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第1章 局域網技術基礎

本章主要內容

●局域網體系結構與標準

●局域網的拓撲結構

●局域網的傳輸媒體

●局域網的互連

1.1 概 述

1.1.1 局域網的普及

一個微機系統應用于學校、辦公樓、工廠、企業等場合，這些系統互連起來，實現系統之間交換

數據和共享昂貴的的資源。

（1）主要包括與其它用戶交換報文、共同訪問公共文件和數據資源；

（2）實現硬件資源的共享，例如共享大容量存儲器和高性能激光打印機等。

1.1.2 局域網的定義

在一個小區范圍內，將分散的微機系統互連起來，實現資源的共享合同型，便構成了局域網

（LAN）。幾點說明：

（1）局域網終端設備：又稱為數據通信設備。主要包括：微機、服務器、終端、外圍設備、傳感

器（如溫度、濕度、安全報警傳感器等），數字電話、數字電視發送和接收機以及傳真機等。

當然不是所有的LAN都能配置上述設備。

（2）局域網的地理覆蓋一般可達幾十公里范圍；

（3）局域網在傳輸媒體上的數據傳輸速率為10Mbps、100Mbps及1000Mbps。

1.1.3 局域網的技術要素

●體系結構與標準

●傳輸媒體

●拓撲結構

●數據編碼

●媒體訪問控制 MAC

●邏輯鏈路控制 LAC

1.2 局域網體系結構與標準

1.2.1 局域網參考模型

LAN參考模型是以IEEE802（國際電工電子工程師協會）標準的工作文件為基礎,并且采用參考模型

來分析這一問題。

1.局域網存在的四個特征

（1）它用帶地址的幀來傳送數據；

（2）不存在中間交換，所以不要求路由選擇。

（3）數據傳輸各層的對應內容：

第一層： 物理層，比特傳輸；

第二層： 數據連路層，組成幀，并進行一定的控制，主要包括：尋址、排序、流量控制、差錯控

制等。

第三層： 網絡層，完成路由選擇。

（4）層二和層三的區別

層二是通過單個鏈路完成其功能，層三是通過數個鏈路完成的。

2.域網體系結構

3.局域網數據的傳遞（二層和三層）

（1）最上層接收來自所連接的站的發送信息；

（2）通過服務訪問點（SAP）向下層交換信息，SAP是相鄰層的邏輯接口；

（3）發送時將數據組裝帶有地址的差錯檢測字段的幀；

（4）接收時拆卸幀，完成地址識別和差錯檢測；

（5）管理鏈路上的通信。

4.物理層的主要功能

（1）信號的編碼和譯碼；

（2）前導碼的生成和除去（前導碼用于幀同步）；

（3）比特的發送和接收。

1.2.2 局域網媒體訪問控制

1.么是MAC？

所有局域網均由共享該網絡傳輸能力的多個設備組成。需要有某些方法控制對傳輸媒體的訪問，

以便兩個特定的設備在需要時可以交換數據。

2.體訪問技術中的“方法”

