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如何配置局域网中的通讯协议  

2006-03-05 13:37:19|  分类: 维修地狱 |  标签: |举报 |字号 订阅

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无论是几台机器组成的windows 95/98对等网,还是规模较大的windows nt、novell或unix/xenix局域网,凡是亲自组建或管理过网络的人,都遇到过如何选择和配置网络通信协议的问题。由于许多用户对网络中的协议及其功能特点不是很清楚,所以在组网中经常选用了不符合自身网络特点的通信协议。其结果就造成了网络无法接通,或者是速度太慢,工作不稳定等现象而影响了网络的可靠性。事实上,不同的网络协议都有其存在的必要,每一种协议都有它所主要依赖的操作系统和工作环境。在一个网络上运行得很好的通信协议,在另一个看起来很相似的网络上可能完全不适合。因此,组建网络时通信协议的选择尤为重要。本文基于局域网环境,以windows nt为主,同时兼顾netware、windows 95/98等操作系统,介绍和分析了常用通信协议的特点、性能和必要的配置方法,供组网者和网络管理人员参考。
一、通信协议
组建网络时,必须选择一种网络通信协议,使得用户之间能够相互进行“交流”。协议(protocol)是网络设备用来通信的一套规则,这套规则可以理解为一种彼此都能听得懂的公用语言。关于网络中的协议可以概括为两类:“内部协议”和“外部协议”(笔者这样区分,在专业分类上不是很严密,但确实能够解决一些在概念和应用中的混淆),下面分别予以介绍。
1.内部协议
1978年,国际标准化组织(iso)为网络通信制定了一个标准模式,称为osi/rm(open system interconnect/reference model,开放系统互联参考模型)体系结构。该结构共分七层,从低到高分别是物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。其中,任何一个网络设备的上下层之间都有其特定的协议形式,同时两个设备(如工作站与服务器)的同层之间也有其使用的协议约定。在这里,我们将这种上下层之间和同层之间的协议全部定义为“内部协议”。内部协议在组网中一般很少涉及到,它主要提供给网络开发人员使用。如果你只是为了组建一个网络,可不去理会内部协议。
2.外部协议
外部协议即我们组网时所必须选择的协议。由于它直接负责计算机之间的相互通信,所以通常称为网络通信协议。自从网络问世以来,有许多公司投入到了通信协议的开发中,如ibm、banyan、novell、microsoft等。每家公司开发的协议,最初一般是为了满足自己的网络通信,但随着网络应用的普及,不同网络之间进行互联的要求越来越迫切,因此通信协议就成为解决网络之间互联的关键技术。就像使用不同母语的人与人之间需要一种通用语言才能交谈一样,网络之间的通信也需要一种通用语言,这种通用语言就是通信协议。目前,局域网中常用的通信协议(外部协议)主要有netbeui、ipx/spx及其兼容协议和tcp/ip三类。
3.选择网络通信协议的原则
我们在选择通信协议时一般应遵循以下的原则:
第一、所选协议要与网络结构和功能相一致。如你的网络存在多个网段或要通过路由器相连时,就不能使用不具备路由和跨网段操作功能的netbeui协议,而必须选择ipx/spx或tcp/ip等协议。另外,如果你的网络规模较小,同时只是为了简单的文件和设备的共享,这时你最关心的就是网络速度,所以在选择协议时应选择占用内存小和带宽利用率高的协议,如netbeui。当你的网络规模较大,且网络结构复杂时,应选择可管理性和可扩充性较好的协议,如tcp/ip。
第二、除特殊情况外,一个网络尽量只选择一种通信协议。现实中许多人的做法是一次选择多个协议,或选择系统所提供的所有协议,其实这样做是很不可取的。因为每个协议都要占用计算机的内存,选择的协议越多,占用计算机的内存资源就越多。一方面影响了计算机的运行速度,另一方面不利于网络的管理。事实上一个网络中一般一种通信协议就可以满足需要。
