【正文】 2）網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議是網(wǎng)絡(luò)中計(jì)算機(jī)交換信息時(shí)的約定，它規(guī)定了計(jì)算機(jī)在網(wǎng)絡(luò)中互通信息的規(guī)則。 常用的網(wǎng)絡(luò)傳輸媒介可分為兩類：一類是有線的；一類是無(wú)線的。 通常按特性阻抗數(shù)值的不同，可將同軸電纜分為 50Ω基帶同軸電纜和 75Ω 寬帶同軸電纜。 31 使用基帶同軸電纜組網(wǎng)，需要在兩端連接 50Ω的反射電阻，又叫終端匹配器，同軸電纜組網(wǎng)的其他連接設(shè)備，粗纜與細(xì)纜的不盡相同。使用雙絞線組網(wǎng)，雙絞線與網(wǎng)卡、雙絞線與集線器的接口叫 RJ45，俗稱水晶頭，如圖 112的右部分所示。 根據(jù) EIA/TIA接線標(biāo)準(zhǔn)，雙絞線與 FJ45 接頭的連接時(shí)需要 4根導(dǎo)線通信，兩條用于發(fā)送數(shù)據(jù)，兩條用于接收數(shù)據(jù)。因?yàn)楣饫w不會(huì)向外界輻射電子信號(hào)，所以使用光纖介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)無(wú)論是在安全性、可靠性還是在傳輸速率等網(wǎng)絡(luò)性能方面都有了很大的提高。 根據(jù)光在光纖 中的傳播方式，光纖有兩種類型：多模光纖和單模光纖。發(fā)突變型折射率光纖作為傳輸媒介時(shí)，發(fā)光管以小于臨界角發(fā)射的所有光都在光纜包層界面進(jìn)行反射，并通過(guò)多次內(nèi)部反射沿纖心傳播這種類型的光纜主要適用于適度比特率的場(chǎng)合，如圖 114（ b）所示。這種單模光纖通常使用 ILD作為發(fā)光元件，可傳輸?shù)臄?shù)據(jù)速率為數(shù)千兆比特每秒。尤其近幾年，隨著移動(dòng)電話的飛速發(fā)展，移動(dòng)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)通信也變得越來(lái)越成熟。微波的頻率范圍為 300MHz~300GHz，但主要使用 2~40GHz 的頻率范圍。為實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離傳輸， 36 必須在信道的兩個(gè)終端之間建立若干個(gè)中繼站，故稱 “接力通信 ”。每 顆衛(wèi)星覆蓋范圍達(dá) 18 000km，通常在赤道上空等距離地放置 3顆相隔 120度的衛(wèi)星， ——15—— 網(wǎng)絡(luò)管理員教程豆豆學(xué)吧 : 就可覆蓋全球。如果在不同的網(wǎng)絡(luò)間傳送數(shù)據(jù)，由于包格式不同，導(dǎo)致數(shù)據(jù)無(wú)法傳送，于是網(wǎng)絡(luò)間連接設(shè) 備就充當(dāng) “翻譯 ”的角色，將一種網(wǎng)絡(luò)中的 “信息包 ”轉(zhuǎn)換成另一種網(wǎng) 37 絡(luò)的 “信息包 ”。 1．中繼器（ Repeater） 在一種網(wǎng)絡(luò)中，每一網(wǎng)段的傳輸媒介均有其最大的傳輸距離，如細(xì)纜最大網(wǎng)段長(zhǎng)度為 185m，粗纜為 500m，雙絞線為100m，超過(guò)這個(gè)長(zhǎng)度，傳輸介質(zhì)中的數(shù)據(jù)信號(hào)就會(huì)衰減。中繼器連接的兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)在邏輯是同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)。 2．網(wǎng)橋（ Bridge） 當(dāng)一個(gè)單位有多個(gè) LAN，或一個(gè) LAN 由于通信距離受限無(wú)法覆蓋所有的結(jié)點(diǎn)而不得不使用多個(gè)局域網(wǎng)時(shí)，需要將這些局域網(wǎng)互聯(lián)起來(lái)，以實(shí)現(xiàn)局域網(wǎng)之間的通信。網(wǎng)橋的每個(gè)端口與一個(gè)，網(wǎng)段（這里所說(shuō)的，網(wǎng)段就是普通的局域網(wǎng)）相連。