并使用spf算法来计算到各节点的最短路径

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1、第4章 局域网技术 4.1 局域网概述 4.1.1 什么是局域网 局域网（Local Area Network）,简称LAN,是将较小地理区域内的各种数据通信设备连接在一起的通信网络。,面向终端的LAN网络,局域网产生于70年代，由于微型计算机的发明和迅速流行、计算机应用的迅速普及与提高和计算机网络应用的不断深入和扩大，以及人们对信息交流、资源共享和高带宽的迫切需求，都直接推动着局域网的发展。 90年代以来，局域网技术的发展更是突飞猛进，日新月异的新技术、新产品令人目不暇接。特别是交换技术的出现，更是使局域网的发展进入了一个崭新的阶段。 LAN的发展史： 1972年，Bell（布尔）公司提出了

2、两种环型局域网技术。 1973年，Bob Metcalfe 和David Boggs又发明了以太网。 1979年，Bob Metcalfe开始了以太网标准化的研究工作。 1980年，DEC、Intel 和Xerox(DIX)共同制定了10M以太网的物理层和链 路层标准规范，即Ethernet V1.0以太网规范。 1983/4年，IEEE802.3委员会以Ethernet 2.0为基础，正式制定并颁布 了IEEE802.3以太网标准，这个标准被称为标准以太网（10BASE-5）。,1983年，美国国家标准化委员会ANSI X3T9.5委员会提出了光纤高速网标准FDDI(光纤分布式数据接口)，使

3、局域网的传输速率提高到100Mbps。 1985年在IBM公司推出的著名的令牌环网的基础上，IEEE802委员会又制定了令牌环标准IEEE802.5。 1990年，为提高以太网的传输速率，在10M以太网技术的基础上，进而开发了快速以太网技术 1995年6月通过了100Base-T快速以太网标准IEEE802.3u，其带宽比以太网提高了10倍。这一阶段的网络技术是共享传输通道、共享带宽的共享式局域网技术。 4.1.2 局域网的特点 局域网是一个通信网络，它仅提供通信功能。从ISO/RM看，它仅包含了低两层(物理层和数据链路层)的功能，所以连到局域网的数据通信设备必须加上高层协议和网络软件才能组成

4、计算机网络。 局域网连接的是数据通信设备，包括：微型计算机、高档工作站、服务器等大、中小型计算机、终端设备和各种计算机外围设备。 局域网传输距离有限，网络覆盖的范围小。 主要特点： 局域网覆盖的地理范围比较小。 数据传输速率高 传输延时小 出错率低 局域网属单一组织拥有,4.3 局域网的基本组成 4.31 网络硬件 当要把两台以上的计算机连成局域网时，不仅需要为每台连网计算机安装网络接口卡，还需要一条通信电缆和介质连接器等附属部件，将计算机与电缆连接在一起。根据不同的联网技术，有时还需要使用集线器、交换机、路由器等网络设备，以实现局域网的物理连接。例如：用10Base-T以太网技术建立一个局域

5、网如图4-1。,图4-1 局域网硬件系统（10Base-T）,以下分别介绍网络硬件：(1)网络服务器 (2)网络工作站,(3)网络接口卡 (4)网络设备 (5)传输介质,1、网络服务器 网络服务器是连在局域网上的一台计算机，即一个网络结点。该结点的特殊功能是为网络用户提供各种网络服务和共享资源。 提供网络通信功能，有管理网络服务器与网络工作站之间通信的能力。 为网络用户提供、管理、分配各种软硬件资源，协调用户对资源的访问。 提供文件管理功能，如：文件和目录的存取与安全保护、共享数据库的管理与访问、数据的存储与共享、对共享软件的管理和磁盘管理等 提供各种Internet信息服务，如：文件服务、打

6、印服务、存储服务、电子邮件服务、域名服务、Web服务、文件传输服务 提供各种网络应用服务，如：信息管理系统、远程教学、电子图书馆、IP Phone、电子商务和远程医疗、视频点播、电视会议等多媒体应用 提供网络管理功能，监控网络运行情况，对网络进行性能管理、失效管理、配置管理、设备管理等 服务器可以是一台高档个人计算机或是一台大、中小型计算机，也可以是一台专用网络服务器。 服务器应是一台高性能的计算机系统，它应具有高速、大容量磁盘和内存以及高速的网络接口卡、高档外部设备和多线程、多进程、多用户的系统管理功能等。,2、网络工作站 网络工作站是指用户能够在网络环境中工作，访问网络共享资源的计算机系统

