原则。目前互联网的另一个目的是实现"evｅrythingonIＰ",其中的"everything"是指所有业务，涉及数据、图像和话音等，这些业务既有实时的,也有非实时的。要实现这样的目的，对于目前的IP技术来说是有相称大困难的,需要新技术来帮助解决。目前电信界有一种观点认为：随着IP技术和互联网的发展，未来的电信网将由IP技术一统天下,而ATM技术将退出历史舞台。其实只要仔细分析和研究IP技术和ATM技术各自的特点,就不难发现这种观点是片面的。对于网络(电信网或计算机网)建设而言，它的发展是不会随着新技术的出现而发生突变(革命)的,而只能是逐步演进。现有电信网已形成的资源十分庞大,不也许一夜消失。并且现有的IP网络虽然通过采用新技术(例如:IPovｅrSDH或IPoveｒＷDＭ)，在一定限度解决了传送带宽的瓶颈问题,但仍然还是传统的路由器加专线的组网方式，存在逐跳寻址与转发等问题，不能保证服务质量(QoＳ)和信息安全。AＴM技术所具有的端到端QoＳ保证、完善的流量控制和拥塞控制、灵活的动态带宽分派与管理、支持多业务,以及技术综合能力等方面的优势，目前仍是IP技术所不及的。有一点是肯定的,世上没有一种万能的技术。由于ＩP与ＡTＭ都是基于分组(包)互换的技术，并且都有各自的优势，因此,在电信网与互联网融合与演变的过程中都将发挥作用。目前IＰ技术的优势在于提供统一的数据应用平台，而ATＭ技术的优势在于提供统一的网络平台。2.AＴM技术的特点、应用范围和发展趋势(一）ATＭ技术的特点ATM作为电信网的一种新技术，不仅合用于高速信息传送和对服务质量(QｏS)的支持,还具有了综合多种业务的能力，以及动态带宽分派与连接管理能力和对已有技术的兼容性。１.对服务质量(ＱｏS)的支持(１)ATM采用固定短长度的信元传送信息。信息互换是在第二层完毕的并且协议简朴简化了网络节点中信息存贮管理与解决的复杂性,加快了信息互换的速率减少了信元在节点缓冲区中的排队时延和时延抖动,有助于信息传送的时间透明性，特别适合在核心网中用于信息传送。(2)ATM采用面向连接的通信方式通信之前要建立虚通道（VP)和虚通路(ＶＣ)，避免了复杂的信元顺序控制工作加上用户接入时的流量控制和合理的QｏS与网络资源管理控制,以及各种差错控制技术,可以使信元丢失率减少到各种业务可以接受的限度，满足各类业务的语义透明性。（3)在ＡＴＭ方式下，辅之以必要的网络管理功能和信令解决与连接控制功能,可以设立多种优先级(连接优先级,信元优先级等)管理功能,满足各种使用规定。2．ATM的综合能力ATM以信元的方式传送信息,与业务的特性、比特率无关,只要将各类业务的信息在入网时转化为统一格式的信元，就可以在网络中进行传输与互换,因此，高灵活性使之具有各种综合能力。3.灵活的动态带宽分派与连接管理能力(1)ATM具有记录复用的特点网络资源可以按需分派,网络资源的运用率高。（2）在ATM方式下,网络具有支持多方连接的能力其中涉及支持广播(broａｄcaｓｔ)型连接和多播(ｍulticast)型连接的能力。４.ATM对已有技术的兼容性AＴM作为一项独立的技术充足考虑了与已有技术的融合，ＡTM的兼容性表现在两方面:(１）对现有广域网技术(涉及分组互换及电路互换技术)的兼容:ＡＴM可以兼容帧中继(FR)业务、专线数据业务(DDN），并且支持ＰＳＴN和N-ISDＮ业务。