若此幀未出現(xiàn)差錯(cuò)，且欲發(fā)往的目的站地址屬于另一個(gè)網(wǎng)段，則通過(guò)查找站表，將收到的幀送往對(duì)應(yīng)的端口轉(zhuǎn)發(fā)出去。若網(wǎng)橋的端口 1收到站 ① 發(fā) ——16—— 網(wǎng)絡(luò)管理員教程豆豆學(xué)吧 : 39 給站 ② 的幀，通過(guò)查找站表，得知應(yīng)將此幀送回到端口 1。透明風(fēng)橋是由各網(wǎng)橋自己來(lái)決定路由選擇，而局域網(wǎng)上的各站都不管路由選擇，這種網(wǎng)橋的標(biāo)準(zhǔn)是 （ D）。但是，網(wǎng)橋資源的利用還不充分。網(wǎng)橋可以使局域網(wǎng)的一個(gè)網(wǎng)段上 各工作站之間的通信量局限在本網(wǎng)段的范圍內(nèi)，而不會(huì)經(jīng)過(guò)網(wǎng)橋流到其他網(wǎng)段去。如果把較大的局域網(wǎng)分割成若干較小的局域網(wǎng)，并且每個(gè)小的局域網(wǎng)內(nèi)部的通信量明顯高于網(wǎng)間的通信量，那么整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的性能就變得更好。 （ 3） 具有不同 MAC 子層的網(wǎng)段橋接在一起時(shí)，網(wǎng)橋在轉(zhuǎn)發(fā)一個(gè)幀之前，必須修改幀的某些字段的內(nèi)容，以適合另一個(gè) MAC子層的要求，這也需要耗費(fèi)時(shí)間。 路由器和網(wǎng)橋進(jìn)行比較。當(dāng)某一鏈路不通時(shí)，路由器會(huì)選擇一條好的鏈路完成通信。但是正是因?yàn)榭饲诳藘€ 轉(zhuǎn)發(fā)依賴網(wǎng)絡(luò)協(xié)議更高層的信息。 路由器根據(jù)分類方法的不同可分為近程路由器和遠(yuǎn)程路由器；內(nèi)部路由器和外部路由器； “靜態(tài) ”路由器和 “動(dòng)態(tài) ”路由器；單協(xié)議路由器和多協(xié)議路由器等。靜態(tài)路由器需要管理員來(lái)修改所有網(wǎng)絡(luò)的路徑表，它一般只用于小 型的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)；而動(dòng)態(tài)路由器能根據(jù)指定的路由協(xié)議來(lái)完成修改路由器信息。此外，當(dāng)某條路徑被拆除或因擁擠阻塞時(shí)，路由器提供一條新路徑。 網(wǎng)關(guān)不能完全歸為一種網(wǎng)絡(luò)硬件。為了完成這項(xiàng)任務(wù)，網(wǎng)關(guān)必須能夠運(yùn)行在 OSI模型的幾個(gè)層上。另外，由于網(wǎng)關(guān)的傳輸更復(fù)雜，它們傳輸數(shù)據(jù)的速度要比網(wǎng)橋或路由器低一些。該網(wǎng)關(guān)可以從一種類型的系統(tǒng)向另一種類型的系統(tǒng)傳輸數(shù)據(jù)。 44 （ 3） 因特網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。路由器甚至只用一臺(tái)服務(wù)器就可以充當(dāng)局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。集線器主要以優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)布線結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)管理為目標(biāo)而設(shè)計(jì)的。有源集線器把相近的多段媒體集中在一起，而且對(duì)它們所傳輸?shù)男盘?hào)進(jìn)行整形、放大和轉(zhuǎn)發(fā)，并可以擴(kuò)展傳輸媒體的長(zhǎng)度。從集線器的作用來(lái)看，它不屬于網(wǎng)間連接的設(shè)備，而應(yīng)叫做網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備。 然而隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，集線器的缺點(diǎn)越來(lái)越突出：用戶帶寬共享，使帶寬受限；其廣播方式，易造成網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴；其非雙工傳輸，使網(wǎng)絡(luò)通信效率低。 