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第10章 网络
协议
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体系结构:优点和缺点
2 0世纪早期,社会学家 G e o rge Herbert Mead研究了语言对人类的影响,最终得出结论:
人类的理解力之所以能够活跃起来,主要是因为我们有语言。语言帮助我们发现周围环境的
内涵并搞清它的意义。网络协议对网络起类似的作用,它为完全不同的系统提供共同的用于
通信的环境。 L A N协议使得网络通信电缆上传递的简单的电子信号变得有意义。没有协议,
网络通信是不可能存在的。为了让两个工作站能够充分地进行通信,他们必须使用相同的协
议,就像两个人如果使用相同的语言,才能够更好地进行交流。使用协议也能够使网络设备
能够更多地了解它们所在的网络环境,并且从大量的网络电缆、连接器以及其他连接设备中
了解它们的意义。如果你对于协议如何使得网络有意义方面有疑问的话,则可以想一想当你
的工作站上的一个关键的协议被删除时,对你的通信能力所产生的影响就会知道了。你将注
意到你的工作站不能再像以前那样进行通信了,它甚至看不见使用已被删除的协议的其他设
备了。
阅读完本章并完成练习后,您将能够:
• 解释在小型和大型L A N中使用的关键协议。
• 判断在一个给定的L A N中使用哪一个协议,以及在同一个 L A N中实现多个协议。
• 在一个工作站上安装L A N协议。
• 解释关键的WA N协议。
• 判断哪一个WA N协议会与一个L A N上使用的协议兼容。
L A N协议就像一个本地语言或方言,它们使得你不需要做任何努力就可以在相互连接的
设备之间进行交换。 WA N协议就像一个国际语言,它使得通信能够跨越一个 L A N的边界到处
旅游,使得一个远程工作站或 L A N能够与另一个 L A N进行通信。本章研究最常用的 L A N和
WA N协议,说明每一个协议的优点和缺点。一些协议,包括 T C P / I P和AT M,在前面的章节已
经讨论过了,在这里只概括一下。其他协议对于你而言都是新的,如 N e t B E U I,它是用在小
型L A N上的,还有点到点协议,它是一个 WA N协议,通常被个人用来连接到他们的公司或者
学术L A N上。
10.1 LAN协议
一个局域网可以单独传输多个网络协议,或者组合两个、三个或多个协议。网络设备,
例如路由器,通常建立起来后能够自动配置自己,这是通过辨认不同的协议完成的 (根据该路
由器使用的操作系统 )。例如,一个以太网 L A N可能为一个大型机计算机提供一个协议,而为
N o v e l l服务器提供一个不同的协议,又为 Windows NT服务器提供另外一个协议 (见图1 0 - 1 )。
可能建立一个桥式路由器为自己自动识别并配置它自己,这样它传递一些协议并作为其他设
备的一个桥梁。在一个网络上拥有多个 L A N协议的优点是这样一个网络可以在同一个 L A N上
完成许多不同的功能,如使得 I n t e r n e t访问成为可能,以及访问大型机计算机及服务器。缺点
是一些协议是以广播的方式进行操作的,这意味着它们经常发送包,以便识别网络上的设备,
这样会导致数量可观的网络冗余通信量。
图10-1 在一个网络上传输多个协议
10.2 LAN协议属性
一个L A N协议的属性与其他通信协议类似,但是有一些 L A N协议是在网络的早期开发的,
那时网络的基础设施还比较慢,更容易受到 E M I / R F I的影响,并且不可靠。所以,这些协议中
有一些对于现代通信而言是有缺陷的,例如不充分的差错检验,或者可能产生不必要的网络
通信量。另外,有一些协议是为小型 L A N开发的,而不是为了实现如今的企业 L A N而设计的,
企业L A N需要更密集的路由选择。
• 通常而言,L A N协议必须提供:
• 可靠的网络链接。
• 相对高的速度。
• 源结点和目标结点的地址处理。
• 符合网络标准,特别是 IEEE 802标准。
所有这些特征都是由网络传输协议提供的,如以太网和令牌环, L A N协议通过它们进行
操作。
10.3 LAN操作系统和协议
有多个L A N操作系统是与在以太网或令牌环内部传输的特定的协议相联系的。主要 L A N
操作系统包括:
• Novell NetWa r e。
• Windows NT。
• LAN管理器和L A N服务器。
• AppleTa l k。
第 10章 网络协议体系结构:优点和缺点计计243
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Novell服务器 Windows NT服务器
TCP/IP协议传输
大型机NetBEUI协议传输
IPX/SPX协议传输
10.3.1 Novell NetWa r e
N e t Wa r e最初是为以太网总线、令牌环以及 A R C n e t网络开发的,它们都采用一个文件服务
