所屬欄目:通信論文 發(fā)布日期:2011-01-20 08:51 熱度:
摘要:局域網(wǎng)中存在多種協(xié)議,本文基于局域網(wǎng)環(huán)境,介紹和分析了常用通信協(xié)議的分類、特點(diǎn)、性能及選擇協(xié)議原則等。組建網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的選擇很重要,盡可能只選用一種通信協(xié)議,因?yàn)槊恳环N協(xié)議都要占用系統(tǒng)的內(nèi)存資源,會影響系統(tǒng)的工作效率的,在絕大多數(shù)情況下一種協(xié)議是完全可以滿足連網(wǎng)需求。
關(guān)鍵詞:局域網(wǎng),通信協(xié)議,TCP/IP
一、引言
要實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)間的正常通信就必需選擇合適的通信協(xié)議,有很多人誤認(rèn)為通信協(xié)議就是TCP/IP協(xié)議,只要網(wǎng)絡(luò)能正常連通,其它協(xié)議沒有用,事實(shí)上,不同的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議都有其存在的必要。
二、通信協(xié)議的分類
組建網(wǎng)絡(luò)時,必須選擇一種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,使得用戶之間能夠相互進(jìn)行“交流”。協(xié)議(Protocol)是網(wǎng)絡(luò)設(shè)備用來通信的一套規(guī)則,這套規(guī)則可以理解為一種彼此都能聽得懂的公用語言。關(guān)于網(wǎng)絡(luò)中的協(xié)議可以概括為兩類:“內(nèi)部協(xié)議”和“外部協(xié)議”。
1、內(nèi)部協(xié)議
1978年,國際標(biāo)準(zhǔn)化組織(ISO)為網(wǎng)絡(luò)通信制定了一個標(biāo)準(zhǔn)模式,稱為OSI/RM(OpenSystemInterconnect/ReferenceModel,開放系統(tǒng)互聯(lián)參考模型)體系結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)共分七層,從低到高分別是物理層、數(shù)據(jù)鏈路層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層、會話層、表示層和應(yīng)用層。其中,任何一個網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的上下層之間都有其特定的協(xié)議形式,同時兩個設(shè)備(如工作站與服務(wù)器)的同層之間也有其使用的協(xié)議約定。在這里,將這種上下層之間和同層之間的協(xié)議全部定義為“內(nèi)部協(xié)議”。內(nèi)部協(xié)議在組網(wǎng)中一般很少涉及到,它主要提供給網(wǎng)絡(luò)開發(fā)人員使用,如果只是為了組建一個網(wǎng)絡(luò),可不去理會內(nèi)部協(xié)議。
2、外部協(xié)議
外部協(xié)議即組網(wǎng)時所必須選擇的協(xié)議。由于它直接負(fù)責(zé)計算機(jī)之間的相互通信,所以通常稱為網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議。自從網(wǎng)絡(luò)問世以來,有許多公司投入到了通信協(xié)議的開發(fā)中,如IBM、Banyan、Novell、Microsoft等。每家公司開發(fā)的協(xié)議,最初都是為了滿足自己的網(wǎng)絡(luò)通信,但隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的普及,不同網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行互聯(lián)的要求越來越迫切,因此通信協(xié)議就成為解決網(wǎng)絡(luò)之間互聯(lián)的關(guān)鍵技術(shù)。就像使用不同母語的人與人之間需要一種通用語言才能交談一樣,網(wǎng)絡(luò)之間的通信也需要一種通用語言,這種通用語言就是通信協(xié)議。目前,局域網(wǎng)中常用的外部協(xié)議主要有NetBEUI、IPX/SPX及其兼容協(xié)議和TCP/IP三類。