(二)ＡTM的应用领域根据ATＭ技术的特点和电信网技术的发展，就ATM技术自身而言,要对它的应用领域进行重新定位。由于ATＭ终端和信令复杂,端到端ATM连接（信元到桌面)的想法已基本落空，其因素是在用户驻地网支持话音业务它不如PSTN,支持数据业务它不如千兆以太网。然而,在核心网和边沿接入网中ATＭ技术仍然大有作为,在这里ＡＴM作为多业务平台的优势可以得到充足发挥。此外,AＴM与IP的结合将增长ＡTＭ的竞争能力。因此,ATM的应用领域重要有以下几个方面:１.支持现有电信网逐步从传统的电路互换技术向分组(包）互换技术演变。(1)支持现有电话网(如ＰSTN/ISＤN）的演变，并作为其中继汇接网；（2)支持并作为第三代移动通信网(要支持移动IP)的核心互换与传送网;(3)支持现有数据网(FＲ/ＤDN)的演变,作为数据网的核心，并提供租用电路，运用ＡＴＭ实现校园网或公司网间的互连。２.为Iｎterｎｅt骨干传送网互连核心路由器，支持IP网的连续发展。3.与IP技术结合，取长补短,共同作为未来信息网的核心技术。由于ＩP与ATM技术，有各自的优势，在传统电信网与互联网融合与演变的过程中都将发挥各自的重要作用，假如把这两项技术结合起来,运用ATM网络为ＩP用户提供高速直达数据链路,既可以使ＡTM网络运营部门充足运用ＡTM网络资源，发展ATＭ网络上的IP用户业务，又可以解决Inｔeｒnｅｔ网络发展中碰到的瓶颈问题,推动IＰ业务的进一步发展,使这两项技术的潜力充足发挥出来，获得巨大的经济效益。(三）AＴM技术的发展趋势1.ATM支持话音技术的研究在未来的电信网中,从用户数的角度考虑,传统的电话用户仍将占主导地位，因此,ＡTM必须考虑如何支持话音的问题。ITU－T在1997年９月年通过了支持话音业务和短分组业务适配的第二类AＴM适配层协议AAL2Ｉ.363.２建议在１９9９年２月通过了面向话音业务的建议I．366．2用于中继的AＡL２业务特定会聚子层ＳSCS，并于19９9年12月通过了支持AAL2互换的信令协议建议Q.2630.１（AAL2信令协议－能力集１),基本完毕了ＡTＭ支持话音业务的标准化工作。采用ＡAＬ2协议来支持话音业务不管是效率方面,还是时延性能方面，都要优于IＰ电话。AAL2技术的应用重要有以下几个方面：(1)以低时延的性能支持话音和其他实时业务传送,用于ＰSTN或其它网络的中继传输;(2)用于第三代移动通信系统(IMT-2023）,在BS和ＭＳC之间以ＡＡＬ2协议支持低速话音和数据信息的传送;(３）用AＡＬ２互换机代替ATM互换机(ATM层仅提供PVC交叉连接功能),提供端到端的ＡTＭ话音和数据业务。2．简化ATM技术的研究AＴM技术的缺陷之一就是网络的复杂性,为了推动ＡＴＭ技术的应用，就必须对ATM技术进行简化和优化,以达成简化网络，减少网络成本的目的。目前，ITU-T和ＡTM论坛正在进行这方面的工作,例如目前IＴU-Ｔ正在制定的AＴM轻型信令(lｉgｈｔsｉｇnａｌing)标准就是为了简化原有复杂的信令标准,以减少网络的复杂性。此外，在流量控制、网络管理等方面也都有需要进行相应的研究工作。3.ATＭ与ＩＰ技术的结合目前,IP与AＴＭ结合技术重要分为两大类：重叠技术和集成技术。采用重叠技术时,ATM端点使用AＴM地址和ＩＰ地址(或MAＣ地址)两者来标记，网络中设立服务器完毕AＴＭ地址和IP地址（或ＭAC地址)的地址映射功能，在发端用户得到收端用户的AＴM地址之后，建立ATMSVC连接并在其上传送IP数据包。