區域網(Local Area Network)即LAN：將小區域內的各種通訊裝置互聯在一起的通訊網路。下面是小編為大家帶來的關於區域網技術的知識，歡迎閱讀。
主要內容：
1、區域網定義和特性
2、各種流行的區域網技術
3、高速區域網技術
4、基於交換的區域網技術
5、無線區域網技術及都會網路技術
一、區域網定義和特性
區域網(Local Area Network)即LAN：將小區域內的各種通訊裝置互聯在一起的通訊網路。
1、區域網三個特性：(1)高資料速率在0.1-100Mbps(2)短距離0.1-25Km(3)低誤位元速率10-8-10-11。
2、決定區域網特性的三個技術：(1)用以傳輸資料的介質(2)用以連線各種裝置的拓撲結構(3)用以共享資源的介質控制方法。
3、設計一個好的介質訪問控制協議三個基本目標：(1)協議要簡單(2)獲得有效的通道利用率(3)對網上各站點使用者的公平合理。
二、乙太網Ethernet IEEE802.3
乙太網是一種總路線型區域網，採用載波監聽多路訪問/衝突檢測CSMA/CD介質訪問控制方法。
1、載波監聽多路訪問
CSMA的控制方案：(1)一個站要傳送，首先需要監聽匯流排，以決定介質上是否存在其他站的傳送訊號。(2)如果介質是空閒的，則可以傳送。(3)如果介質忙，則等待一段間隔後再重試。
堅持退避演算法：
(1)非堅持CSMA：假如介質是空閒的，則傳送;假如介質是忙的，等待一段時間，重複第一步。利用隨機的重傳時間來減少衝突的概率，缺點：是即使有幾個站有資料傳送，介質仍然可能牌空閒狀態，介質的利用率較低。
(2)1-堅持CSMA：假如介質是空閒的，則傳送;假如介質是忙的，繼續監聽，直到介質空閒，立即傳送;假如衝突發生，則等待一段隨機時間，重複第一步。缺點：假如有兩個或兩個以上的站點有資料要傳送，衝突就不可避免的。
(3)P-堅持CSMA：假如介質是空閒的，則以P的概率傳送，而以(1-P)的概率延遲一個時間單位，時間單位等於最大的傳播延遲時間;假如介質是忙的，繼續監聽，直到介質空閒，重複第一步;假如傳送被延遲一個時間單位，則重複第一步。
2、載波監聽多路訪問/衝突檢測
這種協議廣泛運用在區域網內，每個幀傳送期間，同時有檢測衝突的能力，一旦檢測到衝突，就立即停止傳送，並向總線上發一串阻塞訊號，通知總線上各站衝突已經發生，這樣通道的容量不致因白白傳送已經損壞的幀而浪費。
衝突檢測的時間：對基帶匯流排，等於任意兩個站之間最大的傳播延遲的兩倍;對於寬頻匯流排，衝突檢測時間等於任意兩個站之間最大傳播延遲時間的四倍。
3、二進位制退避演算法：
(1)對每個幀，當第一次發生衝突時，設定參量為L=2;
(2)退避間隔取1-L個時間片中的一個隨機數，1個時間片等於2a;
(3)當幀重複發生一次衝突時，則將參量L加倍;
(4)設定一個最大重傳次數，則不再重傳，並報告出錯。
三、標記環網Toke Ring IEEE802.5
1、標記的工作過程
標記環網又稱權標網，這種介質訪問使用一個標記沿著環迴圈，當各站都沒有幀傳送時，標記的形式為01111111，稱空標記。當一個站要傳送幀時，需要等待空標記通過，然後將它改為忙標記011111110。並緊跟著忙標記，把資料傳送到環上。由於標記是忙狀態，所以其他站不能傳送幀，必須等待。傳送的幀在環上迴圈一週後再回到傳送站，將該幀從環上移去。同時將忙標記改為空標記，傳至後面的站，使之獲得傳送幀的許可權。
2、環上長度用位計算，其公式為
存在環上的位數等於傳播延遲(5μs/km)×傳送介質長度×資料速率+中繼器延遲。對於1km長、1Mbps速率、20個站點，存在於環上的位數為25位。
3、站點接收幀的過程
