《網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)之二》常見局域網(wǎng)拓?fù)浼安僮飨到y(tǒng)

字號(hào):

一、常見的局域網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)等設(shè)備要實(shí)現(xiàn)互聯(lián),就需要以一定的結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行連接,這種連接方式就叫做"拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)",通俗地講這些網(wǎng)絡(luò)設(shè)備如何連接在一起的。目前常見的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有以下四大類:
    (1)星型結(jié)構(gòu)
    (2)環(huán)型結(jié)構(gòu)
    (3)總線型結(jié)構(gòu)< BR> ?。?)星型和總線型結(jié)合的復(fù)合型結(jié)構(gòu)
    下面我們分別對(duì)這幾種網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)進(jìn)行一一介紹。
    1. 星型結(jié)構(gòu)
    這種結(jié)構(gòu)是目前在局域網(wǎng)中應(yīng)用得為普遍的一種,在企業(yè)網(wǎng)絡(luò)中幾乎都是采用這一方式。星型網(wǎng)絡(luò)幾乎是Ethernet(以太網(wǎng))網(wǎng)絡(luò)專用,它是因網(wǎng)絡(luò)中的各工作站節(jié)點(diǎn)設(shè)備通過一個(gè)網(wǎng)絡(luò)集中設(shè)備(如集線器或者交換機(jī))連接在一起,各節(jié)點(diǎn)呈星狀分布而得名。這類網(wǎng)絡(luò)目前用的多的傳輸介質(zhì)是雙絞線,如常見的五類線、超五類雙絞線等。它的基本連接圖示如圖1所示。
    這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的基本特點(diǎn)主要有如下幾點(diǎn):
    (1)容易實(shí)現(xiàn):它所采用的傳輸介質(zhì)一般都是采用通用的雙絞線,這種傳輸介質(zhì)相對(duì)來(lái)說比較便宜,如目前正品五類雙絞線每米也僅1.5元左右,而同軸電纜便宜的也要2.00元左右一米,光纜那更不用說了。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要應(yīng)用于IEEE 802.2、IEEE 802.3標(biāo)準(zhǔn)的以太局域網(wǎng)中;
    (2)節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展、移動(dòng)方便:節(jié)點(diǎn)擴(kuò)展時(shí)只需要從集線器或交換機(jī)等集中設(shè)備中拉一條線即可,而要移動(dòng)一個(gè)節(jié)點(diǎn)只需要把相應(yīng)節(jié)點(diǎn)設(shè)備移到新節(jié)點(diǎn)即可,而不會(huì)像環(huán)型網(wǎng)絡(luò)那樣"牽其一而動(dòng)全局";
    (3)維護(hù)容易;一個(gè)節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障不會(huì)影響其它節(jié)點(diǎn)的連接,可任意拆走故障節(jié)點(diǎn);
    (4)采用廣播信息傳送方式:任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)送信息在整個(gè)網(wǎng)中的節(jié)點(diǎn)都可以收到,這在網(wǎng)絡(luò)方面存在一定的隱患,但這在局域網(wǎng)中使用影響不大;
    (5)網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)快:這一點(diǎn)可以從目前新的1000Mbps到10G以太網(wǎng)接入速度可以看出。
    其實(shí)它的主要特點(diǎn)遠(yuǎn)不止這些,但因?yàn)楹竺嫖覀冞€要具體講一下各類網(wǎng)絡(luò)接入設(shè)備,而網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)主要是受這些設(shè)備的特點(diǎn)來(lái)制約的,所以其它一些方面的特點(diǎn)等我們?cè)诤竺嬷v到相應(yīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備時(shí)再補(bǔ)充。
    2. 環(huán)型結(jié)構(gòu)
    這種結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)形式主要應(yīng)用于令牌網(wǎng)中,在這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中各設(shè)備是直接通過電纜來(lái)串接的,后形成一個(gè)閉環(huán),整個(gè)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送的信息就是在這個(gè)環(huán)中傳遞,通常把這類網(wǎng)絡(luò)稱之為"令牌環(huán)網(wǎng)"。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)示意圖如圖2所示。