第三、注意协议的版本。每个协议都有它的发展和完善过程,因而出现了不同的版本,每个版本的协议都有它最为合适的网络环境。从整体来看,高版本协议的功能和性能要比低版本好。所以在选择时,在满足网络功能要求的前提下,应尽量选择高版本的通信协议。
第四、协议的一致性。如果要让两台实现互联的计算机间进行对话,它们两者使用的通信协议必须相同。否则中间还需要一个“翻译”进行不同协议的转换,这样不仅影响通信速度,同时也不利于网络的安全和稳定运行。
二、局域网中常用的三种通信协议
1.netbeui协议
■netbeui通信协议的特点。netbeui(netbios extended user interface,用户扩展接口)由ibm于1985年开发完成,它是一种体积小、效率高、速度快的通信协议。netbeui也是微软最钟爱的一种通信协议,所以它被称为微软所有产品中通信协议的“母语”。微软在其早期产品,如dos、lan manager、windows 3.x和windows for workgroup中主要选择netbeui作为自己的通信协议。在微软如今的主流产品,如windows 95/98和windows nt中,netbeui已成为其固有的缺省协议。有人将winnt定位为低端网络服务器操作系统,这与微软的产品过于依赖netbeui有直接的关系。netbeui是专门为几台到百余台pc所组成的单网段部门级小型局域网而设计的,它不具有跨网段工作的功能,即netbeui不具备路由功能。如果你在一个服务器上安装了多块网卡,或要采用路由器等设备进行两个局域网的互联时,将不能使用netbeui通信协议。否则,与不同网卡(每一块网卡连接一个网段)相连的设备之间,以及不同的局域网之间将无法进行通信。
虽然netbeui存在许多不尽人意的地方,但它也具有其他协议所不具备的优点。在三种通信协议中,netbeui占用内存最少,在网络中基本不需要任何配置。尤其在微软产品几乎独占pc操作系统的今天,它很适合于广大的网络初学者使用。
■netbeui与netbios之间的关系。细心的读者可能已经发现,netbeui中包含一个网络接口标准netbios。netbios(network basic input/output system,网络基本输入/输出系统)是ibm在1983年开发的一套用于实现pc间相互通信的标准,其目的是开发一种仅仅在小型局域网上使用的通信规范。该网络由pc组成,最大用户数不超过30个,其特点是突出一个“小”字。后来,ibm发现netbios存在的许多缺陷,所以于1985年对其进行了改进,推出了netbeui通信协议。随即,微软将netbeui作为其客户机/服务器网络系统的基本通信协议,并进一步进行了扩充和完善。最有代表性的是在netbeui中增加了叫做smb(server message blocks,服务器消息块)的组成部分,以降低网络的通信堵塞。为此,有时将netbeui协议也称为“smb协议”。
人们常将netbios和netbeui混淆起来,其实netbios只能算是一个网络应用程序的接口规范,是netbeui的基础,它不具有严格的通信协议功能。而netbeui是建立在netbios基础之上的一个网络传输协议。
2.ipx/spx及其兼容协议
■ipx/spx通信协议的特点。ipx/spx(internetwork packet exchange/sequences packet exchange,网际包交换/顺序包交换)是novell公司的通信协议集。与netbeui的明显区别是,ipx/spx显得比较庞大,在复杂环境下具有很强的适应性。因为,ipx/spx在设计一开始就考虑了多网段的问题,具有强大的路由功能,适合于大型网络使用。当用户端接入netware服务器时,ipx/spx及其兼容协议是最好的选择。但在非novell网络环境中,一般不使用ipx/spx。尤其在windows nt网络和由windows 95/98组成的对等网中,无法直接使用ipx/spx通信协议。
