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1、第二章：局域网互联协议与设备,章节介绍： 这一章主要介绍目前局域网中主要使用的互联协议，重点介绍了TCP/IP协议堆，常见应用所采用的协议。简单介绍了局域网中的互联介质和设备，以及对应到OSI参考模型中的工作层次。重点介绍了交换技术和路由器的接口类型，以及集线器、交换机与路由器之间的区别。 重点与难点： 对应OSI参考模型，常见的互联设备工作的层次 局域网构成及各组件功能 交换机原理和交换技术 集线器、交换机与路由器三者的区别,2.1 通信协议,计算机网络中的软件硬件实体之间要实现成功的相互通信，通信什么，如何通信，又何时通信，都必须遵循一定的数据结构规则和控制规则，这一些规则的集合称之为协议
2、。 为了完成两个计算机系统之间的数据交换而必须遵守的一系列规则和约定称为通信协议。在局域网络中一般使用的通信协议有：NetBEUI（用户扩展接口）协议、IPX/SPX（网际交换/顺序包交换）协议和TCP/IP（传输控制协议/网际协议）。,1、NetBEUI协议,NetBEUI协议是1985年由IBM公司开发完成的，它是一个小巧而高效的协议,主要用于20到200台计算机的小型局域网。 它由NetBIOS（网络基本输入输出系统）、SMB（服务器消息块）、和NetBIOS帧传输协议三部分组成。后来，微软公司在它各个档次的操作系统上都内置了这种NetBEUI协议，例如：DOS、Windows 3.X、
3、Windows 9X/Me、Windows NT Server/Workstation以及最近发行的Windows 2000等。 NetBEUI协议专门为不超过100台PC机所组成单网段部门级小型LAN而设计的。它不具有跨网段工作的能力，即NetBEUI协议不具备路由功能，也就是说NetBEUI协议的协议数据单元不能通过路由器。如果你的计算机安装了多块网卡（每块网卡连接着不同的网段）或者想使你的局域网与通过路由器相连的另一个局域网通信时，就不能选用这种协议了。,按开始=控制面板=网上邻居，选择“网络连接”，在“局域连接”上按右键，选内容；在“常规”这一项中，选择“安装”，选“通讯协议”按“添加
4、”，此时即可看到“NetBEUI 协议”，选取NetBEUI之后，如图2-1所示，按确定即可安装完成。,图2-1 Windows系统中NetBEUI协议的安装,添加NetBEUI协议,2、TCP/IP协议 （传输控制协议/网际协议）,在当今Internet网络，TCP/IP已经得到了广泛的应用，如果计算机要上互连网，或局域网要使用Internet技术就必须安装TCP/IP协议。TCP/IP协议已经成为目前网络的协议代名词。在局域网络操作系统中，最早使用TCP/IP协议是Unix操作系统，现在几乎所有的网络厂商和操作系统都开始支持它，否则该产品在市场上是没有生命力的。TCP/IP协议有很强的灵活
5、性、可支持任意规模的网络，但正是由于其灵活性使得使用TCP/IP协议带来了很多的不方便。例如，在使用NetBEUI协议和IPX/SPX协议都不需要进行什么设置，仅安装即可。而TCP/IP协议在安装完成后，为使其能够正常工作之前，还需要进行一系列复杂的设置，这对于计算机网络的初学者来说是非常困难的，而且要求对计算机网络的工作方式有一定的了解才能设置正确。例如：在每个结点至少要设置“IP地址”、“子网掩码”、“默认网关”、“主机名”和“DNS”等。不过在Windows NT网络操作系统中提供了一种称为动态配置协议（DHCP）的工具，当客户机登录到服务器时，服务器为该用户自动分配这些信息，减轻了网络
