讨论以太网传输系统的几个版本
解释令牌环网传输系统的结构和功能
第六讲 网络传输系统
6.1 交换
在理解特定的网络传输系统,如以太网和令牌环网之前,必须熟悉交换的概念.交换是判定节点间如何创建连接的网络逻辑拓扑结构的一个组件.在第7讲将学习更多的有关交换机的知识,交换机就是负责管理网络交换的硬件.应了解交换的三种方法:电路交换,报文交换和包交换.每种网络传输系统都依靠这些交换机制的一种.
1. 电路交换
在电路交换中,两个网络节点在开始传输数据之前必须建立一个连接.这种连接需要一定的带宽并且直到用户结束了两个节点之间的通信时才释放带宽.当节点保持连接状态时,所有的数据沿着最初由交换机选择的相同的路径传输.例如,当放置一条电话线时,你的呼叫通过一条电路交换连接.
当两个站点保持连接时,电路交换独占了一段带宽,这并不是一种经济的技术.然而,有些网络应用不能容忍重组数据包所花费的时间延迟,如实时电视或电话会议,这些应用程序可以通过这种专用通道来实现.电路交换常用于以下的连网技术中:异步传输模式(ATM ),拨号,ISDN和T1 .
2. 报文交换
报文交换在两个设备间建立一个连接,传输信息到第二个设备,然后断开连接.信息存储在第二个设备上,直到第二个设备和路径上的第三个设备建立连接时,信息才从第二个设备往下转发.这种"存储转发"例程一直持续到信息到达目的地.所有的信息沿着相同的物理路径传输,与电路交换不同的是,连接不需要持续维持.
报文交换技术要求数据路径上的每个设备有足够的内存和处理能力以便在信息传输到下一节点时接收和存储它们.本课所讨论的局域网和广域网网络模式没有一个使用报文交换技术.
3. 包交换
网络中节点互相连接的第三种方法就是包交换.包交换是在数据传输期间将数据分割成数据包(比如IP包,IPX包).由于每个数据包都包含了目标地址信息和序列号信息,因此数据包能通过任何可能的路径到达目标节点,并且每个数据包能试图发现最快的可达路径.
包交换网络中的目标节点根据它们的控制信息重组数据包.由于将数据包重组成一条报文需花费时间,包交换不适用于实时电话或电视传输.然而,对于传输一般的网络数据,如字处理或电子表格文件,它是一种快速有效的机制.包交换的最大优势是它不像电路连接会一直占用一条连接直到报文到达目标点而浪费带宽.同时它也不同于报文交换,帧中继.因特网也是一个包交换广域网的例子.
6.2 共享的以太网
到目前为止,以太网是用于局域网的最流行的逻辑拓扑结构,并且它还会愈来愈流行.
按照传输数据的方式,以太网可以分为两类:共享以太网和交换以太网.
以太网已经发展了许多版本并在继续改进.由于这种历史,它支持许多不同的版本和速度.下面将介绍以太网系统目前最通用的类型,其优势和局限性,以及由所有以太网共享的特性.
CSMA/CD技术:
以太网遵从一套称之为具有冲突检测的载波侦听多路访问/冲突检测(CSMA/CD)的通信规则.所有的以太网,不论其速度或帧类型是什么,都使用CSMA/CD .要理解以太网,必须首先理解CSMA/CD .定义每个CSMA/CD部件的功能对理解CSMA/CD是有用的."载波侦听"是指以太网的网络接口卡侦听网络,直到检测到没有其他节点正在发送数据时,它们才开始发送数据."多路访问"是指多个以太网节点连接到同一个网络上,并能同时检测信道.当判定线路空闲时任何节点都能发送数据.
假如两个节点检测到一个空闲电路并同时开始发送数据,这时会发生数据冲突.在这种情况下,网络执行冲突检测例程.如果一个站的网络接口卡判断出它的数据遇到冲突,它将首先在整个网络中传播冲突(也称之为阻塞),以确保没有其他站试图发送数据.在传播冲突后,该网络接口卡将保持一段时间的静默(时间的长短依赖于网络接口卡的软件和硬件设置,但一般等待时间为9 m s ),等待之后,一旦节点判断线路可再次获得,它将重发它的数据.
网络中传输节点愈多,发生的冲突也愈多(虽然冲突速率超过所有通信业务1 %是不寻常的,有可能是网络中网络接口卡的问题).当一个以太网发展成包括巨大数目节点时,网络性能可能由于冲突而下降.这个"临界质量"依赖于网络定期发送数据的类型和容量.冲突能够破坏数据或截去数据帧的一部分,因此网络检测和抵消冲突是非常重要的.下图描绘了C S M A / C D 过程.
CSMA/CD
注意:冲突是以太网电缆传输距离限制的一个因素.例如,如果两个连接到同一总线的节点间距离超过2 5 0 0 米,数据传播将发生延迟,这种延迟将阻止C S M A / C D 的冲突检测例程正确进行.

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