    上圖所示只是一種示意圖,實(shí)際上大多數(shù)情況下這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)不會(huì)是所有計(jì)算機(jī)真的要連接成物理上的環(huán)型,一般情況下,環(huán)的兩端是通過一個(gè)阻抗匹配器來(lái)實(shí)現(xiàn)環(huán)的封閉的,因?yàn)樵趯?shí)際組網(wǎng)過程中因地理位置的限制不方便真的做到環(huán)的兩端物理連接。
    這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)主要有如下幾個(gè)特點(diǎn):
    (1)這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般僅適用于IEEE 802.5的令牌網(wǎng)(Token ring network),在這種網(wǎng)絡(luò)中,"令牌"是在環(huán)型連接中依次傳遞。所用的傳輸介質(zhì)一般是同軸電纜。
    (2)這種網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)也非常簡(jiǎn)單,投資小??梢詮钠渚W(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖中看出,組成這個(gè)網(wǎng)絡(luò)除了各工作站就是傳輸介質(zhì)--同軸電纜,以及一些連接器材,沒有價(jià)格昂貴的節(jié)點(diǎn)集中設(shè)備,如集線器和交換機(jī)。但也正因?yàn)檫@樣,所以這種網(wǎng)絡(luò)所能實(shí)現(xiàn)的功能為簡(jiǎn)單,僅能當(dāng)作一般的文件服務(wù)模式;
    (3)傳輸速度較快:在令牌網(wǎng)中允許有16Mbps的傳輸速度,它比普通的10Mbps以太網(wǎng)要快許多。當(dāng)然隨著以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用和以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,以太網(wǎng)的速度也得到了極大提高,目前普遍都能提供100Mbps的網(wǎng)速,遠(yuǎn)比16Mbps要高。
    (4)維護(hù)困難:從其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以看到,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)間是直接串聯(lián),這樣任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)出了故障都會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中斷、癱瘓,維護(hù)起來(lái)非常不便。另一方面因?yàn)橥S電纜所采用的是插針式的接觸方式,所以非常容易造成接觸不良,網(wǎng)絡(luò)中斷,而且這樣查找起來(lái)非常困難,這一點(diǎn)相信維護(hù)過這種網(wǎng)絡(luò)的人都會(huì)深有體會(huì)。
    (5)擴(kuò)展性能差:也是因?yàn)樗沫h(huán)型結(jié)構(gòu),決定了它的擴(kuò)展性能遠(yuǎn)不如星型結(jié)構(gòu)的好,如果要新添加或移動(dòng)節(jié)點(diǎn),就必須中斷整個(gè)網(wǎng)絡(luò),在環(huán)的兩端作好連接器才能連接。
    3. 總線型結(jié)構(gòu)
    這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所有設(shè)備都直接與總線相連,它所采用的介質(zhì)一般也是同軸電纜(包括粗纜和細(xì)纜),不過現(xiàn)在也有采用光纜作為總線型傳輸介質(zhì)的,如后面我們將要講的ATM網(wǎng)、Cable Modem所采用的網(wǎng)絡(luò)等都屬于總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。它的結(jié)構(gòu)示意圖如圖3所示。
    這種結(jié)構(gòu)具有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn):
    (1)組網(wǎng)費(fèi)用低:從示意圖可以這樣的結(jié)構(gòu)根本不需要另外的互聯(lián)設(shè)備,是直接通過一條總線進(jìn)行連接,所以組網(wǎng)費(fèi)用較低;
    (2)這種網(wǎng)絡(luò)因?yàn)楦鞴?jié)點(diǎn)是共用總線帶寬的,所以在傳輸速度上會(huì)隨著接入網(wǎng)絡(luò)的用戶的增多而下降;
    (3)網(wǎng)絡(luò)用戶擴(kuò)展較靈活:需要擴(kuò)展用戶時(shí)只需要添加一個(gè)接線器即可,但所能連接的用戶數(shù)量有限;
    (4)維護(hù)較容易:?jiǎn)蝹€(gè)節(jié)點(diǎn)失效不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常通信。但是如果總線一斷,則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)或者相應(yīng)主干網(wǎng)段就斷了。
