淺談計(jì)算機(jī)局域網(wǎng)絡(luò)

【摘要】局域網(wǎng)是一個非常龐大而復(fù)雜的系統(tǒng)，它不僅為現(xiàn)代化教學(xué)、綜合信息管理和辦公自動化等一系列應(yīng)用提供基本操作平臺，而且能提供多種應(yīng)用服務(wù)，使信息能及時、準(zhǔn)確地傳送給各個系統(tǒng)。因此本文將以局域網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程可能用到的各種知識為方向，為局域網(wǎng)的建設(shè)提供理論依據(jù)和實(shí)踐指導(dǎo)。

【關(guān)鍵詞】局域網(wǎng)；Internet；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；硬件設(shè)備；傳輸介質(zhì)；網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

隨著人們對于信息資源共享以及信息交流的迫切需求，促使網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的產(chǎn)生和快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的產(chǎn)生和使用為人類信息文明的發(fā)展帶來了革命性的變化。自1995年中國教育教研網(wǎng)（CERNET）建成后，局域網(wǎng)的建設(shè)已經(jīng)進(jìn)入到一個蓬勃發(fā)展的階段。內(nèi)容包括各種局域網(wǎng)的簡介、局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議、硬件設(shè)備、傳輸介質(zhì)、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，對今后大家在學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)知識或是進(jìn)行局域網(wǎng)的工程建設(shè)中有所借鑒。

一、局域網(wǎng)簡介

局域網(wǎng)是同一建筑、同一校園、方圓幾公里遠(yuǎn)的地域內(nèi)的專用網(wǎng)絡(luò)。局域網(wǎng)通常用來連接公司辦公室或企業(yè)內(nèi)部的個人計(jì)算機(jī)和工作站，以共享軟、硬件資源。美國電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）局域網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)委員會員會曾提出局域網(wǎng)的一些具體特征：

（1）局域網(wǎng)在通信距離有一定的限制，一般在1～2Km的地域范圍內(nèi)。比如在一個辦公樓內(nèi)、一個學(xué)校等。

（2）較高傳輸率的物理通信信道也是局域網(wǎng)的一個主要特征，在廣域網(wǎng)中用電話線連接的計(jì)算機(jī)一般也只有20～40Kpbs的速率。

（3）因?yàn)檫B接線路都比較短，中間幾乎不會愛任何干擾，所以局域網(wǎng)還具有始終一致的低誤碼率。

（4）局域網(wǎng)一般是一個單位或部門專用的，所以管理起很方便。

（5）另外局域網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)比較簡單，所支持連接的計(jì)算機(jī)數(shù)量也是有限的。組網(wǎng)時也就相對很容易連接。

二、局域網(wǎng)絡(luò)協(xié)議

網(wǎng)絡(luò)協(xié)議是通信雙方共同遵守的約定和規(guī)范，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備必須安裝或設(shè)置各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議之后才能完成數(shù)據(jù)的傳輸和發(fā)送，在校園局域網(wǎng)上用到的協(xié)議主要有，ICP/IP協(xié)議、IPX/SPX協(xié)議等。

（1）TCP/IP協(xié)議

TCP/IP協(xié)議是目前在網(wǎng)絡(luò)中應(yīng)用得最廣泛的協(xié)議，ICP/IP實(shí)際上是一個關(guān)于Internet的標(biāo)準(zhǔn)，并隨著的Internet廣泛應(yīng)用而風(fēng)靡全球，它也成為局域網(wǎng)的首選協(xié)議。TCP/IP是一種分層協(xié)議，它共被分為個4層次，大約包含近期100個非專有協(xié)議，通過這些協(xié)議，可以高效和可靠地實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)之間的互連。TCP/IP協(xié)議中的核心協(xié)議有TCP（傳輸控制協(xié)議）、UDP（用戶數(shù)據(jù)報(bào)協(xié)議）和IP（因特網(wǎng)協(xié)議）

（2）超文本傳輸協(xié)議（HTTP）

HTTP（HyperText Transfer Protocol ），超文本傳輸協(xié)議）是WWW瀏覽器和WWW服務(wù)器之間的應(yīng)用層協(xié)議，是用于分布式協(xié)作超文本信息系統(tǒng)的、通用的、面向?qū)ο蟮膮f(xié)議，HTTP協(xié)議還是基于TCP/IP協(xié)議之上的應(yīng)用層協(xié)。

