1、计算机发出信息之前，必须等待总线进入空闲状态。当然在后面要讲到的星型和环型网络里，同样也存在这个问题。在总线型网络中，有一个很重要的问题是“信号终止”。由于总线是一种无源拓扑，从起源计算机发出的电子信号会在电缆长度X围内自由的传递。如果不提供终止手段，信号传输到电缆末端的时候，会马上反射回来，再向另一端传输。针对信号这样在电缆段里来回反射，我们将这种情况叫做“振铃”。所以，为了阻止信号“振铃”的发生，必须在封闭的线缆两端分别安装上一个叫终结器的“终止端子”。这个端子能够吸收电子信号，防止信号的反射，避免可能对网络通信带来的干扰。在总线型网络里，必须采取像这样的信号终止措施。（2）总线拓扑的优点
2、。可以构建简单的小型网络，易于使用和掌握。通信费用少。因为在覆盖X围和工作站数目相同的情况下，总线拓扑所需的线缆数量很少，比其他的配线方式便宜得多。总线网络的扩展非常方便。通过一个BNC同轴连接器，可将两条电缆连接成一根更长的电缆，利用这种方式，可将更多的计算机接入网络。也可用一个转发器（中继器）扩展总线网络，转发器能放大信号，允许他在很长的距离内传输。总线的无源操作和系统的分布控制，保证了网络的高度可靠性。由于公共总线仅仅用于收发信号的无源操作，本身具有高度的可靠性，同时分布控制方式可以保证当某一个工作站发生故障或者脱离网络的时候，不会影响其他的工作站之间的通信。采用了广播式通信方式没有转接
3、站点，具有短传输时延特性。为实时性很强的通行式控制业务提供了物理基础。有利于组建高速的，宽带工作的综合业务局域网。（3）总线拓扑的缺点。过重的网络负载可能减小了网络的传输速度。由于每台计算机都可以在任何时间段传输数据，而它们之间又不能互相通知来预定传输时间。因此，如果网络内连接的计算机数目较多，便会耗去大量的带宽（即传输信息的能力）。当进行通信的时候，有可能某台计算机会中断其他计算机的通信。在重负荷下，报文时延特性和吞吐特性都会急剧恶化。每个同轴BNC连接器都会衰减电子信号，如果连接数过多，会妨碍信号正常传输到目的地。总线网络一旦出现故障，例如，匹配器损坏、线缆断裂等故障便很难维修，从而导致整
4、个网络的活动停止。网络覆盖X围受到限制，采用基带传输，竞争型协议的总线网，一般限制在2km以下的电缆长度所能及的X围。2星型拓扑结构（Star Topology）在星型拓扑网络里，所有的线缆都从计算机连到一个中心位置，在这个位置上，用一个名为Hub（集线器）的设备将所有的线缆连接起来。星型拓扑用于集中式网络，在这种网络里可从一个中心位置直接访问末端计算机，如果希望以后容易对网络进行扩展或需要获得星型拓扑提供的更强的可靠性，便可以考虑安装这种类型的网络。（1）星型网络的工作原理。在星型网络里，每台计算机都需要和一个中央集线器（Hub）相连，这个集线器能将所有的计算机的报文转发给其他所有的计算机或
5、者只发给目标计算机。集线器可以分为有源Hub和无源Hub。有源Hub能重新生成电子信号，然后把它发给与自己相连的计算机，这种类型的Hub也叫“多端口转发器”。有源Hub需要电源才能够运行。而对于无源Hub来讲，它只是一个连接点，不能放大或重新生成信号。无源Hub不需要电源。现在市场上见到的基本上都是有源Hub。在同一个星型网络里，混合的Hub可适应不用类型的电缆。为了扩展星型网络的规模，可以在适当的地方再设置一个星型Hub，让更多的计算机或者Hub与这块Hub连接起来。这样一来便形成了一种“混合星型”网络，如图所示。（2）星型网络的优点。容易在星型网络里修改和添加新计算机，同时不会对网络的剩余
6、部分带来任何干扰。只需简单的从计算机向中心位置拉一条新线，然后把它插入Hub即可。如果超出了中心Hub的容量，可以用带有更多端口的Hub来替换，以便连接更多的计算机。星型网络的中心很容易诊断网络故障。利用智能Hub可以实现网络的集中监视与管理。如果单台计算机出现故障，整个星型网络不会受到影响。Hub可以监测到网络故障，并隔离有问题的计算机和电缆，网络的剩余部分可以照常运行。只要Hub能使用多种类型的电缆，那么在同个网络里可以使用多种电缆类型。由于星型LAN结构与传统的本地网相类似，因此只要有了交换机的单位，就可以利用现有的专用自动交换机系统的线路组成LAN，如果交换机本身具有综合交换功能，更容