6．交換機(jī)（ Switch） 傳統(tǒng)的集線器雖然有許多優(yōu)點(diǎn)，但分配給每個(gè)端口的頻帶太低了（ 10Mbps/n）。集線器雖然有多個(gè)端口，但同一時(shí)間只允許一個(gè)端口發(fā)送或接收數(shù)據(jù)；而交換機(jī)則是采用電話交換機(jī)的原理，它可以讓多對(duì)端口同時(shí)發(fā)送或接收數(shù)據(jù)，每個(gè)端口獨(dú)占整個(gè)帶寬，從而大幅度提高了網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率。公共傳輸網(wǎng)絡(luò)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工作機(jī)制用戶不必關(guān)心，用戶只須了解公共傳輸網(wǎng)絡(luò)提供的接口，如何實(shí)現(xiàn)和公共傳輸網(wǎng)絡(luò)之間的連接，并通過(guò)公共傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程端點(diǎn)之間的報(bào)文交換。 電路交換網(wǎng)絡(luò) 的特點(diǎn)是，遠(yuǎn)程端點(diǎn)之間通過(guò)呼叫建立連接，在連接建立期間，電路由呼叫方和被呼叫方專用。永遠(yuǎn)離虛電路由公共傳輸網(wǎng)絡(luò)提供者設(shè)置，這種虛電路經(jīng)設(shè)置后，長(zhǎng)期存在。當(dāng)然，呼叫控制協(xié)議在建立虛電路時(shí)，也必須根據(jù)用戶設(shè)備地址來(lái)確定傳輸通路的兩個(gè)端點(diǎn)。 2．窄帶綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)（ NISDN， Narrowband Integrated Services Digital Network） 當(dāng)網(wǎng)絡(luò)的傳輸系統(tǒng)和交換系統(tǒng)都采用數(shù)字技術(shù)時(shí)，就稱為綜合數(shù)字網(wǎng)（ IDN， Integrated Digital Network）。 在 ITUT定義的 NISDN標(biāo)準(zhǔn)化組合中，規(guī)定有兩類接口標(biāo)準(zhǔn)：基本速率接口和一次群速率接口。雖然模擬撥號(hào)服務(wù)和 ISDN服務(wù)都屬于電路交換服務(wù)，但兩者還是存在很大差別。 BISDN與 NISDN的主要區(qū)別是： （ 1） BISDN 使用一種快速分組交換，叫異步傳輸模式 51 （ ATM， Asynchronous Transfer ——21—— 網(wǎng)絡(luò)管理員教程豆豆學(xué)吧 : Mode），而 NISDN 使用的是電路交換，只是在傳送信令的 D 信道使 用分組交換。由于傳輸數(shù)字信號(hào)，信號(hào)整形和再生不會(huì)引入噪聲，這將使 ISDN線路的傳輸質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通模擬電話線路。 50 一次群速率接口有致命傷中速率標(biāo)準(zhǔn)，一種是30B+D=1984kbps（ D通道為 64kbps），加上幀同步和監(jiān)控信號(hào)后，其傳輸速率為 2048kbps，恰好與歐洲和我國(guó)采用的E1系統(tǒng)的傳輸速率相對(duì)應(yīng)；另一種是 23B+D=1536kbps，加上幀同步和監(jiān)控信號(hào)后，其傳輸速率為 1544kbps，恰好與美國(guó)和日本采用的 T1系統(tǒng)的傳輸速率相對(duì)應(yīng)。這就是綜 合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng) ISDN。 1．公共交換電話網(wǎng)（ PSTN， Public Switched Telephone Network） 公共交換電話網(wǎng)是基于標(biāo)準(zhǔn)電話線路的電路交換服務(wù)，這是一種最普遍的傳輸服務(wù)，往往用來(lái)作為連接遠(yuǎn)程端點(diǎn)的連接方法，比較典型 的應(yīng)用有：遠(yuǎn)程端點(diǎn)和本地 LAN之間互聯(lián)、遠(yuǎn)程用戶撥號(hào)上網(wǎng)和用作專用線路的備份線路。