数据传输控制方式--课件

3.3 数据传输控制方式数据传输控制方式 数据和信息在网络中是通过信道进行传输的，数据和信息在网络中是通过信道进行传输的，由于各计算机共享网络公共信道，因此如何进行信由于各计算机共享网络公共信道，因此如何进行信道分配，避免或解决通道争用就成为重要的问题，道分配，避免或解决通道争用就成为重要的问题，就要求网络必须具备网络的访问控制功能。介质访就要求网络必须具备网络的访问控制功能。介质访问控制（问控制（MAC）方法是在局域网中对数据传输介质）方法是在局域网中对数据传输介质进行访问管理的方法。进行访问管理的方法。传统解决方法：共享介质的传统解决方法：共享介质的CSMA/CD 令牌传令牌传递控制，缺点是网络冲突，甚至数据堵塞。递控制，缺点是网络冲突，甚至数据堵塞。最新：用交换机和网桥等对网络进行分段。最新：用交换机和网桥等对网络进行分段。3.3数据传输控制方式数据和信息在网3.3.1 具有冲突检测的载波侦听多路访问具有冲突检测的载波侦听多路访问 （冲突检测（冲突检测/载波侦听（载波侦听（CSMA/CD法）法）CSMA/CD是基于是基于IEEE(电气电子工程师协会）电气电子工程师协会）8023标准的以太网中采标准的以太网中采用的用的MAC方法，也称为方法，也称为“先听后讲、边讲边听先听后讲、边讲边听”。它的工作方式是要传输。它的工作方式是要传输数据的节点先对通道进行侦听，以确定通道中是否有别的站在传输数据，数据的节点先对通道进行侦听，以确定通道中是否有别的站在传输数据，若信道空闲，该节点就可以占用通道进行传输，反之，该节点将按一定算若信道空闲，该节点就可以占用通道进行传输，反之，该节点将按一定算法等待一段时间后再试，并且在发送过程中进行冲突检测，一旦有冲突立法等待一段时间后再试，并且在发送过程中进行冲突检测，一旦有冲突立即停止发送。即停止发送。通常采用的算法有三种：非坚持通常采用的算法有三种：非坚持CSMA、1-坚持坚持CSMA、P-坚持坚持CSMA。目前，常见的局域网，一般都是采用目前，常见的局域网，一般都是采用CSMA/CD访问控制方法的逻辑总访问控制方法的逻辑总线型网络。用户只要使用线型网络。用户只要使用Ethernet网卡，就具备此种功能。网卡，就具备此种功能。3.3.1具有冲突检测的载波侦听多路访问3.3.2 令牌传递控制法令牌传递控制法 令牌传递控制法（令牌传递控制法（Token Passing）是基于）是基于IEEE8025标准的环形局域网以标准的环形局域网以及基于及基于IEEE8024标准的令牌总线网中采用的标准的令牌总线网中采用的MAC方法，又称为许可证法。方法，又称为许可证法。其基本原理是：一个独特的被称为令牌的标志信息沿着环形网络依次向每个节其基本原理是：一个独特的被称为令牌的标志信息沿着环形网络依次向每个节点传递，只有获得令牌的节点才有权利发送信息，而没有获得令牌的节点则处点传递，只有获得令牌的节点才有权利发送信息，而没有获得令牌的节点则处于等待状态。每个站随时检测经过本站的信息，当查到信息帧中指定的目的地于等待状态。每个站随时检测经过本站的信息，当查到信息帧中指定的目的地址与本站地址相同时，则一面拷贝全部有关信息，一面继续转发该信息帧，环址与本站地址相同时，则一面拷贝全部有关信息，一面继续转发该信息帧，环上的信息帧绕环一周后回到原发送站点予以回收。这种方式传输信息时，发送上的信息帧绕环一周后回到原发送站点予以回收。这种方式传输信息时，发送权一直在源站点的控制之下，只有发送信息帧的源站点放弃发送权，并把令牌权一直在源站点的控制之下，只有发送信息帧的源站点放弃发送权，并把令牌置置“空空”后，其它站点才有机会得到令牌，发送自己的信息。后，其它站点才有机会得到令牌，发送自己的信息。3.3.2令牌传递控制法令牌传递控制法3.3.3 网络交换技术网络交换技术 交换又称转换，是在多节点网络中实现数据传输的一种有效手交换又称转换，是在多节点网络中实现数据传输的一种有效手段。段。通常将数据在通信子网中节点间的数据传输过程统称为数据交通常将数据在通信子网中节点间的数据传输过程统称为数据交换，其对应的技术为数据交换技术。