7、易组建一个具有综合业务能力的LAN。集中控制有利于将各个工作站送来的数据进行汇集，然后与别的网络互连，连接方便和经济，结构简单。中心交换采用了线路交换并具有透明性，这样任一对工作站之间的报文传输没有转接延时，各通信对之间可以采用不同的通信协议和接口标准，有利于异种机联网，同时，网络的延时时间是确定的。（3）星型网络的缺点。如果中央集线器出现故障，整个网络会瘫痪。许多星型网络要求在中心点使用一个设备，以便传播或转换网络通信。架设星型网络的电缆费用相比之下高很多。各结点之间的相互通信量不能过大，否则很容易产生信息阻塞现象。由于线路交换方式存在接续占线的问题，这种星型网络不利于接入共享资源设备。3环
8、型拓扑（Ring Topology）在环型拓扑里，每台计算机都连到下一台计算机，而最后一台计算机则连至第一台计算机。其拓扑结构如图所示。典型情况下，环型拓扑的应用场合包括高性能网络（如FDDI光纤网）：要求预约带宽，以便提供对同步性要求很高的信息，比如影像和声音等。（1）环型网络的工作原理。在一个环型网络里，每台计算机都和其他的计算机首尾相连，而且每台计算机都会重新传输从上一台计算机收到的信息。信息在环中朝固定的方向流动，由于每台计算机都能重传自己收到的信息，所以，环型网络是一种有源的网络，不会出现像总线网络那样的信号减弱和丢失问题。所以，在这种网络里用不着采取“终止”措施，因为环是没有终点的
9、。（2）环型网络的优点。由于网络的操作是分布式和非竞争的，对于资源的分配比较公平，不管工作站处于环路的什么位置，每台计算机都有相同的访问权限，所以没有一台计算机可以垄断网络。网络的性能比较稳定，能承受较重的负担。也就是说，由于公平的共享网络资源，所以随着用户的逐渐增加，网络的性能的下降是匀速进行的。尽管速度很慢，但还是可以保证正常运行，而不是一旦超出网络容量，马上中断服务。网络的接入控制和接口部件比较简单。（3）环型网络的缺点。环上的任一台计算机出现故障，会影响到整个网络。很难对一个环型网络进行故障诊断。网络的扩充不方便，添加或删除联网的计算机都会干扰整个网络的正常运行，它的扩充没有总线型容易
10、。为保证环内信号的单向传输，每个节点的环接器必须是有源部件，而有源部件存在供电问题，可靠性不如无源部件。环内需要设置对信道资源进行管理的控制装置。在如今实际架设的网络里，经常能够看到总线型、星型、环型拓扑混合使用的情况，下面我们也来简单介绍一下。4星型总线星型总线拓扑将总线和星型拓扑联合起来使用，也就是说，用总线电缆作干线，将几个星型Hub连接起来。如果一台计算机出现故障，Hub能检测到这个故障，并将有问题的计算机隔离开，如果Hub出现故障，与之相连的计算机便无法通信，总线网络会断为两段，相互之间也不能通信。5星环星环型网络中，网络的电缆布局与星型网络很相似，但是中央的Hub采取了环型的方式，
11、外层Hub可以连到内部的Hub，从而有效的扩展了内部环的循环X围。由于多种因素，环型LAN的实际规模局限于环接器的数目，同时，环型结构也受益于连接环接器的物理线路与实际路由选择无关。为了克服环型网的这些问题，并允许构成大型的LAN，就出现了星环结构。6物理网状拓扑物理网状拓扑的显著特点是：设备之间的冗余链路。在一个真正的网状拓扑环境中，每个网络设备之间都有一条链路。可以设想一下，如果设备的数量较多，对整个网络的管理是难以维持的。因此，大多数的网络拓扑网络都不是真正的网状网。相反，他们是一些混合型的网状网。其中某些地方包含了一些冗余链路，但并非全部。其拓扑结构如图1-7所示。（1）网状网的安装。
