什么是局部区域网?

什么是局部区域网?

[拼音]：jubu quyuwang

[外文]：local area network

用通信线路将一个单位所属有限地理区域内的计算机系统、工作站、终端群和外部设备互连而成的数据传输系统,又称局域网或局部计算机网，英文缩写LAN。局域网一般属于某个机构，不用公共电话网，而用双绞线、同轴电缆或光纤作为传输介质。最大传输距离可达50公里，数据传输速率为0.1～20M比特／秒,误码率为10-7～10 -8。局域网是随着微型计算机和办公自动化的发展而发展起来的。它兼有多机系统和远程网(WAN)的优点,等待时间和传输容量接近于多机系统，可互连上百个工作站，站间距离达1～2公里，能实现资源（包括硬件、软件、数据）共享，分布计算和信道复用，简化通信接口设备，又可借用远程网的经验，因而性能价格比优于远程网。

发展简史

计算机网的发展始于60年代后期。1969年美国国防部高级研究计划局研制成阿帕网（ARPA网），把美国各大学、研究所和公司的计算机系统互连成网。阿帕网是远程网，建立在公用数据通信网的基础上，规模大，投资高。70年代随着微型电子计算机的发展，为了实现办公自动化，需要把一个单位的计算机系统互连成网。70年代中期美国施乐公司的帕洛·阿尔托研究中心推出第一个局域网，即总线型以太网(Ethernet)。80年代，局域网技术渐趋成熟，出现了 100多种网络产品。到1987年全世界已有局域网近20万个。现在局域网正向着综合业务数字网(ISDN)的方向发展。

分类

局域网可分为三类：

（1）基带局域网。数字信号以基带形式传输，距离越短,信号衰减越小,传输速率越高。传输距离在10公里以下，传输速率为0.1～10M比特／秒。在基带局域网中应有信道访问控制协议，以便合理使用信道。市场上大部分局域网都属于这一类。

（2）宽带局域网。它把频带分割成子频带。子频带可用于点对点或一点对多点的通信。每个子频带具有自己的特性：模拟或数字传输，单向或双向等。宽带局域网的优点是能同时传输图像、话音和数据。缺点是需要各种调制解调器，每一终端都要有自己的通信控制器和信道接口。从长远观点看，宽带局域网将被综合业务数字网所取代。

（3）程控交换局域网。即采用专用程控交换机的局域网，英文缩写PABX。70年代初电话自动交换机采用纵横制电路切换技术，这种空分交换是通过控制一个门阵列建立一条物理信道来沟通两个用户。80年代初用时分交换代替空分交换，两点间按周期性的时间间隔来传递信号。时分自动交换机即程控交换机，实际上就是一台计算机，输入输出信号完全数字化。这使人们想到可用数字语声信息来传递数据。PABX局域网若用电话双绞线，传输速率为64K比特／秒。它采用集中控制,进行格式和协议转换，造价较低。

连接技术

局域网的连接技术包括：

（1）传输介质。局域网采用有线传输，用双绞线、同轴电缆或光纤作为传输介质。局域网与远程网的互连，有时采用微波中继或卫星通信等无线传输。

（2）传输方式。局域网可采用基带传输或频带传输两种方式。基带信号是一串电脉冲。大部分局域网采用基带传输，称为基带局域网。频带传输采用同轴电缆，可传送很高的频率和很宽的频带。局域网采用频带传输，称为宽带局域网。宽带工作可采用数字调制或频分复用。频分复用是把基带信号调制到不同的载波频段而达到复用的目的。

（3）接口设备。局域网中每个工作站都要一个适配器。适配器是工作站入网的功能插件板,可插在微机扩展槽上,作为微机控制下的一种外部设备。适配器由微处理器、通信控制器、只读存储器、缓冲存储器、调制解调器、并行通信接口和门阵列等组成。用来实现网络协议、通信控制、接口控制、网络收发、缓冲存储、编码译码等功能。同构型 LAN之间的连接采用网桥,异构型LAN之间及LAN与WAN之间的连接采用网关，网桥和网关都是以微处理器为核心的功能插件板。

网络拓扑

网络拓扑结构有以下四种：

（1）星形结构。它的特点是集中控制，每一用户终端都连到中央处理机进行交换和控制。程控交换局域网采用这种结构。

（2）网络结构。这种结构可通过路径选择来提高可靠性和传输效率。一般用于公用数据网，局域网中很少采用这种结构。

（3）总线结构。所有的用户终端都连到一条公共传输通道──总线上。这种结构没有中央控制器，是一种分散式结构。局域网常采用这种结构。

（4）环形结构。工作性能与总线结构相似，但即使发生中断，仍能继续工作。它的优点是网络接口比较简单，通信容量与节点位置无关，网络由令牌控制，不会发生拥挤。局域网也常采用这种结构。

访问控制

访问控制协议分为三类：静态分配方式、动态分配方式和随机访问方式。

静态分配方式

通信信道的分配是一次性的。最常见的是时分复用和频分复用。这种方式适合于用户通信量较大的情况。

动态分配方式

根据用户的需求来分配资源。最常用的有：

（1）统计时分复用(STDM)。这种控制方式要求有较复杂的寻址和控制功能，具有能保持输入排队信息的数据缓冲器，一般是用可编程的微处理器。统计时分复用技术是复用器和集中器的混合设计。