虛電路和電路 48 交換的最大區(qū)別在于：虛電路只給出了兩個(gè)遠(yuǎn)程端點(diǎn)之間的傳輸通路并沒(méi)有把通路上的帶寬固定分配給通路兩端的用戶，其 他用戶的信息流可以共享傳輸通路上物理鏈路的帶寬。分組交換網(wǎng)絡(luò)提供虛電路和數(shù)據(jù)包服務(wù)。 目前，提供公共傳輸網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的單位主要是電信部門，隨著電信營(yíng)運(yùn)市場(chǎng)的開(kāi)放，用戶可能有較多的選擇余地來(lái)選擇公共傳輸網(wǎng)絡(luò)的服務(wù)提供者。這樣每個(gè)端口所分配到的帶寬為 10Mbps，在理想的滿負(fù)荷狀態(tài)下，整個(gè)交換機(jī)的帶寬為 10Mbps8=80Mbps。 ——19—— 網(wǎng)絡(luò)管理員教程豆豆學(xué)吧 : 交換機(jī)提供了另一種提高數(shù)據(jù)傳輸速率的方法，且這種方法比 FDDI、 ATM的成本都要節(jié)省許多，交換機(jī)能夠?qū)⒁蕴W(wǎng)的速率提高至真正的 10Mbps或 100Mbps，目前這種產(chǎn)品已十分成熟，在高速局域網(wǎng)中，已成為必選的設(shè)備。隨著交換機(jī)價(jià)格的不斷下降，集線器僅有的價(jià)格優(yōu) 勢(shì)已不再明顯，它的市場(chǎng)越來(lái)越小，已處于淘汰邊緣。例如使用一臺(tái) n個(gè)端口的集線器組建 10BaseT以太網(wǎng)，每個(gè)端口所分配的帶 Mbps/n。 集線器是對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行集中管理的最小單元，它只是一個(gè)信號(hào)放大和中轉(zhuǎn)的設(shè)備，不具備自動(dòng)尋址能力和交換作用，由于所有傳到集線器的數(shù)據(jù)均被廣播到與之相連的各個(gè)端口， 45 因而容易形成數(shù)據(jù)堵塞。 通常集線器分為無(wú)源集線器、有源集線器和智能集線器。它允許遠(yuǎn)程用戶通過(guò)撥號(hào)方式接入局域網(wǎng)。 （ 4） 局域網(wǎng)網(wǎng)關(guān)。 ——18—— 網(wǎng)絡(luò)管理員教程豆豆學(xué)吧 : （ 2） IBM主機(jī)網(wǎng)關(guān)。然而，在某些場(chǎng)合，只有網(wǎng)關(guān)能勝任工作。 網(wǎng)關(guān)可以設(shè)在服務(wù)器、微機(jī)和大型機(jī)上。特別要說(shuō)明的是，它們可以使用不同的格式、通信協(xié)議方式或結(jié)構(gòu)連接起兩個(gè)系統(tǒng)。 4．網(wǎng)關(guān) （ Gateway） 當(dāng)連接兩個(gè)完全不同結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)時(shí)，必須使用網(wǎng)關(guān)。路由器能夠在多個(gè)網(wǎng)絡(luò)和介質(zhì)之間提供網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)能力，但路由器并不要求在兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間維持永久的連接。路由器與網(wǎng)橋不同，它并不是使用路徑表來(lái)找到其他網(wǎng)絡(luò)中指定設(shè)備的地址，而是依靠其他路由器來(lái)完成此任務(wù)。再則路由器具有的廣播抑制和子網(wǎng)隔離功能，網(wǎng)橋是不可能具備的。由于路由器的復(fù)雜化，其傳輸信息的速度比網(wǎng)橋要慢，比較適合 ——17—— 網(wǎng)絡(luò)管理員教程豆豆學(xué)吧 : 于大型、復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)；連接，也就是說(shuō)，網(wǎng)橋在把數(shù)據(jù)從源端向目的端轉(zhuǎn)發(fā)時(shí)，僅僅依靠鏈路層的幀頭中的信息（ MAC 地址）作為轉(zhuǎn)發(fā)的依據(jù)。