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第16章 网络与通信(3)

这种结构的网络形式主要应用于令牌网中。在这种网络结构中各设备是直接通过电缆来串接的,最后形成一个闭环,整个网络发送的信息就是在这个环中传递,通常把这类网络称之为“令牌环网”,如图310所示。实际上大多数情况下这种拓扑结构的网络不会是所有计算机真的要连接成物理上的环型,一般情况下,环的两端是通过一个阻抗匹配器来实现环的封闭的,因为在实际组网过程中因地理位置的限制不方便真的做到环的两端物理连接。

这种拓扑结构的网络主要有如下几个特点。

①这种网络结构一般仅适用于IEEE802.5的令牌网(Tokenringnetwork)。在这种网络中,“令牌”是在环型连接中依次传递。所用的传输介质一般是同轴电缆。

②这种网络实现也非常简单,投资最小。可以从其网络结构示意图中看出,组成这个网络除了各工作站就是传输介质———同轴电缆,以及一些连接器材,没有价格昂贵的节点集中设备,如集线器和交换机。但也正因为这样,所以这种网络所能实现的功能最为简单,仅能当作一般的文件服务器模式。

③传输速度较快。在令牌网中允许有16Mbps的传输速度,它比普通的10Mbps以太网要快许多。当然随着以太网的广泛应用和以太网技术的发展,以太网的速度也得到了极大提高,目前普遍都能提供100Mbps的网速,远比16Mbps要高。

④维护困难。从其网络结构可以看到,整个网络各节点间是直接串联,这样任何一个节点出了故障都会造成整个网络的中断、瘫痪,维护起来非常不便。另一方面因为同轴电缆所采用的是插针式的接触方式,所以非常容易造成接触不良、网络中断,而且这样查找起来非常困难,这一点相信维护过这种网络的人都会深有体会。

⑤扩展性能差。也是因为它的环形结构,决定了它的扩展性能远不如星型结构。如果要新添加或移动节点,就必须中断整个网络,在环的两端做好连接器才能连接。

(3)总线型结构

这种网络拓扑结构中采用单根传输线作为总线,所有工作站都共用该线,如图311所示。当其中一个工作站发送信息时,该信息将通过总线传到每一个工作站上。工作站在接到信息时,先要分析该信息的目标地址与本地地址是否相同,若相同则接收该信息;若不相同,则拒绝接收。它所采用的介质一般也是同轴电缆(包括粗缆和细缆),不过现在也有采用光缆作为总线型传输介质的。

图311总线型结构示意图

这种结构具有以下几个方面的特点。

①组网费用低。从示意图可以看出,这样的结构根本不需要另外的互连设备,是直接通过一条总线进行连接。

②带宽共享。这种网络因为各节点是共用总线带宽的,所以在传输速度上会随着接入网络的用户的增多而下降。

③。,

是有限的,不能无限制扩展。

④维护较容易。单个节点失效不影响整个网络的正常通信。但是如果总线一断,则整个网络或者相应主干网段就断了。

⑤这种网络拓扑结构的缺点是在同一时间内仅能允许一个端用户发送数据,其他端用户必须等待时机才能获得发送权。

(4)混合型拓扑结构

这种网络拓扑结构是由前面所讲的星型结构和总线型结构的网络结合在一起的网络结构,这样的拓扑结构能满足较大网络的拓展,解决星型网络在传输距离上的局限,而同时又解决了总线型网络在连接用户数量的限制。这种网络拓扑结构同时兼顾了星型网络与总线型网络的优点,在缺点方面得到了一定的弥补。

除了以上4种拓扑结构外,还有网状型、树型等结构,由于应用不多,因此在这里就不过多描述了。

3.局域网协议

在局域网络中常用的通信协议有NetBEUI、IPX/SPX和TCP/IP3种。

(1)NetBEUI网络通信协议

NetBEUI(用户扩展接口)网络通信协议,是由IBM公司开发的一种体积小、效率高、速度快的通信协议。在Microsoft公司推出的操作系统中,NetBEUI网络通信协议已成为其默认的缺省协议。NetBEUI网络通信协议是为小型非路由局域网设计的,较适合由几台至两百台左右的PC机所组成的单网段的小型局域网。

(2)IPX/SPX网络通信协议

IPX/SPX(网际包交换/顺序包交换)网络通信协议,是由Novell公司开发的一组通信协议集,该网络通信协议具有非常强大的路由功能,是为多网段大型网络设计的。当用户端接入NetWare服务器时,需使用IPX/SPX及其兼容协议,但在非Novell网络的环境中,一般不直接使用IPX/SPX网络通信协议。

在WindowsXP中提供了IPX/SPX的两个兼容协议,分别为:NWLinkIPX/SPX兼容协议和NWLinkNetBIOS,这两者统称为NWLink通信协议。NWLink通信协议在继承了IPX/SPX通信协议的各项优点的同时,又适应了Microsoft的操作系统和网络环境,为网络从Novell网络环境转向Microsoft平台或两种平台共存提供了方便。

