【正文】 而是使用更靈活的細同軸電纜，如圖42所示。如果使用總線型物理拓撲，就必須盡可能地防止電纜的連續(xù)性受到任何損害，造成損害的原因可能是節(jié)點機器工作失常和電纜破裂。但是，如果節(jié)點機處于失常的工作狀態(tài)，就會帶來問題。用戶需要認真檢查每個網(wǎng)絡節(jié)點，保證電纜都得到了可靠的安裝，在傳輸信息的時候沒有人會重新啟動機器或者注銷登錄，其他一切方面都工作正常。歷史上第一個數(shù)據(jù)通信網(wǎng)絡是使用星型拓撲連接啞終端與大型機的網(wǎng)絡。圖 43 在星型拓撲中，所有的網(wǎng)絡資源都與一臺中心設備連接星型拓撲的另一個重要優(yōu)點是很容易進行故障診斷。用戶應該從以下方面檢查故障： 這時就要寄希望于自己準備的服務器容錯能力與備份來恢復工作。 當然，星型拓撲有一個主要缺點：使用的電纜數(shù)量很多。一臺集線器可能沒有足夠的端口來連接網(wǎng)絡中所有的計算機；也可能計算機與集線器的距離太遠——或者兩種因素都有。這種配置具有一些總線型網(wǎng)絡的缺點，因為兩臺集線器之間的電線一旦出現(xiàn)故障，就會把相應部分的網(wǎng)絡與整體斷開。用這種辦法可以工作，但由于布兩條電纜而帶來的花費是多數(shù)人所不愿意接受的。但筆者所見的LAN中只有名叫8100的老式IBM辦公室自動化系統(tǒng)使用環(huán)形物理拓撲．讀者將來可能不會遇見這樣的系統(tǒng)。 也許有人會追根求源地說：“我知道有人使用環(huán)形網(wǎng)絡！”這種情況一般都是指令牌環(huán)網(wǎng)．令牌環(huán)網(wǎng)是屬于IBM回公司的一種網(wǎng)絡系統(tǒng)，使用環(huán)形邏輯拓撲來傳遞令牌，我們將在下文介紹． 邏輯拓撲邏輯（logical）拓撲或電氣（electrial）拓撲表明的是網(wǎng)絡從一個節(jié)點到相鄰節(jié)點傳遞信息的方法，不是指網(wǎng)絡的外觀。以太網(wǎng)是邏輯總線型網(wǎng)絡實例，下面讀者將會看到，它不一定使用物理總線型拓撲（雖然筆者在此一再強調(diào)，但這個概念并不很容易掌握）。注意：如果需要同時向多臺工作站發(fā)送分組怎么辦？網(wǎng)絡軟件可以把以太網(wǎng)卡設置為收聽特定的多路廣播地址狀態(tài)．如果網(wǎng)絡上的信息要發(fā)送給整個網(wǎng)絡，則分組的目標地址將完全由1組成，表明所有網(wǎng)卡都應接收此分組。如果一個人的鈴聲是快速響三下，一旦聽到這樣的鈴聲，他就知道是自己的電話，并且接這個電話。如果這是網(wǎng)絡上的數(shù)據(jù)尋找目的地的方法，那么連網(wǎng)的計算機首先是如何發(fā)送這些數(shù)據(jù)呢？在總線型網(wǎng)絡上，每個工作站都可以發(fā)送分組信息、在網(wǎng)絡上傳送的任何類型數(shù)據(jù)必須遵守嚴格的格式要求，稱為數(shù)據(jù)鏈路層數(shù)據(jù)幀格式，相應的網(wǎng)絡類型使用這些格式來組織數(shù)據(jù)。如果一個網(wǎng)絡中計算機的距離太遠（假設節(jié)點A與B），它們可能聽不到對方在說些什么．如果它們“收聽”不到對方的信息，節(jié)點A就無法分辨節(jié)點B是否正在傳輸數(shù)據(jù)。這時，每個分組都會停頓一個隨機長度的時間，然后試圖重新發(fā)送。實際上，是總線型邏輯拓撲增大了發(fā)生沖突的可能性．如果一個節(jié)點必須等到網(wǎng)絡上沒有信息傳送時才能夠發(fā)送信息，這時又有多個節(jié)點需要進行發(fā)送時，一旦線路空閑會發(fā)生什么情況？