书城计算机网络纵横于天地之间——互联网络技术
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第7章 网络是什么(2)

采用双绞线联网是目前最常见的联网方式。它价格便宜,安装方便,但易受干扰,传输率较低,传输距离比同轴电缆要短。光纤网采用光导纤维作为传输介质,传输距离长,传输率高,抗干扰性强,现在正在迅速发展。

无线网络

无线网络采用微波、红外线、无线电等电磁波作为传输介质,由于无线网络的联网方式灵活方便,因此是一种很有前途的组网方式。目前,不少大学和公司已经在使用无线网络了。

(四)按服务对象分类

按照网络服务的对象分类,可以将网络分为企业网、校园网等类型。

企业网

企业网顾名思义,就是为某个企业服务的计算机网络。企业网可以包括局域网,也可以包括一部分广域网。而对于一个小企业,由于在外地没有分支机构,组建一个局域网也就可以满足需要了。

校园网

校园网是为大学、中学、小学服务的网络。随着“校校通”工程的启动,出现了越来越多的校园网,现在全国已经有5000多所中小学有了校园网。

三、网络特点

按照覆盖范围,可以把网络分为局域网、广域网和城域网,这也是计算机网络最常见的分类方法。每种网络各有特点。

(一)局域网

局域网是应用最多的网络形式,也是构成互联网的主体。构成局域网的计算机可以在几台或几百台之间。事实上,由于对局域网的支持已经成为了计算机操作系统的基本功能,所以在一定程度上,你也可以把一台计算机看做一个局域网。

互联网就是无数局域网的集合。

在一个局域网中,我们可以在它们之间共享程序、文档等各种资源,而不必再来回传递磁盘、U盘等存储媒质;还可以通过网络使多台计算机共享同一硬件,如打印机、调制解调器等;同时我们也可以通过网络使用计算机发送和接收传真,方便快捷而且经济。

局域网的特征

局域网的分布范围小、投资少、配置简单,它主要具有如下特征:

(1)传输速率高:一般为1~1000Mbps,光纤高速网可达100Mbps,1000Mbps;

(2)支持传输介质种类多;

(3)通信处理一般由网卡完成;

(4)传输质量好,误码率低;

(5)有规则的拓扑结构。

局域网的组成:

局域网一般由服务器、用户工作站、网卡、传输介质四部分组成。

(1)服务器:运行网络操作系统(network operation system,NOS),提供硬盘、文件数据及打印机共享等服务功能,是网络控制的核心。常见的NOS主要有NetWare、Unix和Windows系列三种。

NetWare:是第一个真正的网络操作系统,其流行版本有V3.12、V4.11、V5.0,对硬件要求低,技术完善、可靠,支持多种工作站和协议,适于局域网操作系统,作为文件服务器,打印服务器性能好。NetWare是美国Novell公司的产品,对网络尤其是局域网的发展作出了非常巨大的贡献,但是非常不幸的是,这个产品和这个公司都已经接近于消失,因为它们面对的对手是微软和Windows。

Unix:一种典型的多用户的NOS,主要应用于超级小型机、大型机上。支持网络文件系统服务、提供数据等应用,功能强大,不易掌握,命令复杂,由AT&;T和SCO公司推出。Unix拥有多个版本和厂商,也是目前最稳定的网络操作系统。但是,早期糟糕的(俗称专业化)的操作界面使其远离了广大的用户群。

Linux:一个开发源码并近于免费的Unix,这两大优点决定了其不会是可有可无的。

Windows系列:一种面向分布式图形应用程序的完整平台系统,最早的网络版本来源于Windows3.1版,也就是Windows For Workgroup,后来演变成Windows NT(New Technology)。它易于安装和管理,且集成了Internet网络管理工具,前景广阔。这是目前最普及的系统,虽然有诸多的缺点。

服务器分为文件服务器、打印服务器、数据库服务器,在Internet网上,还有Web、FTP、E—mail等服务器。网络OS朝着能支持多种通信协议、多种网卡和工作站的方向发展。

(2)工作站:可以有自己的OS,独立工作,通过运行工作站网络软件,访问Server共享资源。

(3)网卡:将工作站式服务器连到网络上,实现资源共享和相互通信,数据转换和电信号匹配。

(4)传输介质:目前常用的传输介质有双绞线、同轴电缆、光纤等。

局域网的几种工作模式

(1)专用服务器结构(Server—Based)