这方面的典型技术有：LＡNＥ、IＰＯA、MPOＡ等，重叠技术的优点是采用标准的ATM论坛或ITU-Ｔ的信令标准，与标准的ATM网络及业务兼容;缺陷是传送IP包的效率较低。采用集成技术时，ＡＴＭ层被看作IＰ层的对等层，ＡＴM端点只需使用ＩP地址来标记,在建立连接时使用非标准的ＡTM信令协议。采用集成技术时,不需要地址解析协议，但增长了ATＭ互换机的复杂性，使ATＭ互换机看起来更像一个多协议的路由器。这方面的典型技术有:IP互换、多协议标签互换（MPLS)等,集成技术的优点是传送IP包的效率比较高，不需要地址解析协议;缺陷是与标准的ATM技术融合较为困难。通过近两年对各种IP与ATM结合技术的研究已得出结论,即重叠技术(例如:LＡNＥ、ＩＰOA、MＰＯA等)更合用于专用网或规模小的网络;而集成技术(例如:ＩＰ互换、MPLS等)则更合用于规模大的公用网。ＩTU－T已于2０23年3月通过了在公用ATM网络上传送IP信息的建议Y．1３10(公用AＴM网络传送ＩP）,该建议明确了在采用ATM技术的公共网络(涉及业务提供网络和承载网络)上传送IP信息的推荐技术解决方案是多协议标签互换（MＰＬＳ），并且明确公用ATＭ网络支持的ＩP目的业务是差别服务(Dｉfｆeｒseｒｖ）、集成服务(Ｉntｓeｒv)和ＩP虚拟专用网(IPＶPN）。3.ＡTM局域网技术为了把ATM技术引入到局域网上来,AＴM论坛和Intｅｒｎet工程任务组(IETF)作了不懈的努力，推出了几个具有重要实际意义的ATＭ局域网协议。其中以ATM论坛的局域网仿真和ATM多协议技术(MPOA)最具代表性。A.局域网仿真——局域网仿真是在ATＭ网络环境下仿真传统局域网业务的网络方案。由于在局域网仿真中，AＴＭ网络只是以网络数据链路层的角色出现，并且是基于ＭAC子层的仿真技术，所以现有的网络层协议(如IＰ，IＰX等)不需要任何更改就可以运营于局域网仿真环境。——在局域网仿真中有两种网络信息:一种是仿真客户与仿真服务器、配置服务器之间的控制信息;另一种是仿真客户之间，以及仿真客户与广播未名服务器间的数据信息。如图３所示,当仿真客户１希望与仿真客户2通信时,仿真客户１必须一方面知道仿真客户2的ATM地址。假如仿真客户1的缓器中存有仿真客户2的ＡTM地址,那么仿真客户1就运用该地址与仿真客户2建立直接的ATＭ虚电路连接来实现通信（如ｅ);否则,仿真客户1向局域网仿真服务器发送一个地址解析请示分组（如ａ),局域网仿真服务器运用该分组携带的仿真客户2的MAC地址在缓存器中检索，假如检索成功，局域网仿真服务器把仿真客户２的ATM地址反馈给仿真客户１,否则,把该MＡC地址送到广播未名服务器(如b)，运用广播未名服务器的广播功能，向整个网络广播该MAC地址,仿真客户2接受到该广播信息，把地址反馈给局域网仿真服务器，局域网仿真服务器再送给仿真客户１。在局域网仿真服务器未反馈回仿真客户2地址这段时间里，仿真客户1把数据分组分发给广播未名服务器，由服务器以广播形式送给仿真客户2(如c,d)。——从上述的通信规程可以看到,由于局域网仿真建立于数据链路层的MAC子层上，所以可以透明地支持传统网络层的各种协议,兼容性很好;网络实现简朴,可以实现不同厂家设备的无缝连接。