【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 而形成的一種復(fù)雜的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)使得在某地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)用戶能夠享用另一地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)處理功能和服務(wù)，從而達(dá)到資源共享和信息傳遞的目的。所謂資源共享，就是指網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的計(jì)算機(jī)用戶可以利用網(wǎng)絡(luò)內(nèi)其他計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的全部或部分資源的過(guò)程。 根據(jù)網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍可把網(wǎng)絡(luò)分為局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)。 局域網(wǎng) （ Local Area Network， LAN） 是專有網(wǎng)絡(luò)，通常位于一個(gè)建筑物內(nèi)，或者一個(gè)校園內(nèi)，也可以遠(yuǎn)到幾千米的范圍 ，局域網(wǎng)組網(wǎng) 方便，使用靈活，一般具有較高的傳輸速率。城域網(wǎng) （ Metropolitan Area Network， MAN） 一般是指建立在大城市、大都市區(qū)域的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)，覆蓋城市的大部分或全部區(qū)域。廣域網(wǎng) （ Wide Area Network， WAN） 跨越了一個(gè)很大的地理區(qū)域，通常是一個(gè)國(guó)家或者一個(gè)洲，廣域網(wǎng)的規(guī)模大、功能強(qiáng)，但也很復(fù)雜，利用廣域網(wǎng)可實(shí)現(xiàn) 較大范圍內(nèi)的資源共享和信息傳遞。 根據(jù) 網(wǎng)絡(luò)的使用性質(zhì) 可把網(wǎng)絡(luò) 劃分 為 公用網(wǎng) 和專 用網(wǎng) 兩類。公用網(wǎng)是由電信部門或其他提供通信服務(wù)的經(jīng)營(yíng)部門組建、管理和控制，網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的傳輸 和轉(zhuǎn)接裝置可供任何部門和個(gè)人使用；公用網(wǎng)常用于廣域網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)造，支持用戶的遠(yuǎn)程通信。如我國(guó)的電信網(wǎng)、廣電網(wǎng)、聯(lián)通網(wǎng)等。專用網(wǎng)是由用戶部門組建經(jīng)營(yíng)的網(wǎng)絡(luò)，不容許其它用戶和部門使用；由于投資的因素 ， 專用網(wǎng)常為局域網(wǎng)或者是通過(guò)租借電信部門的線路而組建的廣域網(wǎng)絡(luò)。如由學(xué)校組建的校園網(wǎng)、由企業(yè)組建的企業(yè)網(wǎng)等。 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)是指通信系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì) ， 它為網(wǎng)絡(luò)硬件、軟件、協(xié)議、存取控制和拓?fù)涮峁?biāo)準(zhǔn)。 典型 的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu) 包括： 開放系統(tǒng)互連（ Open System Interconnection， OSI） 參 考模型 和傳輸控制協(xié)議 /互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議 （ Transmission Control Protocol/Inter Protocol， TCP/IP） 參考模型 。 盡管與 OSI 模型相關(guān)的協(xié)議已經(jīng)很少在使用了，但是，該參考模型本身是非常 通用的，并且仍然有效，在每一層上討論的到的特性也仍然非常重要。 TCP/IP 模型卻有著不同的特點(diǎn)：模型本身東華理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 局域網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析與分類 4 并不非常有效，但是協(xié)議卻被廣泛的使用開了。 OSI 參考模型 OSI 參考模型分為七層，如圖 21 所示。