（3）文件傳輸協(xié)議（FTP）

FTP（File Transfer Protocol ，文件傳輸協(xié)議）是由支持Internet文件傳輸?shù)母鞣N規(guī)則所組成的集合。這些規(guī)則能使網(wǎng)絡(luò)用戶把文件從一個主機(jī)拷貝到另一個主機(jī)上，F(xiàn)TP是采客戶/服務(wù)器方式服務(wù)的。

（4）遠(yuǎn)程登錄協(xié)議（Telnet）

遠(yuǎn)程登錄協(xié)議的目的是提供一個全面的、雙向的、面向8個比特字節(jié)的通信工具，其主要目標(biāo)是提供終端設(shè)備與面向進(jìn)程接口的標(biāo)準(zhǔn)方法，Telnet是應(yīng)用層的協(xié)議，采用客戶/服務(wù)器模式工作的，Telnet不僅允許用戶登錄到遠(yuǎn)端主機(jī)上，還允許用執(zhí)行遠(yuǎn)端主機(jī)的命令，這樣用戶就能以極小的網(wǎng)絡(luò)資源代價完成大型的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

三、硬件設(shè)備

網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要是指硬件系統(tǒng)，各種網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之間是有著相互關(guān)聯(lián)而不是相互獨(dú)立的，每一部分在網(wǎng)絡(luò)中有著不同的作用，缺一不可，只有把這些設(shè)備通過一定的形式連起來才能組成一個完整的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)設(shè)備主要包括網(wǎng)卡、集線器、交換機(jī)、路由器、傳輸介質(zhì)等。

1.網(wǎng)卡

網(wǎng)卡（簡稱NIC），也網(wǎng)絡(luò)適配卡或網(wǎng)絡(luò)接口卡，網(wǎng)卡作為計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)連接的接口，是不可缺少的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備之一。無論是雙絞線網(wǎng)絡(luò)、同軸電纜網(wǎng)絡(luò)還是光纜網(wǎng)絡(luò)，都必須借助于相應(yīng)類型的網(wǎng)卡才能實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的連接，是計(jì)算機(jī)與局域網(wǎng)相互連接的惟一接口。每塊網(wǎng)卡上都有一個世界惟一的ID號，也就是MAC（Media Access Control）地址，計(jì)算機(jī)在連入網(wǎng)絡(luò)之后，就是依靠這個ID號才能實(shí)現(xiàn)在不同計(jì)算機(jī)之間的通信和信息交換。網(wǎng)卡有很多種，不同類型的網(wǎng)絡(luò)需要使用不同種類的網(wǎng)卡，不同速度的網(wǎng)絡(luò)需求也要使用不同的網(wǎng)卡。如根據(jù)帶寬來分的話，有10Mbit/s網(wǎng)卡、10/100Mit/s自適應(yīng)網(wǎng)卡和1000Mbit/s網(wǎng)卡；如按總線分，有ISA總線、PCI總線、PCMCIA總線網(wǎng)卡等。從目前校園網(wǎng)建設(shè)的實(shí)際情況來看，工作站網(wǎng)卡選擇PCI總線的10M/100Mbit/s自適應(yīng)網(wǎng)卡最適合。

2.交換機(jī)

交換機(jī)，也稱交換式集線器，是專門設(shè)計(jì)的，使各計(jì)算機(jī)能夠相互高速通信的獨(dú)享帶寬的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。作為高性能的集線設(shè)備，隨著價格的不斷降低，交換機(jī)已逐步取代了集線器而成為集線設(shè)備的首選。由交換機(jī)構(gòu)建的交換式網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)不僅擁有高速的傳輸速率，而且交換延時很小，使得信息的傳輸效率大大提高，適合于大數(shù)據(jù)量并且使用非常頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信，被廣泛應(yīng)用于各種類型的多媒體和數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)。交換機(jī)具有很強(qiáng)的網(wǎng)絡(luò)管理功能，它能自動根據(jù)網(wǎng)絡(luò)通信的使用情況來動態(tài)管理網(wǎng)絡(luò)，因?yàn)榻粨Q機(jī)采用了獨(dú)享網(wǎng)絡(luò)帶寬的設(shè)計(jì)。