“方法”分為兩種，指控制是在集中方式下還是在分布方式下來實現。

（1）集中方式：

某個控制器被指定擁有訪問網絡的控制權，此時，希望發送的某個站必須等待，直到他收到該控

制器的準許，該站才允許發送。

（2）分布方式：

由各個站集體地完成媒體訪問控制功能，動態地確定站的發送順序。

（3）集中方式方案的優點和缺點：

優點a.可提供諸如優先權、保證帶寬，具有較大的控制訪問能力。

b.允許每個站有盡可能簡單的邏輯；

c.避免了協調問題。

缺點：a.會出現影響全網的單點故障；

b.會發生瓶頸作用，時效率降低。

分布方式方案的優點和缺點：正好與集中式相反。

3.訪問控制技術的分類

主要按同步和異步進行劃分。

（1）同步技術：

每個連接均被分配一個專用規定的傳輸容量。這種方式在局域網中不是最佳的，因為每個站發送

數據是隨機的。

（2）異步技術：

根據各站的發送情況分配傳輸容量，異步技術可進一步劃分為：循環、預約、競爭三種情況。

1.異步技術三種方法

（1）循環：

給每個站輪流發送的機會，在此機會里，某站可以謝絕發送，或發送一定限度的信息。此限度為

每個站每次發送的最大數據量或最大時間量來表示。

（2）預約：

對于平穩流式的業務，預約技術是相當合適的。即將媒體（介質）上的時間劃分為許多時隙，當

某站需要發送信息時，提前預約時隙。

（3）競爭：

對于突發式業務，競爭技術通常是合適的，各個站采取簡單的競爭方式進行競爭發送數據。常用

的方式為循環和競爭方式。

1.2.3 局域網數據鏈路控制LLC

1.LAN的LLC與傳統鏈路層的區別：

（1）它必須支持鏈路的多路訪問特性；

（2）它可利用MAC子層來實現鏈路訪問中的某些功能；

（3）它必須提供某些屬于三層的功能。

2.LLC的主要功能：

（1）端到端的差錯控制功能；

（2）端到端的流量控制功能；

（3）完成無連接服務功能；

（4）完成面向連接服務功能；

（5）能進行復用，即多個不同的端點的數據在同一信道上傳輸。

3.服務訪問點（SAP）

SAP在每層中有若干個點，分別用SAP1、SAP2……SAPn表示，每個SAP屬于某站，但它又在LLC層有

若干個SAP，每個SAP均由一個自己的地址，例如A點LLC層的SAP，可簡單表示為：（A，1），如下

圖。下面來看各站的SAP之間是如何通信的。

如上圖，假設站A內有一個應用X，希望將電文發送給站C內的一個進程，（A為某PC內的報告生成

程序，C為一臺打印機和一個簡單的打印機驅動器）

（1）站A的鏈路發送一個“連接請求”，的若干控制比特的幀，該幀內含源地址（A，1—X），目

的地址（C，1—M），及其它的控制比特。

（2）LAN將該幀傳遞給C站；

（3）如果“C”站空閑，就返回一個“接受連接”幀，（如果不空閑，這需要等待）；

（4）當A站與C站建立連接后，就可以利用站A的LLC將來自X的全部數據組裝成幀，每幀均含源地

址和目的地址；

（5）在此段時間，所有尋找（A，1）的幀均被拒絕，除非是來自（C，1）的幀。同樣（C，1）的

尋找幀也被（C，1）拒絕，字節收（A，1）的幀。

（6）以上方式被稱為面向連接服務。

在以上進行數據交換的同時，各站的其它SAP之間可以同時傳遞消息，例如，進程Y可以連接到

（A，2），并與（B，1）交換數據，這就是一個復用的例子。 

1.2.4 尋址

1.信涉及三個因素：進程、主機、網絡

（1）進程

是進行通信的基本實體，（也就是指軟件程序）。我們舉例說明兩個站之間的進程是如何傳遞

的。（例如A站和B站）

A站的進程通過PC機，然后通過網絡與B站進程進行連接，并交換數據。進程在PC機上進行。

（2）主機

（3）網絡

2.通信（含尋址）的過程

MH：必須包含一個用來唯一地標識局域網上某個站的目的地址，因為對于每一個可接收的站必須

讀出“目的地址”，如果和本站地址不同，則向下一站傳送；如果和本站地址相同，則MAC實體標

剝除MH和MT，并且將剩余的LLC—PDU向上傳遞，LLC子層的標頭LH中必須包含SAP地址，以便LLC可

將該數據交付給哪個SAP。

MAC地址：表識局域網中的一個站；

LLC地址：表識LLC上的某個SAP（某個用戶）。

3.SAP的分布

（1）在每兩層之間均有SAP（服務訪問點），物理層上沒有SAP。

（2）在網絡接口單元（NIU）上的每個終端接口都具有一個唯一的SAP；

（3）組地址：

某用戶希望將數據發送給特定NIU上的所有終端用戶，或者給整個局域網上的所有終端用戶，這就

需要組地址。

a.廣播方式；

b.多址方式。

4.局域網尋址的多種方式

MAC地址LLC用戶地址（服務訪問點）

單個單個

單個多址

單個廣播

多址廣播

廣播廣播

多址單個

多址多址

廣播單個

廣播多址

1.2.5 局域網標準

1.3 局域網的拓撲結構

1．3．1星型拓撲結構

特點：

（1）每個站由點到點鏈路連接到公共中心；

（2）任意兩站之間的通信均要通過中心點；

（3）中心點可以是一個中繼器，也可以是一個局域網的交換機；

（4）發送數據的站以幀的形式進入中心點，以幀中的目的地址到達目的站點。

（5）目前局域網系統中均采用星型拓撲結構。

1．3．2 環形

特點：

（1）由一組轉發器（又稱為中繼器）通過點到點鏈路連接成封閉的環所構成。

（2）以幀的方式傳輸數據，循環一周，在起始位除去。

（3）有令牌的站才可以發送幀。

1．3．3 總線和樹型

樹型特點：傳輸媒體是不構成閉合環路的分支電纜，也即在樹型網絡中，任意兩個終端之間只有

唯一的一條路徑。

總線型特點：只有傳輸媒體，沒有交換機，也沒有轉發器。

1.4 局域網的傳輸媒體

傳輸媒體主要有雙絞線、同軸電纜和光纖。

1.4.1 雙絞線

1.物理描述

2.傳輸特性

（1）對模擬信號，約每5~6Km需要一個放大器；

（2）對低頻數字信號，每2~3Km需用一個轉發器。

1.4.2 同軸電纜

分類：

（1）CATV系統中使用75Ω電纜，主要用于寬帶FDM模擬信號及高速數據。

（2）基帶數字信號使用50Ω電纜，對于模擬信號可達300MHz~400MHz，每個電視信道分配6MHz的

帶寬。

（3）帶寬和速率的關系：

對于5Mbps或更高的速率可設定1Hz/1bps，如6MHzTV信道——5Mbp速率。

對于較低速率可設計 2 Hz/1bps；

目前用整條同軸電纜（75Ω）傳送數據，可達50Mbps，距離一般為1Km左右。

1.4.3 光纜

傳輸特性：1014Hz~1015Hz范圍起波導作用。

多模：小角度的入射光纖被反射并沿光纖傳播，其余光纖被周圍媒體所吸收。

單模：纖芯半徑降低到波長的量級時，只有單個角度或單個模，即只有軸向光束能通過。

1.4.4 無線傳輸媒體

分類：

（1）射頻（RF）：900MHz、2.4GHz、5.8GHz(無需申請的頻率)

