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第6章 局 域 网
6.1 网络拓扑结构
到目前为止,除了 3 . 3和3 . 4节中讨论的多路复用和竞争外,我们的焦点专注于两个站点间 的通信,还没有考虑多个站点间的联接这种比较大规模的场景.本章和下一章讨论维护多个站 点间的通信所必需的不同联接策略和协议.本章讨论局域网,下一章讨论广域网.局域和广域 之间的部分差别是覆盖的地理区域以及协议.局域网通常是联接一栋建筑物或一群建筑物内的 P C机,打印机以及文件服务器.相反,广域网是联接跨度为一个城市,省份,国家甚至是全 世界的设备.实际上,伴随着低轨道人造卫星 (LEO)的发展,甚至全球也将不再是局限. 我们以讨论图6-1所示的不同的局域网拓扑 (配置)开始. 或许两种最常见的拓扑是总线和环. 在一个总线拓扑 中(图6 - 1 a ),一个单通信线路,典型的是双绞线,同轴电缆或者光纤,代表了 基本媒质,称之为网段( S e g m e n t ).每个站点想要发送到别的站点均要在网段上发送.然而在 任一时刻只能有一个站点可以发送.在一个环拓扑 中(图6 - 1 b ),所有的站点是排列成一个环, 每个站点只与其两个邻居直接相联.若一个站点想要给另一个发送信息,该报文必须经过它们 之间的所有站点 (顺时针或逆时针 ).这有点象从一个邻居传到另一个邻居的巷尾谣言.
a)总线拓扑
b)环拓扑
c)星型拓扑
d)全连接拓扑
图6-1 网络拓扑
别的拓扑结构有星型拓扑和全联接拓扑.在一个星型拓扑中(图6-1c),一个站点(通常是一 个大型机或文件服务器 )对于别的站点来说是逻辑的通信中心.任何两个站点间的通信必定要 经过它.最后,一个全联接的拓扑 (图6-1d)是将所有两个站点对直接相联.全联接的拓扑代表 一种极端的情况,很少使用 (除了可能在很小的孤立的情形下 ).因此在后面不再讨论它.
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第6章 局 域 网
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总线拓扑的一个优点是它的简单性.网段可以经过一个或多个建筑物,而支线可以通到具 体的办公室或教室 (图6 - 2 )联到P C机上.它可以包括整个流水线,联接流水线上生产一个产品 所必须的所有设备,如小汽车生产线.因为它的线性组织,加入一个新站点或移去一个老站点 相对很容易.线性组织的一个缺点是在一个时刻只能有一个站点可以发送信息.在许多应用情 形下,这个限制不会产生问题.但是,当传输的数量增加时,就会发生严重的瓶颈现象.你或 许会重新回想在3.4节中讨论到的一些原理.
办公室
办公室
反馈线 网 段 建筑物
反馈线
建筑物
图6-2 连接多个建筑物的总线拓扑
环形拓扑允许多个站点使用一个或多个在环上循环的令牌来发送.回忆 3 . 4节所讲,一个 令牌是一个特殊帧,获得该令牌的站点就可以发送信息.最常用的环网络使用一个令牌,但是 有些协议可以提供多个.环拓扑结构在一个多 P C机之间或多个 P C机要和一个文件服务器或共 享的打印机间进行通信的办公室环境中很普遍. 6 . 2～6 . 4节讨论总线和环网络的三个标准:以太网,令牌网以及令牌总线网络.该讨论包 含了用来控制和维护网络完整性的一些协议.我们会发现这些标准间的差异超过了迄今为止在 图表中所画的. 随着通信需求量的增加,总线和环形拓扑结构会变得效率低下.更大的需求量通常要求超 过这些拓扑结构所能提供的可塑性.随着帧的数目的增加,局域网会饱和,其性能会降级,再 次回忆3.4节,太多的帧是如何影响效率的. 避免严重瓶颈的一个方法是使用更多的局域网, 这样就可以减少每个局域网中的站点数目. 这种解决办法可以帮助在一个可接受的水平上维持性能.然而,将站点分到多个局域网内又导 致了哪个站点分配到哪个局域网的问题. M u r p h y定理的一个推论指出,不管你如何对这些站 点进行分组,来自两个不同的局域网内的两个站点会有通信要求.因此,必须提供一些跨局域 网的通信办法.这将不可避免地导致将网络按类似于图 6 - 3所示的方式联接起来.该图显示了 两个总线和两个环网络.任何两个位于同一局域网的站点使用该局域网的协议通信.此外,局 域网之间的联接允许网间通信.跨局域网来确定某个站点可能会需要某些小技巧. 6 . 5节讨论 了联接网络的方法以及允许网间通信的协议. 在学习了多个局域网协议后,你会认识到要让这些协议工作有许多软件是必须的.有两个 方法获取这些软件:编写或购买.既然大多数人是购买软件,我们提供一个学习的例子,一个
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数据通信与网络教程

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