器。A R C n e t是一个早期的私人拥有的网络选择,使用带有令牌的特殊的包,并采用总线星形
网络设计。如今,N e t Wa r e已经发展成为一个独立于硬件的系统,支持不同的拓扑结构和协议。
N o v e l l改编了一个早期的 L A N协议,施乐网络系统 (Xerox Network System, XNS)协议,
用于它的N e t Wa r e文件服务器操作系统。X N S由施乐公司引入,作为在以太网上进行通信的一
种方法。在8 0年代早期,多个供应商都实现了他们自己的 X N S版本。N o v e l l的改变版本称为
网间包交换 ( I P X )协议,设计用于N e t Wa r e。
I P X虽然也是一个早期的网络协议,与其他早期协议相比, I P X具有能够进行路由选择的优
点,这意味着它可以在一个企业的多个网络之间传输数据。 I P X的缺点是它是一个“爱讲闲话”
的协议,因为频繁使用 I P X的现场工作站将它们的存在位置向整个网络进行广播。当存在多个
配置为I P X的N e t Wa r e服务器和几百个客户机时, I P X广播占据大量的网络通信量 (见图1 0 - 2 )。
图10-2 每一个站通过 I P X发送周期性广播 (但不是在同一时间 )
与I P X一起,N o v e l l还实现了一个称为序列包交换 ( S P X )的伙伴协议。 S P X使得特定应用
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本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播
本站由此广播NetWare服务器
NetWare服务器
数据的交换成为可能,并且可靠性比 I P X要高。 I P X比S P X稍微快一点,但是在数据链路层的
L L C子层采用无连接设备,这意味着为保证包能够到达目的地而做的检查要更少。 S P X使用
面向连接的服务,使得数据传输更加可靠。在大多数情况下, I P X和S P X都被同时引用,称为
I P X / S P X。
S P X的一个用处是交换网络上的数据库数据。 N o v e l l的远程控制工具及打印设备也使用
S P X。远程控制工具使得一个工作站能够显示与出现在一个 N e t Wa r e文件服务器监视器上的内
容相同的信息,这样工作站用户能够可靠地执行文件服务器控制命令,而不必呆在文件服务
器键盘的边上。
I P X / S P X通过特殊的由 N e t Wa r e创建的DOS Shell驱动程度应用于基于 D O S的计算机上。
当一个N e t Wa r e网络上使用了多个协议,如 I P X / S P X和T C P / I P,那么N e t Wa r e和N e t Wa r e客户机
就会经常使用 N o v e l l开放数据链路接口 ( O D I )驱动程度。这一驱动程度支持 N e t Wa r e文件服务
器、大型机和小型机以及互连网上的通信。 O D I驱动程度可以用于运行在M S - D O S、M i c r o s o f t
Windows 3.x、Windows 95、Windows 98以及Windows NT上的网络客户机上。O D I驱动器的
微软实现是一个较早期的 1 6位应用程序,这意味着它不能利用更新的 Wi n d o w s版本的3 2位速
度及能力。基于 N e t Wa r e的网络上多协议支持也可以通过 N o v e l l的C l i e n t 3 2软件得到,该软件
是设计用于3 2位的操作系统的,如Windows 95、Windows 98以及Windows NT。
另一种在运行 Windows 95、Windows 98以及Windows NT操作系统的工作站上使用
I P X / S P X的方法是安装微软的 I P X / S P X协议仿真软
件,称为N W L i n k (尝试做一下项目练习 1 0 - 3 )。通
过微软的网络驱动程序接口规范 ( N D I S )可以得到
N W L i n k,N D I S是一个软件驱动程序规范,使得
微软的网络协议能够与一个 N I C进行通信,或是绑
定在一起。将一个协议绑定在一个 N I C上是一个软
件过程,使得该N I C能够有效地与网络媒介相接口。
N D I S能够将一个或多个协议与一个 N I C绑定在一
起,允许每一个协议通过该 N I C进行发送。当
N D I S绑定了多个协议时,它建立一个层次结构,
这样当不同协议同时有发送数据的要求时, N I C将
把优先级给最常使用的协议 (用户在N D I S中配置的
一个层次结构 )。例如,你可能在一个处理过程中
使用T C P / I P来发送信息,而另一个处理过程中使
用 I P X / S P X来发送信息。如果 I P X / S P X具有比