■ipx/spx协议的工作方式。ipx/spx及其兼容协议不需要任何配置,它可通过“网络地址”来识别自己的身份。novell网络中的网络地址由两部分组成:标明物理网段的“网络id”和标明特殊设备的“节点id”。其中网络id集中在netware服务器或路由器中,节点id即为每个网卡的id号(网卡卡号)。所有的网络id和节点id都是一个独一无二的“内部ipx地址”。正是由于网络地址的唯一性,才使ipx/spx具有较强的路由功能。
在ipx/spx协议中,ipx是netware最底层的协议,它只负责数据在网络中的移动,并不保证数据是否传输成功,也不提供纠错服务。ipx在负责数据传送时,如果接收节点在同一网段内,就直接按该节点的id将数据传给它;如果接收节点是远程的(不在同一网段内,或位于不同的局域网中),数据将交给netware服务器或路由器中的网络id,继续数据的下一步传输。spx在整个协议中负责对所传输的数据进行无差错处理,所以我们将ipx/spx也叫做“novell的协议集”。
■nwlink通信协议。windows nt中提供了两个ipx/spx的兼容协议:“nwlink spx/spx兼容协议”和“nwlink netbios”,两者统称为“nwlink通信协议”。nwlink协议是novell公司ipx/spx协议在微软网络中的实现,它在继承ipx/spx协议优点的同时,更适应了微软的操作系统和网络环境。windows nt网络和windows 95/98的用户,可以利用nwlink协议获得netware服务器的服务。如果你的网络从novell环境转向微软平台,或两种平台共存时,nwlink通信协议是最好的选择。不过在使用nwlink协议时,其中“nwlink ipx/spx兼容协议”类似于windows 95/98中的“ipx/spx兼容协议”,它只能作为客户端的协议实现对netware服务器的访问,离开了netware服务器,此兼容协议将失去作用;而“nwlink netbios”协议不但可在netware服务器与windows nt之间传递信息,而且能够用于windows nt、windows 95/98相互之间任意通信。
3.tcp/ip协议
tcp/ip(transmission control protocol/internet protocol,传输控制协议/网际协议)是目前最常用到的一种通信协议,它是计算机世界里的一个通用协议。在局域网中,tcp/ip最早出现在unix系统中,现在几乎所有的厂商和操作系统都开始支持它。同时,tcp/ip也是internet的基础协议。
■tcp/ip通信协议的特点。tcp/ip具有很高的灵活性,支持任意规模的网络,几乎可连接所有的服务器和工作站。但其灵活性也为它的使用带来了许多不便,在使用netbeui和ipx/spx及其兼容协议时都不需要进行配置,而tcp/ip协议在使用时首先要进行复杂的设置。每个节点至少需要一个“ip地址”、一个“子网掩码”、一个“默认网关”和一个“主机名”。如此复杂的设置,对于一些初识网络的用户来说的确带来了不便。不过,在windows nt中提供了一个称为动态主机配置协议(dhcp)的工具,它可自动为客户机分配连入网络时所需的信息,减轻了联网工作上的负担,并避免了出错。当然,dhcp所拥有的功能必须要有dhcp服务器才能实现。
同ipx/spx及其兼容协议一样,tcp/ip也是一种可路由的协议。但是,两者存在着一些差别。tcp/ip的地址是分级的,这使得它很容易确定并找到网上的用户,同时也提高了网络带宽的利用率。当需要时,运行tcp/ip协议的服务器(如windows nt服务器)还可以被配置成tcp/ip路由器。与tcp/ip不同的是,ipx/spx协议中的ipx使用的是一种广播协议,它经常出现广播包堵塞,所以无法获得最佳的网络带宽。
■windows 95/98中的tcp/ip协议。windows 95/98的用户不但可以使用tcp/ip组建对等网,而且可以方便地接入其它的服务器。值得注意的是,如果windows 95/98工作站只安装了tcp/ip协议,它是不能直接加入windows nt域的。虽然该工作站可通过运行在windows nt服务器上的代理服务器(如proxy server)来访问internet,但却不能通过它登录windows nt服务器的域。如果要让只安装tcp/ip协议的windows 95/98用户加入到windows nt域,还必须在windows 95/98上安装netbeui协议。