换，其对应的技术为数据交换技术。在传统的广域交换网络的通信子网中，使用的数据交换技术可在传统的广域交换网络的通信子网中，使用的数据交换技术可分为：电路交换技术和存储转发交换技术。存储转发交换技术又可分为：电路交换技术和存储转发交换技术。存储转发交换技术又可分为：报文交换和分组交换。分为：报文交换和分组交换。ATM技术是电路交换和分组交换技术相结合的高速交换技术。技术是电路交换和分组交换技术相结合的高速交换技术。3.3.3网络交换技术交换又称转换，3.4 常见的局域网标准常见的局域网标准 所谓网络标准，是为了规定网络的通信标准、访问控制方式、传输媒介等技术所谓网络标准，是为了规定网络的通信标准、访问控制方式、传输媒介等技术而制订的规则。局域网标准主要是由而制订的规则。局域网标准主要是由IEEE制定的制定的IEEE802系列标准。系列标准。IEEE（Institute for Electrical and Electronic Engineers）即电气电子工程师协会，）即电气电子工程师协会，该协会于该协会于1980年年2月成立了月成立了LAN标准化委员会，专门从事局域网的协议制定，并形成标准化委员会，专门从事局域网的协议制定，并形成了一系列标准，称为了一系列标准，称为IEEE802标准。它得到国际标准化组织标准。它得到国际标准化组织ISO的支持并采纳作为的支持并采纳作为ISO的局域网标准，称为的局域网标准，称为ISO8802标准。标准。3.4常见的局域网标准所谓网络标准，是为常见的局域网标准常见的局域网标准IEEE802标准主要包括有：标准主要包括有：IEEE802.1 局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联局域网概述、体系结构、网络管理和网络互联IEEE802.2 逻辑链路控制逻辑链路控制 LLCIEEE802.3 CSMA/CD访问方法和物理层规范访问方法和物理层规范IEEE802.4 Token Passing BUS（令牌总线）（令牌总线）IEEE802.5 Token Ring（令牌环）访问方法和物理层规范（令牌环）访问方法和物理层规范IEEE802.6 城域网访问方法和物理层规范城域网访问方法和物理层规范IEEE802.7 宽带技术咨询和物理层课题与建议实施宽带技术咨询和物理层课题与建议实施IEEE802.8 光纤技术咨询和物理层课题光纤技术咨询和物理层课题IEEE802.9 综合声音数据服务的访问方法和物理层规范综合声音数据服务的访问方法和物理层规范IEEE802.10 安全与加密访问方法和物理层规范安全与加密访问方法和物理层规范IEEE802.11 无线局域网访问方法和物理层规范，包括：无线局域网访问方法和物理层规范，包括：IEEE802.11a、IEEE802.11b、IEEE802.11c 和和IEEE802.11q标准。标准。IEEE802.12 100VG-AnyLAN快速局域网访问方法和物理层规范快速局域网访问方法和物理层规范常见的局域网标准IEEE802标准主要包括有：3.4.1 以太网以太网 以太网可谓到目前为止最老也最成功的局域网标准，是目前世界上使以太网可谓到目前为止最老也最成功的局域网标准，是目前世界上使用最为普遍的网络。以太网广泛应用于局域网，甚至已成为局域网的代名用最为普遍的网络。以太网广泛应用于局域网，甚至已成为局域网的代名词。以太网包括传统以太网（词。以太网包括传统以太网（10Mbps）、快速以太网（）、快速以太网（100Mbps）、千兆）、千兆以太网（以太网（1000 Mbps）和万兆以太网（）和万兆以太网（10GMbps），它们都符合），它们都符合IEEE802.3系列标准规范。从它的应用领域来看，以太网不仅是局域网的主流技术，系列标准规范。从它的应用领域来看，以太网不仅是局域网的主流技术，而且采用以太网技术组建城域网也逐渐成为一种主流的网络技术而且采用以太网技术组建城域网也逐渐成为一种主流的网络技术3.4.1以太网以太网可谓到目前为止最老1、传统以太网、传统以太网（10Mbps）符合标准符合标准IEEE802.3，包括以下几类：，包括以下几类：1、10base-5：标准以太网或粗缆以太网。