（2）紅外線(IR)800mm~900mm波段,地域范圍可達數十米,可獲得10Mbps的數據傳輸率。

散射IR(DFIR):范圍較小,但收發之間可有障礙物；

直射 IR(DBIR) :范圍較大,但收發之間不能有障礙物。

1.5 局域網的互連

局域網的互連主要通過以下設備實現：

（1）中繼器（又稱轉發器，在物理層實現互連）；

（2）網橋（又稱橋接器，在數據鏈路層實現互連）；

（3）路由器（在網絡層實現互連）；

（4）網關（又稱網間連接器，在傳輸層及以上實現互連）。

1.5.1 中繼器

中繼器，又稱重發器，主要是將信號再生放大，主要作用為：

（1）將沖突域延長、擴大；

（2）但不能將電路形成環路；中繼的個數有限，主要為時延及負荷情況；

（3）多口中繼器又稱為集線器，可分為電纜中繼器（雙絞線、同軸電纜）和光纜中繼器。

1.5.2 集線器

集線器又稱為集中器，用它作為一個中心節點，可連接多個傳輸媒體。集線器分為有源集線器，

無源集線器和智能集線器。

1.5.3 網橋

用于連接兩個或兩個以上具有相同通信協議、傳輸媒體及尋址結構的局域網網間的互連設備。

（1）網橋有它的軟件和硬件。網橋需要有足夠大的RAM（存儲器）緩沖區，用于擴展網絡距離和轉發數據到另一個目的網工作站。

（2）網橋具有尋址和路徑選擇功能；網橋對廣播信息不能識別，也不能過濾；

（3）網橋又分為本地網橋和遠程網橋。

本地網橋：指所連接的兩個LAN間的距離在所允許的最大傳輸媒體長度之內的網橋。連接兩個LAN

只需一個網橋。

遠程網橋：必須加上調制解調器，而且連接兩個LAN時需要兩個網橋。

1.5.4 路由器

1.主要功能：

（1）選擇最佳的轉發數據的路徑，建立非常靈活的連接，均衡網絡負載。

（2）利用通信協議本身的流控來控制數據傳輸，解決擁擠問題；

（3）具有判斷需要轉發的數據分組的功能，判定某數據是否需轉發。

2.路由器分為：

（1）單協議路由器：對具有相同網絡層協議的網絡互連；

（2）多協議路由器：對具有多種網絡層協議的網絡互連。

1.5.5 網關（又稱高層協議轉發器）

用途：用于不同類型且差別較大的網絡系統間的互聯

第2章 以太網

以太網是最早使用的局域網,也是目前使用最廣泛的網絡產品。

以太網有10Mbps、100Mbps和1000Mbps的網絡。以星型為主。交換型以太網

逐漸代替了共享型以太網，并使用了全雙工以太網技術。

2.1 概述

1. 20世紀70年代中期，Xerox公司制定了以太網協議并進行實驗，速率為2.94Mbps；

2.1980年，Xerox、Intel和DEC三公司聯合發表DIX80，即以太網的標準；

3.1981年6月，IEEE802 LAN標準委員會成立；

4.1985年，IEEE802 LAN標準委員會正式通過了局域網標準。

5.傳統的以太網的核心思想是在共享的公共傳輸媒體上以半雙工傳輸模式工作,網絡的站點在同一 時刻要么發送數據,要么接收數據,而不能同發送和接收。

6.交換型和全雙工以太網的出現，實現了站點獨占傳輸媒體并同時收發數據。

2.2 以太網標準系列年份代號標準類型

198210BASE5802．3粗同軸電纜

198510BASE2802．3a細同軸電纜

199010BASET802．3I雙絞線

199310BASEF802．3j光纖

1995100BASET802．3u雙絞線

1997全雙工以太網802．3x雙絞線、光纖

19981000BASEX802．3z短屏蔽雙絞線、光纖

20001000BASET802．3ab雙絞線

2.3 以太網的功能模塊

2.4 幀結構

2.4.1 以太網的幀結構

7 1 6 6 2 46~1500 4

前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）類型

（TYPE）數據區（DATA）幀檢驗序列（FCS）

1.前導碼

為101010。。。。。。，共56位，為了同步。

2.幀首定界符（SFD）

為10101011，表示一幀開始。

3.目的地址（DA）

為MAC的物理地址，共6字節。又分為單地址、多地址和廣播地址。

（1）單地址：最高位是“0”；

（2）多地址和廣播地址：最高位是“1”。（廣播地址時，DA同時為全“1”代碼）

4.源地址（SA）

同上

5.類型（TYPE）

主要說明高層所使用的協議類型，如IP地址。

6.數據區（DATA）

它的范圍為：46~1500字節，如不夠46字節，則必須填充到46字節。

7.幀檢驗序列（FCS）

FCS是通過計算除前導碼、SFD和FCS以外的內容得到的。

2.4.2 以太網與IEEE802.3（CSMA/CD標準）幀結構的比較

7 1 6 6 2 46~1500 4

前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）類型

（TYPE）數據區（DATA）幀檢驗序列（FCS）

以太網幀結構

7 1 2/6 2/ 6 2 46~1500 0~46 4

前導碼幀首定界符（SFD）目的地址（DA）源地址（SA）長度（L）

邏輯鏈路層協議單元LLC—PDU填充字段 PAD幀檢驗序列（FCS）

IEEE802.3（CSMA/CD標準）幀結構

說明：如果LLC—PDU＜46字節，則發送站的MAC子層自動填“0”代碼于填充段PAD中。

以太網與IEEE802.3的區別：

比較以太網IEEE802.3

數據段直接為網絡層的分組為LLC—PDU

長度/類型類型（值大于1536D）長度（值小于1536D）

以太網幀IEEE802.3幀

DA段在最高位有意義：區分單址還是多址在最高兩位有意義次高位“0”：全 局管理次高位“1”：局部管理廣播地址DA段，次高位“1”DA段，次高位“1”

2.5 媒體訪問控制技術

1.發送規則

2.碰撞槽時間（重點講解）

假設公共總線媒體長度為S，幀在媒體上的傳播速度為0.7C（光速），網絡的傳輸率為R（bps），幀長為L（bps），tPHY為某站的物理層時延；則有：碰撞槽時間=2S/0.7C+2tPHY

因為Lmin/R=碰撞槽時間

所以：Lmin =（2S/0.7C+2tPHY ）×R （注意，原書中有錯！） Lmin 稱為最小幀長度。

碰撞槽時間在以太網中是一個極為重要的參數，有如下特點：

（1）它是檢測一次碰撞所需的最長時間。

（2）要求幀長度有個下限。（即最短幀長）

（3）產生碰撞，就會出現幀碎片。

（4）如發生碰撞，要等待一定的時間。t=rT。（T為碰撞槽時間）

3.接收規則

（1）網絡上的站點，如不發送，則接收；

（2）接收后，首先判斷是否為幀碎片；

（3）識別目的地址；

（4）判斷FCS是否有效，若無效，丟棄；若有效，進行（5）步；

（5）確定長度字段時長度還是類型，以0600H為界；

（6）接收成功。解封后送到LLC層。

2.6 選學內容

2.6.1 以太網時隙（slot time）

1.為什么要設置時隙？

（1）在以太網規則中，若發生沖突，則必須讓網上每個主機都檢測到。但信號傳播到整個介質需要一定的時間。

（2）考慮極限情況，主機發送的幀很小，兩沖突主機相距很遠。在A發送的幀傳播到B的前一刻，B開始發送幀。這樣，當A的幀到達B時，B檢測到了沖突，于是發送阻塞信號。

（3）但B的阻塞信號還沒有傳輸到A，A的幀已發送完畢，那么A就檢測不到沖突，而誤認為已發送 成功，不再發送。

（4）由于信號的傳播時延，檢測到沖突需要一定的時間，所以發送的幀必須有一定的長度。這就 是時隙需要解決的問題。

2.下面我們來估計在最壞情況下，檢測到沖突所需的時間

（1）在上圖中，A和B是網上相距最遠的兩個主機，設信號在A和B之間傳播時延為τ，假定A在t時刻開始發送一幀，則這個幀在t+τ時刻到達B，若B在t+τ－ε時刻開始發送一幀，則B在t+τ時就會檢測到沖突，并發出阻塞信號。

（2）阻塞信號將在t+2τ時到達A。所以A必須在t+2τ時仍在發送才可以檢測到沖突，所以一幀的發送時間必須大于2τ。

（3）按照標準，10Mbps以太網采用中繼器時，連接最大長度為2500米，最多經過4個中繼器，因 此規定對于10Mbps以太網規定一幀的最小發送時間必須為51.2μs。

（3）51.2μs也就是512位數據在10Mbps以太網速率下的傳播時間，常稱為512位時。這個時間定 義為以太網時隙。512位時=64字節，因此以太網幀的最小長度為512位時=64字節。