T C P / I P更高的绑定优先级,那么 I P X / S P X会被首
先发送。N D I S和O D I在数据链路L L C子层上操作,
如图1 0 - 3所示,但是这些驱动程序中一次只有一
个能够绑定到N I C上。(从项目练习1 0 - 2了解从何处安装N D I S。)
除了 I P X / S P X以外,Novell NetWa r e使用了其他一些协议用于特殊的通信任务,如采用
R I P来收集路由选择信息 (参见第4章)。N e t Wa r e服务器可以配置成功能与路由器相同,并使用
R I P来保存路由
表
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,虽然这必须与负责路由管理的网络管理员合作才能完成。表 1 0 - 1展示了使
第 10章 网络协议体系结构:优点和缺点计计245
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图10-3 NDIS网络体系结构
网络层的网络协议(如IPX/SPX或TCP/IP)
数据链路层的
LLC子层的NDIS
数据链路层的 M A C
子层的NIC驱动程序
物理层的NIC
用N e t Wa r e的协议。
如本书前面所提到的那样,并不推荐采用N e t Wa r e和Windows NT服务器上的R I P,
因为它会给你的网络添加更多的通信量。让网络路由器全权负责路由更好一些。
表10-1 NetWa r e服务器使用的协议
协 议 全 名 说 明 O S I层
I P X 网间包交换 作为主要的数据交换协议 3 - 4
L S L 链路支持层 与O D I一起使用,使用一个N I C支持多个协议 2
M L I D 多个链路接口驱动程序 将两个或多个信道连接为一个链路进行通信, 2
例如两个 ISDN TA
N C P N e t Wa r e核心协议 S h e l l软件的一部分,使得客户和服务器能够通 5 - 7
信,以便访问应用程序
N L S P N e t Wa r e链路服务协议 用于构造带路由信息的包 3
R I P 路由器信息协议 为服务器收集路由信息,这些服务器是被配置 3
为提供路由服务的
S A P 服务广告协议 使得N e t Wa r e客户机能够识别服务器和由每一个 5 - 7
服务器提供的网络服务
S P X 序列包交换 为应用提供面向连接的传输支持 4
10.3.2 Microsoft Windows NT
Windows NT 的服务器LANManager 是由微软和 I B M共同出资创立的,自从它在9 0年代早
期被首次采用以来,已经被广泛地应用了。就像 Novell NetWa r e那样,Windows NT与以太网
和令牌环L A N相兼容,并且它的规模能够从基于 I n t e l的小型计算机扩大到基于 I n t e l和R I S C的
多处理器计算机。 Windows NT的与生俱来的协议是 N e t B E U I,在Windows NT创建之前,此
协议是为LAN Manager和L A N服务器开发的。N e t B I O S扩展用户接口( N e t B E U I )最初是由 I B M
在1 9 8 5年开发的,是作为网络基本输入/输出系统 ( N e t B I O S )的增强版本。N e t B I O S并不是一个
协议,是一种软件与网络服务的接口方法,它提供了微软网络上使用的命名服务。 N e t B I O S
的名称是用于命名网络上的对象的,如工作站、服务器或打印机。例如,你的工作站可能对
于其他网络用户使用你的姓作为标识符,你所访问的网络打印机可能命名为 H P L a s e r,而你所
访问的服务器可能名命名 N e t s e r v e r。这些名称使得要辨认一个特定的网络资源是很容易的。
它们由N e t B I O S命名查询服务翻译为一个地址,用于网络通信。
当计算机网络的主要意义在于本地的网络,计算机的数目相对比较少,且只有少数几台,
至多2 0 0台的时候,开发了N e t B E U I。在开发时,没有考虑到对包进行路由的企业网络。出于
这个原因,N e t B E U I最适合于使用微软或 I B M操作系统的小型L A N,包括:
• Microsoft Windows 3.1或3 . 11。
• Microsoft Windows 95。
• Microsoft Windows 98。
• Microsoft LAN Manager。
• Microsoft LAN Manager for UNIX。
• Microsoft Windows NT。
• IBM PCLAN。
246计计局域网/广域网的设计与实现
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• IBM LAN Server。
运行Windows NT的计算机上的N e t B E U I也称为N B F,它是N e t B E U I帧的首字母