三、選擇網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的原則
第一、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能與所選協(xié)議要相一致。如果網(wǎng)絡(luò)中存在多個網(wǎng)段或要通過路由器相連時,就不能使用不具備路由和跨網(wǎng)段操作功能的NetBEUI協(xié)議,而必須選擇IPX/SPX或TCP/IP等協(xié)議。另外,如果網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較小,同時只是為了簡單的文件和設(shè)備的共享,這時關(guān)心的主要是網(wǎng)絡(luò)速度,所以在選擇協(xié)議時應(yīng)選擇占用內(nèi)存小和帶寬利用率高的協(xié)議,如NetBEUI。當(dāng)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大,且網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜時,應(yīng)選擇可管理性和可擴(kuò)充性較好的協(xié)議,如TCP/IP。
第二、選擇一種通信協(xié)議用于一個網(wǎng)絡(luò)。現(xiàn)實(shí)中很多人會選擇系統(tǒng)所提供的所有協(xié)議,其實(shí)這樣做是很不可取的。因?yàn)槊總協(xié)議都要占用計算機(jī)的內(nèi)存,選擇的協(xié)議越多,占用計算機(jī)的內(nèi)存資源就越多。一方面影響了計算機(jī)的運(yùn)行速度,另一方面不利于網(wǎng)絡(luò)的管理。事實(shí)上一個網(wǎng)絡(luò)中一般一種通信協(xié)議就可以滿足需要。
第三、協(xié)議的版本要注意。每個協(xié)議都有它的發(fā)展和完善過程,因而出現(xiàn)了不同的版本,每個版本的協(xié)議都有它最為合適的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。從整體來看,高版本協(xié)議的功能和性能要比低版本好。所以在選擇時,在滿足網(wǎng)絡(luò)功能要求的前提下,應(yīng)盡量選擇高版本的通信協(xié)議。
第四、協(xié)議的一致性。如果要讓兩臺實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的計算機(jī)間進(jìn)行對話,它們兩者使用的通信協(xié)議必須相同。否則中間還需要一個“翻譯”進(jìn)行不同協(xié)議的轉(zhuǎn)換,這樣不僅影響通信速度,同時也不利于網(wǎng)絡(luò)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。
四、局域網(wǎng)中常用的三種通信協(xié)議
1、NetBEUI協(xié)議
NetBEUI(NetBIOSExtendedUserInterface,用戶擴(kuò)展接口)由IBM于1985年開發(fā)完成,它是一種體積小、效率高、速度快的通信協(xié)議。NetBEUI也是微軟最鐘愛的一種通信協(xié)議,所以它被稱為微軟所有產(chǎn)品中通信協(xié)議的“母語”。微軟在其早期產(chǎn)品,如DOS、LANManager、Windows3.x和WindowsforWorkgroup中主要選擇NetBEUI作為自己的通信協(xié)議。在微軟如今的主流產(chǎn)品,如WindowsXP和WindowsNT中,NetBEUI已成為其固有的缺省協(xié)議。有人將WinNT定位為低端網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器操作系統(tǒng),這與微軟的產(chǎn)品過于依賴NetBEUI有直接的關(guān)系。NetBEUI是專門為幾臺到百余臺PC所組成的單網(wǎng)段部門級小型局域網(wǎng)而設(shè)計的,它不具有跨網(wǎng)段工作的功能,即NetBEUI不具備路由功能。如果你在一個服務(wù)器上安裝了多塊網(wǎng)卡,或要采用路由器等設(shè)備進(jìn)行兩個局域網(wǎng)的互聯(lián)時,將不能使用NetBEUI通信協(xié)議。否則,與不同網(wǎng)卡(每一塊網(wǎng)卡連接一個網(wǎng)段)相連的設(shè)備之間,以及不同的局域網(wǎng)之間將無法進(jìn)行通信。