各層功能描述如下： 應(yīng)用層： 是 OSI 參考模型的最高層，也是用戶訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)的 接口層，是直接面向用戶的。在 OSI 的環(huán)境下 ， 應(yīng)用層為用戶提供各種服務(wù)，例如：電子郵件、文件傳輸和遠(yuǎn)程登錄等 。 表示層：負(fù)責(zé)處理不同的數(shù)據(jù)在表示上的差異以及相互轉(zhuǎn)換，如 ASCII 與UNICODE 之間的轉(zhuǎn)換，不同格式文件的轉(zhuǎn)換 ， 不兼容終端的數(shù)據(jù)格式之間的轉(zhuǎn)換以及數(shù)據(jù)加密、解密等。 會(huì)話層：負(fù)責(zé)建立、管理和拆除進(jìn)程之間的通信連接， “ 進(jìn)程 ” 是指電子郵件、文件傳輸?shù)纫淮为?dú)立運(yùn)行的程序。 傳輸層： 提供端到端的通信，它從會(huì)話層接收數(shù)據(jù)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)奶幚碇髠魉偷木W(wǎng)絡(luò)層。在網(wǎng)絡(luò)另一端的傳輸層從網(wǎng)絡(luò)層接收對(duì)方傳來(lái)的數(shù)據(jù)，進(jìn)行 逆向處理后提交給會(huì)話層。 網(wǎng)絡(luò)層： 負(fù)責(zé)提供連接和數(shù)據(jù)路由，包括處理輸出報(bào)文分組的地址，解析輸入報(bào)文的地址和維護(hù)路由信息，以便對(duì)通信鏈路的變化作出適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)。 數(shù)據(jù)鏈路層：提供網(wǎng)絡(luò)相鄰節(jié)點(diǎn)間的可靠通信。傳輸以幀為單位的數(shù)據(jù)包，向網(wǎng)絡(luò)層提供正確無(wú)誤的信息包的發(fā)送和接收服務(wù)。 物理層：通過(guò)物理介質(zhì)傳送和接收原始的二進(jìn)制位流。 應(yīng) 用 層表 示 層會(huì) 話 層傳 輸 層網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù) 據(jù) 鏈 路 層物 理 層應(yīng) 用 層表 示 層會(huì) 話 層傳 輸 層網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù) 據(jù) 鏈 路 層物 理 層網(wǎng) 絡(luò) 傳 輸 介 質(zhì)發(fā) 送 數(shù) 據(jù) 接 收 數(shù) 據(jù)圖 2 1 O S I 參 考 模 型 TCP/IP 參考模型 TCP/IP 參考模型共有四個(gè)層次，相對(duì) OSI 參考 模型要簡(jiǎn)單得多，因此在實(shí)東華理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 局域網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析與分類 5 際的使用中比 OSI 模 型 更具有實(shí)用性，所以它得到了更好的發(fā)展?，F(xiàn)在的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)大多 是 TCP/IP 參考 模型 結(jié)構(gòu)。 圖 22 所 示 為 OSI 參 考模型與 TCP/IP 參考模型的對(duì)比。 TCP/IP 模型 所定義的 4 個(gè) 層次 的主要 功能 如下： 應(yīng)用層：為用戶表示應(yīng)用數(shù)據(jù)。例如： HTTP 在 如 Inter 瀏 覽器 的 Web 瀏覽器應(yīng)用程序中為用戶表示數(shù)據(jù)。 傳輸層：支持設(shè)備間的通信和執(zhí)行錯(cuò)誤糾正。 Inter 層 （ 網(wǎng)際層 ） ： 確定通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的最佳路徑。 網(wǎng)絡(luò)接口層：控制網(wǎng)絡(luò)的硬件設(shè)備和介質(zhì)。 應(yīng) 用 層表 示 層會(huì) 話 層傳 輸 層網(wǎng) 絡(luò) 層數(shù) 據(jù) 鏈 路 層物 理 層應(yīng) 用 層傳 輸 層I n t e r n e t 層網(wǎng) 絡(luò) 接 口 層圖 2 2 比 較 O S I 和 T C P / I P 模 型 O S I 參 考 模 型 T C P / I P 模 型 OSI 參考模型與 TCP/IP 參考模型的比較 通過(guò)圖 22 的 對(duì)比很容易可以發(fā)現(xiàn)： OSI 的應(yīng)用、表示、會(huì)話層的功能被合并到 TCP/IP 模型的應(yīng)用層；網(wǎng)絡(luò)的大部分功能存在于傳輸層和網(wǎng)絡(luò)層，因而他們保留在獨(dú)立的層里； OSI 模型的數(shù)據(jù)鏈路層與物理層被合并到了 TCP/IP 模型的網(wǎng)絡(luò)接口層。 