這些節(jié)點都會迅速把自己的數(shù)據(jù)發(fā)送出來，并且引起沖突。在令牌環(huán)和光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）網(wǎng)絡中使用了環(huán)形拓撲，網(wǎng)絡中的各站點必須重復自己從前在一個站點收到的信息，為數(shù)據(jù)傳輸起“架橋”的作用。方法是使用令牌分組，就像是在一個嘈雜的會場使用一塊醒目使大家安靜下來，并且進行發(fā)言．只有控制著令牌分組的節(jié)點可以在網(wǎng)絡上發(fā)送信息。這個數(shù)據(jù)幀會在網(wǎng)絡中傳遞并詢問“下面應該哪臺工作站接收令牌？”。 圖 47 環(huán)型邏輯拓撲的數(shù)據(jù)發(fā)送 在環(huán)型邏輯拓撲中，數(shù)據(jù)不是以廣播的形式，而是以節(jié)點到節(jié)點的形式進行傳送。主動監(jiān)視器還要在網(wǎng)絡上維護一個常規(guī)時鐘以保證網(wǎng)絡中的所有節(jié)點同步工作。 －。LLC管理著所有網(wǎng)絡拓撲與相應網(wǎng)絡層通訊協(xié)議的接口。1980年，DEC公司、英特爾公司和施樂公司組成的企業(yè)聯(lián)盟（DIX）把以太網(wǎng)標準化為10Mb/s網(wǎng)絡，并且于1985年由IEEE 802委員會進一歲施行了標準化。以太網(wǎng)基礎 以太網(wǎng)中傳輸?shù)姆纸M信息由6部分組成： 前同步碼：由8字節(jié)信息組成，用于協(xié)調(diào)分組的其他部分信息。 實際數(shù)據(jù)：可以是46—1500字節(jié)之間的任何長度。載波偵聽多路訪問/沖突檢測，這個名稱極長，是嗎？這就是我們在前面討論過的以太網(wǎng)具有的最基本的核心問題?！拜d波偵聽”意味著所有網(wǎng)絡節(jié)點都要對網(wǎng)絡進行偵聽．先了解網(wǎng)絡是否空閑，然后再嘗試傳輸信息。但是．如果載波偵聽信號發(fā)現(xiàn)有另一臺工作站在傳送數(shù)據(jù)，該工作站就會等待，暫不發(fā)送信息。如果碰巧有兩臺工作站同時開始傳送，則CSMA/CD無法避免沖突的發(fā)生。提示：如果嘗試了16次還未能傳送成功，就說明出現(xiàn)了一些故障、檢查網(wǎng)絡電纜是否有破損情況．或者網(wǎng)絡負荷是否過重。10Mb/s的速度延續(xù)了很長時間，直到1995年出現(xiàn)了在第五類UTP電纜上運行的100Mb/s快速以太網(wǎng)，并且成為了官方標準。各種以太網(wǎng)都使用CSMA/CD技術，所有的數(shù)據(jù)幀類型也都與圖28所示相同。這就是用戶可以用一個網(wǎng)卡和一個連接支持10Mb/s以太網(wǎng)和l00Mb/s快速以太網(wǎng)的原因。問題的關鍵是線路速度。 由于這種更大的時間段減慢了“時鐘頻率”，進而隱降低了傳輸速度，因此千兆以太網(wǎng)支持分組突發(fā)傳輸功能，使一組較小的分組可以在一個時間段中發(fā)送出來。緩沖分配器與重發(fā)器之間的主要區(qū)別是重發(fā)器用于對發(fā)送到外圍網(wǎng)段的分組進行存儲轉(zhuǎn)發(fā)，而緩沖分配器可以對數(shù)據(jù)幀進行緩沖，以更好的使用已有的帶寬。 令牌總線型（）標準，IEEE ，通過令牌傳輸信息，但是物理拓撲為總線型。網(wǎng)絡如何確定誰是下一個順序工作站呢？，網(wǎng)絡會跟蹤記錄該由誰獲得下一個令牌，就像在實際工作中負責辦公室裝修的公司經(jīng)理比普通員工更有發(fā)言權那樣，可能在網(wǎng)絡中有些工作站比其他工作越具有獲得令牌的更高門類權。