2、IPX/SPX協(xié)議
IPX/SPX(InternetworkPacketeXchange/SequencesPacketeXchange,網(wǎng)際包交換/順序包交換)是Novell公司的通信協(xié)議集。與NetBEUI的明顯區(qū)別是,IPX/SPX顯得比較龐大,在復(fù)雜環(huán)境下具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。因?yàn)椋琁PX/SPX在設(shè)計一開始就考慮了多網(wǎng)段的問題,具有強(qiáng)大的路由功能,適合于大型網(wǎng)絡(luò)使用。當(dāng)用戶端接入NetWare服務(wù)器時,IPX/SPX及其兼容協(xié)議是最好的選擇。但在非Novell網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,一般不使用IPX/SPX。尤其在WindowsNT網(wǎng)絡(luò)和由Windows95/98組成的對等網(wǎng)中,無法直接使用IPX/SPX通信協(xié)議。
IPX/SPX及其兼容協(xié)議不需要任何配置,它可通過“網(wǎng)絡(luò)地址”來識別自己身份。Novell網(wǎng)絡(luò)中的網(wǎng)絡(luò)地址由兩部分組成:標(biāo)明物理網(wǎng)段的“網(wǎng)絡(luò)ID”和標(biāo)明特殊設(shè)備的“節(jié)點(diǎn)ID”。其中網(wǎng)絡(luò)ID集中在NetWare服務(wù)器或路由器中,節(jié)點(diǎn)ID即為每個網(wǎng)卡的ID號(網(wǎng)卡卡號)。網(wǎng)絡(luò)ID和節(jié)點(diǎn)ID都是一個獨(dú)一無二的“內(nèi)部IPX地址”。正是由于網(wǎng)絡(luò)地址唯一性,才使IPX/SPX具有較強(qiáng)的路由功能。
在IPX/SPX協(xié)議中,IPX是NetWare最底層的協(xié)議,它只負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中的移動,并不保證數(shù)據(jù)是否傳輸成功,也不提供糾錯服務(wù)。IPX在負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)傳送時,如果接收節(jié)點(diǎn)在同一網(wǎng)段內(nèi),就直接按該節(jié)點(diǎn)的ID將數(shù)據(jù)傳給它;如果接收節(jié)點(diǎn)是遠(yuǎn)程的(不在同一網(wǎng)段內(nèi),或位于不同的局域網(wǎng)中),數(shù)據(jù)將交給NetWare服務(wù)器或路由器中的網(wǎng)絡(luò)ID,繼續(xù)數(shù)據(jù)的下一步傳輸。SPX在整個協(xié)議中負(fù)責(zé)對所傳輸?shù)臄?shù)據(jù)進(jìn)行無差錯處理,所以我們將IPX/SPX也叫做“Novell的協(xié)議集”。
WindowsNT中提供了兩個IPX/SPX的兼容協(xié)議:“NWLinkSPX/SPX兼容協(xié)議”和“NWLinkNetBIOS”,兩者統(tǒng)稱為“NWLink通信協(xié)議”。NWLink協(xié)議是Novell公司IPX/SPX協(xié)議在微軟網(wǎng)絡(luò)中的實(shí)現(xiàn),它在繼承IPX/SPX協(xié)議優(yōu)點(diǎn)的同時,更適應(yīng)了微軟的操作系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。WindowsNT網(wǎng)絡(luò)和Windows95/98的用戶,可以利用NWLink協(xié)議獲得NetWare服務(wù)器的服務(wù)。如果你的網(wǎng)絡(luò)從Novell環(huán)境轉(zhuǎn)向微軟平臺,或兩種平臺共存時,NWLink通信協(xié)議是最好的選擇。不過在使用NWLink協(xié)議時,其中“NWLinkIPX/SPX兼容協(xié)議”類似于Windows95/98中的“IPX/SPX兼容協(xié)議”,它只能作為客戶端的協(xié)議實(shí)現(xiàn)對NetWare服務(wù)器的訪問,離開了NetWare服務(wù)器,此兼容協(xié)議將失去作用;而“NWLinkNetBIOS”協(xié)議不但可在NetWare服務(wù)器與WindowsNT之間傳遞信息,而且能夠用于WindowsNT、Windows95/98相互之間任意通信。