缩略词。
N e t B E U I协议与O S I模型的多层对应。它使用物理和数据链路层进行网络接口通信。在数
据链路层内部,它将 L L C (逻辑链路控制)和M A C (介质访问控制)子层用在诸如帧的流控制、编
码帧以及编址。它还完成与传输层和会话层相对应的功能,包括保证传输的可靠性,应答传
输和建立及结束会话。
出于多种原因,N e t B E U I在小型的微软网络上工作得相当好。首先,它易于安装 (尝试做一
下项目练习1 0 - 1 ),它与微软工作站以及服务器操作系统的兼容性都非常好。第二,它能够在一
个网络上处理几乎是无限的通信会话,因为它消除了早期版本的 2 5 4个会话的限制。例如,微
软的规范显示Windowns NT服务器能够在一个N I C上支持1 0 0 0个会话。第三,N e t B E U I对内存
的需求比较低,并且能够在小型的网络上快速地传输。第四,它具有可靠的错误探测及恢复。
对于中型和大型网络而言,包括企业网络,不能对 N e t B E U I进行路由是主要的缺点。不
能通过路由器将N e t B E U I包从一个网络转发到另外一个网络,因为在 N e t B E U I包中没有足够的
信息来识别特定的网络。另外一个缺点是除了由微软提供的网络
分析
定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析
工具以外,很少有其他
的分析工具了。
当必须进行路由选择时,微软网络就会被配置成使用 T C P / I P协议 (或者是
I P X / S P X,这要根据网络的类型而定 ),而不是使用N e t B E U I。
10.3.3 AppleTa l k
A p p l e公司开发了适合于网络M a c i n t o s h系统的A p p l e Ta l k协议。A p p l e Ta l k是一个对等网络
第 10章 网络协议体系结构:优点和缺点计计247
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Macintosh
Macintosh Macintosh
Macintosh
Macintosh
Macintosh
Macintosh
Macintosh
图10-4 不需要服务器的A p p l e Ta l k对等实体到对等实体的网络
协议,这意味着设计它的目的是使得 M a c i n t o s h工作站能够进行通信,而无需考虑服务器的存
在(见图1 0 - 4 ),它还提供了连接到 Novell NetWa r e、M S - D O S、Microsoft Windows 3.x、
Windows 95、Windows 98以及Windows NT系统的选项。A p p l e Talk Phase II处理的网络计算
机的数目更多,并且能够与大型的容纳有多种协议的异构网络进行互操作。
A p p l e Ta l k包括三种基本服务:
• 到网络文件的远程访问。
• 打印服务。
• 对基于D O S及基于Wi n d o w s的系统的文件服务。
至于I P X / S P X,有几种与A p p l e Ta l k相关的协议,在表1 0 - 2中列出。
表10-2 与A p p l e Ta l k相关的协议
名 称 全 名 说 明 O S I层
A A R P A p p l e Ta l k地址分辨协议 用于将计算机及域名解析为 I P地址 2 - 3
A D S P A p p l e Ta l k数据流协议 帮助保证数据流可靠地到达目标结点 5
A F P A p p l e Ta l k文件编档协议 使得工作站和服务器能够在应用层互相通信 6
A S P A p p l e Ta l k会话协议 将数据排成序列,以便准确传送到目标结点 5
AT P A p p l e Ta l k事务协议 通过给每一个事务指定一个连接号,保证两个结 4
点之间的通信是可靠的
D D P 数据报传递协议 用于在两个通信站之间传输数据以及进行路由选择 3
L L A P L o c a l Ta l k链路访问协议 处理通过接口和电缆的物理层通信 1 - 2
N B P 名称联编协议 处理计算机命名及 I P地址注册,使得客户能够用一 4
个计算机名称与网络服务及过程相连
PA P 打印机访问协议 打开及关闭通信会话,并为打印服务提供网络通信 5
RT M P 路由表维护协议 用于获得路由信息,以更新路由表 3
Z I P 区域信息协议 A p p l e Ta l k网络及网络路由被划分为多个区域, 5
Z I P则用于维护区域地图
10.3.4 TCP/IP
T C P / I P是使用最普遍的协议套。正如你在第 7章所了解到的那样,互连网几乎专门使用
T C P / I P。而且大多数网络操作系统都支持 T C P / I P,包括N e t Wa r e、Windows NT、U N I X、I B M
