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第31章 计算机网络与安全(2)

(2)按线路中传输的信号形式划分,可分为基带网络和宽带网络。基带网络传输数字信号,信号占用整个频带,传输距离较短;宽带网络可传输模拟信号,传输距离较远,达几公里以上。目前使用最多的是基带网络。

(3)按网络的传输介质划分,可分为双绞线网络、同轴电缆网络、光纤网络和无线局域网等。目前使用最多的是双绞线网络和同轴电缆网络。

(4)按网络的介质访问方式划分,可分为以太网、令牌环网和令牌总线网等。目前使用最多的是以太网。

(5)按照网络内信息的共享方式的不同,可以分为对等网和客户机/服务器网。

任务2局域网的通信协议

无论是广域网还是局域网,在其进行各种网络通信,完成网络功能时都依赖于各种网络通信协议的支持。从现况看,不同的网络协议都有其存在的必要性,每一种协议都有它所主要依赖的操作系统和工作环境。在一个网络上运行得很好的通信协议,在另一个看起来很相似的网络上可能完全不适合。因此,组建网络时通信协议的选择及配置尤为重要。

1.什么是局域网的通信协议

组建网络时,必须选择一种或多种网络通信协议,使得实现互联的计算机之间能够相互进行对话。

自从网络问世以来,有许多公司投入到了通信协议的开发中,如IBM、Banyan、Novell、Microsoft等。每家公司开发的协议,最初一般是为了满足自己的网络通信,但随着网络应用的普及,不同网络之间进行互联的要求越来越迫切,因此通信协议就成为解决网络之间互联的关键技术。就像使用不同母语的人与人之间需要一种通用语言才能交谈一样,网络之间的通信也需要一种通用语言,这种通用语言就是通信协议。目前,局域网中常用的通信协议主要有NetBEUI、IPX/SPX及其兼容协议和TCP/IP三类。

2.选择网络通信协议的原则

在选择通信协议时一般应遵循以下原则。

(1)所选协议要与网络结构和功能相一致。如网络存在多个网段或要通过路由器相连时,就不能使用不具备路由和跨网段操作功能的NetBEUI协议,而必须选择IPX/SPX或TCP/IP等协议。另外,如果网络规模较小,同时只是为了简单的文件和设备的共享,这时最关心的就是网络速度,所以在选择协议时应选择占用内存小和带宽利用率高的协议,如NetBEUI。当网络规模较大,且网络结构复杂时,应选择可管理性和可扩充性较好的协议,如TCP/IP。

(2)除特殊情况外,一个网络尽量只选择一种通信协议。现实中许多人的做法是一次选择多个协议,或选择系统所提供的所有协议,其实这样做是很不可取的。因为每个协议都要占用计算机的内存,选择的协议越多,占用计算机的内存资源就越多。一方面影响了计算机的运行速度,另一方面不利于网络的管理。事实上一个网络中一般一种通信协议就可以满足需要。

(3)注意协议的版本。每个协议都有它的发展和完善过程,因而出现了不同的版本,每个版本的协议都有它最为合适的网络环境。从整体来看,高版本协议的功能和性能要比低版本好。所以在选择时,在满足网络功能要求的前提下,应尽量选择高版本的通信协议。

(4)协议的一致性。如果要让两台实现互联的计算机间进行对话,它们两者使用的通信协议必须相同。否则中间还需要一个“翻译”进行不同协议的转换,这样不仅影响通信速度,同时也不利于网络的安全和稳定运行。

3.局域网中常用的通信协议

1、NetBEUI协议

NetBEUI(NetBIOS Extended User Interface,用户扩展接口)由IBM于1985年开发完成,它是一种体积小、效率高、速度快的通信协议。NetBEUI也是微软最钟爱的一种通信协议,所以它被称为微软所有产品中通信协议的“母语”。微软在其早期产品,如DOS、LAN Manager、Windows3.x和Windows for Workgroup中主要选择NetBEUI作为自己的通信协议。在微软如今的主流产品,如Windows95/98和WindowsNT/2000中,NetBEUI已成为其固有的默认协议。有人将WinNT定位为低端网络服务器操作系统,这与微软的产品过于依赖NetBEUI有直接的关系。NetBEUI是专门为几台到百余台PC所组成的单网段部门级小型局域网而设计的,它不具有跨网段工作的功能,即NetBEUI不具备路由功能。如果在一个服务器上安装了多块网卡,或要采用路由器等设备进行两个局域网的互联时,将不能使用NetBEUI通信协议。否则,与不同网卡(每一块网卡连接一个网段)相连的设备之间,以及不同的局域网之间将无法进行通信。虽然NetBEUI存在许多不尽如人意的地方,但它也具有其他协议所不具备的优点。在三种通信协议中,NetBEUI占用内存最少,在网络中基本不需要任何配置。尤其在微软产品几乎独占PC操作系统的今天,它很适合于广大的网络初学者使用。