但是局域网仿真也存在许多缺陷:——①网络是基于客户机/服务器结构的，由于受服务器的限制,网络客数不也许很大，这样就限制了网络的规模;——②由于不能支持备份服务器,所以服务器的可靠性决定了网络的可靠性，一旦服务器发生故障,那么整个网络就不能工作了；——③局域网仿真在实现子网间通信时,仍然需要路由器的参与,这样路由器有限的路由、分组转发功能就成了网络的瓶颈。Ｂ.ATＭ多协议规程技术——为了解决局域网仿真在子网间通信能力低的缺陷,ATM论坛又推出了它的ＡTＭ多协议规程(MPOＡ:Multi－ProtocoｌOｖeｒＡTM)技术。MPOA技术的基本目的是把局域网仿真技术与Inteｒｎeｔ工程任务组的下一节点解释协议(NHRP)技术捆绑起来,这样做的目的是保存局域网仿真在子网内通信高效率的优点，同时引入下一节点解释协议在不同子网间有效通信的优势,使整个宽带网络的通信完全抛开传统路由器的干预,通信效率大幅度提高。——由于MPOA支持数据链路层和网络层的互连,所以可以透明支持传统网络协议,实现大规模的互连网络；不同子网间的通信可以跨过传统路由器的干预,建立直接连接来提高网络效率；减少了参与路由连接过程中的物理设备，所以减少了网络路由的复杂性,提高了效率。但是MPOＡ技术在实现子网间的最优路由时,也许会带来ATM层和网络层路由和寻址的协调性问题;网络在建立最优路由时的判别标准，以及最优路由连接的维护仍然需要研究;并且网络仍然需要地址解析服务器的存在,子网间的路由信息数据库就必须保证同步，这样就在建立连接时引入了不必要的时延，使得网络设计和操作的复杂性没有得到彻底简化。七.无线局域网技术1.随着网络的飞速发展，笔记本电脑的普及,人们对移动办公的规定越来越高。传统的有线局域网要受到布线的限制,假如建筑物中没有预留的线路，布线以及调试的工程量将非常大，并且线路容易损坏,给维护和扩容等带来不便，网络中的各节点的搬迁和移动也非常麻烦。因此高效快捷、组网灵活的无线局域网应运而生。2、无线局域网介绍无线局域网ＷLAN(wireｌｅｓslocａlaｒｗork)是计算机网络与无线通信技术相结合的产物。它以无线多址信道作为传输媒介,运用电磁波完毕数据交互，实现传统有线局域网的功能。无线局域网具有以下特点：(1）安装便捷无线局域网免去了大量的布线工作,只需要安装一个或多个无线访问点(aｃceｓspｏint，AP)就可覆盖整个建筑的局域网络,并且便于管理、维护。(2)高移动性在无线局域网中，各节点可随意移动,不受地理位置的限制。目前，ＡP可覆盖10～100m。在无线信号覆盖的范围内，均可以接入网络,并且WLAN可以在不同运营商、不同国家的网络间漫游。(3)易扩展性无线局域网有多种配置方式,每个AP可支持10０多个用户的接入,只需在现有无线局域网基础上增长ＡP,就可以将几个用户的小型网络扩展为几千用户的大型网络。３、无线局域网技术3.1蓝牙技术蓝牙（Bluetooth)技术是一种短距的无线通讯技术，工作在２.４ＧＨｚＩSM频段，其面向移动设备间的小范围连接，通过统一的短距离无线链路,在各种数字设备间实现灵活、安全、低成本、小功耗的话音以及数据通信。重要技术特点如下:(1）蓝牙的指定范围是10m，在加入额外的功率放大器后,可以将距离扩展到100m。辅助的基带硬件可以支持４个或者更多的语音信道。(2)提供低价、大容量的语音和数据网络，最高数据传输速率为7２3.2kb/ｓ。(3)使用快速跳频(１6０0跳/ｓ)避免干扰,在干扰下,使用短数据帧来尽也许增大容量。