：标准以太网或粗缆以太网。2、10base-2:细缆以太网细缆以太网3、10base-T：双绞线以太网：双绞线以太网前前2种为总线型，后者为星状拓扑结构。种为总线型，后者为星状拓扑结构。4、10base-F：光缆以太网。一条链路由：光缆以太网。一条链路由2条光纤组成，每条的传输方向不条光纤组成，每条的传输方向不同，信号采用曼彻斯特编码，用有光代表高，无光代表低。同，信号采用曼彻斯特编码，用有光代表高，无光代表低。1、传统以太网（10Mbps）符合标准IEEE802.3，2、快速以太网、快速以太网 快速以太网（快速以太网（100Mbps）分为：）分为：1、100base-T：符合：符合IEEE802.3U系列标准规范，可以从系列标准规范，可以从10base-T升级改造，升级改造，支持双绞线和光纤，但不支持同轴电缆。支持双绞线和光纤，但不支持同轴电缆。2、100VG-ANYLAN：一种新的共享介质传输技术。符合：一种新的共享介质传输技术。符合IEEE802.12，用冲，用冲突检测方案代替突检测方案代替CSMA/CD，支持以太网和令牌环网，且信息帧结构相同。，支持以太网和令牌环网，且信息帧结构相同。传输介质支持语音级光缆和传输介质支持语音级光缆和3、4、5双绞线。双绞线。以上两类拓扑结构为星状。以上两类拓扑结构为星状。2、快速以太网快速以太网（100Mbps）分为：3、10/100M自适应以太网自适应以太网1、依赖于自动协商模式，即、依赖于自动协商模式，即N_WAY技术。技术。2、快速链路脉冲序列包含工作模式、传输速率等信息。、快速链路脉冲序列包含工作模式、传输速率等信息。3、简化了局域网的管理。、简化了局域网的管理。3、10/100M自适应以太网1、依赖于自动协商模式，即N_3.4.2 千兆以太网千兆以太网 千兆以太网是近几年推出的千兆以太网是近几年推出的1000Mbps高速以太网，以适应日益增多的高速以太网，以适应日益增多的用户业务对带宽的需求。千兆以太网是对用户业务对带宽的需求。千兆以太网是对10Mbps和和100Mbps以太网非常成以太网非常成功的扩展，与现有以太网完全兼容，现有网络应用均能在千兆以太网上运功的扩展，与现有以太网完全兼容，现有网络应用均能在千兆以太网上运行，可以为现有的以行，可以为现有的以100Mbps为基础的网络提供平滑的过渡。特别是为基础的网络提供平滑的过渡。特别是1000Base-T，能够在五类线上传送的千兆以太网，以一种简单而廉价的方，能够在五类线上传送的千兆以太网，以一种简单而廉价的方式提升网络性能，实现将现有的快速以太网络向高速网络移植。千兆以太式提升网络性能，实现将现有的快速以太网络向高速网络移植。千兆以太网将成为主干网和桌面系统的主流技术，用于局域网主干网。网将成为主干网和桌面系统的主流技术，用于局域网主干网。IEEE802.3工作组于工作组于1998年年6月完成了月完成了IEEE802.3z标准。标准。802.3z千兆以太千兆以太网标准定义了网标准定义了1000Base-SX、1000Base-LX和和1000Base-CX、1000Base-T四种四种标准，分别使用三种介质系统，其中两种是光纤介质标准；后标准，分别使用三种介质系统，其中两种是光纤介质标准；后2种是铜线种是铜线介质标准。介质标准。1999年年6月月IEEE802.3委员会正式公布了第二个铜线标准委员会正式公布了第二个铜线标准IEEE802.3ab。3.4.2千兆以太网千兆以太网是近几年3.4.3 万兆以太网万兆以太网 万兆以太网基于光纤的标准是万兆以太网基于光纤的标准是IEEE802.3ae，基于同缆的是，基于同缆的是EEE802.3ak，基于双绞线的是，基于双绞线的是EEE802.3an，和以往的显著区别一是只支持全双工模式，和以往的显著区别一是只支持全双工模式，不再支持单工模式；二是不使用不再支持单工模式；二是不使用CSMA/CD协议。协议。