3.沖突發生的時段

（1）沖突只能發生在主機發送幀的最初一段時間，即512位時=64字節的時段。

（2）當網上所有主機都檢測到沖突后，就會停發幀。

（3）512位時是主機捕獲信道的時間，如果某主機發送一個幀的512位時，而沒有發生沖突，以后

也就不會再發生沖突了，稱此為主機捕獲了信道。

4.中繼器與網橋和沖突的關系

（1）中繼器和沖突的關系：

中繼器不能隔離沖突，所以把中繼器相連的網段作為一個沖突域。

沖突退避算法限制了每個主機的退避時間從1個時隙到最多210=1024個時隙，因此，

由中繼器連接的多段以太網中，主機數一般不超過1024個。

（2）網橋和沖突的關系：

網橋能隔離沖突，因此，在主機數超過1024個時，可以通過網橋連接。

5.100Mbps和1000Mbps以太網的時隙

（1）100Mbps以太網的時隙：

100Mbps以太網的時隙仍為512位時，以太網規定一幀的最小發送時間必須為5.12μs。

（2）1000Mbps以太網的時隙

1000Mbps以太網的時隙增至512字節，即4096位時。

6.堅持退避算法

有三種CSMA堅持退避算法，如下圖：

（1）非堅持CSMA；

#假如介質是空閑的，則發送；

#假如介質是忙的，等待一段隨機時間，重復第一步；

（2）1-堅持CSMA；

#假如介質是空閑的，則發送；

#假如介質是忙的，繼續監聽，直到介質空閑，立即發送；

#假如沖突發生，則等待一段隨機時間，重復第一步。

（3）P-堅持CSMA；

#假如介質是空閑的，則以P概率發送；而以（1-P）的概率延遲一個時間單位。時間單位等于最大的傳播延遲時間。

#假如介質是忙的，繼續監聽，直到介質空閑，重復第一步。

#假如發送被延遲一個時間單位，則重復第一步。

7.三種方法的比較：

非堅持1-堅持P-堅持

優點當站點要發送時，只要介質空閑，就立即發送。降低1-堅持的沖突概率，又減小介質浪費。缺點即使有幾個站有數據要發送，介質仍可能處于空閑狀態。介質利用率低。假如有兩個或兩個以上的站點有數據要發送，沖突就不可避免。P值的選擇非常重要。

2.6.2 載波監聽多路介質訪問/沖突檢測（CSMA/CD）

載波監聽多路介質訪問/沖突檢測協議已廣泛應用于局域網。其方法是：

每個站在發送幀期間，同時有檢測沖突的能力，一旦檢測到沖突，就立即停止發送，并向總線上

發送一串阻塞信號，通知總線上各站沖突已發生，這樣通道的容量不致因白白傳送一損壞的幀而

浪費。

2.6.3 退避算法

在CSMA/CD算法中，在檢測到沖突并發完阻塞信號后，為降低再沖突的概率，需等待一個隨機過程，然后再用CSMA算法發送。為了決定這個隨機時間，采用稱為二進制指數退避算法，算法如下：

（1）對每個幀，當第一次發生沖突時，設置參量為L=2；

（2）退避間隔取1~L個時間片中的一個隨機數，1個時間片等于2a（雙向傳播時間=2a，即:a=0.5）；

（3）當幀重復一次沖突時，則將參量L加倍；

（4）設置一個最大重傳次數，超過這個次數，則不再重傳，并報告出錯。

2.7 物理層結構功能

2.7.1 編碼和譯碼技術

計算機直接輸出的碼為不歸零碼（NRZ），在以太網的物理層媒體上傳輸幀的二進制碼必須采用特殊的編碼。

在10BASEX上采用曼徹斯特碼。優點為：

（1）傳輸的代碼中包括了同步時鐘；

（2）能很方便的檢測到發生碰撞的現象，平均電平發生了變化。

（3）容易區分“1”、“0“。

2.7.2 收發器

#向媒體發送信號

#從媒體接收信號

#識別媒體是否存在信號(在總線上是否有載波)

#識別碰撞(在總線上是否發生了碰撞)

四種10BASE以太網物理連接（P.28）

2.7.3 四種10BASE以太網物理性能比較

四種10BASE以太網物理性能比較

10BASE510BASE210BASET10BASEFL

收發器外置設備內置芯片內置芯片內置芯片

媒體Φ10,50Ω同軸電纜Φ5,50Ω同軸電纜3、4、5類不屏蔽雙絞線62．5/125

多模光纜

最長媒體段500m185m100m2km

拓撲結構公共總線型公共總線型星型星型

中繼器/集線器中繼器中繼器集線器集線器

最大跨距/媒體段數2．5km/5925m/5500m/54km/2

網卡上連接端9芯D型AUIBNC，T頭RJ—45ST

2.8 10BASET以太網組網技術

2.8.1 10BASET以太網系統組成（P.30）

（1）雙絞線連接

（2）系統配置

HUB與網卡之間最長距離為100米，HUB數量最多為四個。任意兩站之間的距離不會超過500米。

（3）抗干擾能力(P.31)

正常情況：放大器有輸入時，在輸出雙絞線分別產生極性相反且幅度相等的差分信號，對于接收放大器，只有在差分信號輸入時，才有輸出；干擾時：會產生同極性且幅度相等的信號，此時，沒有輸出。起到了抗干擾作用。

2.8.2 10BASET集線器功能

（1）媒體上信號的再生和在定時

（2）檢測碰撞

（3）端口的擴展功能

（4）混合連接10BASE5與10BASET及10BASE2以太網系統

高速以太網是當前最流行、并廣泛使用的局域網，包括100Mbps和1000Mbps局域網。

3.1 概述

高速以太網是在10BASET和10BASEFL（光纖鏈路）技術基礎上發展起來的100Mbps傳輸速率的以太 網，現廣泛使用100BASETX和10BASEFX，它們的拓撲結構與10BASET和10BASEFL相同，并向下兼容。

10/100Mbps自適應局域網保證了從10Mbps向100Mbps平穩過渡。

3.2 高速以太網體系結構與分類

1.體系結構

MII：媒體獨立接口

2.四種不同的100Mbps以太網物理層結構（P.35）

3.3 高速以太網系統的組成

1.網卡與集線器的連接

（1）若網卡上內置收發機，則用RJ—45連接器連接；

（2）若網卡上外置收發機，則在網卡上配置一個40芯MII連接器。

以上對雙絞線和光纜均一樣。安裝在站中的網卡也是一樣的。

2.媒體

注意：

（1）網卡或者外置收發器上必須配置9芯連接器，這和10Mbps以太網不同。

（2）屏蔽雙絞線的阻抗為150Ω。

（3）在全雙工情況下：

單摸光纜段可達40Km；

多摸光纜段可達2Km；

3.線器

（1）分類

按結構劃分：共享型和交換型；

按媒體劃分：雙絞線和光纜；

按設備劃分：單臺非擴展型、疊堆型和廂體型。

3.4 高速以太網組網技術

3.4.1 高速以太網系統的跨距

1.速以太網碰撞時間槽（St）

St=2S/0.7C+2tPHY

考慮中繼器的時延tr，并考慮中繼器的個數為N，則有： St=2S/0.7C+2N tr +2tPHY 所以：S=0.35（L/R-2N tr -2tPHY ） 注意，L沒有變，但R比10Mbps大了10倍。所以S小了許多。