第二，讀者從圖410中可見，他包括：前同步碼、數(shù)據(jù)幀控制信息、目標地址、源地址、傳輸信息、數(shù)據(jù)幀檢查序列和數(shù)據(jù)幀分界符。這項標準專門設計用于令牌環(huán)型網(wǎng)絡，使用令牌技術從一臺工作站向另一臺工作站傳送信息。數(shù)據(jù)由初始工作站發(fā)出，將按順序經(jīng)過網(wǎng)絡上的所有節(jié)點．每臺工作站都檢查數(shù)據(jù)分組的地址，如果該由自己接收，就把數(shù)據(jù)復制，再把原始數(shù)據(jù)接著向下傳送．如果不該由自己接收，該工作站會簡單地把它發(fā)送到網(wǎng)絡中的下一臺工作站．當發(fā)送值息的工作站重新獲得最初發(fā)送出去的分組時．就會停止信息發(fā)送并且把空閑令牌傳遞給下一臺工作站。如果一臺工作站出現(xiàn)故障，無論是向下傳送令牌還是喋喋不休地說個不停，智能型集線器都會發(fā)現(xiàn)這里出現(xiàn)了故障，并且把該工作站從LAN中切斷和隔離，使網(wǎng)絡的其他部分仍然能夠正常工作。象10BaseT那樣，人們可以很容易地布置令牌環(huán)網(wǎng)，使電纜都從每個樓層的中心接錢柜出發(fā)，連接該層的所有工作站，而MAU可以布置在接錢柜中。雖然令牌網(wǎng)使用環(huán)型邏輯拓撲，但在物理上使用的是星型拓撲。 注意：現(xiàn)有的協(xié)議中幾乎沒有完全符合OSI模型的例子． 從根本上講，采用OSI模型系統(tǒng)來開發(fā)連網(wǎng)標準的出發(fā)點是獲得靈活性，即人們更換物理介質(zhì)的時候，可以不必改變整個網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)。例如，UTP屬于物理層的介質(zhì)，提供了物理上連接LAN的兩點的能力。如果物理層規(guī)定的網(wǎng)絡由多種介質(zhì)組成．用戶就必須建立一種硬件使不同的物理介質(zhì)可以互相通信。在物理層，發(fā)送者和接收者之間沒有正式的尋址，只有一條虛擬電路。在數(shù)據(jù)鏈路層中，將要傳輸?shù)轿锢斫橘|(zhì)上的原始數(shù)據(jù)流被捕獲并被分成數(shù)據(jù)幀。數(shù)據(jù)幀的類型和結(jié)構(gòu)隨著網(wǎng)絡類型的不同而不同，因此，如果用戶的網(wǎng)絡中包含了兩種數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議，就需要一種稱為網(wǎng)橋的設備實現(xiàn)兩者之間的通信。在這一層中定義了一些邏輯地址供其上各層協(xié)議使用。在下面將介紹的傳輸層中并不關心物理網(wǎng)絡是否由多種介質(zhì)組成，或者數(shù)據(jù)鏈路層是否有多種協(xié)議規(guī)定分組的大小和內(nèi)容。傳輸層 傳輸層工作的協(xié)議有SPX/IPX等，負責把數(shù)據(jù)發(fā)送到網(wǎng)絡層協(xié)議所支持的邏輯地址。會話層會話層的主要目的是提供對表示層和應用層的支持。數(shù)據(jù)分離是指在消息中插入特定的點，控制各工作站輪流發(fā)送信息。壓縮/解壓縮和加密／解密都在這一層完成。在設計良好的協(xié)議棧中，應用層能夠由網(wǎng)絡中反復傳輸?shù)?0%的信息構(gòu)成，因此網(wǎng)絡的效率在一定程度上受到這一層的影響。 磁盤服務器文件服務最初起源于磁盤服務。