局域网通信协议与网络术语

1、局域网通信协议与网络术语计算机之间的通信具有物理和逻辑上的双重含义。 在计算机网络 的最底层（通常为物理层） ，信息交换体现为直接相连的两台机器之 间无结构的比特流传输； 而在物理层之上的各层所交换的信息便有了定的逻辑结构， 数据在网络上交换必须遵循一定的规则与方法， 这 种规则和方法就被称之为网络协议。可以说网络协议就是网络通信的核心， 在局域网中经常会用到的 是TCP/IR IPX/SPX NetBEUI三种协议，下面分别予以介绍:1.3 .仃CP/IP协议1.TC P/IP协议简介TCP /IP是 一个工业标准协议套件，是为跨广域网（ WAN）的大型互连网络而设计的。TCP/IP是196

2、9年由美国国防部高级研究计划局(DepartmentofDefenseAdvancedResearchProjectAgenqy DARPA 开 发的，它是 ARPANE(T AdvancedResearchProjectsAgencyNetwork ）资源共享试验的产物。TCP/IP的目标是提供高速网络 通信链路。随着ARPANET在规模和作用范围的日益扩大，TCP/IP协议 也逐渐完善，983年1月1日，ARPANE开始对所有的网络通讯和基 本通讯都要求标准使用 TCP和IP协议。从那天开始，ARPANET逐渐变成更广泛知名的In ternet，它所要求的协议逐渐变成TCP/IP协议族。T

3、CP /IP协议族可在各种TCP/IP软件中实现，可用于多种计算机平台。今天，TCP/IP网络协议族已成为广域网和局域网内的标准网络协议，同时也是In ter net的基本协议。之所以称 TCP /IP是 一个协议族, 是因为TCP/IP包含着一系列的协议和应用程序。我们经常可以遇到的TCP /IP协议大致可以分为两种：TCP/IP核心协议和应用层协议。在用户网络操作系统上安装的 TCP /IP协议模块是一系列相互联系的协议，叫做TCP/IP核心协议。所有其他的应用程序和TCP/IP协议套件中的其他协议都依赖于 TCP/IP核心协议所提供的基本服务，这些协议包括：IP、ARR ICMP、IGM

4、P、TCP和 UDR上述一些协议都是TCP/IP协议族中的基本协议，可以说是TCP/IP 协议的基石。 但是在具体的网络应用中， 仅仅依靠这些协议还是不够 的，为了便于数据的交换和简化 TCP/IP网络管理，方便应用程序调用TCP/IP协议的底层服务，在这些TCP/IP核心协议的基础上，又开发了很多应用层协议， 这些应用层协议现在已经成为 Internet 上流行的名 词：(1) 超 文 本 传 输 协 议 ( HTTP) 用 于 传 输 组 成 万 维 网WorldWideWeb)Web 页面的文件。(2) 文件传输协议(FTP用于交互式文件传输。(3) 简单邮件传输协议(SMTP 用于传输

5、邮件消息和连接。(4)终端仿真协议( Telnet)用于远程登录到网络主机。(5)域名系统(DNS 用于把主机名解析成IP地址。(6)路由选择信息协议( RIP)种路由选择协议，路由器用它在 IP 网络上交换路由选择信息。（7）简单网络管理协议（SNMP）用于在网络管理控制台和网络设备（路由器、网桥、智能集线器） 之间选择和交换网络管理信息。2.IP编址计算机接入TCP/IP网络之后，每台计算机将分配到一个IP地址, 该地址用来在网络上标识这台计算机。事实上，每个网络适配器（网 卡）在出厂时都有一个唯一的媒体访问控制（ MAC）地址，MAC地址常用 6 对十六进制数来表示，例如： 00-80-