2、IPX/SPX及其兼容协议

IPX/SPX(Internetwork Packet eXchange/Sequences Packet eXchange,网际包交换/顺序包交换)是Novell公司的通信协议集。与NetBEUI的明显区别是,IPX/SPX显得比较庞大,在复杂环境下具有很强的适应性。因为,IPX/SPX在设计一开始就考虑了多网段的问题,具有强大的路由功能,适合于大型网络使用。当用户端接入NetWare服务器时,IPX/SPX及其兼容协议是最好的选择。但在非Novell网络环境中,一般不使用IPX/SPX。尤其在WindowsNT2000网络和由Windows95/98组成的对等网中,无法直接使用IPX/SPX通信协议。

WindowsNT中提供了两个IPX/SPX的兼容协议:NWLink SPX/SPX兼容协议和NWLinkNetBIOS,两者统称为“NWLink通信协议”。NWLink协议是Novell公司IPX/SPX协议在微软网络中的实现,它在继承IPX/SPX协议优点的同时,更适应了微软的操作系统和网络环境。WindowsNT网络和Windows95/98的用户,可以利用NWLink协议获得NetWare服务器的服务。如果网络从Novell环境转向微软平台,或两种平台共存时,NWLink通信协议是最好的选择。不过在使用NWLink协议时,其中“NWLinkIPX/SPX兼容协议”类似于Windows95/98中的“IPX/SPX兼容协议”,它只能作为客户端的协议实现对NetWare服务器的访问,离开了NetWare服务器,此兼容协议将失去作用;而“NWLink NetBIOS”协议不但可在NetWare服务器与WindowsNT之间传递信息,而且能够用于WindowsNT与Windows95/98相互之间任意通信。

3、TCP/IP协议

TCP/IP(Transmission ControlProtocol/Internet Protocol,传输控制协议/网际协议)是目前最常用到的一种通信协议,它是计算机世界里的一个通用协议。在局域网中,TCP/IP最早出现在Unix系统中,现在几乎所有的厂商和操作系统都开始支持它。同时,TCP/IP也是Internet的基础协议。

(1)TCP/IP通信协议的特点。TCP/IP具有很高的灵活性,支持任意规模的网络,几乎可连接所有的服务器和工作站。但其灵活性也为它的使用带来了许多不便,在使用NetBEUI和IPX/SPX及其兼容协议时都不需要进行配置,而TCP/IP协议在使用时首先要进行复杂的设置。同IPX/SPX及其兼容协议一样,TCP/IP也是一种可路由的协议。但是,两者存在着一些差别。TCP/IP的地址是分级的,这使得它很容易确定并找到网上的用户,同时也提高了网络带宽的利用率。当需要时,运行TCP/IP协议的服务器(如WindowsNT服务器)还可以被配置成TCP/IP路由器。

(2)Windows95/98中的TCP/IP协议。Windows95/98的用户不但可以使用TCP/IP组建对等网,而且可以方便地接入其他的服务器。值得注意的是,如果Windows95/98工作站只安装了TCP/IP协议,它是不能直接加入Windows NT域的。虽然该工作站可通过运行在WindowsNT服务器上的代理服务器(如Proxy Server)来访问Internet,但却不能通过它登录WindowsNT服务器的域。如果要让只安装TCP/IP协议的Windows 95/98用户加入到Windows NT域,还必须在Windows 95/98上安装NetBEUI协议。

(3)TCP/IP协议在局域网中的配置。在提到TCP/IP协议时,有许多用户便被其复杂的描述和配置所困扰,而不敢放心地去使用。其实就局域网用户来说,只要掌握了一些有关TCP/IP方面的知识,使用起来也非常方便。

(1)IP地址。TCP/IP协议靠自己的IP地址来识别在网上的位置和身份的,IP地址由“网络ID”和“节点ID”(或称HOST ID,主机地址)两部分组成。一个完整的IP地址用32位(bit)二进制数组成,每8位(1个字节)为一个段,共4段,段与段之间用“.”号隔开。为了便于应用,IP地址在实际使用时并不直接用二进制,而是用大家熟悉的十进制数表示,如192.168.0.1等。