又称为“工作站/文件服务器”结构,由若干台微机工作站与一台或多台文件服务器通过通信线路连接起来组成工作站存取服务器文件,共享存储设备。

文件服务器自然以共享磁盘文件为主要目的。

对于一般的数据传递来说已经够用了,但是当数据库系统和其他复杂而被不断增加的用户使用的应用系统到来的时候,服务器已经不能承担这样的任务了,因为随着用户的增多,为每个用户服务的程序也增多,每个程序都是独立运行的大文件,给用户感觉极慢,因此产生了客户机/服务器模式。

(2)客户机/服务器模式(Client/Server)

其中一台或几台较大的计算机集中进行共享数据库的管理和存取,称为服务器,而将其他的应用处理工作分散到网络中其他微机上去做,构成分布式的处理系统。

C/S模式的发展主要归因于数据库服务器。随着数据库理论和技术的成熟,大量的数据被纳入了计算机管理。依赖于逐渐成熟的网络技术和信息系统(MIS),形成了专业的数据库服务器,计算机对数据的管理方式由文件管理上升为数据库管理方式。

数据库与文件系统不同,注重于数据定义及存取安全后备及还原,并发控制及事务管理,执行诸如选择检索和索引排序等数据库管理功能,它有足够的能力做到把通过其处理后用户所需的那一部分数据而不是整个文件通过网络传送到客户机去,减轻了网络的传输负荷。C/S结构是数据库技术的发展和普遍应用与局域网技术发展相结合的结果。

(3)对等式网络(Peer—to—Peer)

在拓扑结构上与专用Server及C/S相同。在对等式网络结构中,没有专用服务器,每一个工作站既可以起客户机作用也可以起服务器作用。

由于计算机处理能力和速度得到大幅度的提高,一台普通的PC机已经超过了原来服务器的处理能力,足以完成服务器的任务,所以对等网络已经成为了局域网的主流,尤其是在日常的办公环境下。

(二)广域网

广域网(Wide Area Network)是在一个广泛地理范围内所建立的计算机通信网,简称WAN,其范围可以超越城市和国家以至全球,因而对通信的要求比较高。

WAN由通信子网与资源子网两个部分组成。通信子网可以是一个专用网(交换网或非交换网)或一个公用网(交换网);资源子系统是联在网上的各种计算机、终端、数据库等。这不仅指硬件,也包括软件和数据资源。在实际应用中,局域网LAN可与WAN互联,或通过WAN与位于其他地点的WAN互联,这时LAN就成为WAN上的一个端系统。

广域网用于通信的传输装置,一般是由公司或电信部门提供的。互联主要采用公用网络和专用网络两种,如果连接的次数有限,要求不固定,通用性好,可选择公用数据网或增值网;如果连接次数很多,且要24小时畅通无阻,则采用专用网络为好。

与覆盖范围较小的局域网相比,广域网具有以下优点:

覆盖范围广,可达数千米甚至数万千米;

数据传输速率较低,广域网一般会低于局域网的传输速率;

使用多种传输介质;

数据传输时延大,例如卫星通信的延时可达几秒钟;

数据传输质量不高,例如误码率提高、信号衰减大等;

广域网管理、维护困难。

WAN的实现都是按照一定的网络体系结构相应的协议进行的。开放系统互联参考模型及相应的一系列国际标准协议对于WAN的实现、建立和应用有重要的指导作用。广域网是一种跨地区的数据通信网络,使用电信运营商提供的设备作为信息传输平台。对照OSI参考模型,广域网技术主要位于底层的3个层次,分别是物理层、数据链路层和网络层。

广域网的连接技术主要有:

(1)DDN

DDN是数字数据网(Digital Data Network)的简称,它由光纤、数字微波或卫星等数字传输通道和数字交叉复用设备组成,为用户提供高质量的数据传输通道,传送各种数据业务。

DDN的特点:

传输时延小、质量高,路由自动迂回,实现全透明传输,可支持数据、图像、话音等多媒体业务,可选速率为2400bps~2048kbps。DDN数字数据网在我国已广泛应用,覆盖区域广,配套设施比较完善,非常适合于远程局域网间的固定互联,但租用费较高。