(3)TCP/IP网络通信协议

TCP/IP(传输控制协议/网际协议)网络通信协议,是一组协议集的统称,其中TCP/IP协议是其中最基本、最重要的两个协议。它也是目前网络中最常用的一种网络通信协议,不仅应用于局域网,同时也是Internet的基础协议。TCP/IP协议从出现到现在,一共出现了6个版本,目前使用的是版本4(记为IPv4),而将来的趋势是使用版本6(记为IPv6)。

TCP/IP网络通信协议具有很强的灵活性,可以支持任意规模的网络。使用TCP/IP网络通信协议,不仅可以组建对等网,而且可以非常方便地接入其他服务器。在安装WindowsXP、WindowsVista、Windows7等操作系统的过程中已经默认安装了TCP/IP网络通信协议。

3.4广域网

1.广域网的基本概念

广域网(WideAreaNetwork,WAN)也称远程网,通常跨接很大的物理范围,所覆盖的范围从几十公里到几千公里乃至全球,它能连接多个城市或国家,或横跨几个洲并能提供远距离通信,形成国际性的远程网络。广域网的通信子网主要使用分组交换技术,利用公用分组交换网、卫星通信网和无线分组交换网,将分布在不同地区的局域网或计算机系统互连起来,达到资源共享的目的。广域网有如下特点:适应大容量与突发性通信的要求;适应综合业务服务的要求;开放的设备接口与规范化的协议;完善的通信服务与网络管理。

通常广域网的数据传输速率比局域网低,而信号的传播延迟也比局域网要大很多。广域网的典型速率是从56kbps到155Mbps,现在已有622Mbps、2.4Gbps,甚至更高速率的广域网,而传播延迟可从几毫秒到几百毫秒(使用卫星信道时)。

广域网最初来源于ARPAnet(阿帕网),早在20世纪60年代末期,美国由于军事目的需要建立一个计算机网络,其设计的目的是:网络必须能够经受住故障的考验而仍能正常工作,如果网络中的某一部分受敌方打击而被破坏时,其余部分仍能运行并正常进行通信联系。美国国防部高级研究计划局(AdvancedResearchProjectAgency,ARPA)开始参与建设计算机网络,这标志着以共享资源为目的的现代计算机网络的诞生。

从1969年到1983年是计算机广域网的形成阶段,这一阶段各大计算机网络公司都纷纷进行网络技术的研究和试验,发展各自的计算机网络,公布不同的网络体系结构。

从1983年开始逐步进入广域网的实用阶段。广域网在美国和一部分发达国家的大学和研究部门中得到广泛使用,作为教学、科研和通信的学术网络。1983年,ARPA和美国国防部通信局研制成功了异构网络的TCP/IP协议,使得该协议在社会上流行起来,从而诞生了真正意义上的广域网。1986年,NSF(NationalScienceFoundation,美国国家科学基金会)利用TCP/IP通信协议,建立了NSFnet广域网。随着计算机网络应用的不断深入,更多的大学、政府资助的研究机构甚至私营的研究机构也有了连网的需求,纷纷把自己的局域网并入NSFnet,这就是现在最大的广域网———因特网的前身。1989年,由CERN开发成功的WWW(WorldWideWeb,万维网),为Internet实现广域网超媒体信息截取/检索奠定了基础。从此,广域网开始进入迅速发展阶段。

2.互联网

互联网(Internet,又译因特网、网际网),即广域网、局域网及单机按照一定的通信协议组成的国际计算机网络。互联网是指将两台计算机或者是两台以上的计算机终端、客户端、服务端通过计算机信息技术的手段互相联系起来的结果,人们可以与远在千里之外的朋友相互发送邮件,共同完成一项工作,共同娱乐。

1995年10月24日,“联合网络委员会”(TheFederalNetworkingCouncil,FNC)通过了一项关于“互联网定义”的决议。联合网络委员会认为,“互联网”是全球性的信息系,。

立在“互联网协议”(IP)或今后其他协议基础之上的。它可以通过“传输控制协议”和“互联网协议”(TCP/IP),或者今后其他接替的协议或与“互联网协议”(IP)兼容的协议来进行通信。它可以让公共用户或者私人用户享受现代计算机信息技术带来的高水平、全方位的服务。这种服务是建立在上述通信及相关的基础设施之上的。

从技术的角度来说,上述描述的互联网定义至少包含3个方面的内容,即互联网是全球性的、互联网上的每一台主机都需要有“地址”、这些主机必须按照共同的规则(协议)连接在一起。

3.广域网的接入方式

(1)拨号Modem

Modem就是调制解调器的简称,这也是最传统的一种接入方式,它只能提供最基本的广域网接入,速度低,而且极易断线,一般速度在18.75Kbps到56Kbps之间。

(2)ISDN一线通

ISDN(IntegratedServiceDigitalNetwork),即综合业务数字网,它利用公众电话网向用户提供端对端的数字信道连接,用来承载包括语音和非语音在内的各种电信业务。

ISDN业务在国内俗称“一线通”,它主要解决了传统拨号Modem在进行上网时,其对应的电话无法使用的问题。它一般采用2B+D模式(即两路信号),每路信号带宽64Kbps。

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