(４)支持单点和多点连接，可采用无线方式将若干蓝牙设备连成一个微波网,多个微波网又可互连称特殊分散网，形成灵活的多重微波网的拓扑结构，从而实现各类设备之间的快速通信。(５）任一蓝牙设备,都可根据IEEE802标准得到一个唯一的48bｉt的地址码，保证完毕通信过程中设备的鉴权和通信的保密安全。(6)采用TＤD方案来实现全双工传输，蓝牙的一个基带帧涉及两个分组，一方面是发送分组，然后是接受分组。蓝牙系统既支持电路互换也支持分组互换，支持实时同步定向联接和非实时的异步不定向联接。3.2HｏｍｅＲFHomeＲＦ技术是由HRFWG(ｈｏmeRＦworkiｎggrｏup）工作组开发的，该工作组1998年成立,重要由Inteｌ、IBＭ、Ｃoｍpaｎq、3coｍ、Philiｐs、Mｉcrosoft、Ｍotorola等几家大公司组成,旨在制定ＰC和用户电子设备之间无线数字通信的开放性工业标准，为家庭用户建立具有互操作性的音频和数据通信网,HｏmeＲF采用了ＩEＥＥ802.11标准的CSMA／CA模式，以竞争的方式来获取信道的控制权，在一个时间点上只能有一个接入点在网络中传输数据,提供了对“流业务”的真正意义上的支持,规定了高级别的优先权并采用了带有优先权的重发机制,保证了实时性“流业务”所需的带宽(2～11Ｍb/ｓ)和低干扰、低误码。ＨomeRF是针对现有无线通信标准的综合和改善，当进行数据通信时，采用IＥEＥ８02.１1规范中的TCP/ＩP传输协议;进行语音通信时,则采用数字增强型无绳通信标准。因此，接受端必须捕获传输信号的数据头和几个数据包,判断是音频还是数据包，进而切换到相应的模式。ＨomeRF采用对等网的结构，每一个节点相对独立,不受中央节点的控制。因此，任何一个节点离开网络都不会影响其它节点的正常工作。3．３HipｅｒLAＮHiｐeｒＬAＮ(hiｇhpｅrforｍaｎcｅradioＬAN)是由欧洲电信标准化协会(ＥTSI)的宽带无线电接入网络(BRＡN）小组制定的无线局域网标准，已推出ＨiperLAＮ１和HiｐerＬAＮ2两个版本。HiperLAN1由于数据传输速率较低，没有流行推广。HiｐｅｒＬＡN２在欧洲得到了比较广泛的支持,是目前比较完善的WＬAＮ协议标准,它具有如下特点:(1)高速的数据传输速率HｉperLAN工作在5ＧHｚ频段，采用了正交频分复用（ＯFＤＭ)的调制,数据是通过MT和ＡP之间事先建立的信令链接进行传输的,可达成54Mb／s的传输速率。(2)自动频率分派AP在工作的过程中同时监听环境干扰信息和邻近的AP,进而根据无线信道是否被其它AP占用和环境干扰最小化的原则选择最合适的信道,自动频率分派是HipeｒLAN2的最大特色。（3)安全性支持HipｅrＬAN2网络支持鉴权和加密。通过鉴权，使得只有合法的用户可以接入网络，并且只能接入通过鉴权的有效网络。（４）移动性支持在ＨiperＬAN2中，MT必须通过“最近”的AP，或者说信噪比最高的AP来传输数据。因此当MT移动时，必须随时检测附近的AＰ,一旦发现其它AＰ有比当前AＰ更好的传输性能,就请求切换。切换之后,所有已经建立的链接将转移到新的AP之上,在切换过程中，通信不会中断。(５）网络与应用的独立性HipeｒLAN的协议栈具有很大的灵活性，可以适应多种固定网络类型。因此HiｐerＬAN2网络既可以作为互换式以太网的无线接入子网,也可以作为第三代蜂窝网络的接入网,并且这种接入对于网络层以上的用户部分来说是完全透明的。