操作系統(tǒng)會查看FAT，在FAT中通過簇號在映射圈中對磁盤上的數(shù)據(jù)實現(xiàn)定位。如圖61所示 圖61 客戶機正在打開磁盤服務器上存儲的一個文件讀者可能會看出其中潛藏的問題。如果說在8：00AM還是合法的映射，可能到4：00PM就會完全成為不準確的信息，這就會降低或停止數(shù)據(jù)檢索工作。但這種方法盡管沒有完全消失，磁盤服務器也不再象文件服務器那么普及了。從客戶機的角度上看，訪問磁盤卷就象訪問本地硬盤那樣，只是有如下一些區(qū)別：如果服務器共享磁盤卷沒有通過網(wǎng)絡接通或者停止對該卷的共享，則客戶將無法訪問共享磁盤卷?！笨蛻裘看螐膬Υ娴厝〕龌蚍湃宋锲窌r，就會對儲存地進行一些調(diào)整。當一臺工作站請求一份文件時，文件服務器會說．“我馬上發(fā)過去，別著急，很快就完成。文件服務是一種最普通的網(wǎng)絡服務功能，原因有如下兩方面。問題是，如果網(wǎng)絡上有40名用戶都必須在整個網(wǎng)絡上共享自己的硬盤，則查找一份文件就會變成一件十分困難的工作。對于良好的文件服務器，備份和容錯能力是十分關鍵的。SCSI磁盤比EIDE磁盤要貴得多，但它們處理對多個磁盤的多個請求時速度更快，而且具有更高的靈活性，因為在SCSI鏈上添加其他磁盤十分容易。但文件服務對服務器的要求不像應用程序服務那么高，因為文件服務器只要滿足了文件的讀寫請求工作就告完成。具體需要多少內(nèi)存呢？這很難具體估計。硬盤要求首先要有快速靈活的磁盤。如果文件存儲在客戶計算機中，當一個客戶機出現(xiàn)故障時，網(wǎng)絡上的其他人仍然能夠工作。其次，它使許多用戶能夠方便地訪問文件?？蛻魶]有獲得服務器的一份FAT，但可以依靠服務器滿足自己的請求。如果客戶又回來使用老映射圖尋找文件，則很可能現(xiàn)在儲存的組織情況已經(jīng)發(fā)生了變化，使之什么也找不到。兩者的 區(qū)別主要在于由誰完成相關操作。從某些角度上講，文件服務與磁盤服務很相似：在有些應用場合仍然能見到這些情況。刪除文件后，在磁盤上會形成新的簇供新生成的文件存儲使用；第一個打開的簇總是由FAT文件系統(tǒng)使用。在客戶機啟動后第一次訪問磁盤服務器時，磁盤服務器會對自己的FAT產(chǎn)生一個“快照”，并且把它傳送到客戶機內(nèi)存中。該服務器的硬盤是共享的，因此網(wǎng)絡上的所有客戶都能夠通過映射一個共享磁盤驅(qū)動器材而像本地磁盤那樣使用。用戶可能不需要通信服務、可能不需要應用程序服務，有些網(wǎng)絡甚至可以沒有打印服務。應用層最后一層是應用層，負責從應用程序接口傳輸一些必要的信息請求自己需要的網(wǎng)絡資源。NetBEUI就是提供會話層服務的例子。會話層這樣做的功能有兩個：對話控制和數(shù)據(jù)分離。傳輸層協(xié)議的速度比對應的網(wǎng)絡層部分慢一些，因為它們包含更多的差錯檢驗信息，以防止出錯。這就是說，網(wǎng)絡層可以按自己的單位包裝數(shù)據(jù)以便于路由選擇，因為下面各層協(xié)議根本不了解它所使用的地址。在網(wǎng)絡層進行路由選擇的時候，一種較路由器的設備可以確定從網(wǎng)絡段的哪一部分向另一部分傳輸數(shù)據(jù)的最佳路徑；路由器工作在網(wǎng)絡層。實際上，數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議提供了進行網(wǎng)絡層處理的可靠通信通道。各分組不僅包含數(shù)據(jù)，還包含尋址信息和（有時）各分組中數(shù)據(jù)的數(shù)量信息。