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常見局域網拓撲結構介紹
日期:2008年11月13日 瀏覽[2953]

如今,許多單位都建成了自己的局域網。隨著發展的需要,局域網的延伸和連接也成為人們關注的焦點。本文主要就局域網間的連接設備、介質展開討論來說明局域網的互連。 


  中繼器、網橋、路由器、網關等產品可以延伸網絡和進行分段。中繼器可以連接兩局域網的電纜,重新定時并再生電纜上的數字信號,然后發送出去,這些功能是ISO模型中第一層——物理層的典型功能。中繼器的作用是增加局域網的覆蓋區域,例如,以太網標準規定單段信號傳輸電纜的最大長度為500米,但利用中繼器連接4段電纜后,以太網中信號傳輸電纜最長可達2000米。有些品牌的中繼器可以連接不同物理介質的電纜段,如細同軸電纜和光纜。中繼器只將任何電纜段上的數據發送到另一段電纜上,并不管數據中是否有錯誤數據或不適于網段的數據。如同中繼器一樣,網橋可以在不同類型的介質電纜間發送數據,但不同于中繼器的是網橋能將數據從一個電纜系統轉發到另一個電纜系統上的指定地址。網橋的工作是讀網絡數據包的目的地址,確定該地址是否在源站同一網絡電纜段上,如果不存在,網橋就要順序地將數據包發送給另一段電纜。網橋功能是與數據鏈路層內第二層介質訪問控制子層相關,例如網橋可以讀令牌環網數據幀的站地址,以確定信息目的地址,但是網橋不能讀數據幀內的TCP/IP地址。當多段電纜通過網橋連接時可以通過三種結構連接:級連網橋拓撲結構、主干網橋拓撲結構、星型拓撲結構。星型拓撲結構使用一個多端口網橋去連接多條電纜,一般用于通信負載較小的場合,其優勢是有很強工作生命力,即使有一個站與集線器之間的一根電纜斷開或形成一個不良的連接,網絡其它部分仍能工作。級連網橋拓撲與主干網橋拓撲結構相比,前者需要的網橋和連接設備少,但當C段局域網要連到A段局域網中時,必須經過B段局域網;后者可減少總的信息傳送負載,因為它可以鑒別送向不同段的信息傳輸類型。

  網橋和中繼器對相連局域網要求不同。中繼器要求相連兩網的介質控制協議與局域網適配器相同,與它們使用的電纜類型無關;網橋可以連接完全不同的局域網適配器和介質訪問控制協議的局域網段,只要它們使用相同的通信協議就可以,如:IPX對IPX。網橋是中繼器的功能改進,而路由器是網橋功能的改進。路由器讀數據包更復雜的網絡尋址信息,可能還增添一些信息,使數據包通過網絡。根據路由器的功能,它對應于數據鏈路ISO模型中的網絡層(第三層)工作。由于路由器只接受來自源站或另一個路由器的數據,因而,可以用作各網絡段之間安全隔離設備,壞數據和“廣播風暴”不可能通過路由器。路由器允許管理員將一個網絡分成多個子網絡,這種體系結構可以適應多種不同的拓撲結構。這里僅舉一個由光纜構成的高可靠性環路局域網。

  如果要連接差別非常大的三種網絡(以太網、IBM令牌環網、ARCRNET網),則可選用網關。網關具有對不兼容的高層協議進行轉換的功能,它不像路由器只增加地址信息,不修改信息內容,網關往往要修改信息格式,使之符合接受端的要求。用網關連接兩個局域網的主要優點是可以使用任何互連線路而不管任何基礎協議。

  若各局域網段在物理上靠得較近,那么網橋、路由器就可以用來延伸粗纜,并且控制局域網信息傳輸,但是很多單位需要幾千米以上的距離連接局域網段,在這種情況下,粗纜不適用了。除粗纜外,可用于連接局域網間的介質還包括:電話線、光纜、衛星網絡、微波無線傳送。目前,用得最多的就是電話線,我們可以用撥號電話連接各局域網,如圖3。通過使用高速調制解調器按照V 34信號傳輸標準和V 42數據壓縮標準就可以以50Kbps或更高的傳輸速率在標準的撥號電話線上傳送電子郵件。
用光纜連接局域網段,現在也越來越受人們重視。雖然信號在同軸電纜上傳輸的速度與光信號在光纜上傳輸的速度差不多,但光信號可以傳得更遠。一個簡單的PC局域網在無需中繼器情況下就可使傳輸距離超過3.5公里。光纜的另一特點是抗電氣干擾能力強和不活潑化學特性,因而可以在各種復雜環境中鋪設。 
FDDI(光纖分布式數據接口)技術是由美國國際標準協議指定標準,FDDI用于每秒100MB傳輸,它的每個電纜環距離限制在約100公里內,節點間距可超過2.5公里。FDDI體系結構采用一個光纜環(主、副環)傳送數據,兩個環同處于一個物理級數據拓撲結構中,副環主要目的是在主環出現故障時提供后備連接。

  若想在分布很廣的局域網段之間傳輸數據,可以考慮衛星無線電系統。通信衛星一般位于地球赤道上空的同步軌道,因而其信號可覆蓋很大區域。它優于地面通信線路的是覆蓋面積廣闊、易于安裝、而且較穩定。但是,有兩個主要缺點,一是傳輸速率低,二是衛星存在延遲效應。衛星鏈路一般按圖4所示星型拓撲結構工作。

  最后要提到的是微波無線傳送。它是采用無線電或紅外技術將一個節點或一組節點連接到局域網主體,它一般是有纜網絡的一個擴充部分,而非替代有纜網絡。無線局域網能夠有很多不同的體系結構,且很難給它們分類。無線網有高速、長距離特點,因此它可以布置在不適宜同軸電纜布線或人們需要移動的地方。例如:如果沒有通過某個建筑結構的權利,那么就無法安裝電纜,這時無線連接就可派上用場。


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