    (5)這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是僅能一個(gè)端用戶發(fā)送數(shù)據(jù),其它端用戶必須等待到獲得發(fā)送權(quán)。
    4. 混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
    這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由前面所講的星型結(jié)構(gòu)和總線型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更能滿足較大網(wǎng)絡(luò)的拓展,解決星型網(wǎng)絡(luò)在傳輸距離上的局限,而同時(shí)又解決了總線型網(wǎng)絡(luò)在連接用戶數(shù)量的限制。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)同時(shí)兼顧了星型網(wǎng)與總線型網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn),在缺點(diǎn)方面得到了一定的彌補(bǔ)。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。
    這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要用于較大型的局域網(wǎng)中,如果一個(gè)單位有幾棟在地理位置上分布較遠(yuǎn)(當(dāng)然是同一小區(qū)中),如果單純用星型網(wǎng)來(lái)組整個(gè)公司的局域網(wǎng),因受到星型網(wǎng)傳輸介質(zhì)--雙絞線的單段傳輸距離(100m)的限制很難成功;如果單純采用總線型結(jié)構(gòu)來(lái)布線則很難承受公司的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的需求。結(jié)合這兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),在同一棟樓層我們采用雙絞線的星型結(jié)構(gòu),而不同樓層我們采用同軸電纜的總線型結(jié)構(gòu),而在樓與樓之間我們也必須采用總線型,傳輸介質(zhì)當(dāng)然要視樓與樓之間的距離,如果距離較近(500m以內(nèi))我們可以采用粗同軸電纜來(lái)作傳輸介質(zhì),如果在180m之內(nèi)還可以采用細(xì)同軸電纜來(lái)作傳輸介質(zhì)。但是如果超過500m我們只有采用光纜或者粗纜加中繼器來(lái)滿足了。這種布線方式就是我們常見的綜合布線方式。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有以下幾個(gè)方面的特點(diǎn):
    (1)應(yīng)用相當(dāng)廣泛:這主要是因它解決了星型和總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不足,滿足了大公司組網(wǎng)的實(shí)際需求;
    (2)擴(kuò)展相當(dāng)靈活:這主要是繼承了星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。但由于仍采用廣播式的消息傳送方式,所以在總線長(zhǎng)度和節(jié)點(diǎn)數(shù)量上也會(huì)受到限制,不過在局域網(wǎng)中是不存在太大的問題;
    (3)同樣具有總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)速率會(huì)隨著用戶的增多而下降的弱點(diǎn);
    (4)較難維護(hù),這主要受到總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制約,如果總線斷,則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)也就癱瘓了,但是如果是分支網(wǎng)段出了故障,則仍不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作。再一個(gè)整個(gè)網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜,維護(hù)起來(lái)不容易;
    (5)速度較快:因?yàn)槠涔歉删W(wǎng)采用高速的同軸電纜或光纜,所以整個(gè)網(wǎng)絡(luò)在速度上應(yīng)不受太多的限制。
    二、常見局域網(wǎng)操作系統(tǒng)
    我們?cè)诘谝黄_始就說到了網(wǎng)絡(luò)的基本組成,其中一個(gè)重要組成部分就是"網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)"。它是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的核心,也是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)和管理的基礎(chǔ)。目前局域網(wǎng)中主要存在以下幾類網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng):