數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議中設置數(shù)據(jù)鏈路層的目的是為了保證數(shù)據(jù)能夠盡可能無差錯的通過物理介質(zhì)傳輸?shù)侥繕说刂?。根?jù)具體的連接類型，數(shù)據(jù)流可能是串行的，也可能是并行的，傳輸可能是雙工或者半雙工。例如，應用程序協(xié)議如果沒有會話層數(shù)據(jù)協(xié)議建立的客戶/服務器會話，就無法工作。典型情況下，此模型以堆棧形式顯示出各層，而如果把各層都看作一個個同心圓，各層之間的關系就會很清楚，如圖31所示。為了提倡不同廠商協(xié)議棧之間的網(wǎng)絡通信，國際標準化組織（ISO）開發(fā)了一種模型，用于進一步開發(fā)開放系統(tǒng)（Open system），即使用相同的通信模型從而可以使不同網(wǎng)絡方便地彼此通信。在令牌環(huán)網(wǎng)中不使用集線器，而是使用集中器或者MAU。令牌環(huán)網(wǎng)的連接器只是插入MAU，一臺MAU可以連接8臺PC機。如果一臺工作站不需要發(fā)送任何信息，可以把空閑令牌傳送給下一臺工作站。多數(shù)令牌/總線型網(wǎng)絡的缺點由硬件失效造成，可能表現(xiàn)為令牌丟失或產(chǎn)生影子令牌，就像網(wǎng)絡中有多個令牌那樣。首先，兩者使用的傳輸介質(zhì)在一定程度上是不同的。為了解決這個問題，“發(fā)言”。因此，這種技術將會最先用于在以太網(wǎng)上生成路由器或交換器之間高速連接。 這種對網(wǎng)絡計時的改變引起了另一項革新，特別適用于千兆以太網(wǎng)主干網(wǎng)，這就是緩沖分配器（buffered distributor）設備．緩沖分配器是一種類似集線器的設備，像重發(fā)器。因此，在千兆以太網(wǎng)中，對于以半雙工模式工作的設備（網(wǎng)絡節(jié)點），每個分組的最小時間段已經(jīng)從64字節(jié)增加到512字節(jié)，也就是說，每個節(jié)點可以得到足以傳輸512字節(jié)的時間窗口，而不是64字節(jié)。 圖 49 CSMA/CD如何從沖突中恢復 千兆以太網(wǎng)支持網(wǎng)絡共享區(qū)域的半雙工傳輸（指一些節(jié)點爭奪帶寬的場合）和非共享交換器到交換器網(wǎng)絡區(qū)的全雙工傳輸。這意味著具有不同速度的以太網(wǎng)絡可以互相連接起來，而不需要修改分組結(jié)構(gòu)。正如其名稱中所講，干兆以太網(wǎng)的傳輸速度是1000Mb/s，或簡寫為lGb/s。圖49所示為整個過程的示意圖。第一次出現(xiàn)沖突情況后，各工作站會選擇一個l—2之間的隨機數(shù)，再進行第二次嘗試．如果兩臺工作站選擇的隨機數(shù)相同，就會再次同時開始傳送數(shù)據(jù)，再次引起沖突，這一次，兩臺工作站會選擇l－4之間的隨機數(shù)，再次嘗試．上述過程循環(huán)進行，直到兩臺工作站都完成數(shù)據(jù)傳送工作，或者兩者都嘗試并失敗了16次。如果這兩個條件有一個未得到滿足，則無論是否有CSMA/CD功能，都會出現(xiàn)沖突。最后，“沖突檢測”意味著各節(jié)點能夠知道在自己發(fā)送信息的時候，是否有其他節(jié)點也開始發(fā)送數(shù)據(jù)．簡而言之，CSMA/CD提供了一種通過使所有PC機都廣播一種載波偵聽信號的信息來減少沖突的辦法．各節(jié)點在實際傳輸數(shù)據(jù)之前都要發(fā)送此信號，以了解是否有其他工作站正在發(fā)送信息。但這不是個壞消息，以太網(wǎng)會隨時準備處理發(fā)生沖突的情況。參見表41