經濟控制論模型

[拼音]：jubu quyuwang

[英文]：local area network

用通訊線路將一個單位所屬有限地理區域內的計算機系統、工作站、終端群和外部裝置互連而成的資料傳輸系統,又稱區域網或區域性計算機網，英文縮寫LAN。區域網一般屬於某個機構，不用公共電話網，而用雙絞線、同軸電纜或光纖作為傳輸介質。最大傳輸距離可達50公里，資料傳輸速率為0.1～20M位元／秒,誤位元速率為10-7～10 -8。區域網是隨著微型計算機和辦公自動化的發展而發展起來的。它兼有多機系統和遠端網(WAN)的優點,等待時間和傳輸容量接近於多機系統，可互連上百個工作站，站間距離達1～2公里，能實現資源（包括硬體、軟體、資料）共享，分佈計算和通道複用，簡化通訊介面裝置，又可借用遠端網的經驗，因而效能價格比優於遠端網。

發展簡史

計算機網的發展始於60年代後期。1969年美國國防部高階研究計劃局研製成阿帕網（ARPA網），把美國各大學、研究所和公司的計算機系統互連成網。阿帕網是遠端網，建立在公用資料通訊網的基礎上，規模大，投資高。70年代隨著微型電子計算機的發展，為了實現辦公自動化，需要把一個單位的計算機系統互連成網。70年代中期美國施樂公司的帕洛·阿爾託研究中心推出第一個區域網，即匯流排型乙太網(Ethernet)。80年代，區域網技術漸趨成熟，出現了 100多種網路產品。到1987年全世界已有區域網近20萬個。現在區域網正向著綜合業務數字網(ISDN)的方向發展。

分類

區域網可分為三類：

（1）基帶區域網。數字訊號以基帶形式傳輸，距離越短,訊號衰減越小,傳輸速率越高。傳輸距離在10公里以下，傳輸速率為0.1～10M位元／秒。在基帶區域網中應有通道訪問控制協議，以便合理使用通道。市場上大部分區域網都屬於這一類。

（2）寬頻區域網。它把頻帶分割成子頻帶。子頻帶可用於點對點或一點對多點的通訊。每個子頻帶具有自己的特性：模擬或數字傳輸，單向或雙向等。寬頻區域網的優點是能同時傳輸影象、話音和資料。缺點是需要各種調變解調器，每一終端都要有自己的通訊控制器和通道介面。從長遠觀點看，寬頻區域網將被綜合業務數字網所取代。

（3）程控交換區域網。即採用專用程控交換機的區域網，英文縮寫PABX。70年代初電話自動交換機採用縱橫制電路切換技術，這種空分交換是通過控制一個門陣列建立一條物理通道來溝通兩個使用者。80年代初用時分交換代替空分交換，兩點間按週期性的時間間隔來傳遞訊號。時分自動交換機即程控交換機，實際上就是一臺計算機，輸入輸出訊號完全數字化。這使人們想到可用數字語聲資訊來傳遞資料。PABX區域網若用電話雙絞線，傳輸速率為64K位元／秒。它採用集中控制,進行格式和協議轉換，造價較低。

連線技術

區域網的連線技術包括：

（1）傳輸介質。區域網採用有線傳輸，用雙絞線、同軸電纜或光纖作為傳輸介質。區域網與遠端網的互連，有時採用微波中繼或衛星通訊等無線傳輸。

（2）傳輸方式。區域網可採用基帶傳輸或頻帶傳輸兩種方式。基帶訊號是一串電脈衝。大部分區域網採用基帶傳輸，稱為基帶區域網。頻帶傳輸採用同軸電纜，可傳送很高的頻率和很寬的頻帶。區域網採用頻帶傳輸，稱為寬頻區域網。寬頻工作可採用數字調製或頻分複用。頻分複用是把基帶訊號調製到不同的載波頻段而達到複用的目的。