    1. Windows類
    對(duì)于這類操作系統(tǒng)相信用過電腦的人都不會(huì)陌生,這是全球大的軟件開發(fā)商--Microsoft(微軟)公司開發(fā)的。Microsoft公司的Windows系統(tǒng)不僅在個(gè)人操作系統(tǒng)中占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),它在網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中也是具有非常強(qiáng)勁的力量。這類操作系統(tǒng)配置在整個(gè)局域網(wǎng)配置中是常見的,但由于它對(duì)服務(wù)器的硬件要求較高,且穩(wěn)定性能不是很高,所以微軟的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)一般只是用在中低檔服務(wù)器中,高端服務(wù)器通常采用UNIX、LINUX或Solairs等非Windows操作系統(tǒng)。在局域網(wǎng)中,微軟的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)主要有:Windows NT 4.0 Serve、Windows 2000 Server/Advance Server,以及新的Windows 2003 Server/ Advance Server等,工作站系統(tǒng)可以采用任一Windows或非Windows操作系統(tǒng),包括個(gè)人操作系統(tǒng),如Windows 9x/ME/XP等。
    在整個(gè)Windows網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)中為成功的還是要算了Windows NT4.0這一套系統(tǒng),它幾乎成為中、小型企業(yè)局域網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)操作系統(tǒng),一則是它繼承了Windows家族統(tǒng)一的界面,使用戶學(xué)習(xí)、使用起來(lái)更加容易。再則它的功能也的確比較強(qiáng)大,基本上能滿足所有中、小型企業(yè)的各項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)求。雖然相比Windows 2000/2003 Server系統(tǒng)來(lái)說在功能上要遜色許多,但它對(duì)服務(wù)器的硬件配置要求要低許多,可以更大程度上滿足許多中、小企業(yè)的PC服務(wù)器配置需求。
    2. NetWare類
    NetWare操作系統(tǒng)雖然遠(yuǎn)不如早幾年那么風(fēng)光,在局域網(wǎng)中早已失去了當(dāng)年雄霸一方的氣勢(shì),但是NetWare操作系統(tǒng)仍以對(duì)網(wǎng)絡(luò)硬件的要求較低(工作站只要是286機(jī)就可以了)而受到一些設(shè)備比較落后的中、小型企業(yè),特別是學(xué)校的青睞。人們一時(shí)還忘不了它在無(wú)盤工作站組建方面的優(yōu)勢(shì),還忘不了它那毫無(wú)過份需求的大度。且因?yàn)樗嫒軩OS命令,其應(yīng)用環(huán)境與DOS相似,經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展,具有相當(dāng)豐富的應(yīng)用軟件支持,技術(shù)完善、可*。目前常用的版本有3.11、3.12和4.10 、V4.11,V5.0等中英文版本,NetWare服務(wù)器對(duì)無(wú)盤站和游戲的支持較好,常用于教學(xué)網(wǎng)和游戲廳。目前這種操作系統(tǒng)有市場(chǎng)占有率呈下降趨勢(shì),這部分的市場(chǎng)主要被Windows NT/2000和Linux系統(tǒng)瓜分了。
    3. Unix系統(tǒng)
    目前常用的UNIX系統(tǒng)版本主要有:Unix SUR4.0、HP-UX 11.0,SUN的Solaris8.0等。支持網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)服務(wù),提供數(shù)據(jù)等應(yīng)用,功能強(qiáng)大,由AT&T和SCO公司推出。這種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)穩(wěn)定和安全性能非常好,但由于它多數(shù)是以命令方式來(lái)進(jìn)行操作的,不容易掌握,特別是初級(jí)用戶。正因如此,小型局域網(wǎng)基本不使用Unix作為網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),UNIX一般用于大型的網(wǎng)站或大型的企、事業(yè)局域網(wǎng)中。
    4. Linux
    這是一種新型的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),它的大的特點(diǎn)就是源代碼開放,可以免費(fèi)得到許多應(yīng)用程序。目前也有中文版本的Linux,在國(guó)內(nèi)得到了用戶充分的肯定,主要體現(xiàn)在它的安全性和穩(wěn)定性方面,它與Unix有許多類似之處。但目前這類操作系統(tǒng)目前使仍主要應(yīng)用于中、高檔服務(wù)器中。