2.跨距

跨距實際上反映了一個碰撞域，具體值見P.39。

3.4.2 自動協商與10M/100Mbps自適應功能

1.自動協商功能

（1）在使用雙絞線的環境中，網卡和集線器的端口RJ—45可支持多種工作模式，如：100Mbps的T2、Tx，也支持雙工方式。

（2）屏蔽雙絞線及光纜不支持自動協商功能；

（3）在加電后，首先在端口上進行自動協商，協商結果，獲得雙方擁有的最佳工作模式。

（4）發送快速鏈路脈沖（FLP），一旦協商成功，就不再發快速鏈路脈沖（FLP）。

（5）10M/100Mbps自適應功能

分幾種情況進行分析：

（1）原有的10BASET具有自動協商功能，得到協商結果。

（2）原有的10BASET不具有自動協商功能，由于在以往的10BASET系統中，媒體鏈路正常工作時， 始終存在正常鏈路脈沖（NLP），以檢測鏈路的完整性。因此可以適應。

（3）如果老的10BASET中使用3類UTP媒體，在新系統中則不能正常使用。

（4）在自動協商后，各端口的速率可能不同。

注意兩種不正常的情況：

（1）如果是3類屏蔽線，在10Mbps時正常，在100Mbps就可能不正常；

（2）如果集線器各端口上的速率不同，那么必須解決傳輸率不一致的問題，否則，系統不能正常運行。

3.4.3 高速以太網與10BASET/FL組網性能比較

10BASET/FL100BASETX/FX

IEEE標準802．3i/j802．3u

拓撲結構星型星型

傳輸率10Mbps100Mbps

媒體3、4、5類UTP、MMF5類UTP、STP、SMF、MMF

最長媒體段UTP：100m；MMF：2KmUTP、STP：100m；MMF：2Km；SMF：40Km

編碼：曼徹斯特碼4B/5BNRZI

幀結構符合DIX802。3標準符合DIX、802。3標準

CSMA/CD同上同上

碰撞槽時間51．2μs（512bit）5．12μs（512bit）

碰撞域范圍UTP：500m（四個中繼器）2個中繼器：UTP、STP：205m；MMF：228m；

UTP+MMF：216m；無中繼器：UTP：100m；MMF：412m

3.4.4 高速以太網典型組網方案

S——交換機

3.5 千兆位以太網體系結構與分類

3.5.1 千兆位以太網體系結構和功能模塊

1.體系結構

2.功能模塊

PHY層中包括了：

（1）編碼/譯碼；

（2）收發器；

?包括長波光纖激光傳輸器；波長：1270nm~1355nm

?短波光纖激光傳輸器；波長：770nm~860nm

?銅纜收發器。

（3）媒體。

3.5.2 千兆位以太網按PHY層分類

1.1000BASEX類

（1）1000BASECX

1000BASECX是一種短距離屏蔽銅纜，最長距離為25m。

連接器為9芯。但只用了四芯，1、5、6、9

該纜的特性阻抗為150Ω。

（2）1000BASELX

使用長波激光，可驅動單模光纖，也可驅動多模光纖

對于多模：最長距離為550m；

對于單摸：全雙工模式下，最長距離為3Km。

（3）1000BASESX

僅支持多模光纖。

波長工作方式最長距離

62．5μm全雙工300m

50μm全雙工525m

2.1000BASET（雙絞線）

最長距離：100m；

需要專門的、更先進的編碼/譯碼方案。

特殊的驅動電路方案。

3.6 千兆位以太網組網技術

3.6.1 千兆位以太網組網跨距

1.無中繼器連接（P.46）

2.有中繼器連接

3.6.2 幀擴展技術

最小幀長度越長，則半雙工模式的網絡系統跨距越大。

1.各種速率下的位長：

速率10Mbps100Mbps1000Mbps

位長512比特512比特512字節（4096比特）

當千兆以太網的幀達不到512字節時，必須添加擴展位。

2.100Mbps和1000Mbps以太網的時隙

（1）100Mbps以太網的時隙：

100Mbps以太網的時隙仍為512位時，以太網規定一幀的最小發送時間必須為5.12μs。

（2）1000Mbps以太網的時隙

1000Mbps以太網的時隙增至512字節，即4096位時。

3.6.3 幀突發技術

幀突發在千兆以太網上是一種可選功能，它使一個站或一個服務器一次能連續發送多個幀。

1.幀突發技術：

（1）當一個站點需要發送很多短幀時，該站點先試圖發送第一幀，該幀可能是附加了擴展位的幀；

（2）一旦第一個幀發送成功，則具有幀突發功能的該站就能夠繼續發送其它幀，直到幀突發的總 長度達到1500字節為止。

（3）為了使得在幀突發過程中，媒體始終處于“忙狀態”，必須在幀間的間隙時間中，發送站發送非“0”、“1”數值符號，以避免其它站點在幀間隙時間中占領媒體而中斷本站的幀突發過程。