3、TCP/IP協(xié)議
TCP/IP(TransmissionControlProtocol/InternetProtocol,傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)是目前最常用到的一種通信協(xié)議,它是計算機(jī)世界里的一個通用協(xié)議。在局域網(wǎng)中,TCP/IP最早出現(xiàn)在Unix系統(tǒng)中,現(xiàn)在幾乎所有的廠商和操作系統(tǒng)都開始支持它。同時,TCP/IP也是Internet的基礎(chǔ)協(xié)議。
TCP/IP具有很高的靈活性,支持任意規(guī)模的網(wǎng)絡(luò),幾乎可連接所有的服務(wù)器和工作站。但其靈活性也為它的使用帶來了許多不便,在使用NetBEUI和IPX/SPX及其兼容協(xié)議時都不需要進(jìn)行配置,而TCP/IP協(xié)議在使用時首先要進(jìn)行復(fù)雜的設(shè)置。每個節(jié)點(diǎn)至少需要一個“IP地址”、一個“子網(wǎng)掩碼”、一個“默認(rèn)網(wǎng)關(guān)”和一個“主機(jī)名”。如此復(fù)雜的設(shè)置,對于一些初識網(wǎng)絡(luò)的用戶來說的確帶來了不便。不過,在WindowsNT中提供了一個稱為動態(tài)主機(jī)配置協(xié)議(DHCP)的工具,它可自動為客戶機(jī)分配連入網(wǎng)絡(luò)時所需的信息,減輕了聯(lián)網(wǎng)工作上的負(fù)擔(dān),并避免了出錯。當(dāng)然,DHCP所擁有的功能必須要有DHCP服務(wù)器才能實(shí)現(xiàn)。
同IPX/SPX及其兼容協(xié)議一樣,TCP/IP也是一種可路由的協(xié)議。但是,兩者存在著一些差別。TCP/IP的地址是分級的,這使得它很容易確定并找到網(wǎng)上的用戶,同時也提高了網(wǎng)絡(luò)帶寬的利用率。當(dāng)需要時,運(yùn)行TCP/IP協(xié)議的服務(wù)器(如WindowsNT服務(wù)器)還可以被配置成TCP/IP路由器。與TCP/IP不同的是,IPX/SPX協(xié)議中的IPX使用的是一種廣播協(xié)議,它經(jīng)常出現(xiàn)廣播包堵塞,所以無法獲得最佳的網(wǎng)絡(luò)帶寬。
在提到TCP/IP時,有許多用戶便被其復(fù)雜的描述和配置所困擾,而不敢放心地去使用。就局域網(wǎng)用戶來說,只要你掌握了一些有關(guān)TCP/IP方面的知識,使用起來也非常方便。IP地址主要分為A、B、C三類(除此之外,還存在D和E兩類地址),A類用于大型網(wǎng)絡(luò),B類用于中型網(wǎng)絡(luò),C類用于局域網(wǎng)等小型網(wǎng)絡(luò)中。其中,A類地址中的最前面一段Segment1用來表示“網(wǎng)絡(luò)ID”,且Segment1的8位二進(jìn)制數(shù)中的第一位必須是“0”。其余3段表示“節(jié)點(diǎn)ID”;B類地址中,前兩段用來表示“網(wǎng)絡(luò)ID”,且Segment1的8位二進(jìn)制數(shù)中的前二位必須是“10”。后兩段用來表示“節(jié)點(diǎn)ID”;在C類地址中,前三段表示“網(wǎng)絡(luò)ID”,且Segment1的8位二進(jìn)制數(shù)中的前三位必須是“110”。最后一段Segment4用來表示“節(jié)點(diǎn)ID”。