(2)X.25分组交换数据网

分组交换也称为包交换,它把用户要传送的数据按一定长度分割成若干个数据段,称为“分组”或“包”(Packet),然后在网络中以“存储—转发”的方式进行传送。X.25分组交换适合于不同类型、不同速率的计算机之间的通信。

X.25分组交换网特点可以实现多方通信,大大提高线路利用率,信息传递安全、可靠、传输速率高,通过申请账号、密码(NUI)、可实现全国漫游,提供速率为2400bps~64kbps。X.25线路在我国已有广泛的应用,覆盖区域广,线路租用费较低,非常适合于远程节点间的低速互联。

(3)PSTN公共电话网

PSTN公共电话网是目前使用最广泛的网络系统,它的优点是覆盖区域广、易于使用、价格较低,缺点是网络线路质量较差,传输速率较低。PSTN适合于对通信质量要求较低或作为备份网络连接的场合。

(4)ISDN综合业务数据网

ISDN综合业务数字网,是在IDN的基础上,实现用户线传输的数字化,提供一组标准的用户/网络接口,使用户能够利用已有的一对电话线,连接各类终端设备,分别进行电话、传真、数据、图像等多种业务通信,或者同时进行包括话音、数据和图像的综合业务(多媒体业务)通信。

ISDN终端设备通过标准的用户—网络接口接入ISDN网络。窄带ISDN有两种不同速率的标准接口:一种是基本入口(Basic Access),速率为144kbps,支持两条64kbps的用户信道和一条16kbps的信令信道;另一种是一次群速率入口(Primary Rate Access),其速率和PCM一次群速率相同2048kbps或1544kbps),支持31或24条64kbps的用户信道和一条64kbps的信令信道。这两种接口都可以用对绞电缆作为传输媒体。宽带ISDN的用户—网络接口上传输速率高于PCM一次群速率,可达到几百Mbps,必须改用光纤来传输。

(5)Frame Relay帧中继

帧中继是在用户—网络接口之间提供用户信息流的双向传输,并保持信息顺序不变的一种承载业务。用户信息以帧为单位进行传输,并对用户信息流进行统计复用。帧中继是综合业务数字网ISDN标准化过程中产生的一种重要技术,它是在数字光纤传输线路逐步替代原有的模拟线路,用户终端日益智能化的情况下,由X.25分组交换技术发展起来的一种传输技术。

帧中继的优点:

传输时延小、速率高;

网络处理简单;

组网简单;

一个端口可实现多个PVC的连续;

能和不同入网速率的用户通信;

传输带按需动态分配,特别适合为LAN提供互联。

(三)城域网

城域网(Metropolitan Area Network)是在一个城市范围内所建立的计算机通信网,简称MAN。

城域网是在20世纪80年代末,在LAN的发展基础上提出的,在技术上与LAN有许多相似之处,而与广域网(WAN)区别较大。

MAN的传输媒介主要采用光缆,传输速率在100Mbps以上。所有联网设备均通过专用连接装置与媒介相联,只是媒质访问控制在实现方法上与LAN不同。MAN的一个重要用途是用作骨干网,通过它将位于同一城市内不同地点的主机、数据库以及LAN等互相连接起来,这与WAN的作用有相似之处,但两者在实现方法与性能上有很大差别。

MAN不仅用于计算机通信,同时可用于传输话音、图像等信息,成为一种综合利用的通信网,但属于计算机通信网的范畴,不同于综合业务通信网(ISDN)。

目前,城域网范围的电信网由上至下可纵向划分为三种网络:业务网、传送网、光缆网。其中业务网主要包括话音网和数据网;传送网主要基于SDH技术构建;光缆网由广泛分布的光缆线路互联组成,是所有上层网络的物理媒体承载平台。

城域数据网的结构一般分为核心层、汇聚层和接入层。核心层负责进行数据的快速转发,同时实现同骨干网的互联,提供城市的高速IP数据出口。汇聚层负责汇聚分散的接入点,进行数据交换,提供流量控制和用户管理功能。接入层负责提供各种类型用户的接入,在有需要时提供用户流量控制功能。