OSI 參考模型是一種過(guò)于理想化的體系結(jié)構(gòu) ， 在實(shí)際的實(shí)施過(guò)程中有比較大的難度。但它卻很好的為我們擔(dān)供了一個(gè)體系分層的參考 ， 有著很好的指導(dǎo)作用。TCP/IP 參考模型是一個(gè)事實(shí)上模型，因其更具有實(shí)用性，所以它得到了更廣泛的支持和應(yīng) 用，使得 TCP/IP 成為事實(shí)上的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。 常用網(wǎng)絡(luò)連接設(shè)備 網(wǎng)關(guān) （ Gateway） 網(wǎng)關(guān)是指在采用不同體系結(jié)構(gòu)或協(xié)議的網(wǎng)絡(luò)之間進(jìn)行互通時(shí)，用于提供協(xié)議轉(zhuǎn)換、路由選擇、數(shù)據(jù)交換等網(wǎng)絡(luò)兼容功能的設(shè)施。 東華理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 局域網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析與分類 6 按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，網(wǎng)關(guān)也有很多種 。 TCP/IP 協(xié) 議里的網(wǎng)關(guān)是最常用的，在這里我們所講的 “ 網(wǎng)關(guān) ” 均指 TCP/IP 協(xié)議下的網(wǎng)關(guān)。那么網(wǎng)關(guān)到底是什么呢？網(wǎng)關(guān)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)網(wǎng)絡(luò)通向其他網(wǎng)絡(luò) 的 IP 地址 。比如有網(wǎng)絡(luò) A 和網(wǎng)絡(luò) B，網(wǎng)絡(luò)A 的 IP 地 址范圍為 “ ” ， 子網(wǎng)掩碼為 ；網(wǎng)絡(luò) B 的 IP 地 址范圍為 “ ” ， 子網(wǎng)掩碼為 。在沒有路由器的情況下，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間是不能進(jìn)行 TCP/IP 通信的，即使是兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接在同一臺(tái)交換機(jī) （ 或集線器 ） 上， TCP/IP 協(xié)議也會(huì)根據(jù)子網(wǎng)掩碼（ ） 判 定兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的主機(jī)處在不同的網(wǎng)絡(luò)里。而要實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)之間的通信，則必須通過(guò)網(wǎng)關(guān)。如果網(wǎng)絡(luò) A 中的 用戶 主機(jī)發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)包的目的主機(jī)不在本地網(wǎng)絡(luò)中，就把數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)給它自己的網(wǎng)關(guān)，再由網(wǎng)關(guān)轉(zhuǎn)發(fā) 給網(wǎng)絡(luò) B的網(wǎng)關(guān)，網(wǎng)絡(luò) B 的網(wǎng)關(guān)再轉(zhuǎn)發(fā)給網(wǎng)絡(luò) B 的某個(gè) 用戶 主機(jī) （ 如圖 23 所示 ） 。網(wǎng)絡(luò)B 向網(wǎng)絡(luò) A 轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的過(guò)程 也是類似的 。 只有設(shè)置好網(wǎng)關(guān)的 IP 地址， TCP/IP協(xié)議才能實(shí)現(xiàn)不同網(wǎng)絡(luò)之間的相互通信。網(wǎng)關(guān)的 IP 地址是具有路由功能的設(shè)備的 IP 地 址， 具有 路由功能的設(shè)備有路由器、啟用了路由協(xié)議的服務(wù)器 （ 實(shí)質(zhì)上相當(dāng)于一臺(tái)路由器 ） 、代理服務(wù)器 （ 也相當(dāng)于一臺(tái)路由器 ） 。 網(wǎng) 絡(luò) A : 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 0 / 2 4網(wǎng) 絡(luò) B : 1 9 2 . 1 6 8 . 2 . 0 / 2 4網(wǎng) 關(guān) ： 1 9 2 . 1 6 8 . 2 . 