6、管理员的负担。 在Windows 98中没有安装TCP/IP协议 ，可以通过与安装NetBEUI协议相似的方法进行安装,传输控制协议/网际协议 TCP/IP的前身是由美国国防部在20世纪60年代末为其远景研究规划署网络（ARPANET）而开发的。由于低成本以及在多个不同平台间通信的可靠性，TCP/IP迅速发展并开始流行。它实际上是一个关于因特网的标准，迅速成为局域网的首选协议。 TCP/IP协议是一组包括TCP协议、IP协议和其他一些协议的协议堆，核心功能是寻址和路由选择（网络层的IP/IPv4或IP/IPv6）以及传输控制（传输层的TCP、UDP），TCP/IP协议堆OSI 网络结构七层模型
7、分部如图2-2所示，IP协议中包含了OSPF、RIP、ARP、RARP、BOOTP和ICMP等协议。 TCP/IP最大的优势之一是其可路由性，也就意味着它可以携带被路由器解释的网络编址信息。TCP/IP还具有灵活性，可在多个网络操作系统或网络介质的联合系统中运行。,TCP（Transmission Control Protocol传输控制协议）协议是面向连接的可靠协议，提供了一套确保数据正确传送到目的主机的控制机制 TCP提供IP环境下的数据可靠传输，提供服务包括数据流传送、可靠性、有效流量控制和多路复用，通过面向连接，实现端到端和可靠的数据包发送。 主要用在需要较高可靠性支持的Telnet、
8、FTP、SMTP和C/S模式服务等应用中,TCP数据包发送过程如下： (1) 请求建立一次可靠的网络连接，如果连接不成功再放弃； (2) 如果IP数据包中有已经封好的TCP数据包，那么IP将把它们传递到TCP层，即传输层； (3) TCP将包查序并检查错误，同时实现虚电路间的连接。TCP数据包中包含序号和确认，所有未按照顺序收到的包可以被排序，而损坏的包可以被重传； (4) TCP将它的信息送到更高层的应用程序，如Client/Server方式的应用服务； (5) 应用程序轮流将信息送回TCP层，TCP层便将它们向下传送到IP层，设备驱动器和物理层； (6) 通过传输介质，最后到达接收方； (
9、7) 完成数据传送，断开网络连接。,UDP（User Datagram Protocol，用户数据报协议），对于数据包的顺序错误或重发没有TCP来的可靠 UDP不被应用于那些使用虚电路的面向直接服务，UDP主要用于面向查询/应答的服务， UDP的服务主要用于不需要非常可靠数据传输和需要交换信息量较小的服务中，可以节省网络资源，如NTP（网络时间协议）、NFS（网络文件系统）；SNMP（简单网络管理协议）、DNS（主域名称系统）和TFTP（通用文件传输协议）,IP（Internet Protocol，网际协议）协议是TCP/IP协议的核心，所有的TCP、UDP、IMCP和IGCP的数据都以IP数
10、据格式传输。 IP协议没有提供一种数据未传达以后的处理机制 路由器就要通过IP包的信息来为IP包寻找到一个合适的目标来进行传递，比如合适的主机，或者合适的路由。路由器或者主机将会用如下的方式来处理某一个IP数据包：,路由器或者主机将会用如下的方式来处理某一个IP数据包： (1) 如果IP数据包的TTL（生命周期）以到，则该IP数据包就被抛弃； (2) 搜索路由表，优先搜索匹配主机，如果能找到和IP地址完全一致的目标主机，则将该包发向目标主机； (3) 搜索路由表，如果匹配主机失败，则匹配同子网的路由器，这需要“子网掩码”的协助。如果找到路由器，则将该包发向路由器； (4) 搜索路由表，如果匹配
11、同子网路由器失败，则匹配同网号（第一章有讲解）路由器，如果找到路由器，则将该包发向路由器； (5) 搜索陆游表，如果以上都失败了，就搜索默认路由，如果默认路由存在，则发包； 如果都失败了，就丢掉这个包。,3、IPX/SPX协议,IPX/SPX（Internetwork Packet Exchange / Sequences Packet Exchange，网间数据包交换/顺序包交换）协议是Novell用于Netware客户端/服务器的协议群组，覆盖了 OSI 网络结构七层模型中的传输层、网络层和数据链路层 IPX/SPX协议是Novell公司的通信协议集。IPX/SPX协议在设计之初就考虑了多