万兆以太网技术提供更加丰富的带宽和处理能力，能够有效地节约用万兆以太网技术提供更加丰富的带宽和处理能力，能够有效地节约用户在链路上的投资，并保持以太网一贯的户在链路上的投资，并保持以太网一贯的兼容性兼容性、简单易用和升级容易的、简单易用和升级容易的特点。由于万兆以太网尚处于发展初期，还存在着一些问题和不足。可以特点。由于万兆以太网尚处于发展初期，还存在着一些问题和不足。可以预见的是，随着宽带业务的广泛开展，万兆以太网技术将会得到广泛应用预见的是，随着宽带业务的广泛开展，万兆以太网技术将会得到广泛应用并成为主流的组网技术。并成为主流的组网技术。3.4.3万兆以太网万兆以太网基于光纤3.4.4 ATM（异步传输模式）（异步传输模式）1、异步传输模式、异步传输模式ATM（Asynchronous Transfer Mode）是一种新型的网）是一种新型的网络交换技术，适合于传送宽带综合业务数字（络交换技术，适合于传送宽带综合业务数字（B-ISDN）和可变速率的传输）和可变速率的传输业务。异步传输模式是一种利用固定数据报的大小以提高传输效率的传输业务。异步传输模式是一种利用固定数据报的大小以提高传输效率的传输方法，这种固定的数据报又叫信元或报文。方法，这种固定的数据报又叫信元或报文。ATM信元结构由信元结构由53字节组成，字节组成，53字节被分成字节被分成5字节的头部和被称为载荷的字节的头部和被称为载荷的48字节信息部分。数据可以是字节信息部分。数据可以是实时视频、高质量的语音、图像等。实时视频、高质量的语音、图像等。ATM局域网就是以局域网就是以ATM为基本结构的局域网，它以为基本结构的局域网，它以ATM交换机作为网交换机作为网络交换节点，并通过各种络交换节点，并通过各种ATM接入设备将各种用户业务接入到接入设备将各种用户业务接入到ATM网络。网络。3.4.4ATM（异步传输模式）1、异步3.4.4 ATM（异步传输模式）（异步传输模式）2、基本特征：、基本特征：（1）、采用光纤做传输介质，用同步数字体系作为传输网络，用异步传）、采用光纤做传输介质，用同步数字体系作为传输网络，用异步传输模式作为交换技术。输模式作为交换技术。（2）、信元的特征：）、信元的特征：53字节，其中头部字节，其中头部5B，48B信息。信息。（3）、）、B-ISDN使用的复用技术是基于信元的异步时间分割技术，也就是使用的复用技术是基于信元的异步时间分割技术，也就是异步传输模式名称的来源。异步传输模式名称的来源。3、使用的主要网络产品：、使用的主要网络产品：ATM主机接口卡主机接口卡ATM交换机交换机ATM互联设备：路由器、网桥、集中器互联设备：路由器、网桥、集中器3.4.4ATM（异步传输模式）2、基本3.4.5 FDDI（光纤分布式数据接口）（光纤分布式数据接口）光纤分布数据接口光纤分布数据接口FDDI（Fiber Distributed Data Interface）是一种在实）是一种在实际中应用较多的高速环形网络，传输速率为际中应用较多的高速环形网络，传输速率为100Mbit/s，是计算机网络技术，是计算机网络技术向高速发展阶段的第一项高速网络技术，符合的标准是向高速发展阶段的第一项高速网络技术，符合的标准是 ANSI X3 T95。FDDI使用光纤作为传输介质，信号单向传递，具有长距离、大范围、高速、使用光纤作为传输介质，信号单向传递，具有长距离、大范围、高速、低损耗、高抗干扰性能等优点。低损耗、高抗干扰性能等优点。FDDI网络的主要缺点首先是价格问题，网络的主要缺点首先是价格问题，FDDI的组网成本比快速以太网的组网成本比快速以太网高许多，并且因为它只支持光缆和高许多，并且因为它只支持光缆和5类电缆，所以使用环境受到限制，对类电缆，所以使用环境受到限制，对传统的以太网兼容性较差，从以太网升级会面临大量的移植问题。随着快传统的以太网兼容性较差，从以太网升级会面临大量的移植问题。随着快速以太网和千兆以太网技术的发展，速以太网和千兆以太网技术的发展，FDDI的应用已日趋式微。的应用已日趋式微。3.4.5FDDI（光纤分布式数据接口）