12、在带有n台设备的一个纯粹的网状网里，需要使用1+2+n-1=n（n1）/2条电缆。（2）网状网的故障诊断及重新配置。网状网具有很高的容错性能。和其他的任何一种拓扑网络结构比较起来，传输媒体的故障对网状网的影响是最小的，由于使用了冗余链路，数据可以通过几条不同的路径传递。重新配置与安装一个新的网络没有区别，因为设备越多，麻烦越大。（3）网状网的优缺点。优点是出色的容错性能，通信信道的容量得以有效的保证，易于对网状网进行故障的诊断。缺点是安装和配置相当的麻烦，以及维护链路的费用高。7拓扑结构的选择到底在什么情况下使用哪种拓扑呢?以下总结了一些网络拓扑方案的选型思路。（1）采用总线型拓扑：网络规模小
13、；网络不需频繁的重配置；要求费用最低的方案；网络的规模增长不快。（2）采用星型拓扑：必须易于添加和删除客户机计算机；必须易于故障诊断；网络的规模较大；预计网络在未来有大幅度的增加。（3）采用环型拓扑：网络必须在重负载下可靠地运行；要求架设一个高速的网络；经常都要对网络进行重配置。（4）采用星型总线拓扑：网络要求廉价方案；能在将来方便的进行重新配置；有较大规模的增长。（5）采用星环拓扑：网络的规模较大；必须在高速下运行；在重负荷下可靠地运行。上面的这些标准可以在这实际组网的过程中带来一定的参考。第二节网络基础协议计算机网络中实现通信必须有一些约定，即通信协议。通信协议对速率、传输代码、代码结构、
14、传输控制步骤、出错控制等制定标准。为了使两个结点之间能进行对话，必须在它们之间建立通信工具，即接口，接口使结点彼此之间能进行信息交换。接口包括两部分：一是硬件装置，实现结点之间的信息传送；二是软件装置，规定双方进行通信的约定协议。软件装置也被称为网络协议（Network Protoco1）。一、网络协议概述网络协议通常由三个要素组成：语义部分，即需要发出何种控制信息，以及完成的动作与作出的响应，用于决定双方对话的类型；语法部分，即用户数据与控制信息的结构和格式，用于决定双方对话的格式；时序部分，即对时间实现顺序的详细说明，用于决定通信双方的应答关系。由于结点之间的联系可能很复杂，因此，在制定协
15、议时，一般是把复杂成份分解成一些简单的成份，再将它们复合起来。最常用的复合方式是层次方式，即上一层可以调用下一层，而与再下一层不发生关系。通信协议的分层是这样规定的：把用户应用程序作为最高层，把物理通信线路作为最低层，将其间的协议处理分为若干层，规定每层处理的任务，也规定每层的接口标准。由于世界各大型计算机厂商推出各自的网络体系结构，因而国际标准化组织ISO于1978年提出“开放系统互连参考模型”，即著名的OSI（Open System Interconnection）模型。它将计算机网络体系结构的通信协议从下到上规定为物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层共七层（如图所示
16、）。OSI模型通过二十多年的发展和推进，目前已成为各种计算机网络结构的统一标准。各大型计算机厂商也基于各自的操作系统或者应用软件的情况分别制订了不同的网络协议，以实现网络互连的功能，下面介绍一些比较常用的网络协议。二、TCP/IP协议1TCP/IP的历史TCP/IP协议（Transmission Control Protocol/Internet Protoco1）是为美国ARPA网设计的，目的是使不同厂家生产的计算机能在共同网络环境下运行。它涉及异构网通信问题，后来发展成为DARPA网际（Internet）标准，要求Internet上的计算机均采用TCP/IP协议，UNIX操作系统已把TCP
17、/IP作为它的核心组成部分。TCP是传输控制协议，规定一种可靠的数据信息传递服务。IP协议又称互联网协议，是支持网间互联的数据报协议。它提供网间连接的完善功能，包括IP数据报规定互连网络X围内的地址格式。TCP/IP协议与低层的数据链路层和物理层无关，这也是TCP/IP的重要特点。正因为如此，它能广泛地支持由低两层协议构成的物理网络结构。目前已使用TCP/IP连接成洲际网、全国网与跨地区网。2IP地址及分类IP地址标识着网络中一个系统的位置。每个IP地址都是由两部分组成的：网络号和主机号。其中网络号标识一个物理的网络，同一个网络上所有主机需要同一个网络号，该号在互联网中是唯一的；而主机号确定网