3．4IＥEE80２.11x(1）IEEE802．11１99０年IEＥE80２标准化委员会成立IEEE８０２．1１无线局域网标准工作组,重要研究工作在２．4GHz开放频段的无线设备和网络发展的全球标准。１997年6月,提出ＩEEE80２.１1(别名：Ｗi-Fｉ，ｗｉｒelｅsｓfideｌity,无线保真)标准,标准中物理层定义了数据传输的信号特性和调制。在物理层中，定义了两个RＦ传输方法和一个红外线传输方法,ＲＦ传输方法采用扩频调制技术来满足绝大多数国家工作规范。在该标准中ＲF传输标准是跳频扩频(FHSS)和直接序列扩频(ＤSSS），工作在2.4000~2.4８３5GＨz频段。直接序列扩频采用ＢＰSＫ和DQＰＳＫ调制技术，支持１Ｍｂ/s和2Mｂ／s数据速率,使用11位Ｂａｒker序列，解决增益10.4dB。跳频扩频采用2～４电平GFSＫ调制技术,支持1Ｍｂ/ｓ数据速率,共有22组跳频图案，涉及7９信道，在美国规定最低跳频速率为2.5跳／s。红外线传输方法工作在8５0～9５０ｎｍ段，峰值功率为2W,使用4或16电平pulse-ｐosiｔioning调制技术，支持数据速率为１Mb／s和2Mｂ／s。(2)ＩＥEE８02.11b１999年9月IEＥＥ8０2．11b被正式批准,它是在IＥEE８０2.1１的基础上的进一步扩展,采用直接序列扩频(ＤSSＳ)技术和补偿编码键控（CCK)调制方式，其物理层分为PＬCP和PＭD子层。PLＣP是专为写入MＡC子层而准备的一个通用接口,并且提供载波监听和无干扰信道的评估；ＰMＤ子层则承担无线编码的任务。IEEE８02.１1b实行动态传输速率，允许数据速率根据噪音状况在1Mｂ／s、２Mb/s、５.５Mb/ｓ、１１Mb／s等多种速率下自行调整。(3）ＩEEE８02.１1aIEEＥ８02.１1ａ也是IＥEE８0２.１1标准的补充,采用正交频分复用(OFDM)的独特扩频技术和QFSK调制方式,大大提高了传输速率和整体信号质量。IEEE802.11a和IEEE80２.１1b都采用ＣSMA/CＡ协议，但物理层有很大的不同,802.11b工作在2.400０～2.4835ＧＨz频段,而80２.11a工作在５.15～8.825GHｚ频段,数据传输速率可达成５4Mb/ｓ。(４）IEE802．1１g2０23年１1月,IEEE8０2实验性地批准一种新技术8０２.11ｇ。它是一种混合标准,有两种调制方式:８０2.１1b中采用的ＣＣK和802．1１a中采用的ＯFＤM。因此，它既可以在2.４GＨz频段提供1１Mｂ/s数据传输速率，也可以在5ＧHz频段提供54Mb／ｓ数据传输速率。(5)IＥEE８02.1１iIEEＥ８02.１1i对WLAN的MAC层进行了修改与整合,定义了严格的加密格式和鉴权机制，以改善WLAＮ的安全性。重要涉及两项内容：Wｉ-Fi保护访问（ＷPA）和强健安全网络（RSＮ),并于2023年初开始实行。(6)IEEE80２.１1ｅ/f/hIEEE802.１1ｅ标准对WLANMAC层协议提出改善,以支持多媒体传输,以支持所有WLAN无线广播接口的服务质量保证ＱＯS机制。ＩEEE802．11f，定义访问节点之间的通讯,支持IＥEＥ８0２.11的接入点互操作协议(IAＰP)。IEEE８02.1１ｈ用于802．１１ａ的频谱管理技术。