■tcp/ip协议在局域网中的配置。在提到tcp/ip协议时,有许多用户便被其复杂的描述和配置所困扰,而不敢放心地去使用。其实就局域网用户来说,只要你掌握了一些有关tcp/ip方面的知识,使用起来也非常方便。
●ip地址基础知识。前面在谈到ipx/spx协议时就已知道,ipx的地址由“网络id”(network id)和“节点id”(node id)两部分组成,ipx/spx协议是靠ipx地址来进行网上用户的识别的。同样,tcp/ip协议也是靠自己的ip地址来识别在网上的位置和身份的,ip地址同样由“网络id”和“节点id”(或称host id,主机地址)两部分组成。一个完整的ip地址用32位(bit)二进制数组成,每8位(1个字节)为一个段(segment),共4段(segment1~segment4),段与段之间用“.”号隔开。为了便于应用,ip地址在实际使用时并不直接用二进制,而是用大家熟悉的十进制数表示,如192.168.0.1等。ip地址的完整组成:“网络id”和“节点id”都包含在32位二进制数中。目前,ip地址主要分为a、b、c三类(除此之外,还存在d和e两类地址,现在局域网中这两类地址基本不用,故本文暂且不涉及),a类用于大型网络,b类用于中型网络,c类一般用于局域网等小型网络中。其中,a类地址中的最前面一段segment1用来表示“网络id”,且segment1的8位二进制数中的第一位必须是“0”。其余3段表示“节点id”;b类地址中,前两段用来表示“网络id”,且segment1的8位二进制数中的前二位必须是“10”。后两段用来表示“节点id”;在c类地址中,前三段表示“网络id”,且segment1的8位二进制数中的前三位必须是“110”。最后一段segment4用来表示“节点id”。
值得一提的是,ip地址中的所有“网络id”都要向一个名为internic(internet network information center,互联网络信息中心)申请,而“节点id”可以自由分配。目前可供使用的ip地址只有c类,a类和b类的资源均已用尽。不过在选用ip地址时,总的原则是:网络中每个设备的ip地址必须唯一,在不同的设备上不允许出现相同的ip地址。列出了ip地址中的“网络id”的有关属性,“节点id”在互不重复的情况下由用户自由分配。其实,将ip地址进行分类,主要是为了满足网络的互联。如果你的网络是一个封闭式的网络,只要在保证每个设备的ip地址唯一的前提下,三类地址中的任意一个都可以直接使用(为以防万一,你还是老老实实地使用c类ip地址为好)。
●子网掩码。对ip地址的解释称之为子网掩码。从名称可以看出,子网掩码是用于对子网的管理,主要是在多网段环境中对ip地址中的“网络id”进行扩展。举个例子来说明:例如某个节点的ip地址为192.168.0.1,它是一个c类网。其中前面三段共24位用来表示“网络id”,是非常珍贵的资源;而最后一段共8位可以作为“节点id”自由分配。但是,如果公司的局域网是分段管理的,或者该网络是由多个局域网互联而成,是否要给每个网段或每个局域网都申请分配一个“网络id”呢?这显然是不合理的。此时,我们可以使用子网掩码的功能,将其中一个或几个节点的ip地址全部充当成“网络id”来使用,用来扩展“网络id”不足的困难。
当我们将某一节点的ip地址如192.168.0.1已设置成一个“网络id”时,网络上的其它设备又怎样知道它是一个“网络id”,而不是一个节点ip地址呢?这就要靠子网掩码来告知。子网掩码是这样做的:如果某一位的二进制数是“1”,它就知道是“网络id”的一部分;如果是“0”便认作是“节点id”的一部分。如将192.168.0.1当做“网络id”时,其子网掩码就是11111111.11111111.11111111.00000001,对应的十进制数表示为255.255.255.1。否则它的子网掩码就是11111111.11111111.11111111.00000000,对应的十进制数表示应为255.255.255.0 。有了子网掩码,便可方便地实现用户跨网段或跨网络操作。不过,为了让子网掩码能够正常工作,同一子网中的所有设备都必须支持子网掩码,且子网掩码相同。列出了a、b、c三类网络的缺省子网掩码。