18、络中的一个工作端、服务器、路由器其他TCP/IP主机。对于同一个网络号来说，主机号是唯一的。每个TCP/IP主机由一个逻辑IP地址确定。每个局域网络以及广域连接，必须有唯一的网络号，主机号用于区分同一物理网络中的不同主机。如果网络由路由器连接，则每个广域连接都需要唯一的网络号。所有的主机包括路由器间的接口，都应该有唯一的网络号。路由器的主机号，要配置成工作站的缺省网关地址。有效的主机号是A类：w.0.0.1w.255.255.254；B类：w.x.0.1w.x.255.254；C类：w.x.y.1w.x.y.254。IP地址有两种表示形式：二进制表示和点分十进制表示。每个IP地址的长度为4字节
19、，由四个8位域组成，通常称之为八位体。八位体由句点“”分开，表示为一个0-255之间的十进制数。一个IP地址的4个域分别标明了网络号和主机号。为适应不同大小的网络，Internet定义了5种IP地址类型，可以通过IP地址的前八位来确定地址的类型：类型 IP形式 网络号 主机号A类 w.x.y.z w x.y.zB类 w.x.y.z w.x y.zC类 w.x.y.z w.x.y z这5类地址的特点是：A类地址可以拥有很大数量的主机，最高位为0，紧跟的7位表示网络号，其余24位表示主机号，总共允许有126个网络。B类地址被分配到中等规模和大规模的网络中，最高两位总被置于二进制的10，允许有163
20、84个网络。C类地址被用于局域网，高三位被置为二进制的110，允许大约200万个网络。D类地址被用于多路广播组用户，高四位总被置为1110，余下的位用于标明客户机所属的组。E类地址是一种仅供试验的地址。在分配网络号和主机号时应遵守以下几条准则：网络号不能为127，该标识号被保留作回路及诊断功能，常用ping 127.0.0.1来检查网络适配器是否工作正常。相当于访问自己的机子。不能将网络号和主机号的各位均设置为1。如果每一位都是1的话，该地址会被解释为网内广播而不是一个主机号。相应于上面第条，各位均不能置0，否则该地址被解释为“就是本网络”。对于同一局域网络来说，主机号应该是唯一。否则会出现I
21、P地址已分配或IP地址有冲突之类的错误。三、域名系统（DNS）DNS（Domain Name System，域名系统）是一个分布式的数据库，它是为了定义Internet上的主机而提供的一个层次性的命名系统。利用DNS能进行域名的解析，域名必须是有意义的、容易记忆的Internet地址。支持一个中心式的域名列表是不现实的，实际上域名和IP地址是分布式存放的。计算机的网络请求首先到达地理上比较近的主机，如果寻找不到此域名，主机会将请求向远方的主机发送。1常见的域名常见的域名系统的后缀有以下几种，它们分别代表以下意义：edu：教育及学术单位；：公司或商业组织；gov：政府单位：mil：军事单位；or
22、g：财团法人，基金会等非官方单位net：网络管理服务机构；int：国际性组织；2国家及地区代码按照ISO标准定义，例如：代表中国，tw代表中国#地区。域名解析过程：DNS客户向本地的DNS服务器发出个查询请求。如果该DNS本身具有客户想要查询的数据，则直接返回给客户，如果没有，则该服务器和其他命名服务器联系，从其他服务器上获取信息，然后返回给用户。最坏的情况是本地的DNS服务器查询了所有其他的命名服务器，才获得用户要查询的信息。DNS和WINS的集成：DNS是静态的配置，而WINS（WINS的内容会在后面介绍）完全是动态的，DNS能用于非Microsoft客户，而WINS不行。将DNS和WIN
23、S集成起来，充分利用各自的优越性，使得域名解析过程更加完善。通过DNS和WINS的集成能实现“动态的DNS”，其基本原理是由DNS解析较高层的域名，而将解析的结果传给WINS，并由WINS得到最终的IP地址。WINS将解析结果传给客户，就好像是DNS服务器处理了整个解析过程一样。第三节 常见的网络操作系统网络操作系统（NOS，Network Operating System）是网络用户与计算机网络之间的接口，用以实现对网络资源的管理和控制。通常，将NOS定义为：它是使网络上各个计算机能方便而有效地共享网络资源，为网络用户提供所需的各种服务软件和有关规程的集合。NOS除了具有一般操作系统所具有的