12、个网段问题，具有很强的路由功能，适合于大型网络的使用。如果你所用的计算机要想连入NetWare服务器，建议最好使用IPX/SPX协议。Windows NT为能与NetWare服务器相连，它提供了一个叫“NWLink IPX/SPX”兼容协议。NWLink协议是Novell公司IPX/SPX协议在微软网络产品中的实现，它除了继承了IPX/SPX协议的优点之外，更适应了微软的操作系统和网络环境。 在Windows 98中没有安装IPX/SPX协议，可以通过与安装NetBEUI协议相似的方法进行安装,2.2 构成网络的组件,2.2.1 网线 要将多台或多个网络连接成一个新的网络，网线是必不可少的。在
13、局域网中常见的网线主要有双绞线、同轴电缆、光缆三种。,1. 同轴电缆 同轴电缆是一种通讯电缆，电缆结构为以实心铜体为芯，包着一层绝缘材料，这层绝缘材料用密织的网状导体环绕，网外又再覆盖一层保护性材料。同轴电缆可分为基带同轴电缆50欧姆和宽带同轴电缆75欧姆两种类型,2. 双绞线 双绞线是由多对线组成的数据传输线，价格便宜，被广泛应用，如常见的电话线等。它是用来和RJ45水晶头相连的。双绞线又分STP和UTP两种，常用的是UTP。STP的双绞线内有一层金属隔离膜，在数据传输时具有较好的抗电磁干扰性能，稳定性较高。,3. 光纤 光纤是光导纤维的简称，光纤通信是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介
14、的一种通信方式。它是目前最好的网线，包括缆芯、保护层、防潮层和加强构件等部分 按照制造光纤所用的材料分：石英系光纤、多组分玻璃光纤、塑料包层石英芯光纤、全塑料光纤和氟化物光纤。 按光在光纤中的传输模式分：单模光纤和多模光纤。多模光纤的纤芯直径为5062.5m，包层外直径125m，单模光纤的纤芯直径为8.3m，包层外直径125m。光纤的工作波长有短波长0.85m、长波长1.31m和1.55m。,光纤能得到迅猛的发展和快速广泛的应用，因为它具有很多优点： (1) 光纤尺寸小、重量轻，便于铺设和运输； (2) 光纤信号衰减小中继距离可以很长，传输频带宽，载送信息量大，传输距离远； (3) 光纤靠光波
15、传送，抗电磁干扰性极好，保密性强，无辐射，难于窃听等； (4) 光纤材料来源丰富，环境保护好； (5) 光缆适应性强，使用寿命长。,2 、客户机,客户机又称工作站。客户机是指当一台计算机连接到局域网上时，这台计算机就成为局域网的一个客户机。客户机与服务器不同，服务器是为网络上许多网络用户提供服务以共享它的资源，而客户机仅对操作该客户机的用户提供服务。客户机是用户和网络的接口设备，用户通过它可以与网络交换信息，共享网络资源。客户机通过网卡、通信介质以及通信设备连接到网络服务器。例如有些被称为无盘工作站的计算机没有它自已的磁盘驱动器，这样的客户机必须完全依赖于局域网来获得文件。客户机只是一个接入网
16、络的设备，它的接入和离开对网络不会产生多大的影响，它不象服务器那样一旦失效，可能会造成网络的部分功能无法使用，那么正在使用这一功能的网络都会受到影响。现在的客户机都用具有一定处理能力的PC（个人计算机）机来承担。,网络通信设备是指连接服务器与工作站之间的物理线路（又称传输媒体、或传输介质）或连接设备（包括有网络适配器、集线器和交换机等）。主要网络设备有中继器、集线器、网桥、交换机、路由器、网关等。,1、网络适配器,网络适配器NIC（Network Interface Card）也就是俗称的网卡。网卡是构成计算机局域网络系统中最基本的、最重要的和必不可少的连接设备，计算机主要通过网卡接入局域网络。网卡除了起到物理接口作用外，还有控制数据传送的功能，网卡一方面负责接收网络上传过来的数据包，解包后，将数据通过主板上的总线传输给本地计算机；另一方面它将本地计算机上的数据打包后送入网络。网卡一般插在每台工作站和文件服务器主机板的扩展糟里。另外，由于计算机内部的数据是并行数据，而一般在网上传输的是串行比特流信息，故网卡还有串并转换功能。为防止数据在传输中出现丢