當幀通過站時，該站將幀的目的地址和本站的地址相比較，如地址相符合，則將幀放入接收緩衝器，再輸入站，同時將幀送回至環上;如地址不符合，則簡單地將資料重新送入環。
4、優先順序策略
標記環網上的各個站點可以成不同的優先順序，採用分散式高度演算法實現。控制幀的格式如下：P優先順序、T空忙、M監視位、預約位。
四、光纖分散式資料介面FDDI ISO9314
1、FDDI和標記環介質訪問控制標準接近，有以下幾點好處：
(1)標記環協議在重負載條件下，執行效率很高，因此FDDI可得到同樣的效率。
(2)使用相似的幀格式，全球不同速率的環網互連，在後面網路互加這一章將要討論這個問題。
(3)已經熟悉IEEE802.5的人很容易瞭解FDDI
(4)已經積累了IEEE802.5的實踐經驗，特別是將它做積體電路片的經濟，用於FDDI系統和元件的製造。
2、FDDI技術
(1)資料編碼：用有光脈衝表示為1，沒有光能量表示為0。FDDI採用一種全新的編碼技術，稱為4B/5B。每次對四位資料進行編碼，每四位資料編碼成五位符號，用光的存在和沒有來代表五位符號中每一位是1還是0。這種編碼使效率提高為80%。為了得到訊號同步，採用了二級編碼的方法，先按4B/5B編碼，然後再用一種稱為倒相的不歸零制編碼NRZI，其原理類似於差分編碼。
(2)時鐘偏移： FDDI分散式時鐘方案，每個站有獨立的時鐘和彈性緩衝器。進入站點緩衝器的資料時鐘是按照輸入訊號的時鐘確定的，但是，從緩衝器輸出的訊號時鐘是根據站的時鐘確定的，這種方案使環中中繼器的數目不受時鐘偏移因素的限制。
3、FDDI幀格式
由此可知：FDDI MAC幀和IEEE802.5的幀十分相似，不同之處包括：FDDI幀含有前文，對高資料率下時鐘同步十分重要;允許在網內使用16位和48位地址，比IEEE802.5更加靈活;控制幀也有不同。
4、FDDI協議
FDDI和IEEE802.5的兩個主要區別：
(1)FDDI協議規定傳送站傳送完幀後，立即傳送一幅新的標記幀，而IEEE802.5規定當傳送出去的幀的前沿回送至傳送站時，才傳送新的標記幀。
(2)容量分配方案不同，兩者都可採用單個標記形式，對環上各站點提供同等公平的訪問權，也可優先分配給某些站點。IEEE802.5使用優先順序和預約方案。
5、為了同時滿足兩種通訊型別的要求，FDDI定義了同步和非同步兩種通訊型別，定義一個目標標記迴圈時間TTRT，每個站點都存在有同樣的一個TTRT值。
五、區域網標準
IEEE802委員會是由IEEE計算機學會於1980年2月成立的，其目的是為區域網內的數字裝置提供一套連線的標準，後來又擴大到都會網路。
1、服務訪問點SAP
在參考模型中，每個實體和另一個實體的同層實體按協議進行通訊。而一個系統內，實體和上下層間通過介面進行通訊。用服務訪問點SAP來定義介面。
2、邏輯連線控制子層LLC
IEEE802規定兩種型別的鏈路服務：無連線LLC(型別1)，資訊幀在LLC實體間，無需要在同等層實體間事先建立邏輯鏈路，對這種LLC幀既不確認，也無任何流量控制或差錯恢復功能。
面向連線LLC(型別2)，任何資訊幀，交換前在一對LLC實體間必須建立邏輯鏈路。在資料傳送方式中，資訊幀依次序傳送，並提供差錯恢復和流量控制功能。
3、介質訪問控制子層MAC
IEEE802規定的MAC有CSMA/CD、標記匯流排、標記環等。
4、服務原語
(1)ISO服務原語型別
REQUEST原語用以使服務使用者能從服務提供者那裡請求一定的服務，如建立連線、傳送資料、結束連線或狀態報告。
INDICATION原語用以使服務提供者能向服務使用者提示某種狀態。如連線請求、輸入資料或連線結束。
RESPONSE原語用以使服務使用者能響應先前的INDIECATION，如接受連線INDICATION。
