以太网和令牌网哪个用得多

局域网是指一个有限区域内的网络，一般是分散在数公里范围。

1. 局域网特点

（1）传输速率高。局域网的传输率为每秒百兆位（即1 Mbps=1 000 000位/秒），传统LAN的运行速度在10～100 Mbps之间，新型的LAN可以达到10 Gbps甚至更高的速率。

（2）传输质量好，误码率低。由于LAN通信距离短，信道干扰小，数据设备传输质量高，因此误码率低。一般LAN的误码率在万分之一以下。

（3）网络覆盖范围有限，一般为0.1～10 km。并具有对不同速率的适应能力，低速或高速设备均能接入。

（4）具有良好的兼容性和互操作性，不同厂商生产的不同型号的设备均能接入。

（5）支持多种同轴电缆，双绞线，光纤和无线等多种传输介质。

2. 局域网体系结构

局域网出现之后，发展迅速，类型繁多，为了促进产品的标准化以增加产品的互操作性， 1980年2月，IEEE（美国电气与电子工程师学会）成立了802委员会（局域网标准化委员会），提出了局域网体系结构由物理层和数据链路层组成，其中数据链路层由MAC子层（媒体访问控制子层）和LLC子层（逻辑链路控制子层）组成，如图4−1所示。

图4−1 IEEE 802体系结构

（1）LLC子层。

封装和标识上层协议，隔离多样的下层协议和介质，实现数据链路层与硬件无关的功能，例如流量控制、差错恢复、将IP数据包封装成数据帧、实现地址解析请求和答复等。

（2）MAC子层。

提供LLC和物理层之间的接口。MAC子层根据不同的传输介质而不同，因此，不同的局域网的MAC层不同，且标准也不一样，而LLC层则相同且可以互通。

3. 局域网主流技术

局域网主流技术有以太网技术、FDDI环网、令牌环网和无线局域网。

（1）以太网技术。

以太网（Ethernet）是目前应用最为广泛的局域网。如图4−2所示，以太网最初被设计为使对台计算机通过一根共享的同轴电缆进行通信的局域网技术。随后又逐渐扩展到包括双绞线的多种共享介质上。由于任意时刻只有一台计算机能发送数据，所以共享通信介质的多台计算机之间必须使用某种共同的冲突避免机制，以协调介质的使用。以太网通常采用CSMA/CD机制检测冲突。

图4−2 以太网技术

最初的以太网使用同轴电缆形成总线型拓扑，随即又出现了用集线器（Hub）实现的星型结构用网桥（Bridge）实现的桥接式以太网和用以太网交换机（Switch）实现的交换式以太网。当今的以太网已形成一系列标准。从早期10 Mbps的标准以太网，100 Mbps的快速以太网，1 000 Mbps的千兆以太网，一直到 10 Gbps 的万兆以太网，以太网技术不断发展，成为局域网技术的主流。

以太网的核心技术是带有冲突检测的载波侦听多路访问技术（CSMA/CD，Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection）。

在Ethernet网中，如果一个节点要发送数据，它将以“广播”方式把数据通过作为公共传输介质的总线发送出去，连在总线上的所有节点都能“收听”到发送节点发送的数据信号。由于网中所有节点都可以利用总线传输介质发送数据，并且网中没有控制中心，因此冲突的发生将是不可避免的。为了有效地实现分布式多节点访问公共传输介质的控制策略， CSMA/CD 的发送流程可以简单地概括为：先听后发、边听边发、冲突停止和随机延迟后重发。具体的CSMA/CD规则为：

步骤①：若总线空闲，传输数据帧，否则，转至第②步；

步骤②：若总线忙，则一直监听直到总线空闲，然后立即传输数据；

步骤③：传输过程中继续监听，若监听到冲突，则发送一干扰信号，通知所有站点发生了冲突且停止传输数据；

步骤④；随机等待一段时间，再次准备传输，重复步骤①。

CSMA/CD 介质访问控制方法可以有效地控制多节点对共享总线传输介质的访问，方法简单，易于实现。加上其速率和可靠性不断提高，成本不断降低，管理和故障排除不断简化，使其获得越来越广泛的应用。这些都是以太网能从众多局域网技术中脱颖而出的原因所在。

（2）令牌环网。

令牌环最早由IBM公司设计开发，最终被IEEE接纳，形成了IEEE802.5标准。令牌环网在物理上采用了星形拓扑结构。所有工作站通过了IBM数据连接器（IBM Data Connector）和IBM第一类屏蔽双绞线（Type−1 Shielded Twisted Pair）连接到令牌就环集线器上。但在逻辑上，所有工作站形成一个环形拓扑结构。

一个节点要想发送数据，首先必须获取令牌。令牌是一种特殊的MAC控制帧，令牌环帧中有一位标志令牌的“忙/闲”。令牌总是沿着环单向逐站发送，传送顺序与节点在环中排列顺序相同。图4−3所示为令牌环网的工作示意图。