目前,IP地址主要分为A、B、C三类(除此之外,还存在D和E两类地址,现在局域网中这两类地址基本不用,故本文暂且不涉及),A类用于大型网络,B类用于中型网络,C类一般用于局域网等小型网络中。三类地址如图6—2所示,其中A类地址中的最前面一段用来表示“网络ID”,且该段的8位二进制数中的第一位必须是“0”。其余3段表示“节点ID”;B类地址中,前两段用来表示“网络ID”,且第一段的8位二进制数中的前二位必须是“10”。后两段用来表示“节点ID”;在C类地址中,前三段表示“网络ID”,且第一段的8位二进制数中的前三位必须是“110”。最后一段用来表示“节点ID”。

值得一提的是,IP地址中的所有“网络ID”都要向一个名为InterNIC(Internet Network InformationCenter,互联网络信息中心)申请,而“节点ID”可以自由分配。目前可供使用的IP地址只有C类,A类和B类的资源均已用尽。不过在选用IP地址时,总的原则是:网络中每个设备的IP地址必须唯一,在不同的设备上不允许出现相同的IP地址。图6—2中列出了IP地址中的“网络ID”的有关属性,“节点ID”在互不重复的情况下由用户自由分配。其实,将IP地址进行分类,主要是为了满足网络的互联。如果网络是一个封闭式的网络不与外界连接,只要在保证每个设备的IP地址唯一的前提下,三类地址中的任意一个都可以直接使用,一般都采用C类。注意同一网段的每个节点的“网络ID”必须相同。

(2)子网掩码。子网掩玛(Subnet Mask)也是一个“点分十进制”表示的32位二进制数,通过TCP/IP对子网掩码和IP地址进行“按位与”的操作,可以将每个IP地址的网络地址取出,从而知道IP地址所对应的网络。子网掩码的取值,通常是将对应于IP地址中网络ID(网络号和子网号)的所有位都设置为“1”,对应于主机地址(主机号)的所有位都设置为“0”。

有了子网掩码,能很容易计算出IP地址中的“网络ID”就可方便地实现用户跨网段或跨网络操作。不过,为了让子网掩码能够正常工作,同一子网中的所有设备都必须支持子网掩码,且子网掩码相同。

(3)网关。网关(Gateway)是用来连接异种网络的设置。它充当了一个翻译的身份,负责对不同的通信协议进行翻译,使运行不同协议的两种网络之间可以实现相互通信。如运行TCP/IP协议的WindowsNT用户要访问运行IPX/SPX协议的Novell网络资源时,则必须由网关作为中介。如果两个运行TCP/IP协议的网络之间进行互联,则可以通过设置“默认网关”(Default Gateway)来实现,假如A网络的用户要访问B网络上的资源,必须在A网络中设置一个网关,该网关既有A网的一个IP地址又要有B网的一个IP地址,A网络中的每台计算机的“默认网关”设置为网关在本网络的IP地址,这样A网用户就可以访问B网络资源了,当A网络的用户同时还要访问C网络的资源时又该怎么办呢?只需将C网络的一个IP地址添加到A网络的网关中即可。依次类推,网关连多少个网络,就拥有多少个IP地址。

4.通信协议的设置和测试

局域网中的一些协议,在安装操作系统时会自动安装。如在安装WindowsNT或Windows95/98时,系统会自动安装NetBEUI通信协议。在安装NetWare时,系统会自动安装IPX/SPX通信协议,在安装Windows2000/XP系统时,默认情况下会自动安装NetBEUI和TCP/IP协议,其中三种协议中,NetBEUI和IPX/SPX在安装后不需要进行设置就可以直接使用,但TCP/IP要经过必要的设置。

(1)TCP/IP通信协议的设置

在Windows2000/XP系统下的设置:右击“桌面”上的“网上邻居”图标,选择快捷菜单中的【属性】命令,出现“网络和拨号连接”窗口。在“本地连接”上右击,选择【属性】命令,屏幕上出现【本地连接属性】窗口,选择Internet协议(TCP/IP)后,单击【属性】按钮,将出现对话框。

在指定的位置输入已分配好的“IP地址”和“子网掩码”。如果该用户还要访问其他WidnowsNT网络的资源,还可以在“默认网关”处输入网关在本网段的IP地址。

设置完成后,双击桌面“网上邻居”如果能发现网络中的其他计算机,这样就有可能共享网络中的资源了。

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