CONFIRMARION原語用以使服務提供者能報告先前的REQUEST成功或失敗。
(2)IEEE802服務原語型別
和ISO服務原語型別相比REQUEST和INDICATION原語型別和ISO所用的具有相同意義。IEEE802沒有REPONSE原語型別，CONFIRMATION原語型別定義為僅是服務提供者的確認。
六、邏輯鏈路控制協議
1、IEEE802.2
描述LAN協議中邏輯鏈路 LLC子層的功能、特性和協議，描述LLC子層對網路層、MAC子層及LLC子層本身管理功能的介面服務規範。
2、LLC子層介面服務規範IEEE802.2定義了三個介面服務規範：
(1)網路層/LLC子層介面服務規範;
(2)LLC子層/MAC子層介面服務規範;
(3)LLC子層/LLC子層管理功能的介面服務規範。
3、網路層/LLC子層介面服務規範
提供兩處服務方式
不確認無連線的服務：不確認無連線資料傳輸服務提供沒有資料鏈路級連線的建立而網路層實體能交換鏈路服務資料單元LSDU手段。資料的傳輸方式可為點到點方式、多點式或廣播式。這是一種資料報服務
面向連線的服務：提供了建立、使用、復位以及終止資料鏈路層連線的手段。這些連線是LSAP之間點到點式的連線，它還提供資料鏈路層的定序、流控和錯誤恢復，這是一處虛電路服務。
4、LLC子層/MAC子層介面服務規範
本規範說明了LLC子層對MAC子層的服務要求，以便本地LLC子層實體間對等層LLC子層實體交換LLC資料單元。
(1)服務原語是：est 、cation、irm
(2)LLC協議資料單元結構LLC PDU：
目的服務訪問點地址欄位DSAP，一個位元組，其中七位實際地址，一位為地址型標誌，用來標識DSAP地址為單個地址或組地址。
源服務訪問點地址欄位SSAP，一個位元組，其中七位實際地址，一位為命令/響應標誌位用來識別LLC PDU是命令或響應。
控制欄位、資訊欄位。
5、LLC協議的型和類
LLC為服務訪問點間的資料通訊定義了兩種操作：Ⅰ型操作，LLC間交換PDU不需要建立資料鏈路連線，這些PDU不被確認，也沒有流量控制和差錯恢復。
Ⅱ型操作，兩個LLC間交換帶資訊的PDU之間，必須先建立資料鏈路連線，正常的通訊包括，從源LLC到目的LLC傳送帶有資訊的PDU，它由相反方向上的PDU所確認。
LLC的型別：第1型別，LLC只支援Ⅰ型操作;第2型別，LLC既支援Ⅰ型操作，也支援Ⅱ型操作。
6、LLC協議的元素
控制欄位的三種格式：帶編號的資訊幀傳輸、帶編號的監視幀傳輸、無編號控制傳輸、無編號資訊傳輸。
帶編號的資訊幀傳輸和帶編號的監視幀傳輸只能用於Ⅱ型操作。
無編號控制傳輸和無編號資訊傳輸可用於Ⅰ型或Ⅱ型操作，但不能同時用。
資訊幀用來發送資料，監視幀用來作回答響應和流控。
七、CSMA/CD介質訪問控制協議
1、MAC服務規範三種原語
est 、cation、irm
2、介質訪問控制的幀結構
CSMA/CD的MAC幀由8個欄位組成：前導碼;幀起始定界符SFD;幀的源和目的地址DA、SA;表示資訊欄位長度的欄位;邏輯連線控制幀LLC;填充的欄位PAD;幀檢驗序列欄位FCS。
前導碼：包含7個位元組，每個位元組為10101010，它用於使PLS電路和收到的幀定時達到穩態同步。
幀起始定界符：欄位是10101011序列，它緊跟在前導碼後，表示一幅幀的開始。幀檢驗序列：傳送和接收演算法兩者都使用迴圈冗餘檢驗(CRC)來產生FCS欄位的CRC值。
3、介質訪問控制方法
IEEE802.3標準提供了介質訪問控制子層的功能說明，有兩個主要的功能：資料封裝(傳送和接收)，完成成幀(幀定界、幀同步)、編址(源和目的地址處理)、差錯檢測(物理介質傳輸差錯的檢測);介質訪問管理，完成介質分配避免衝突和解決爭用處理衝突。