●网关。网关(gateway)是用来连接异种网络的设置。它充当了一个翻译的身份,负责对不同的通信协议进行翻译,使运行不同协议的两种网络之间可以实现相互通信。如运行tcp/ip协议的windows nt用户要访问运行ipx/spx协议的novell网络资源时,则必须由网关作为中介。如果两个运行tcp/ip协议的网络之间进行互联,则可以使用windows nt所提供的“默认网关”(default gateway)来完成。网关的地址该如何分配呢?可举一个例子来回答:假如a网络的用户要访问b网络上的资源,必须在a网络中设置一个网关,该网关的地址应为b网络的“网络id”(一般可理解为b网络服务器的ip地址)。当a网络的用户同时还要访问c网络的资源时又该怎么呢?你只需将c网络的“网络id”添加到a网络的网关中即可。依次类推……网关连多少个网络,就拥有多少个ip地址。
●主机名。网络中唯一能够代表用户或设备身份的只有ip地址。但一般情况下,众多的ip地址不容易记忆,操作起来也不方便。为了改善这种状况,我们可给予每个用户或设备一个有意义的名称,如“wangqun”。至于在网络中用到“wangqun”时,怎样知道其对应的ip地址呢?这完全由操作系统自己完成,我们大可不必考虑。
三、通信协议的安装、设置和测试
局域网中的一些协议,在安装操作系统时会自动安装。如在安装windows nt或windows 95/98时,系统会自动安装netbeui通信协议。在安装netware时,系统会自动安装ipx/spx通信协议。其中三种协议中,netbeui和ipx/spx在安装后不需要进行设置就可以直接使用,但tcp/ip要经过必要的设置。所以下文主要以windows nt环境下的tcp/ip协议为主,介绍其安装、设置和测试方法,其他操作系统中协议的有关操作与windows nt基本相同,甚至更为简单。
■tcp/ip通信协议的安装。在windows nt中,如果未安装有tcp/ip通信协议,可选择“开始/设置/控制面板/网络”,将出现“网络”对话框,选择对话框中的“协议/添加”,选取其中的tcp/ip协议,然后单击“确定”按钮。系统会询问你是否要进行“dhcp服务器”的设置?如果你的ip地址是固定的(一般是这样),可选择“否”。随后,系统开始从安装盘中复制所需的文件。
■tcp/ip通信协议的设置。在“网络”对话框中选择已安装的tcp/ip协议,打开其“属性”。在指定的位置输入已分配好的“ip地址”和“子网掩码”。如果该用户还要访问其它widnows nt网络的资源,还可以在“默认网关”处输入网关的地址。
■tcp/ip通信协议的测试。当tcp/ip协议安装并设置结束后,为了保证其能够正常工作,在使用前一定要进行测试。笔者建议大家使用系统自带的工具程序:ping.exe,该工具可以检查任何一个用户是否与同一网段的其他用户连通,是否与其他网段的用户连接正常,同时还能检查出自己的ip地址是否与其他用户的ip地址发生冲突。假如服务器的ip地址为192.168.0.1,如要测试你的机器是否与服务器接通时,只需切换到dos提示符下,并键入命令“ping 192.168.0.1”即可。如果出现类似于“reply from 192.168.0.1……”的回应,说明tcp/ip协议工作正常;如果显示类似于“request timed out”的信息,说明双方的tcp/ip协议的设置可能有错,或网络的其它连接(如网卡、hub或连线等)有问题,还需进一步检查。
四、小结
在组建局域网时,具体选择哪一种网络通信协议主要取决于网络规模、网络间的兼容性和网络管理几个方面。如果正在组建一个小型的单网段的网络,并且对外没有连接的需要,这时最好选择netbeui通信协议。如果你正从netware迁移到windows nt,或两种平台共存时,ipx/spx及其兼容协议可提供一个很好的传输环境。如果你正在规划一个高效率、可互联性和可扩展性的网络,tcp/ip则将是理想的选择。

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