    以上介紹幾種網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng),其實(shí)這幾種操作系統(tǒng)是完全可以實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的,也就是說在一個(gè)局域網(wǎng)中完全可以同時(shí)存在以上幾種類型的網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)。這一點(diǎn)我們將在本教程的后面繼續(xù)介紹。
    三、局域網(wǎng)的幾種工作模式
    局域網(wǎng)的工作模式是根據(jù)局域網(wǎng)中各計(jì)算機(jī)的位置來(lái)決定的,目前局域網(wǎng)主要存在著兩種工作模式,它們涉及到用戶存取和共享信息的方式,它們分別是:客戶/服務(wù)器(C/S)模式和點(diǎn)對(duì)點(diǎn)(Peer-to-Peer)通信模式。
    1. 客戶/服務(wù)器模式:(C/S)
    這是一種基于服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò),在這種模式中,其中一臺(tái)或幾臺(tái)較大的計(jì)算機(jī)集中進(jìn)行共享數(shù)據(jù)庫(kù)的管理和存取,稱為服務(wù)器;而將其它的應(yīng)用處理工作分散到網(wǎng)絡(luò)中其它微機(jī)上去做,構(gòu)成分布式的處理系統(tǒng),服務(wù)器控制管理數(shù)據(jù)的能力己由文件管理方式上升為數(shù)據(jù)庫(kù)管理方式,因此,C/S網(wǎng)絡(luò)模式的服務(wù)器也稱為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。這類網(wǎng)絡(luò)模式主要注重于數(shù)據(jù)定義、存取安全、備份及還原,并發(fā)控制及事務(wù)管理,執(zhí)行諸如選擇檢索和索引排序等數(shù)據(jù)庫(kù)管理功能。它有足夠的能力做到把通過其處理后用戶所需的那一部分?jǐn)?shù)據(jù)而不是整個(gè)文件通過網(wǎng)絡(luò)傳送到客戶機(jī)去,減輕了網(wǎng)絡(luò)的傳輸負(fù)荷。C/S網(wǎng)絡(luò)模式是數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的發(fā)展和普遍應(yīng)用與局域網(wǎng)技術(shù)發(fā)展相結(jié)合的結(jié)果。這種模式與下面所講的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)模式主要存在以下兩個(gè)方面的不同:
    ·后端數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)責(zé)完成大量的任務(wù)處理,如果C/S型數(shù)據(jù)庫(kù)查找一個(gè)特定的信息片段,在搜尋整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)期間并不返回每條記錄的結(jié)果,而只是在搜尋結(jié)束時(shí)返回后的結(jié)果。
    ·如果數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序的客戶機(jī)在處理數(shù)據(jù)庫(kù)事務(wù)時(shí)失敗,服務(wù)器為了維護(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)的完整性,將自動(dòng)重新執(zhí)行這個(gè)事件。
    2. 對(duì)等式網(wǎng)絡(luò):(Peer-to-Peer)
    在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上與專用Server的C/S不同,在對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中,沒有專用服務(wù)器。在這種網(wǎng)絡(luò)模式中,每一個(gè)工作站既可以起客戶機(jī)作用也可以起服務(wù)器作用。有許多網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)可應(yīng)用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò),如微軟的Windows for Workgroups 、Windows NT WorkStation、Windows 9X和Novell Lite等。
    點(diǎn)對(duì)點(diǎn)對(duì)等式網(wǎng)絡(luò)有許多優(yōu)點(diǎn),如它比上面所介紹的C/S網(wǎng)絡(luò)模式造價(jià)低,它們?cè)试S數(shù)據(jù)庫(kù)和處理機(jī)能分布在一個(gè)很大的范圍里,還允許動(dòng)態(tài)地安排計(jì)算機(jī)需求。當(dāng)然它的缺點(diǎn)也是非常明顯的,那就是提供較少的服務(wù)功能,并且難以確定文件的位置,使得整個(gè)網(wǎng)絡(luò)難以管理。
    好了,對(duì)一些基礎(chǔ)概念的介紹就講到這里,在下面的文章里,我們將進(jìn)入一些實(shí)作性的課題,首先,我們將介紹局域網(wǎng)網(wǎng)線制作的材料與工具。