6、C8-EA-AA-7E与MAC地址相比，为网络中的计算机再分配一个唯一的IP地址, 主要目的是方便网络管理员更好的组织网络上的服务器和工作站， 在 网络传输时，路由器和其他网络设备能决定采用何种路径传输数据分 组。IP地址由4个字节（32bit）的信息组成，例如： 1000,1100,1011,0000,1101,1001,1001,0100。为便于书写，常统一写作：48”这种形式。根据IP地址的前几个bit即可确定该地址的网络类型：A类网络 第一个bit为0，B类网络前两个bit为10，C类网络前三个bit为110如表 1-3 所示）。换算成十进制，则 A 类网络的

7、地址可以为55B 类 网 络 的 地 址 为55 ， C 类 网 络 的 地 址 为55每个A类网络最多可以有上百万个节点,A类地址用于超大型网络；每个 B类网络最多可以有上万个节点，B类地址用于中等规模的网络；每个 C类网络最多只能有几百个节点。C类地址主要用于小型网络。另外还有两类网络地址D 类和 E 类地址，他们属于保留地址，一般很少用到。表 1-3 网络类别和 IP 地址的对应关系网络类型IP地址的前4个bit网络地址范围A 类 0xxx127.

8、255.255.255B 类 10xx55C 类 110x-55D 类 1110-55E 类 1111-55不过对于任何一种类型的网络来说，并不是所有的IP地址都是可用的。一些 IP 地址被赋予了特殊的功能，例如第一个字节是 127的网络地址， 只能用来表示本机， 这个地址被称为回送地址(loopbackaddres)用于检测本机的TCP/IP协议，向这个IP发送个包(如使用 ping 命令)，该包并

9、没有经过本地网络， 而只是在 TCP/IPrh.步。的各个层之间传送了一遍。所以使用ping可以用来检测本机 的TCP/IP协议是否正常工作，这是检测网络的重要另外，在 IP 地址的的任何一个字节，通常不要将其赋值为 0 或255。如果IP地址的网络部分是0。则代表当前网络；而IP地址中最后一个字节如赋值为 255，则用于指定广播消息。广播消息只需送出一次，即能被多台主机接收。 可以使用广播向某个网络或子网上的所有计算机发送消息，例如：发向 55的包将被网络地址为 140.176 的所有计算机接收。减去这些不可用的IP地址之后，A、B、C类网络中可用

10、的IP地 址数量如表 1-4 所示：网络类型可用网络数每个网络中可用主机数A 类 12616777214B 类 1638465534C 类 2097152254为了便于管理，很多时候要将一个A类、B类或者C类网络进 步划分成若干个子网，这个时候就要用到子网掩码的概念。IP地址中包括了两部分的信息：该地址的网络ID和主机ID。IP地址内的网络ID和主机ID用子网掩码区分。每个子网掩码都是一个32bit的数，使用连续的都是1的位组标识网络ID，都是0的位组标识IP地址的主 机 ID。例如，IP地址48使用下面这个32位二进制数作为 子网掩码： 11111111111111

11、111111111100000000该子网掩码是 24 个都是 1 的位，后跟 8 个都是 0 的位，这表示IP地址的网络ID长度为24位而主机ID长度为8位。通常，该子网掩码显示成带点的十进制符号 。根据IP地址中网络ID的位数不同，也可判断该网络地址是属于A类网络、B类网络或者是C类网络:A 类地址的子网掩码为 ，用第一个字节（ 8 位）表示网络ID,后3个字节表示主机ID; B类地址的子网掩码为,用前两个字节（16位）表示网络ID,后两个字节表示主机ID; C类地址的子网掩码为 ,用前 3 个字节

12、（ 24 位）表示网络ID，最后一个字节表示主机ID （如表1-5所示）。表1-5IP地址分类与子网掩码地址类子网掩码的位子网掩码A 类 11111111000000000000000000000000B 类 11111111111111110000000000000000C 类 11111111111111111111111100000000通过自定义子网掩码长度, 还可以将一个网段进一步划分为若干 独立的子网。将一个C类网段划分成多个子网，可以在每个网段中分1-6 所示）,配一台服务器,不同网段间的通信将由服务器完成（如图这