（4）在幀突發過程中只有第一個幀在試圖發出時可能會遇到媒體忙或產生碰撞，在第一個幀以后的成組幀的發送過程中再也不可能產生碰撞。

（5）如果第一幀恰恰是一個最長幀，即1518字節，則標準規定幀突發過程的總長度限制在3000字節范圍內。

第4章 交換型以太網

本章首先介紹以太網從共享型到交換型的變遷,并介紹交換型以太網的特點和以太網交換器的工作原理。然后比較詳細地介紹以太網交換器的結構、交換方式、分類和典型應用。

4.1 概述

1.共享型以太網：

（1）由網卡、集線器/中繼器、媒體三部分組成。整個系統的帶寬只有10Mbps，處在一個沖突域范圍。

（2）假設某系統共有n=20個節點，那么每個節點的帶寬則為：10Mbps/20=0.5Mbps。

（3）共享型以太網存在的問題是：

受到CSMA/CD的約束，一個碰撞域的帶寬是固定的；

在一個碰撞域的系統中，每個節點的帶寬為：系統帶寬/n；（n為節點數）

在一個碰撞域的系統中，可以是一個工作組，也可是多個工作組；

在多個工作組的碰撞域中，每個工作組的數據流廣播到系統中所有的站，安全性不好。覆蓋范圍受到限制。

2.交換型以太網：

可解決共享型以太網的不足。

4.2 交換型以太網系統的特點

4.2.1 系統的特點

交換型以太網系統中的交換型集線器，也稱以太網交換器，以其為核心連接站點或者網段。

交換型以太網系統的優點

（1）每個端口可以連接網段，也可連接站點。每個端口獨享10Mbps的帶寬；

（2）系統的最大帶寬可達到端口帶寬的n倍；

（3）交換器連接了多個網段，網段上運作都是獨立的，被隔離的。但如果需要的話，獨立網段之間通過其端口也可建立暫時的數據通道。

（4）被交換器隔離的獨立網段上數據信息流不會隨意廣播到其它端口上去。

4.2.2 以太網交換器工作的邏輯機理

特點：

（1）交換器上可同時多個數據通道并存；

（2）端口間既隔離又連接；

（3）上圖中共有30個數據通道，如果采用雙工的方式，同時最多可通15個數據通道；

（4）從上圖可看到，各端口信息流是被隔離的，如果要連通，必須進行控制，方可交互。

4.3 以太網交換器的結構

共有四種不同的結構：

1.軟件執行交換結構

2.矩陣交換結構

3.總線交換結構

4.共享存儲器交換結構

4.3.1 軟件執行交換結構

4.3.2 矩陣交換結構

特點

（1）地址表：地址——輸入/輸出端口

（2）利用硬件交換，結構緊湊，交換速度快，時延小；

（3）不易于簡單堆疊和集成。

（4）使用廣泛，如：ATM。

注意：

（1）當輸入端口與輸出端口相等時，不會發生阻塞；

（2）當輸入端口多于輸出端口時，就會發生阻塞；

（3）為避免幀的丟失，必須增加緩沖區。

4.3.3 總線交換結構

總線交換結構的優點：

1.便于疊堆擴展；

2.容易監控和管理

3.容易實現幀的廣播；

4.容易實現多個輸入對一個輸出，即客戶機—服務器的方式。

4.3.4 共享存儲器交換結構

特點：

（1）使用大量的高速RAM來輸入數據；

（2）輸入輸出會產生時延；

（3）交換器結構簡單；

（4）冗余結構比較復雜；

（5）適合小型交換器。

4.4 以太網交換器的交換方式

4.4.1 靜態交換與動態交換

1.靜態交換

端口間的通道連接是事先人工預定的。端口間并沒有實現網段的隔離。被稱為“端口交換機”。

2.動態交換

（1）是基于網橋工作機理的交換方式，根據透明網橋工作機理，動態交換端口間通道的形成是基于MAC地址的操作，根據輸入端口上幀的目的地址來查看交換器中自學習生成的端口——地址表后，就能決定端口間的連接，形成幀傳送通道。

（2）一次連接只能傳送一幀。

（3）動態交換方式又分為存儲轉發和穿通兩種方式。

4.4.2 存儲轉發交換方式 特點： （1）交換時間長。每一幀必須全部接收完成后，才檢查地址，再送出去；還需要串/并轉換。 （2）可*性高。輸入、輸出都要進行差錯檢驗。 4.4.3 穿通交換方式 特點： （1）當輸入端收到幀的開始6個字節后，交換器根據目的地址查端口——地址表，獲得輸出端地址后，就把整個幀導向輸出端口；縮短了時延。 （2）可*性不高； （3）適用于鏈路可*性高的環境中。 （4）穿通交換方式/存儲轉發共用，先采用穿通交換方式，若鏈路可*性差，則自動轉到存儲轉發方式。得到最大的交換器的效率。 4.5 以太網交換器的分類 1.分類： （1）單臺（不可堆疊） （2）可堆疊集成 （3）廂體模塊 2．各類的使用 （1）單臺（不可堆疊） 只能單臺使用 （2）可堆疊交換器 可單臺使用 多臺堆疊使用時，必須在外部附加一個集成裝置。 （3）廂體模塊 三個優點 維修方便。每一個模塊可以熱插拔。 高可*性。 電源備份； 可采用無源母板；有備用交換引擎。 系統集成和配置靈活。 4.6 以太網交換器的典型應用 1.以太網應用的分類 （1）群組 （2）部門 （3）主干 群組部門主干 架構單臺可疊堆集成廂體模塊式 典型端口數8、12、2412-24，可成倍擴展12/模塊，可成倍擴展 端口傳輸率10/100Mbps10/100Mbps，1Gbps100Mbps，1Gbps 高速端口1~2個 100Mbps1Gbps，ATM接服務器或干線1Gbps，ATM 支持其它網絡FDDI，ATM 支持L3路由可能支持可能支持 典型背板帶寬100~200Mbps4Gbps10Gbps以上 典型組網群組桌面聯網小型樓宇或園區系統干線大中型樓宇或園區系統 干線 2.各種典型應用 （1）群組 一般集中在一個辦公室，也可能在一個樓層，數據在一個小范圍交互。 在這類交換機中，必須設置高速端口（如100Mbps），客戶機獨享10Mbps或者共享集線器的10Mbps，也可在交換機和站點之間在配置一種稱為“端口交換機”的設備，“端口交換機”的設備采用靜態交換方式，可人工靈活組合站點共享端口的10Mbps帶寬。

（2）部門

對于小型樓宇或者小型園區的應用環境來說，除配置面向連接客戶站群組交換器外，還需配置組成系統干線的交換器。

部門以太網交換器另一個特點是可堆疊以擴展交換器的端口和帶寬。

（3）主干交換器

在中、大型樓宇或園區應用環境中，一般配置功能很強、性能很好的主干交換器。主干交換器具有廂式體架構。其模塊上端口傳輸率通常為100Mbps或1000Mbps。

有的廂體除支持以太網外，還可插入FDDI模塊，甚至還可插入ATM模塊，因此交換器背板帶寬可達10Gbps。

4.7 全雙工以太網

4.7.1 全雙工以太網技術的重要性

（1）雖然交換其本身工作已不受CSMA/CD的約束，但站點到交換器或交換器之間如果還采用半雙工以太網傳輸的話，那么網段還是受到CSMA/CD的約束，使網段的媒體長度受到限制，尤其是在高速率情況下。