（3）介面裝置。區域網中每個工作站都要一個介面卡。介面卡是工作站入網的功能外掛板,可插在微機擴充套件槽上,作為微機控制下的一種外部裝置。介面卡由微處理器、通訊控制器、只讀儲存器、緩衝儲存器、調變解調器、並行通訊介面和門陣列等組成。用來實現網路協議、通訊控制、介面控制、網路收發、緩衝儲存、編碼譯碼等功能。同構型 LAN之間的連線採用網橋,異構型LAN之間及LAN與WAN之間的連線採用閘道器，網橋和閘道器都是以微處理器為核心的功能外掛板。

網路拓撲

網路拓撲結構有以下四種：

（1）星形結構。它的特點是集中控制，每一使用者終端都連到中央處理機進行交換和控制。程控交換區域網採用這種結構。

（2）網路結構。這種結構可通過路徑選擇來提高可靠性和傳輸效率。一般用於公用資料網，區域網中很少採用這種結構。

（3）匯流排結構。所有的使用者終端都連到一條公共傳輸通道──總線上。這種結構沒有中央控制器，是一種分散式結構。區域網常採用這種結構。

（4）環形結構。工作效能與匯流排結構相似，但即使發生中斷，仍能繼續工作。它的優點是網路介面比較簡單，通訊容量與節點位置無關，網路由令牌控制，不會發生擁擠。區域網也常採用這種結構。

訪問控制

訪問控制協議分為三類：靜態分配方式、動態分配方式和隨機訪問方式。

靜態分配方式

通訊通道的分配是一次性的。最常見的是時分複用和頻分複用。這種方式適合於使用者通訊量較大的情況。

動態分配方式

根據使用者的需求來分配資源。最常用的有：

（1）統計時分複用(STDM)。這種控制方式要求有較複雜的定址和控制功能，具有能保持輸入排隊資訊的資料緩衝器，一般是用可程式設計的微處理器。統計時分複用技術是複用器和集中器的混合設計。

（2）查詢。查詢技術用於匯流排結構和集中控制系統，查詢裝置是計算機系統或控制器。當計算機系統或集中器對使用率較低的終端進行服務時常採用查詢技術。

（3）分槽環。適用於環形網。它是把時間分成許多時間槽，每個槽可傳輸數個固定大小的資訊包，其中有一位用來表示槽的忙閒。一個端傳送報文必須等待空槽的來到，將資訊放入包中，並作滿的標記，到目的地將資訊取走再改為空的標記。要傳送的報文包必須適應槽的大小。

（4）暫存器插入。又稱緩衝器插入。適用於環形網。各轉發器均有一個緩衝器（移位暫存器），並能按要求切換進入或退出電路。當某一節點要傳送資訊時，該節點將報文以一定的分組格式存入轉發器中的一個緩衝器。當轉發器轉發的資訊流中出現一個間隙時，轉發器就將環形電路斷開，使緩衝器進入環形網，以便傳遞到下一個節點。讀出本節點的始發分組，上一節點送來的資訊就可讀入緩衝器。從本節點發出的分組回來後就將緩衝器從電路中移出。

（5）令牌通行。又稱通行證法。令牌是一種特殊的欄位或分組，具有獨特的格式，僅用來從一個節點至另一個節點傳送控制權。令牌繞各站流動,一個站要求傳送報文,必須先取得令牌才能傳送。傳送完一個報文包就交出令牌。採用令牌通行法時要指定一個節點作為監控站，檢驗資料流末尾是否跟有令牌，令牌丟失時生成一個新的令牌。令牌通行可用於環形網和匯流排網。

隨機訪問方式

一個站取得資料就馬上傳送，而不考慮其他的站。如果有兩個以上的站同時傳送資料，就會產生衝突。最常用的方法有：

（1）阿朗納 (ALOHA)方式。此法是夏威夷大學研製的 ALOHA網採用的廣播式訪問方法。純ALOHA方式是指使用者任何時候都可傳送報文,發出後等待目的站的確認訊號。若同一時間另一使用者也在傳送報文，則收不到確認訊號。因此使用者等待一段時間後若收不到確認訊號,就重發原來的報文。分時式ALOHA方式是指每個使用者只允許在某個時間片開始時傳送報文。