八、標記環介質訪問控制協議
標記環區域網協議標準包括四個部分：邏輯鏈路控制LLC、介質訪問控制MAC、物理層PHY和傳輸介質。
1、IEEE802.5規定了後面三個部分的標準。
LLC和MAC等效於OSI的第二層(資料鏈路層)，PHY相當於OSI的第一層(物理層)。LLC使用MAC子層的服務，提供網路層的`服務，MAC控制介質訪問，PHY負責和物理介質介面。
2、介質訪問控制幀結構
標記環有兩個基本格式：標記和幀。在IEEE802.5中幀的傳輸是從最高位開始一位一位傳送，而IEEE802.3和IEEE802.4正好相反，幀的傳輸是從最低位開始一位一位傳送的，這一點對於不同協議的區域網互連時要進行轉換。
3、介質訪問控制方法
(1)幀傳送：對環中物理介質的訪問系採用沿環傳遞一個標記的方法來控制。取得標記的站具有傳送一幀或一系列幀的機會。
(2)標記傳送：在完成幀傳送後，該站就要檢視本站地址是否在SA欄位中返回，若未檢視到，則該站就傳送填充，否則就傳送標記。標記傳送後，該站仍留在傳送狀態，起到該站傳送的所有的幀從環上移去為止。
(3)幀接收：若幀的型別位元表示為MAC幀，則控制位元由環上所有的站進行解釋。如果幀的DA欄位與站的單地址、相關組地址或廣播地址匹配，則把FC、DA、SA、INFO以及FS欄位拷貝入接收緩衝區中，並隨後轉送至適當子層。
(4)優先權操作：訪問控制欄位中的優先權位元PPP和預約位元RRR配合工作，使環中服務優先權與環上準備傳送的PDU最高優先順序匹配
九、快速乙太網
快速乙太網的型別
快速乙太網(Fast Ethernet)是一個新的IEEE區域網標準，於1995年由原來制定的乙太網標準的IEEE802.3工作組完成。快速乙太網正式名為100Base-T。
共享介質快速乙太網和傳統乙太網採用同樣的介質訪問控制協議CSMA/CD所有的介質訪問控制演算法不變，只是將有關的時間參量加速10倍。
快速乙太網的三種標準：100Base-4、100Base-TX、100Base-FX
快速乙太網的產品：
介面卡：一邊是匯流排結構，將資料傳送至主機、中繼器或HUB;另一邊接到所選的介質，可以是雙絞線、光纖，或者是一個介質獨立介面MII，MII是用來連線外部收發器用的，其功能類似於乙太網的AUI。
HUB：可分為共享機制的中繼器和交換機制的交換器。
十、基於交換技術的網路
1、交換網結構
交換技術的兩種主要應用形式是：摺疊式主幹網和高速伺服器聯接。
2、全雙工乙太網
全雙工執行在交換器之間，以及交換器和伺服器之間，是和交換器一起工作的鏈路特性，它使資料流在鏈路中同時兩個方向流動，不是所有收發器都支援它的全雙工功能。
3、在下列情況下全雙工最有用：
(1)在伺服器和交換器之間。這是目前全雙工應用最普遍的配置。
(2)在兩個交換器之間。
(3)在遠離的兩個交換器之間。
3、多媒體
多媒體的應用基於MPEG、JPEG、H.261等視訊壓縮演算法。
缺點：是由網路快取產生的延遲，一方面為了平滑抖動資料要插入足夠的快取，另一方面快取又不能太大，以至引起無法接受的視訊延遲。
對視訊應用的低延遲需求有四種解決方案：
(1)採用10Mbps交換器
(2)採用100Mbps中繼器
(3)用100Mbps的交換器
(4)採用流控技術
4、千兆位乙太網
千兆位乙太網也有銅線及光纜兩種標準。
銅線標準1000Base-CX，最大傳輸距離，25英尺，並需用150歐姆的遮蔽雙絞線STP，
光纜標準1000Base-SX，850nm的短波長，300m傳輸距離。
1000Base-LX，1300nm的波長，550m傳輸距離。
十一、ATM區域網
略