（2）鑒于以上情況，采用了全雙工以太網技術。

4.7.2 全雙工以太網技術特點

（1）全雙工端口上采用兩根傳輸線，收發分開；

（2）全雙工以太網不受沖突域的限制，只于媒體衰耗有關；

（3）全雙工以太網的傳輸帶寬可提高一倍；

（4）在10Mbps端口傳輸率情況下，只有10BASET及10BASEFL支持全雙工以太網；

（5）在100Mbps快速以太網情況下，除100BASET4外，其他都支持全雙工以太網。

4.7.3 全雙工以太網的組網應用

環網

目前常用的環網包括令牌環網和光纖分布式數據接口兩種。

5.1 概述

1.以太網(10BASE5、10BASE2)的不足：

（1）不適應重負荷應用環境；

（2）無實時性能和優先權機制；

（3）在拓撲結構為公共總線的以太網上，媒體使用光纖比較困難；

（4）共享型以太網的覆蓋范圍受限于沖突域，無法進一步拓展。

2.環網的優點：

（1）適應重負荷應用環境；

（2）具有實時性能和優先權機制；

（3）環網的媒體可以使用光纖；

（4）覆蓋范圍較大，可達數十公里。

5.2 令牌環網媒體訪問技術

5.2.1 令牌環操作

（1）令牌環技術的基礎是使用了一個稱之為令牌的特定比特串，當環上所有的站都處于空閑時，令牌沿著環旋轉。

（2）當某站想發送幀時，必須等待直至收到空令牌才可發送。

（3）在輕負荷時，效率較低；

（4）在重負荷時，既公平又有效，各站按順序發送。

5.2.2 MAC幀

1.幀格式

SD幀首定界符（1個8位位組）AC訪問控制（1個8位位組）FC幀控制（1個8位位組）DA目的地址2~6個8位位組）SA源地址2~6個8位位組）INFO 信息0或多個8位位組）FCS 幀檢驗序列 (4個8位位組）ED幀尾定界符（1個8位位組）FS幀狀態（1個8位位組）幀首序列 I FCS作用范圍 I 幀尾序列

2.令牌格式

SDACED

3.幀首定界符（SD）

JK0JK000

J—非數據，與發送的“0”、“1”不同的編碼，

K—非數據，與發送的“0”、“1”不同的編碼，

4.訪問控制（AC）

PPPTMRRR

PPP—優先級比特，共有8級優先級。當某站發送優先級為n的幀時，它必須等待，直到截獲了優先級比n小或者等于n的空令牌，這九保證了高優先級的幀有更多的機會發送幀。為了避免各站將優先級抬高，在將令牌提升的站，發送完數據后，必須將令牌減下來。

T—令牌比特：令牌時，T=0；傳輸幀時，T=1。

M—監控比特：令牌環的維護是一種集中式管理，由一個監控站來管理，用于防止持久的數據幀或令牌幀，從令牌到幀時，M比特的數字轉換。

在源站發出某幀時，，M=0，當一個幀第一次經過監控站時，M被置為1，當M=1的幀再次經過監控站時，該幀即被清除。

保證環路的最小時延，令牌的長度為24字節，這就要求環路至少應能容納24比特，如長度不夠，監控站就插入延時比特。

為了保證令牌的不丟失，每個監控站都設有一計時器，它設置為最長令牌持有時間，當在此時間內沒有收到令牌時，即判定令牌丟失，這時監控站收回環路上的數據（若有），并發出一個新令牌。

RRR—預留比特

5.幀控制（FC）

FFZZZZZZ

FF=01 LLC數據幀

FF=00 MAC控制幀

當FF=00 時，ZZZZZZ 指出的是MAC幀的類型

6.幀尾定界符（ED）

JK1 JK1IE

J—非數據

K—非數據

I—中間幀比特（I=1，后面還有幀；I=0，后面沒有幀了）

E—差錯檢驗比特，檢測出錯，將E置位。

7.幀狀態（FS）

ACrrACrr

A—地址識別比特，識別出地址，將A置位，否則，將A不置位；

C—幀已復制比特，幀已復制，將C置位，否則，將C不置位；

r—預留比特，一般置為“0”。

由于幀狀態在FCS之外，因此重復一次，進行檢錯。

8.地址字段（MAC）

（1）源地址字段中的第一個比特總是為“0”。

目的地址中的第一個比特置成“0”，表示一個單地址；

目的地址中的第一個比特置成“1”，表示一個組地址；

全“1”的組地址是對環上所有工作的站的廣播地址。

（2）對于48比特的地址字段，將其源和目的地址字段中的第2個比特置為“0”，表示是一全局管

理地址；

置為“1”，表示局部管理地址；

16比特地址：

15bit

I/G

16比特局部管理格式：

7bit環編號8bit站編號

I/G

48比特地址：

46bit地址

I/G U/L

48比特局部管理格式：

14bit環編號32bit站編號

I/G U/L

注意：令牌環規定使用屏蔽雙絞線。

5.2.3 MAC基本操作

（1）一個站要發送，要等到令牌經過，它由AC字段中的令牌比特置為“0”來表明空令牌，被捕獲得令牌的ED字段被該站吸收和丟棄；

（2）然后將其他都接在后面發送；

（3）該站可以連續地發送直到無數據或到令牌計時器滿為止。（將ED字段中的I置為“1”）。

各站的情況：

每個站引入一比特的時延，

每個站都對通過幀進行差錯檢查，如果出錯，就將ED字段中的E置位

每個站檢測目的地址，如果是本站地址，就將A比特置“1“；

如果該站有足夠的空間，就復制該幀，并將C比特置“1”。

源站能區別以下三種情況：

（1）目的站不存在/未被復制；

（2）目的站存在但幀未被復制；

（3）幀已被目的站復制。

發出幀的站應該將該幀從環上清除。

如果報告有錯，MAC并不再重傳，這是LLC層協議的職責。

5.3 差分曼徹斯特碼

標準規定使用的數據速率是：4Mbps或16Mbps，采用曼徹斯特編碼，編碼規則為：“0”為比特時間開始和中間均跳變，“1”只在比特中間跳變。

J——比特開始時沒有跳變，

K——比特開始時有跳變。

5.4 FDDI網媒體訪問控制技術

5.4.1 FDDI 標準的范圍

FDDI 標準的包含了MAC子層和物理層。標準分為四部分：

（1）媒體訪問控制（MAC）

（2）物理層協議（PHY）

（3）物理媒體相關子層（PMD）

（4）層管理（LMT）

5.4.2 令牌環操作

注意：令牌環網與FDDI存在的差別:

（1）FDDI并不是通過改變一個比特來抓住令牌的;