3.路由器

路由器除了有連接不同的網(wǎng)絡(luò)物理分支和不同的通信媒介、過濾和隔離網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流及建立路由表，還有控制和管理復(fù)雜的路徑、控制流量、分組分段、防止網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴及在網(wǎng)絡(luò)分支之間提供安全屏障層等到功能。根據(jù)路由設(shè)備的組成可以分為軟路由和硬路由。根據(jù)路由表的設(shè)置方式可以將路由器分為靜態(tài)的和動態(tài)的。路由器工作在網(wǎng)絡(luò)層，因此它可以在網(wǎng)絡(luò)層交換和路由數(shù)據(jù)幀，訪問的是對方的網(wǎng)絡(luò)地址。當(dāng)數(shù)據(jù)幀到達(dá)路由器后，路由器查看數(shù)據(jù)幀的目標(biāo)地址，并在路由表查看到達(dá)目標(biāo)地址的路徑，根據(jù)路徑的代價，選擇一條最佳的路徑，然后把數(shù)據(jù)幀沿這條路徑發(fā)送給目標(biāo)地址。

四、傳輸介質(zhì)

網(wǎng)絡(luò)要求把各個獨(dú)立的計(jì)算機(jī)連接起來的，這樣就必然要求有一種介質(zhì)將計(jì)算機(jī)連接起來，這就是傳輸介質(zhì)，局域網(wǎng)的傳輸介質(zhì)可分為有線介質(zhì)和無線介質(zhì)兩種，一般情況下都是用有線介質(zhì)的，因?yàn)樗姆€(wěn)定性高，連接可靠，無線介質(zhì)只是在特殊環(huán)境下才使用的傳輸方式。常用的有線介質(zhì)主要有以下幾類。

（1）同軸電纜

同軸電纜以硬銅線為芯，外包一層絕緣材料。這層絕緣材料用密織的網(wǎng)狀導(dǎo)體環(huán)繞，網(wǎng)外又覆蓋一層保護(hù)性材料。同軸電纜有許多種不同的規(guī)格，最常用是細(xì)同軸電纜和粗同軸電纜。細(xì)同軸電纜主要用于建筑物內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)連接，而粗同軸電纜則常用于建筑物間相連。它們的區(qū)別在于粗同軸電纜屏蔽更好，能傳輸更遠(yuǎn)的距離。

（2）雙絞線

雙絞線是綜合布線工程中最常用的一種傳輸介質(zhì)。雙絞線由兩根具有絕緣保護(hù)層的銅導(dǎo)線組成。把兩根絕緣的銅導(dǎo)線按一定密度互相絞在一起，可降低信號干擾的程度，每一根導(dǎo)線在傳輸中輻射的電波會被另一根線上發(fā)出的電波抵消，與其他傳輸介質(zhì)相比，雙絞線在傳輸距離、信道寬度和數(shù)據(jù)傳輸速度等方面均受到一定限制，但價格較為低廉。目前，雙絞線可分為非屏蔽雙絞線和屏蔽雙絞線。

（3）光纖

光纖是一種直接為50～100um的柔軟的、能傳導(dǎo)光波的介質(zhì)，一般由玻璃制造。光纖分為：傳輸點(diǎn)模數(shù)類分單模光纖（Single Mode Fiber）和多模光纖（Multi Mode Fiber）。單模光纖的纖芯直徑很小，在給定的工作波長上只能以單一模式傳輸，傳輸頻帶寬，傳輸容量大。多模光纖是在給定的工作波長上，能以多個模式同時傳輸?shù)墓饫w，與單模光纖相比，多模光纖的傳輸性能較差。

五、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器

局域網(wǎng)中的服務(wù)器主有數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和代理服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器與代理服務(wù)器主要是面向校園網(wǎng)內(nèi)部用戶的服務(wù)，對來自Internet的用戶服務(wù)也很多，主要是對校園網(wǎng)內(nèi)部用戶進(jìn)行Internet代理服務(wù)。目前，絕大多數(shù)校園網(wǎng)都要求內(nèi)部服務(wù)用戶通過代理訪問Internet，這樣內(nèi)部用戶就不能直接訪問Internet，同時代理服務(wù)器保存著內(nèi)部用戶訪問Internet的日志，以作為記費(fèi)的依據(jù)。由于用戶數(shù)量非常大，也非常集口中，所以在選型代理服務(wù)器時，主要考慮的是要有較大的容量、較高的處理速度和較高的穩(wěn)定性，一般來說都選用大型服務(wù)器作為代理服務(wù)器。

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