IP地址中的所有“網(wǎng)絡(luò)ID”都要向一個名為InterNIC(InternetNetworkInformationCenter,互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心)申請,而“節(jié)點(diǎn)ID”可以自由分配。目前可供使用的IP地址只有C類。在選用IP地址時,網(wǎng)絡(luò)中每個設(shè)備的IP地址必須唯一,在不同的設(shè)備上不允許出現(xiàn)相同的IP地址。
四、通信協(xié)議的安裝、設(shè)置和測試
局域網(wǎng)中的一些協(xié)議,在安裝操作系統(tǒng)時會自動安裝。如在安裝WindowsNT或Windows95/98時,系統(tǒng)會自動安裝NetBEUI通信協(xié)議。在安裝NetWare時,系統(tǒng)會自動安裝IPX/SPX通信協(xié)議。其中三種協(xié)議中,NetBEUI和IPX/SPX在安裝后不需要進(jìn)行設(shè)置就可以直接使用,但TCP/IP要經(jīng)過必要的設(shè)置。所以下文主要以WindowsNT環(huán)境下的TCP/IP協(xié)議為主,介紹其安裝、設(shè)置和測試方法,其他操作系統(tǒng)中協(xié)議的有關(guān)操作與WindowsNT基本相同,甚至更為簡單。
1、TCP/IP通信協(xié)議的安裝。在WindowsNT中,如果未安裝有TCP/IP通信協(xié)議,可選擇“開始/設(shè)置/控制面板/網(wǎng)絡(luò)”,將出現(xiàn)“網(wǎng)絡(luò)”對話框,選擇對話框中的“協(xié)議/添加”,選取其中的TCP/IP協(xié)議,然后單擊“確定”按鈕。系統(tǒng)會詢問你是否要進(jìn)行“DHCP服務(wù)器”的設(shè)置?如果你的IP地址是固定的(一般是這樣),可選擇“否”。隨后,系統(tǒng)開始從安裝盤中復(fù)制所需的文件。
2、TCP/IP通信協(xié)議的設(shè)置。在“網(wǎng)絡(luò)”對話框中選擇已安裝的TCP/IP協(xié)議,打開其“屬性”,在指定的位置輸入已分配好的“IP地址”和“子網(wǎng)掩碼”。如果該用戶還要訪問其它WidnowsNT網(wǎng)絡(luò)的資源,還可以在“默認(rèn)網(wǎng)關(guān)”處輸入網(wǎng)關(guān)的地址。
3、TCP/IP通信協(xié)議的測試。當(dāng)TCP/IP協(xié)議安裝并設(shè)置結(jié)束后,為了保證其能夠正常工作,在使用前一定要進(jìn)行測試。建議大家使用系統(tǒng)自帶的工具程序:PING.EXE,該工具可以檢查任何一個用戶是否與同一網(wǎng)段的其他用戶連通,是否與其他網(wǎng)段的用戶連接正常,同時還能檢查出自己的IP地址是否與其他用戶的IP地址發(fā)生沖突。假如服務(wù)器的IP地址為192.168.0.1,如要測試你的機(jī)器是否與服務(wù)器接通時,只需切換到DOS提示符下,并鍵入命令“PING192.168.0.1”即可。如果出現(xiàn)類似于“Replyfrom192.168.0.1……”的回應(yīng),說明TCP/IP協(xié)議工作正常;如果顯示類似于“Requesttimedout”的信息,說明雙方的TCP/IP協(xié)議的設(shè)置可能有錯,或網(wǎng)絡(luò)的其它連接(如網(wǎng)卡、HUB或連線等)有問題,還需進(jìn)一步檢查。
五、小結(jié)
在組建局域網(wǎng)時,具體選擇哪一種網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議主要取決于網(wǎng)絡(luò)規(guī)模、網(wǎng)絡(luò)間的兼容性和網(wǎng)絡(luò)管理幾個方面。如果正在組建一個小型的單網(wǎng)段的網(wǎng)絡(luò),并且對外沒有連接的需要,最好選擇NetBEUI通信協(xié)議;如果從NetWare遷移到WindowsNT,或兩種平臺共存時,IPX/SPX及其兼容協(xié)議可提供一個很好的傳輸環(huán)境;如果正在規(guī)劃一個高效率、可互聯(lián)性和可擴(kuò)展性的網(wǎng)絡(luò),TCP/IP則將是理想的選擇。
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文章標(biāo)題:局域網(wǎng)中的通信協(xié)議
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