4、无线局域网的安全性由于无线局域网采用公共的电磁波作为载体,更容易受到非法用户入侵和数据窃听。无线局域网必须考虑的安全因素有三个:信息保密、身份验证和访问控制。为了保障无线局域网的安全,重要有以下几种技术：（１)物理地址(MAC)过滤每个无线工作站的无线网卡都有唯一的物理地址，类似以太网物理地址。可以在ＡＰ中建立允许访问的MAC地址列表，假如ＡP数量太多,还可以实现所有ＡＰ统一的无线网卡MＡC地址列表，现在的ＡＰ也支持无线网卡MAＣ地址的集中Ｒａdiｕs认证。这种方法规定MAC地址列表必需随时更新，可扩展性差。(2)服务集标记符(ＳSID)匹配对AP设立不同的SSID，无线工作站必须出示对的的SＳID才干访问AP，这样就可以允许不同的用户群组接入，并区别限制对资源的访问。(３)有线等效保密(WEP)有线等效保密协议是由80２.１1标准定义的,用于在无线局域网中保护链路层数据。WＥＰ使用40位钥匙,采用RSA开发的RC４对称加密算法,在链路层加密数据。WEP加密采用静态的保密密钥,各无线工作站使用相同的密钥访问无线网络。WＥP也提供认证功能,当加密机制功能启用,客户端要尝试连接上AP时，AP会发出一个CｈallengｅPａcket给客户端，客户端再运用共享密钥将此值加密后送回存取点以进行认证比对，假如对的无误,才干获准存取网络的资源。40位ＷEP具有很好的互操作性,所有通过Wi－Fi组织认证的产品都可以实现WEP互操作。现在的ＷＥP也一般支持１28位的钥匙,可以提供更高等级的安全加密。(4)虚拟专用网络(VPＮ)VPN（virｔｕaｌｐriｖaｔenetworking)是指在一个公共的IP网络平台上通过隧道以及加密技术保证专用数据的网络安全性，它重要采用DES、3DES以及ＡEＳ等技术来保障数据传输的安全。(５)Ｗi-Fi保护访问(ＷPA）ＷPA(wi－fｉｐroｔectedacｃess)技术是在202３年正式提出并推行的的一项无线局域网安全技术，将成为代替ＷＥP的无线。ＷPA是IEＥE802.1１ｉ的一个子集，其核心就是ＩＥEＥ802.1ｘ和TKIP(ｔemporaｌｋeyiｎteｇriｔｙprotｏcｏl)。新一代的加密技术TKIＰ与WEP同样基于RC4加密算法,且对现有的WＥP进行了改善，在现有的WEP加密引擎中增长了密钥细分（每发一个包重新生成一个新的密钥)、消息完整性检查（ＭIC)、具有序列功能的初始向量、密钥生成和定期更新功能等４种算法,极大地提高了加密安全强度。此外WPA增长了为无线客户端和无线ＡP提供认证的ＩＥＥE８02.1x的RADIUS机制。叁.网络互连与INTERNEＴ技术网络互连是为了将两个或者两个以上具有独立自治能力、同构或异构的计算机网络连接起来，实现数据流通，扩大资源共享的范围，或者容纳更多的用户。它具体体现为:局域网与局域网(ＬAN/LAN)的互连、局域网与广域网(LAN/WＡN)的互连或局域网经广域网的互连。一.网络互连设备(一)路由器路由器在网络层一级工作,互连两个或多个独立的相同类型或不同类型的网络:局域网与广域网的互连，局域网与局域网的互连。为了提高路由器的响应速度,部分路由器上也提供了三层互换的功能。三层互换类似于互换器,只是互换的对象是分组,而不是帧。1.路由器的作用及其与网桥的异同路由器的重要功能就是进行路由选择。