（2）FDDI在一個站完成其幀發送后,即使尚未開始收到它發送的幀,也立即送出一新令牌，在環上可以有多個幀。

5.4.3 MAC幀

注意：對于FDDI的MAC實體間交換是以符號為單位的，每一符號對應4比特。這是因為FDDI是采用4B/5B的方式進行信息交換的。

1.FDDI的幀格式

（1）幀格式

PA前導碼（16或更多個符號）SD幀首定界符（2個符號）FC幀控制（2個符號）

DA目的地址（4或12個符號）SA源地址（4或12個符號）INFO 信息0

或更多個符號對）FCS 幀檢驗序列 ED幀尾定界符（1個符號）FS幀狀態

（3或更多個符號）

幀首序列 FCS作用范圍 幀尾序列

（2）令牌格式

PASDFCED

（3）幀首定界符（SD）

J K

J—非數據（1個符號）

K—非數據（1個符號）

（4）幀控制（FC）

CLFFZZZZ

C—類別比特

L—地址長度比特

FF—格式比特

ZZZZ —控制比特

（5）幀尾定界符（ED）

T

T—終止符號

（6）令牌尾定界符（ED）

TT

T—終止符號

注意：幀尾定界符（ED）與令牌尾定界符（ED）的區別。

（7）幀狀態（FS）

E A C

R/SR/SR/SR/SR/SR/ST

A—地址識別符

C—幀已復制符

E—檢測到差錯

注意：

如果附加的符號為奇數個，結尾用一個“T”結束；使總長度為8比特的整數倍.

如果附加的符號為偶數個，結尾用兩個“T”結束。使總長度為8比特的整數倍.

（8）地址字段

（1）源地址字段中的第一個比特總是為“0”。

目的地址中的第一個比特置成“0”，表示一個單地址；

目的地址中的第一個比特置成“1”，表示一個組地址；

全“1”的組地址是對環上所有工作的站的廣播地址。

（2）對于48比特的地址字段，將其源和目的地址字段中的第2個比特置為“0”，表示全局管理地址；

置為“1”，表示局部管理地址；

16比特地址：

15bit

I/G

48比特地址：

46bit地址

I/G U/L

I/G=0 單地址

I/G=1 組地址

U/L=0 全局管理地址；

U/L=1 局部管理地址。

FDDI幀的類型：詳見P。73（由FC字段確定的各種類型）

各字段的說明:

1.前導碼(PA):用來使幀與每一站的時鐘建立同步,幀的始發為16個空閑符號,后繼的轉

發站可以改變字段的長度以與時鐘同步.

2.幀首定界符(SD):表示一幀的開始.

3.幀控制(FC):

C——指明是同步還是異步；C=1，同步，C=0異步。

L——指明地址是16比特還是48比特；

FF——指明是LLC幀還是MAC幀，在MAC幀中，ZZZZ表示幀的形式；

4.目的地址(DA)

5.源地址（SA）

6.信息：0~n

7.幀檢驗序列（FCS）

8.幀尾定界符（ED）

9.幀狀態（FS）

（1）E——檢測到差錯

（2）A——地址被識別

（3）C——幀以被識別

其中：R——表示斷或假；

S——表示通或真。

如果附加的符號為奇數個，則FS以一個T結束。

FS字段還包括附加的控制字符。

*FDDI的類型 （P。73）

5.4.4 基本操作

1.一個站要發送，要等到令牌經過，它由FC字段中的FF比特置為“00“和ZZZZ比特置為“0000”

來表明；

2.該站在重復整個FC字段前，將令牌從環上吸收掉，以此來抓住令牌。

3.然后將其他都接在后面發送；

4.該站可以連續地發送直到無數據或到令牌計時器滿為止。

*各站的情況：

每個站引入一比特的時延，作為檢查、復制或者改變一比特所需的時間。

每個站都對通過的幀進行差錯檢查，如果出錯，就將ED字段中的E置位；

每個站檢測目的地址，如果是本站地址，就將A比特置“1“，還可將該幀復制下來，并將C比特置“1”。

如果該站有足夠的空間，就復制該幀，并將C比特置“1”。

*源站能區別以下三種情況：

目的站不存在/未被復制；

目的站存在/未被復制；

幀已被目的站復制。

*發出幀的站應該將該幀從環上清除。

每個發送幀當其回到源站時都被該站吸收。通過檢查幀尾序列中的狀態指示符（E、A、C）來確定

傳輸的結果。

如果報告有錯，MAC并不再重傳，這是LLC層協議的職責。

5.5 FDDI網物理層

5.5.1 數據編碼

幾種常用的數字到模擬的編碼技術

ASK

FSK

PSK

為了提取定時時鐘，需對脈沖進行編碼。（如將數據進行曼徹斯特編碼，但效率不高。）

FDDI使用4B/5B編碼

FDDI的編碼方案如下：

（1）不采用簡單的強度調制編碼（用有無載波來確定），因同步信號難于提取；

（2）FDDI采用兩級編碼的方式，第一級選用4B/5B碼，效率高，并保證出現躍變；

（3）第二級編碼，將4B/5B碼進一步編成NRZI（非立即歸零碼），改善接收的可*性；

NRZI（非立即歸零碼）為差分編碼。

（4）NRZI（非立即歸零碼）的編碼規則：“1”用躍變表示，“0”則不躍變。

（5）4B/5B碼的選擇基于這樣一個保證，采用NRZI（非立即歸零碼），在一行中不允許出

現多于3個“0”的情況，提供同步信息。

（6）關于4B/5B碼：除0~15數字外，其他的碼還可代表其他意義，見P。75。

5.5.2 物理層中與媒體相關的部分

1．標準中含有加強可*性的技術規范，為以下三項技術：

站旁路：對故障站旁路；

布線集中器：用于星型布線中；

雙環：使網絡自動恢復。

2．關于光源與光纖

光源：可以為激光器和發光二極管；

光纖：用光纖直徑與圍繞纖芯包層的外徑來確定。

62.5/125、85/125 一般用這種。

50/125、100/140

3．站的分類

A站：同時連接主環和副環的站；

B站：只連接主環的站。

令牌環網組網技術

5.5.3 令牌環網基本組成

5.5.4 星—環形組網結構

5.5.5 交換型令牌環網

FDDI網組網技術

5.5.6 應用領域

后端局域網：連接主服務器和大容量存儲設備；

高速辦公室網：他們要求從低速到高速的數據傳輸；

主干局域網：用一個大容量的局域網連接若干各集中器或交換器。

5．7．2 FDDI組網技術要點

星—環形拓撲結構

（1）單連接站和雙連接站

A、B站的結合

（2）園區主干網

將集中器、交換器、服務器、網橋等按需要進行連接。

（30CDDI（TPDDI）

在不易用光纜連接的地方，用雙絞線連接。

光纜口往往用作集中器之間的遠距離連接，而雙絞線用作近距離連接。