1網(wǎng) 關(guān) ： 1 9 2 . 1 6 8 . 1 . 1圖 2 3 網(wǎng) 關(guān) 示 意 圖用 戶 A 用 戶 B 路由器 （ Router） 路由器是連接因特網(wǎng)中各局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)的設(shè)備，它會(huì)根據(jù)信道的情 況自動(dòng)選擇和設(shè)定路由，以最佳路徑，按前后順序發(fā)送信號(hào)的設(shè)備。 路由器 是一種專門的計(jì)算機(jī)，在所有數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)作中都扮演著極為重要的角色。路由器主要負(fù)責(zé)連接各個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它的功能有：確定發(fā)送數(shù)據(jù)包的最佳路徑 ，將數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn)發(fā)到目的地。需要指出的是，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。 例如 LAN A 是以太網(wǎng) 類型 ， LAN B 是令牌環(huán)網(wǎng) 類型 ， 此時(shí)就可東華理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 局域網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析與分類 7 以用路由器將這 兩個(gè)局域網(wǎng) 相連 ，如圖 24 所示 。 L A N BL A N AR o u t e rP CP CP CP CP C圖 2 4 路 由 器 路由器通過(guò)獲知遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)和維護(hù)數(shù)據(jù)路由信息來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)包轉(zhuǎn) 發(fā)，是多個(gè) IP網(wǎng)絡(luò)的匯合點(diǎn)或結(jié)合部分，它主要依據(jù)第三層信息即目的 IP 地址來(lái)做出轉(zhuǎn)發(fā)覺定。路由器使用路由表來(lái)查找數(shù)據(jù)包的目的 IP 與 路由表中網(wǎng)絡(luò)地址之間的最佳匹配，路由表最后會(huì)確定轉(zhuǎn)發(fā)數(shù)據(jù)包的送出接口，然后路由器會(huì)將數(shù)據(jù)包封裝為適合該送出接口的數(shù)據(jù)鏈路幀。 路由器選擇通暢快捷的近路，能大大提高通信速度，減輕網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)通信負(fù)荷，節(jié)約網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)資源，提高網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)暢通率，從而讓網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)發(fā)揮出更大的效益來(lái)。目前路由器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)，各種不同檔次的產(chǎn)品已經(jīng)成為實(shí)現(xiàn)各種骨干網(wǎng)內(nèi)部連接、骨干網(wǎng)間互聯(lián)和骨干網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)互聯(lián)互 通業(yè)務(wù)的主力軍。 交換機(jī) （ Switch） 交換機(jī) （ Switch） 是一種用于電信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。它可以為接入交換機(jī)的任意兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)提供獨(dú)享的電信號(hào)通路。最常見的交換機(jī)是以太網(wǎng)交換機(jī)。 以太網(wǎng)交換機(jī)是 基于 目的 主機(jī) 網(wǎng)卡的硬件地址 （ Media Access Control MAC地址 ） 進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā) 。 交換機(jī) 自身 維護(hù) 著 一個(gè)表， 稱為 MAC 表，該表將目的 MAC地址與連接節(jié)點(diǎn)的端口進(jìn)行映射。 交換機(jī)可以 通過(guò) “ 學(xué)習(xí) ” 向 MAC 表中填入MAC 地址 及其對(duì)應(yīng)的端口 之間的映射關(guān)系 ， 通過(guò)在數(shù)據(jù)幀的始發(fā)者和目標(biāo)接收者之間建立臨時(shí)的 交換路徑，使數(shù)據(jù)幀直接由源地址到達(dá)目的地址。 