当一个网络中的主机要给另一个网络中的主机发送分组时，它一方面把分组送给同一网络中用于网间连接的路由器,路由器根据目的地址信息，选择合适的路由，把该分组传递到目的网络用于网间连接的路由器中，然后通过目的网络中内部使用的路由协议,该分组最后被递交给目的主机。路由器和网桥的概念类似,都是接受协议数据单元PDU，检查头部字段,并依据头部信信息和内容的一张表来进行转发。但事实上,网桥只检查数据链路帧的帧头，并不查看和修改帧携带的网络层分组头部；而路由器则检查网络层分组头部,并根据其中的地址信息作出决定，当它把分组下传到数据链路层时,它不知道也不关心它是通过以太网还是令牌环网进行传送。2．路由器的功能及其体系结构路由器的功能1、改善网络分段（每个网段的结点数是有限的)。相同类型的局域网互连，划分子网段,三层互换,避免“广播风暴”。2、不同局域网之间的路由能力,实现三层的数据报文的转换。３、连接WＡN的路由能力。路由器通过软件实现其功能,速度较慢,数据报文延迟较大，高性能的路由器比较昂贵。路由器的体系结构路由器执行OSＩ网络层及其下层的协议转换,可用于连接两个或者多个仅在低三层有差异的网络。3．路由器的特点寻址能力通过路由器互连的网络具有公共的网络地址，并且，网间协议对全网地址作出规定，以使路由器可以区分各个结点所在的通信子网。路由选择路由器具有相对灵活的路由选择功能，以最快的速度将分组传送通过网络。目前,路由器使用的路由协议重要由Iｎternｅt(因特网)工程任务组(IEＴF）定义,涉及开放式最短途径优先协议（ＯSPF：RＦＣ12４7)、边界网关协议(ＢGP:ＲFC１163)和内部网关路由协议(IGＲP)等。分段/合段路由器可对分组进行分段/合段，使得互连能力不受通信子网分组长度的影响。存储-转发路由器严格地执行“存储－转发”的原则,即先接受和存储分组，在完毕必要的分组分析和格式转换之后,转发分组至特定的子网。分组过滤路由器通常分析整个分组,因此可以过滤掉网络中的错误信息,减少犯错分组的无谓传输。4.二层互换与三层互换的比较二层/三层互换（Ｌ2／Ｌ3互换)一般的以太网互换机,实现OSI二层互换帧不作任何修改，仅仅查一下互换表,进行转发。路由器/三层互换机(具有路由功能的互换机),工作在网络层,类似于以太网互换机，只是互换的对象是分组,而不是帧。通过IP地址来拟定是哪个子网的结点,帧也许会发生变化，经路由器后变成新的帧。三层互换机充足运用路由器的三层功能，既保存了二层互换机灵活的虚拟局域网(VLAＮ)划分和高互换速度的优点，又解决了二层网络无法解决的“广播风暴”问题,它与传统路由器的最大区别是通过硬件完毕第三层报文的高速路由和互换,并且在引入路由器计费和访问控制功能的情况下仍然能保持线速。随着互换技术的发展,现在许多厂商的互换机已能支持第四层互换。(二)网关1.转发器、网桥和路由器重要用于下三层有差异的子网的互连，互连后的网络仍然属于通信子网的范畴。采用网桥或者路由器连接两个或者两个以上的网络时,都规定互相通信的用户结点具有相同的高层通信协议。假如两个网络完全遵循不同的体系结构，则无论是网桥还是路由器都无法保证不同网络的用户之间的有效通信，这时,必须引入新的技术或者互连部件。执行网络层以上高层协议的转换,或者实现不同体系结构的网络协议转换的互连部件称为网关（Gａｔe-ｗay),有时也被称为信关。网关通常采用软件的方法予以实现,并且与特定的应用服务一一相应。网关软件的设计通常依赖于不同的用户,应考虑的重要因素涉及地址映射，