图4−3 令牌环网

如果某节点有数据帧要发送，它必须等待空闲令牌的到来。令牌在工作中有“闲”和“忙”两种状态。“闲”表示令牌没有被占用，即网中没有计算机在传送信息；“忙”表示令牌已被占用，即有信息正在传送。希望传送数据的计算机必须首先检测到“闲”令牌，将它置为“忙”的状态，然后在该令牌后面传送数据。当所传数据被目的节点计算机接收后，数据被网中除去，令牌被重新置为“闲”。

老式令牌环网的数据传送速率为 4 Mbps 或 16 Mbps，新型的快速令牌环网速率可达到1 000 Mbps。

令牌环网在理论上具有强于以太网的诸多优势。令牌环网对带宽资源的分配更为均衡合理，避免了无序的争抢，避免了工作站之间发生的介质占用冲突，降低了传输错误的发生概率，提高了资源使用效率。

令牌环网的缺点是机制比较复杂。网络中的节点需要维护令牌，一旦失去令牌就无法工作，需要选择专门的节点监视和管理令牌。令牌环网技术的保守、设备的昂贵、技术本身的难以理解和实现，都影响了令牌环网的普及。令牌环网的使用率不断下降，其技术的发展和更新也陷于停滞。

（3）FDDI。

FDDI也是一种利用了环形拓扑的局域网技术，其主要特点包括以下几点：

①使用基于IEEE 802.4的令牌总线介质访问控制协议；

②使用IEEE 802.2议，与符合IEEE 802.4标准的局域网兼容；

③数据传输速率为100 Mbps，联网节点数最大为1 000，环路长度可达100 km；

④可以使用双环结构，具有容错能力；

⑤可以使用多模或单模光纤；

⑥具有动态分配带宽的能力，能使用同步和异步数据传输。

由于FDDI在早期局域网环境中具有带宽和可靠性的优势，其主要应用于核心机房、办公室或建筑物群的主干网、校园网主干等。如图4−4所示为FDDI网络的结构。

图4−4 FDDI环网

随着以太网带宽的不断提高，可靠性的不断提升，以及成本的不断下降，FDDI的优势已不复存在。FDDI的应用日渐减少，主要存在于一些早期建设的网络中。

（4）无线局域网。

传统局域网技术都要求用户通过特定的电缆和接头接入网络，无法满足日益增长的灵活性、移动性接入需求。无线局域网使计算机与计算机与网络之间可以在一个特定范围内进行快速的无线通信，因而在与便携式设备的互相促进中获得快速发展，得到了广泛应用。

WLAN通过射频（Radio Frequently，RF）技术来实现数据传输。WLAN设备通过诸如展频（Spread Spectrum）或正交频分复用（Orthogonal Frequently Division Multiplexing，OFDM）这样的技术将数据信号调制在特定频率的电磁炉中进行传送。

图4−5 无线局域网

如图4−5所示，在WLAN网络中，工作站使用自带的 WLAN 网卡，通过电磁炉连接到无线局域网 AP （access point，接入点），形成类似于星型的拓扑结构。AP的作用类似于以太网的Hub，或用移动电话网的基站。AP之间可以进行级联以扩招WLAN的工作范围。

IEEE 802.11系列文档提供了WLAN标准。最初的IEEE 802.11 WLAN工作于2.4 GHz，提供2 Mbps带宽，后来又逐渐发展出工作于2.4 GHz的11 Mbps的802.11b和工作于5 GHz的54 Mbps的802.11a，以及允许提供54 Mbps带宽的工作于2.4 GHz的802.11 g。WLAN的标准不断发展，日渐丰富和完整。

WLAN具有使用方便、便于终端移动、部署迅速而低成本、规模易于扩展、提高工作效率等种种优点，因而获得了相当的普及应用。

然而WLAN也具有一些固有的缺点，包括安全性差、稳定性低、连接范围受限、带宽低、电磁辐射潜在地威胁健康等问题。这些方面也是WLAN技术发展的热点方向。

2. 局域网的工作模式

（1）对等网络也称点对点（Peer-to-Peer）网络。在对等式网络结构中，没有专用服务器。如图4−6所示，在这种网络模式中，每一个工作站既可以是客户机也可以是服务器。有许多网络操作系统可应用于点对点网络，如微软的Windows98、Windows 2000 Professional/XP等。

（2）C/S模型，即Client/Server模型，中文称为客户/服务器模型。C/S模型是由客户机、服务器构成的一种网络计算环境，它把应用程序分成两部分，一部分运行在客户机上，另一部分运行在服务器上，两者各司其职，共同完成。如图4−7所示。

图4−6 点对点网络

图4−7 C/S模型

（3）B/S模型即Browser/Server模型，中文称为浏览器/服务器模型。采用浏览器/Web服务器/数据库存服务器（B/W/D）三层结构，如图4−8 所示。当客户机有请求时，向Web服务器提出请求服务，当需要查询服务时，Web服务器根据某种机制请求数据库服务器的数据服务，然后Web服务器把查询结果转变为HTML的网页返回到浏览器显示出来。

图4−8 B/S模型