交換機(jī)還可以將 LAN 細(xì)分為多個(gè)單獨(dú)的沖突域，其每個(gè)端口都代表一個(gè)單獨(dú)的沖突域，并為該端口連接的節(jié)點(diǎn)提供完全的介質(zhì)帶寬。 如圖 25 所示，在所有節(jié)點(diǎn)直接連接到交換機(jī)的 LAN 中，網(wǎng)絡(luò)的吞吐量大幅增加， 每個(gè)用戶 計(jì)算機(jī)連接到交換機(jī)的獨(dú)立端口，是一個(gè)獨(dú)立的沖突域并擁有全部帶寬，這種增加主要是由于三個(gè)原因：每個(gè)端口有專用的帶寬；沒有沖突的環(huán)境；全雙工通信。所謂東華理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 局域網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析與分類 8 全雙工是指：在全雙工通信中，數(shù)據(jù)流為雙向，因此可以同時(shí)發(fā)送和接受數(shù)據(jù)。 I n t e r n e tS w i t c h圖 2 5 交 換 機(jī) 網(wǎng)橋 （ Bridge） 網(wǎng)橋是 LAN 早期較為常用的設(shè)備， 網(wǎng)橋逐漸被交換機(jī)所取代，使得交換機(jī)成為目前 LAN 常用設(shè)備。網(wǎng)橋 用于連接或橋接兩個(gè)物理網(wǎng)段，可 對(duì)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的流通進(jìn)行管理。它工作于數(shù)據(jù)鏈路層， 根據(jù) MAC 地址來(lái)轉(zhuǎn)發(fā)幀， 不但能擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的距離或范圍，而且可提高網(wǎng)絡(luò)的性能、可靠性和安全性。 網(wǎng)橋的功能如同交換機(jī)，網(wǎng)橋與交換機(jī)的區(qū)別在與市場(chǎng)，而不在與技術(shù)。網(wǎng)橋和交換機(jī)對(duì)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行分段的方式相同，交換機(jī)就是一個(gè)多端口的網(wǎng)橋。確切地說(shuō)，高端口密度的網(wǎng)橋就稱為局域網(wǎng)交換機(jī)。 通俗的說(shuō)，網(wǎng)橋的工作 像 很早以前的電話接線員 ， 你撥給接線員 ， 告訴他接給誰(shuí) ， 他接給誰(shuí) .但網(wǎng)橋和接線員不同的地方是 ， 網(wǎng)橋 自身維護(hù)著一張表，稱為MAC 表，它可以通過(guò) “ 學(xué)習(xí) ” 向 MAC 表中填入 MAC 地址及其對(duì)應(yīng)的端口之間的映射關(guān)系， 下次再發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不會(huì)再?gòu)V播 。 網(wǎng)橋內(nèi)所有接口都在一個(gè)廣播域 ，在網(wǎng)橋不知道你去的目的地時(shí)會(huì)發(fā)送廣播包到所有設(shè)備 ， 直到有你想找的為止 。 集線器 （ Hub） 集線器 （ Hub） 的主要功能是對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行再生整形放大，以擴(kuò)大網(wǎng)絡(luò)的傳輸距離，同時(shí)把所有節(jié)點(diǎn)集中在以它為中心的節(jié)點(diǎn)上。它工作于 OSI 參考模型第一層，即 “ 物理層 ” 。集線器與網(wǎng)卡、網(wǎng)線等傳輸介質(zhì)一樣，屬于局域網(wǎng)中的基礎(chǔ)設(shè)備，采用 CSMA/CD（ Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect）東華理工大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 局域網(wǎng)技術(shù)現(xiàn)狀分析與分類 9 即載波監(jiān)聽多路訪問(wèn) /沖突檢測(cè)方法 訪問(wèn)方式。 集線器不具有網(wǎng)絡(luò)管理的功能，故價(jià)格比較便宜，在一般中、小型企業(yè)的環(huán)境中，若所連接的電腦不多 （ 1020臺(tái) ） ，且使用者集中在某一區(qū)域，則可選用廉價(jià)且使用的集線器。 集線器屬于純硬件網(wǎng)絡(luò)底層設(shè)備，基本上不具有類似于交換機(jī)的 智能記憶 能力和 學(xué)習(xí) 能力。它也不具備交換機(jī)所具有的 MAC 地址表 ，所以它發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)都是沒有針