7、，通常又被称为客户机（Client）。它的主要作用是为网络用户提供一个访问网络服务器、共享网络资源、与网上的其他结点交流信息的操作台和前端窗口，使用户能够在网上工作。 在网络工作站上，必须安装一块网络接口卡，并通过通信电缆及介质连接设备和网络设备把它连接到网络上，成为局域网网上的一个站点。 在网络工作站上运行：自己的操作系统（如：Windows、Unix .），有关的网络软件，包括：网络协议软件（如：TCP/IP、IPX协议软件），网络应用软件（如：Internet各种信息服务的客户软件）或网络操作系统的客户端软件（如：Netware外壳软件）。 网络工作站不仅能够访问本机的本地资源，同时也能

8、访问网络上所有的远程资源（只要权限允许）。 当网络工作站不在网上操作时，仍可以作为一立的计算机使用。,3、网络接口卡 网络接口卡（NIC -Network Interface Card）又称网络适配器 (NIA-Network Interface Adapter)，简称网卡。用于实现联网计算机和网络电缆之间的物理连接，为计算机之间相互通信提供一条物理通道，并通过这条通道进行高速数据传输。在局域网中，每一台联网计算机都需要安装一块或多块网卡，通过介质连接器将计算机接入网络电缆系统。 网卡完成物理层和数据链路层的大部分功能，包括网卡与网络电缆的物理连接、介质访问控制（如：CSMA/CD）、数据帧的

9、拆装、帧的发送与接收、错误校验、数据信号的编/解码（如：曼彻斯特代码的转换）、数据的串、并行转换等功能。 图4-2 网卡逻辑总框图,主机系统总线, 网卡的基本结构 网卡主要由六个逻辑功能模块组成（如图4-2）。 主机接口控制电路 它主要完成网卡与主机的接口控制和数据交换功能。主机接口控制电路主要由主机与网卡相 接的接口部件匹配电路和网卡内部控制电路两部分组成。网卡能够提供ISA、EISA、VESA、MAC、 PCI等多种总线类型接口。 数据缓冲区 数据缓冲区用于缓存计算机与网卡之间交换的数据，缓冲区的存储量一般为2K-32K字节之间， 存储量越大网卡性能越好。 数据链路控制器（EDLC） ED

10、LC是实现数据链路层的大部分功能的逻辑功能部件。如以太网的EDLC芯片专门完成数据链路层的MAC子层的功能，包括：介质访问控制功能、实现CSMA/CD协议；数据帧的拆装、发送与接收；地址校验与数据的CRC校验；数据的串、并行转换功能；控制EDLC与数据缓冲区快速交换数据的功能。 编码译码器（MCC） 编码译码器对数字信号进行编码和解码。 内部收发器 内部收发器是网卡和传输媒体（同轴电缆）之间的接口，它使两者实现地的隔离，并在收发器电缆和同轴电缆之间提供信号电平转换。收发器的主要功能有：从MCC接收信号并把信号发送到电缆上；从电缆上接收信号，并传送到MCC；收发器的碰撞电路具有检测碰撞信号的功能

11、。 介质连接装置 介质连接装置是网卡与介质相连的接口部件，又称介质连接器。介质连接器负责将网卡与传输电缆连接在一起。每一种连接器都符合物理层标准。,从图4-2中我们看到，网卡除了6大功能部件外，还有站地址存储器（PROM） 和远程复位ROM,它们的作用是： 站地址存储器 这里的站地址指的是物理地址，该地址被定义在介质访问控制子层（MAC），故通 常称它为MAC地址。该地址叫作物理地址，是唯一的，它是用于标识不同的网络设备。 远程复位ROM 远程复位是网络工作站的一种系统启动方式。工作站不依赖本机的任何部件（软盘 或硬盘）启动系统，而是依靠网络服务器远程地启动工作站的操作系统和网络软件，无 盘工