24、功能外，还应能够支持多种通信协议，提供可靠的网络通信和多种网络服务的功能。比较流行的NOS有NetWare、Windows NT、UNIX/Linux等。一、Windows NTWindows NT是美国Microsoft公司开发的一种高性能的32位多任务多用户操作系统，是一种面向分布式图形应用程序的完整的平台系统。它是一种要求严格的产品，其中综合了桌面、服务器和大型机操作系统的许多特性，充分体现了客户机/服务器的设计思想。Windows NT具有强大的功能，它广泛支持网络系统，提供开放的网络系统接口；支持多种客户系统，如Windows 98、OS/2等：支持多种文件系统，如NTFS、FAT、
25、FAT32以及CDFS。具有优先权的多任务/多线程环境：同时它的可靠性高、安全性好并具有良好的可移植性。目前，Windows NT产品主要有4.0，5.0（windows 2000），5.2（windows server 2003），按其用途基本上可以分为Windows NT Server以及Windows NT Workstation这两大类。通常，Windows NT Server用于实现客户机/服务器网络模型，是面向网络服务器的操作系统，为网络应用提供了功能强大的服务器平台。在Windows NT的客户机/服务器网络环境中，网络可以通过NT域（Domain）来组织，具有很强的安全性和可管
26、理性。Windows NT Workstation主要用于实现工作组网络模型，采用对等式的网络通信机制。利用各种服务和附加的软件包，Windows NT具备同其他网络实现高度集成的能力。选择协议的灵活性使得系统管理员可选择最适合其网络需要的协议，包括考虑简单局域网/广域网管理及各种性能。此外，NT计算机还具有访问或被其他不同类型网络操作系统访问网上资源的能力。Windows NT支持的网络主要有：Novell NetWare、基于TCP/IP的网络（包括UNIX环境）、Microsoft网络，包括Windows NT Server、Windows for workgroups等。在Window
27、s NT 4.0版的功能基础上，Microsoft提供了Windows 2000 Professional与几种不同版本的Windows 2000 Server。其应用的X围是：Windows2000 Professional适用于稳定性高的个人台式系统，其核心技术为Windows NT；Windows 2000 Server适用于建立一般的工作组、中小型企业网络的操作系统：Windows 2000Advanced Server适用于应用程序与高级服务器的操作系统，建议公司内部有重要数据库的企业使用；Windows 2000 DatacenterServer功能最强大，主要适用于执行大型关键任
28、务的企业使用，最近刚刚又发布了Windows server2003，主要面向服务器的，按其用途分成Datacenter版（32位和64位）、企业版（32位和64位）、标准版、Web版、Windows Small Business Server 2003。二、UNIX/LinuxUNIX操作系统自20世纪70年代由贝尔实验推出以来，不断发展，尤其是美国在1994年率先提出信息高速公路，更为UNIX的发展起到了推波助澜的作用，其成长速度之惊人前所未有。UNIX提供多用户、多任务的操作环境，其基于TCP/IP的网络工具使计算机远程通信、并行处理、资源分配等有了更广阔的应用。1991年，Linus Torvalds为PC机写了第一个免费的UNIX内核Linux。至今，这个系统已成为一个运行在PC上的稳定可靠的操作系统。Linux由于其系统软件的免费获取、硬件费用低廉等特点，近年来迅猛发展，Linux的应用软件已经十分丰富，从DOS环境摸拟到图像、音响信号的处理，从游戏到中文软件，无所不包。有更多的人正使用Li
