数据链路——其他数据链路

1、ATM:

        ATM(Asynchronous Transfer Mode)是以一个叫做信元(5字节首部加48字节数据)的单位进行传输的数据链路,由于其线路占用时间短和能够高效传输大容量数据等特点主要用于广域网络的连接。

        ATM是面向连接的一种数据链路,它允许同时与多个对端建立连接。

        ATM中没有类似以太网和FDDI那种发送权限的限制。它允许在任何时候发送任何数据。因此,当大量计算机同时发送大量数据时容易引发网络拥堵甚至使网络进入收敛状态(指当网络非常拥堵时,路由器或交换机无法完成包的处理,从而丢弃这些包的一些状态)。为了防止这一现象的出现,ATM中也增加了限制带宽的细分功能。

        同步与异步:

        以多个通信设备通过一条电缆相连的情况为例。首先,这样连接设备叫做TDM(时分复用设备)。TDM通常在两端TDM设备之间同步的同时,按照特定的时间将每个帧分成若干个时隙,按照顺序发送给目标地址。不论是否还有想要发送的数据,时隙会一直被占用,从而可能会出现很多空闲的时隙。因此,这种方式的线路利用率比较低。

        ATM扩展了TDM,能够有效地提高线路的利用率(实际上采用了TDM方式的SONET——Synchronous Optical Network或SDH——Synchronous Digital Hierarchy的线路)。ATM在TDM的时隙中放入数据时,并非按照线路的顺序而是按照数据到达的顺序放入。然而,按照这样的顺序存放的数据在接收端并不易辨认真正的内容。为此,发送端还需要附加一个5字节的包首部,包含VPI(Virtual Path Identifier)、VCI(Virtual Channel Identifier)等识别码用来标识具体的通信类型。

        ATM中信元传输所占用的时隙不固定,一个帧所占用的时隙数也不固定,而且时隙之间并不要求连续。这些特点可以有效减少空闲时隙,从而提高线路的利用率。只不过需要额外附加5个字节的首部,增加了网络的开销,因此也在一定程度上降低了通信速度。也就是说,在一个155Mbps的线路上由于TDM和ATM的网络开销,实际的网络吞吐也只能到135Mbps。

        ATM与上层协议:

        在以太网中一个帧最大可传输1500个字节,FDDI可以最大传输4352字节。而ATM的一个信元却只能发送固定的48字节数据。这48个字节的数据部分中若包含IP首部和TCP首部,则基本无法存放上层的数据。为此,一般不会单独使用ATM,而是使用上层的AAL(ATM Adapter Layer)。在上层为IP的情况下,则叫做AAL5。

        在ATM网中即使只是一个信元丢失,也要重新发送最多192个信元。为此,在构建ATM网络的时候,必须保证终端的带宽合计小于主干网的带宽,还要尽量保证信元不易丢失。

2、POS:

        POS(Parket over SDH/SONET)是一种在SDH(Synchronous Digital Hierarchy,同步数字体系;SONET,Synchronous Optical NETwork,同步光纤网络)上进行包通信的一种协议。SDH(SONET)是在光纤上传输数字信号的物理层规范。

        SDH作为利用电话线或专线等可靠性较高的方式进行光传输的网络,正被广泛应用。SDH的传输速率以51.84Mbps作为基准,一般为它的数倍。目前,已经有针对40GbpsSDH的OC(光学载波)768(倍数因子,表示是基本速率51.84Mbit/s的倍数)产品。

3、FDDI:

        FDDI(Fiber Distributed Data Interface)叫做分布式光纤数据接口。

        FDDI采用令牌(追加令牌)环的访问方式。令牌环访问方式在网络拥堵的情况下极容易导致网络收敛。

        FDDI中的每个站通过光纤连接形成环状,FDDI为了防止在环的某处断开时导致整个通信的中断,采用双环的结构。双环中的站叫做DAS(Dual Attachment Station,双连站),单环中的站叫做SAS(Single Attachment Station,单连站)。

4、Token Ring:

        令牌环网(Token Ring)源自IBM开发的令牌环LAN技术,可以实现4Mbps或16Mbps传输速率。前面提到的FDDI实际上是扩展了Token Ring的一个产物。

5、100VG-AnyLAN:

        是IEEE802.12规范定义的一种网络协议。VG为Voice Grade的缩写,指语音级。它的语音级的3类UTP电缆实现100Mbps的传输速率。它的数据帧格式既能应对以太网又能应对令牌环网。在传输方式上,它采用扩展了令牌传递方式的需求优先访问方式。在这种方式中,交换机负责控制发送权。

6、光纤通道:

        光纤通道(Fiber Channel)是实现高速数据通信的一种数据链路。与其说它是一种网络,不如说它更像是SCSI那样类似于连接计算机周边设备的总线一样的规范。数据传输速率为133Mbps~4Gbps。近些年被广泛用于搭建SAN(Storage Area Network,存储域网络。服务器与多台存储设备(硬盘、磁带备份)之间高速传输数据的网络系统),成为其主要数据链路。

7、HIPPI:

        用于连接超大型计算机传输速率为800Mbps或1.6Gbps。铜缆的实际传输距离在25米以内,但是如果使用光纤作为传输介质时,可以延长到数公里。

8、IEEE1394:

        也叫FireWire或i.Link,是面向家庭的局域网,主要用于连接AV等计算机外围设备。数据传输速率为100~800Mbps以上。

9、HDMI:

        High-Definition Multimedia Interface,高清晰度多媒体接口。它可以通过一根缆线实现图像和声音等数字信号的高品质传输。从2009年发布的1.4版开始它可以传输以太网帧,使得采用HDMI介质实现TCP/IP通信变为可能。

10、iSCSI:

        它是将个人电脑连接硬盘的SCSI标准应用于TCP/IP网络上的一种标准(RFC3720、RFC3783)。它把SCSI的命令和数据包含进IP包内,进行数据传输。由此,人们就可以像使用个人电脑内嵌的SCSI硬盘一样使用网络上直连的大规模硬盘了。

11、InfiniBand:

        是针对高端服务器的一种超高速传输接口技术。最大特点是高速、高可靠性以及低延迟。支持多并发链接,将多个线缆合并为一个线缆。可以实现从2Gbps至数百Gbps的传输速率。以后甚至还计划提供数千Gbps的高速传输速率。

12、DOCSIS:

        有线电视(CATV)传输数据的行业标准,由MCNS制定。

13、高速PLC:

        Power line Communication,高速电力线通信。在家里或办公室内利用电力线上数MHz~数十MHz频率范围,实现数十Mbps~200Mbps传输速率的一种通信方式。使用电力线不用重新布线,也能进行日常生活以及家电设备或办公设备的控制。然而,本不是为通信目的而设计的电力线在传输高频信号时,极容易收到电波干扰,一般仅限于室内使用。

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