（2）載波偵聽多重訪問(CSMA)方式。每一個站傳送報文時要先偵聽通道是否被別站佔用。如果發生衝突，等待一段時間後再重新開始。區域網中廣泛採用具有碰撞檢測的載波偵聽多重訪問 (CSMA/CD)方式。每一個站在進行資料傳輸的同時對網路進行偵聽,如發現碰撞,就立即停止傳輸。這種方式可使傳輸頻寬的使用效率達90％以上。

通訊協議

1979年國際標準化組織(ISO)提出開放系統互連(OSI)參考模型。OSI模型自底而上分為7層:物理層、鏈路層、網路層、傳輸層、對話層、表示層和應用層。區域網的通訊協議低4層與OSI模型相仿，高層往往就是一個應用層。

網路軟體

區域網上配置的網路軟體包括網路系統軟體和網路應用軟體。網路系統軟體最重要的是網路作業系統和網路高層協議軟體。網路作業系統是在微型計算機作業系統的基礎上進行必要的修改，增加網路驅動功能的系統程式和一些網路服務軟體，以構成網路操作環境，使個人計算機系統或工作站入網後能共享大量功能強的軟硬體資源。區域網上配置的網路作業系統為使用者提供的主要功能有：利用虛擬磁碟方式共享網路內一個或多個大容量硬碟系統，利用假離線和排隊方式共享快速印表機，利用電子郵件系統實現工作站之間的通訊。網路系統軟體採用層次、模組化結構，便於使用者應用、移植和擴充。

區域網上配置的網路應用軟體最常用的有網路實時通訊軟體和網路資料庫系統軟體。網路實時通訊軟體由實時處理模組和實時通訊使用者程式模組組成。網路資料庫系統是網路和資料庫管理相結合的合成系統。如果沒有網路資料庫的支援，區域網只能完成裝置共享、電子郵件等工作，只能使用集中式單使用者資料庫。有了網路資料庫系統，區域網就可以用於分散式資料庫處理的各種領域中。網路資料庫系統要求可靠性高,結構靈活,易於擴充，資料保密性好，響應速度快。

典型結構

區域網的典型結構有以下四種：

（1）乙太網(Ethernet)。1972年美國施樂公司的帕洛·阿爾託研究所研製，後與DEC公司和英特爾公司合作開發,1979年實現商品化。它採用匯流排結構，基帶傳輸，用同軸電纜作為傳輸介質，訪問方式為CSMA/CD，傳輸速率為10M位元／秒,最大傳輸距離51.5公里,理論節點數1024個。乙太網裝配容易,可靠性高,便於擴充，應用很廣。

（2）劍橋環。70年代中期劍橋大學研製的環形網,有36個節點,用雙絞線連線,環的長度超過1公里,採用分槽技術，共4個時槽沿環旋轉，傳輸速率為10M位元／秒。報文中包括1個目的地址位元組,1個源地址位元組，2個資訊位元組和6個控制位。每個節點有1箇中繼器,直接與雙絞線連線組成環。資料在環中單向流動。

（3）米特網(Mitrenet)。美國米特公司研製，應用無線電調頻技術在網路中傳輸資訊。在一條電纜的頻寬範圍內，按頻率分成若干通道，每個通道的頻寬與所需的資料傳輸速率有關。傳送資訊的調製頻率與接收資訊的調製頻率不同，由專門的傳送／接收器轉換。這種寬頻網由於應用電纜電視(CATV)技術，很容易分配用於傳輸語音、電視和資料的通道。它的缺點是需要射頻調變解調器，價格較高。

（4）阿波羅·多曼網(Apollo Domain)。阿波羅計算機公司研製。採用令牌環技術。用同軸電纜或光纖作傳輸介質,傳輸速率可達12M位元／秒。傳送節點在接到令牌後，將1024位元組的資訊包緊跟在令牌後送到網上，目的節點接到資訊包後發出應答資訊。