13、 样 分 配 的 好 处 是 更 加 便 于 进 行 管 理 。 例 如 ,92( 用进制表示为192.168.0.x11111111.11111111.11111111.11000000 可以将 C类网段划分为四个单独的子网,图 1-6 子网的划分每个子网中有62个可以分配的IP地址（如表1-6所示）。表 1-6 子网的划分IP 地址子网掩码网段 1292网段 252692网段 329

14、9492网段 4975492注意：在每一个网段中主机ID全为0或者全为1的IP地址是不 可用的。同样的，我们可以用子网掩码 24将一个C类网段划分为8个单独的子网，每个子网中可分配 30个IP地址。实际组网过程中，要根据网络的结构，确定每个子网中可用节点的数目，由此 来选择合适的子网掩码。 要防止寻址和路由出现问题， 应该确保任何 网段上的所有TCP/IP计算机都使用相同的子网掩码。1321PX/SPX协议网际数据包交换（IPX）和顺序数据包交换（SPX是用于NovellN

15、etWare网络的传输协议。与TCP /IP协议一样，IPX/SPX协议也是一个由一些子协议组成的协议族，而且该协议族中的协议都符合TCP/IP协议族中的TCP和IP的组合。除了 Netware系统之外，其他的操作系统中也可以使用 Netware 协议，例如： Windows2000 可以通过NWLink来实现IPX在IPX/SPX网络中，节点的网络地址一直是动态分配的，这与TCP/IP协议有时需要手动指定IP地址有一些差别。IPX使用网络号、节点的MAC地址以及Socket套接字作为地址标识（与TCP /IP协议的IP地址作用相近），以确保网络上各工作站的唯一性。 一个完整的IPX 网络地址

16、是一个 12 字节的十六进制数，由以下几部分组成：（1）网络号， 4 个字节。节点号（MAC地址），6个字节。（3）套接字号或进程 ID，2 个字节。例如：6CB0643A0080C8EAAA7E185就是一个典型的IPX网络地 址。SPX是IPX的姐妹协议，是一个面向连接的协议（IPX是无连接的 协议），能够维持网络上两个通信节点之间的通信会话。IPX在线路上 发送分组而无须目的节点的任何确认信息。 目的节点要负责检查冲突 或分组丢失的情况并要求重传。SPX在两个节点之间创建通信会话, 确保所有分组能够正确到达。Netware 操作系统最初所使用的协议是 IPX/SPX。 但是从Netwar

17、e5.x起，其首选协议改成了 TCP/IP总的说来，IPX/SPX更易于安装和管理，但开销要明显大于 TCP/IP协议，现在IPX/SPX协议已经渐渐被TCP/IP协议取代，但还应用在一些比较古老的网络系统中。另外，一些游戏厂商基于兼容性的考虑， 仍旧在联网游戏中加入了对IPX/SPX协议的支持。133NetBEUI 协议NetBIOS扩展用户接口（ NetBEUI）是一种体积小、速度快、效率高的网络协议， 适用于由几台到几百台计算机所组成的小型工作组或LAN。在运行 Windows2000的远程访问服务器和大多数 Windows联网客户上都可以安装NetBIOS网关和NetBEUI客户端协议

18、。以前的WindowsNT远程访问客户、LANManager远程访问客户、MS-DOS远程访问客户以及 WindowsforWorkgroups 远程访问客户也都可以使用NetBEUI。NetBEUI是不可路由的，也就是说只能在局域网内部使用，如果希望在不同的网段之间相互通信，则需要选择其他的网络协议。对网络中计算机节点数目的限制和不支持跨网段传输限制了NetBEUI 协议的应用范围，但是与其他两种协议相比， NetBEUI 也有 它的优点：三种协议中NetBEUI占用内存最少，由于仅使用机器名作 为计算机的网络标识， 所以基本上不需任何配置即可登陆网络。 而且 由于 NetBEUI 一直为微