（2）查询。查询技术用于总线结构和集中控制系统，查询设备是计算机系统或控制器。当计算机系统或集中器对使用率较低的终端进行服务时常采用查询技术。

（3）分槽环。适用于环形网。它是把时间分成许多时间槽，每个槽可传输数个固定大小的信息包，其中有一位用来表示槽的忙闲。一个端发送报文必须等待空槽的来到，将信息放入包中，并作满的标记，到目的地将信息取走再改为空的标记。要发送的报文包必须适应槽的大小。

（4）寄存器插入。又称缓冲器插入。适用于环形网。各转发器均有一个缓冲器（移位寄存器），并能按要求切换进入或退出电路。当某一节点要发送信息时，该节点将报文以一定的分组格式存入转发器中的一个缓冲器。当转发器转发的信息流中出现一个间隙时，转发器就将环形电路断开，使缓冲器进入环形网，以便传递到下一个节点。读出本节点的始发分组，上一节点送来的信息就可读入缓冲器。从本节点发出的分组回来后就将缓冲器从电路中移出。

（5）令牌通行。又称通行证法。令牌是一种特殊的字段或分组，具有独特的格式，仅用来从一个节点至另一个节点传送控制权。令牌绕各站流动,一个站要求发送报文,必须先取得令牌才能发送。发送完一个报文包就交出令牌。采用令牌通行法时要指定一个节点作为监控站，检验数据流末尾是否跟有令牌，令牌丢失时生成一个新的令牌。令牌通行可用于环形网和总线网。

随机访问方式

一个站取得数据就马上发送，而不考虑其他的站。如果有两个以上的站同时发送数据，就会产生冲突。最常用的方法有：

（1）阿朗纳 (ALOHA)方式。此法是夏威夷大学研制的 ALOHA网采用的广播式访问方法。纯ALOHA方式是指用户任何时候都可发送报文,发出后等待目的站的确认信号。若同一时间另一用户也在发送报文，则收不到确认信号。因此用户等待一段时间后若收不到确认信号,就重发原来的报文。分时式ALOHA方式是指每个用户只允许在某个时间片开始时发送报文。

（2）载波侦听多重访问(CSMA)方式。每一个站发送报文时要先侦听信道是否被别站占用。如果发生冲突，等待一段时间后再重新开始。局域网中广泛采用具有碰撞检测的载波侦听多重访问 (CSMA/CD)方式。每一个站在进行数据传输的同时对网络进行侦听,如发现碰撞,就立即停止传输。这种方式可使传输带宽的使用效率达90％以上。

通信协议

1979年国际标准化组织(ISO)提出开放系统互连(OSI)参考模型。OSI模型自底而上分为7层:物理层、链路层、网络层、传输层、对话层、表示层和应用层。局域网的通信协议低4层与OSI模型相仿，高层往往就是一个应用层。

网络软件

局域网上配置的网络软件包括网络系统软件和网络应用软件。网络系统软件最重要的是网络 *** 作系统和网络高层协议软件。网络 *** 作系统是在微型计算机 *** 作系统的基础上进行必要的修改，增加网络驱动功能的系统程序和一些网络服务软件，以构成网络 *** 作环境，使个人计算机系统或工作站入网后能共享大量功能强的软硬件资源。局域网上配置的网络 *** 作系统为用户提供的主要功能有：利用虚拟磁盘方式共享网络内一个或多个大容量硬盘系统，利用假脱机和排队方式共享快速打印机，利用电子邮件系统实现工作站之间的通信。网络系统软件采用层次、模块化结构，便于用户应用、移植和扩充。

局域网上配置的网络应用软件最常用的有网络实时通信软件和网络数据库系统软件。网络实时通信软件由实时处理模块和实时通信用户程序模块组成。网络数据库系统是网络和数据库管理相结合的合成系统。如果没有网络数据库的支持，局域网只能完成设备共享、电子邮件等工作，只能使用集中式单用户数据库。有了网络数据库系统，局域网就可以用于分布式数据库处理的各种领域中。网络数据库系统要求可靠性高,结构灵活,易于扩充，数据保密性好，响应速度快。

典型结构

局域网的典型结构有以下四种：

（1）以太网(Ethernet)。1972年美国施乐公司的帕洛·阿尔托研究所研制，后与DEC公司和英特尔公司合作开发,1979年实现商品化。它采用总线结构，基带传输，用同轴电缆作为传输介质，访问方式为CSMA/CD，传输速率为10M比特／秒,最大传输距离51.5公里,理论节点数1024个。以太网装配容易,可靠性高,便于扩充，应用很广。

（2）剑桥环。70年代中期剑桥大学研制的环形网,有36个节点,用双绞线连接,环的长度超过1公里,采用分槽技术，共4个时槽沿环旋转，传输速率为10M比特／秒。报文中包括1个目的地址字节,1个源地址字节，2个信息字节和6个控制位。每个节点有1个中继器,直接与双绞线连接组成环。数据在环中单向流动。

（3）米特网(Mitrenet)。美国米特公司研制，应用无线电调频技术在网络中传输信息。在一条电缆的带宽范围内，按频率分成若干信道，每个信道的带宽与所需的数据传输速率有关。发送信息的调制频率与接收信息的调制频率不同，由专门的发送／接收器转换。这种宽带网由于应用电缆电视(CATV)技术，很容易分配用于传输语音、电视和数据的信道。它的缺点是需要射频调制解调器，价格较高。

（4）阿波罗·多曼网(Apollo Domain)。阿波罗计算机公司研制。采用令牌环技术。用同轴电缆或光纤作传输介质,传输速率可达12M比特／秒。发送节点在接到令牌后，将1024字节的信息包紧跟在令牌后送到网上，目的节点接到信息包后发出应答信息。