但兩者最本質(zhì)的差別在于網(wǎng)橋的功能是 41 發(fā)生在 OSI 參考模型的第二層（鏈路層），而路由器的功能發(fā)生在第三層（網(wǎng)絡(luò)層）。 3． 路由器（ Router） 當(dāng)兩個(gè)不同類型的網(wǎng)絡(luò)彼此相連時(shí)，必須使用路由器。 （ 2） 在 MAC 子層并沒(méi)有流量控制功能。 （ 3） 可使用不同的物理層，可互連不同的局域網(wǎng)。源站選路網(wǎng)橋假定了每一個(gè)站在發(fā)送幀時(shí)都已清楚地知道發(fā)生各個(gè)目的站的路由，因而在發(fā)送幀時(shí)將詳細(xì)的路由信息放在幀的首部中。透明網(wǎng)橋在收到一個(gè)幀時(shí)，必須決定是丟棄 此幀還是轉(zhuǎn)發(fā)此幀，若轉(zhuǎn)發(fā)此幀，則應(yīng)根據(jù)網(wǎng)橋中的站表來(lái)決定轉(zhuǎn)發(fā)到哪個(gè)局域網(wǎng)。若端口 1收到站 ① 發(fā)給站 ⑤ 的幀，則在查找站表后，將此幀送到端口 2轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)段 B，然后再傳送給站 ⑤ 。因此，僅在同一個(gè)網(wǎng)段中通信的幀，不會(huì)被網(wǎng)橋轉(zhuǎn)發(fā)到另一個(gè)網(wǎng)段去，因而不會(huì)加重整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的負(fù)擔(dān)。 網(wǎng)橋多端口接收網(wǎng)段上傳送的各種幀。圖116給出了一個(gè)多橋的內(nèi)部結(jié)構(gòu)要點(diǎn)。它不僅 起到擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)距離的作用，還可以將不同傳輸介質(zhì)的網(wǎng)絡(luò)連接在一起。中繼器可以 “延長(zhǎng) ”網(wǎng)絡(luò)的距離，在網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸中起到放大信號(hào)的作用。如果兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)間的新式別程度小，則需轉(zhuǎn)換的層數(shù)也少。另外，其最大特點(diǎn)是通信距離遠(yuǎn)，基本沒(méi)有盲區(qū)，缺點(diǎn)是傳輸時(shí)延長(zhǎng)。缺點(diǎn)是：因相鄰站之間必須直視，對(duì)環(huán)境要求高，有時(shí)會(huì)受惡劣天氣影響，保密性差。 由于微波在 空間是直線傳播而地球表面是個(gè)曲面，因此其傳輸距離受到限制，一般只有 50km左右。國(guó)際是電信同盟（ ITU， International Telemunications Union）對(duì)無(wú)線傳輸所使用的頻段進(jìn)行了正式命名，分別是低頻（ LF，Low Frequency）、中頻（ MF， Medium Frequency）、高頻（ HF， High Frequency）、甚高頻（ VHF， Very HF）、特高頻（ UHF， Ultra HF）、超高頻（ SHF， Super HF）、極高頻（ EHF， Extremely HF）和目前尚無(wú)標(biāo)準(zhǔn)譯名的 THF（ Tuned HF）。 4．無(wú)線傳輸 35 上述 3 種傳輸媒體有一個(gè)共同 的缺點(diǎn)，那便是都需要一根纜線連接電腦，這在很多場(chǎng)合下是不方便的。折射率隨離開(kāi)纖心的距離增加導(dǎo)致光沿纖心的傳播好像是正弦波。單模光纖纖芯直徑較小，一般為9~10μm，包層外徑通常也為 125μm。為使用光纖傳輸信號(hào)，光纖兩端必須配有光發(fā)射機(jī)和接收機(jī)，光發(fā)射機(jī)執(zhí)行從光信號(hào)到電信號(hào)的轉(zhuǎn)換。 雙絞線的制作有兩種方法：一是直通線，即雙絞線的兩個(gè)接頭都按 568B 線序標(biāo)準(zhǔn)連接；二是交叉線，即雙絞線的一個(gè)接頭按 EIA/TIA 568A線序連接，另一個(gè)接頭按 EIA/TIA 568B線序連接。對(duì)于 UTP雙絞線，阻抗值通常為 100Ω，中心芯線 24AMG（直徑為 32