19、软所钟爱，我们经常看到的“网上邻居”和“Microsoft网络”就是基于NetBEUI协议的。所以，对于在同一网段下的小型局域网来说，NetBEUI是一个很合适的通讯协议。1.3.4 如何选择通信协议在组建局域网时，具体选择哪一种网络通信协议取决于网络规 模、网络中的操作系统使用状况、网络的安全性需求等多个方面。在 选择网络协议时，要遵循下面的原则：1. 根据网络的特点来选择网络协议各个协议都有各自的特点和适用范围， 要注意根据网络的特点来 选择合适的网络协议。 例如：如果网络由多个网段组成或者需要通过 路由器相连时，就不能选择不支持路由和跨网段传输的 NetBEUI协议;如果网络规模较大、

20、网络结构复杂， 那么应该选择可管理性和可扩充 性良好的协议，TCP/IP协议就是一个很好的选择；如果网络规模较小, 联网的目的只是为了局域网内部的文件或者打印机等设备的共享， 此 时就可以使用NetBEUI协议，因为它对内存的占用比较小，而且带宽利用率较高、网络速度比较快。2. 精简网络中同时使用的网络协议的数目好多管理员认为应该在每个节点添加多种协议以适应网络中的 各种不同的需求，事实上， 这种做法是不合适的，给计算机添加多种 协议，将会占用更多的系统资源、同时也使网络环境变得更加复杂， 不利于网络的管理和维护。 对于大多数网络来说， 选择一种合适的通 讯协议已经可以满足各种网络需求。3.

21、尽量选择最新版本的网络协议，同时网络中各节点的协议版本要统各种网络协议都要经过一个产生、发展、走向成熟的过程，在协 议不断完善的过程中，会产生多个版本。一般来讲，更高版本的网络 协议通常会有更少的漏洞和更高的执行效率， 选择更高版本的网络协 议有助于网络的正常、 高效的运行。 同时还应注意网络中各节点所使 用的网络协议的版本号应该统一， 这样可以减少协议之间产生冲突的 可能性。4. 注意保证网络协议的一致性网络协议就是计算机的语言， 只有使用相同协议的计算机才能够 相互顺利的通信。 如果两台计算机之间协议不相同， 那么就需要借助 第三方设备来完成两机之间信息的“翻译”工作，显然这样不利于网 络

22、的安全性和网络的运行效率。1.3.5 认识各种网络术语在这一小节里，我们再回顾一下本章涉及到的一些重要的网络术 语，在网络的组建和维护过程中， 明确这些网络术语的确切含义是很 必要的。NetBEUI, NetBIOS En ha need User In terfac（ NetBIOS 增强用户接制协议/网际协议） Internet 上使用的一组网络协议， 它们提供相互连 接的网络之间的通讯， 这些网络由具有各种硬件体系结构和各种操作 系统的计算机组成。TCP /IP包括计算机如何进行通讯的标准，以及连接网络和路由选择通信的约定。 “传输控制协议 /网际协议”也被称为TCP/IP。IP, In

23、 ternet P rotocol （网际协议）TCP /IP信使协议，负责通过网络寻址和发送IP数据包。IP可以提供性能很好的无连接传输系统, 该系统不保证数据包能到达目的地或 按发送顺序到达目的地。 “网际协议”也被称为 IP。IP Address （IP地址）用于标识IP网际网络上节点的32位地址。IP网际网络上的每个 节点必须指派唯一的 IP 地址,该地址由网络标识符和主机标识符组 成。该地址一般以带点的十进制符号表示, 每八位十进制值用一个圆 点隔开,如 7。IPX In ternet work P acket Excha nge（网间包交换）NetWare自带的网络协议，用来控制 LAN内或LAN之间数据包的寻址和路由选择。IPX不保证消息是完整的（没有丢失数据包）。“网 间数据包交换”也被称为 IPX。IPX/SPX在Nove