12、作站就使用这种启动方式。, 网卡的参数 网卡是计算机的一种输入/输出设备.主机与网卡的数据交换和对网卡的控制都是通过中断和I/O端口进行的。每种类型的网卡一般都有多组跳线或开关，用于设置网卡的参数。现在有些网卡改由软件自动设置网卡的参数，网卡的主要参数有： 中断号（IRQ） 中断号又称中断级，是指网卡硬件中断级的选择，它是网卡的重要参数之一。每一台计算 机的软盘、硬盘、光盘、视频卡、声卡等外部设备的请求和CPU对该设备的响应和处理，全 靠硬件中断和中断处理程序完成，网卡也不例外。网卡可选择的中断级的值通常IRQ3-IRQ7， 出厂缺省值一般是IRQ3。随着网卡技术的发展，可选用的中断级越来越多

13、，目前许多网卡 可以选用高端中断号（如：10、11、12等）。 I/O基本地址（I/O Base Address） I/O基本地址是一种物理地址，用一组十六进制数表示（如：3EF）。主机对网 卡的控制和主机与网卡的数据交换，以及主机对网卡上的重要寄存器的访问都 要通过I/O端口进行，I/O基本地址是网卡的重要参数之一。网卡共有16个I/O 端口供主机访问，可使用的I/O端口地址一般为300-30FH，缺省值是300H。 存储基地址（Memory） 存储基地址,即Boot ROM Address，它也是一种物理地址，主要用于远程复位 （Remote Boot）功能。在使用无盘工作站时，从远程复位

14、服务器将系统装入工 作站的Memory，启动依靠服务器完成。可使用的memory地址有C8000H、CC000H、 D8000H、 DC000H、E8000H、EC000H、 D0000H等。,DMA通道 DMA是直接存储访问，DMA通道为网卡和计算机之间进行数据交换提供一条直接 存储的通道。网卡上可选用的DMA通道有DMA1和 DMA3，通常使用DMA3。 远程复位选择 在每块网卡上都有一个“Remote Reset Enable”跳线，用于设置允许（enable） 或禁止(disable)远程复位功能。当使用无盘工作站时，网络工作站的初始化 以及操作系统和网络软件的启动都依赖于文件服务器完

15、成，这时你需要将网卡 上的“Remote Reset Enable”开关设置为enable，此开关的出厂值为 disable。, 网卡的MAC地址 在每块网卡上都有一个全球唯一的MAC地址，该地址被存放在网卡上的站地址寄存器（PROM）中。 MAC地址是一个48位地址，它用12个16进制数表示如0080.c84b.eb0a；MAC地址分为两部分，前24位表示网卡制造厂家的标识号（Vendor Code），由IEEE统一分配。后24位是网卡的系列号，由网卡的生产厂家分配，如图4-3。 厂家标识码 系列号 （Serial Number） （Vendor Code） 图4-3 MAC 地址 网卡的种

16、类 按网卡支持的网络协议分类，有以太网卡、快速以太网卡、千兆以太网卡、FDDI 网卡、ATM网卡等。这些网卡可以提供RJ-45、AUI、BNC、SC、ST、MIC等不同的介质连接器。 按网卡提供的总线接口分类，可分为ISA总线网卡、PCI总线网卡、 EISA总线网卡等类型。,4、网络设备 网络连接设备: 集线器(HUB) 中继器(Repeater) 交换机(Switch)等 网间互联设备: 网桥(Bridge) 路由器(Router)等 5、传输介质 无屏蔽双绞线 屏蔽双绞线 同轴电缆 光缆,4.3.2 网络软件 协议和软件在网络通信中扮演了极为重要的角色。网络软件可大致分为网络系统软件和网络应用软件。 网络系统软件是控制和管理网络运行、提供网络通信和网络资源分配与共享功能的网络软件，它为用户提供了访问网络和操作网络的友好界面。网络系统软件主要包括网络操作系统(NOS)、网络协议软件和网络通信软件等，著名的网络操作系统Netware和广泛应用的协议软件TCP/IP软件包以及各种类型的网卡驱动程序都是重要的网络系统软件。 网络