的M V S以及D E C的O p e n V M S。另外,网络设备提供商为 T C P / I P编写他们的操作系统软件,包
括增强设备的性能。表1 0 - 3提供了包括在T C P / I P协议套中的多种协议的说明。
表10-3 TCP/IP相关协议
名 称 全 名 说 明 O S I层
I P 网际协议 处理寻址 3
I C M P 互连网控制报文协议 用于网络错误
报告
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,特别是通过路由器的错误报告 3
R I P 路由信息协议 用于收集路由选择信息,以更新路由选择表 3
O S P F 开放最短路径优先 路由器使用它交流路由信息 3
T C P 传输控制协议 保证数据传输的可靠性 4
U D P 用户数据报协议 作为T C P的一个替代协议使用 4
A R P 地址分辨协议 能够将带点分十进制地址解析为计算机名称,反之亦然 3
F T P 文件传输协议 用于传输文件 5 - 7
S L I P 串行线路互连网协议 在与WA N的连接中,作为一个远程通信协议 3
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(续)
名 称 全 名 说 明 O S I层
P P P 点到点协议 在与WA N的连接中,作为一个远程通信协议 3
D N S 域名服务 维护一个将点分十进制地址与计算机名称相链接的表, 4
和一个相反的表
S M T P 简单邮件传输协议 用于电子邮件 6
Te l n e t 电信网络 使得工作站能够模仿终端,例如模仿网络上的大型 5 - 7
机和小型机
N F S 网络文件系统 用于在一个网络上传输文件 5 - 7
R P C 远程过程调用 使得一个远程计算机能够执行另一台计算机上的过 5
程,如服务器
H T T P 超文本传输协议 用于World Wide We b通信 6
10.3.5 DLC和S N A
较早的 I B M大型机的安装可能使用 S N A,而不是 T C P / I P。当使用运行在 M i c r o s o f t
Windows 95、Windows 98或者Windows NT上的工作站来访问基于 S N A的大型机时,如果
不想使用S N A网关(参见第4章),那么还可以选择在工作站上安装数据链路控制 ( D L C )协议。
D L C模仿S N A,并且也是用于与不同类型的网络打印机进行通信的,如 H e w l e t t - P a c k a r d打
印机。
当一个主机正在使用 S N A进行通信时, D L C主要作为 T C P / I P的替代选择。 D L C的一个
缺点是它不能进行路由选择。而且,它实际上并不是设计用于工作站之间的对等实体到对
等实体的通信的,而只是用于连接到一台计算机上的,如一个 IBM ES9000大型机或A S / 4 0 0
小型机。
10.4 改善L A N的性能
提高网络性能最有效的方法是使得必须跨越每一个路由器的 L A N协议的数目达到最小。
减少协议的数目会减少路由器的工作量,使得它们能够更快地处理通信。
当决定在一个网络上使用什么协议时,需要考虑以下问题:
• 需要对帧进行路由选择吗?
• 网络规模是小型 ( 1 0 0个结点以下 )、中型 ( 1 0 0到5 0 0个结点 )还是大型 ( 5 0 0个结点以上 )
的?
• 有Microsoft NT服务器吗?
• 有大型宿主计算机吗?
• 有N e t Wa r e服务器吗?
• 有对I n t e r n e t或者基于We b的内部网进行直接访问的应用程序吗?
• WA N连接需要什么样的速度?
• 有任务关键的应用程序吗?
如果不需要对帧进行路由,例如在一个企业网络中,你的最佳选择可能是 T C P / I P,因为
T C P / I P是设计用于路由的,并且用在许多类型的网络上。对于一个只有 Microsoft Wi n d o w s
N T服务器的小型到中型 (少于2 0 0个结点)的非路由网络而言, N e t B E U I是一个好的选择,因为
第 10章 网络协议体系结构:优点和缺点计计249
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它与生俱来的就是用在微软网络上的,并且能够提供快速、可靠的通信。一个只有 N e t Wa r e的
网络可以使用 I P X / S P X,而同时具有N e t Wa r e和Windows NT服务器的网络则需要应用N e t B E U I
和I P X / S P X。对于与运行在微软操作系统上的工作站进行通信的 N e t Wa r e客户机而言,选择
N W L i n k是比较好的。
如果要连接到互连网或基于 We b的服务器上,则要求实现 T C P / I P,并且可以使用F T P服务
进行文件的传输。对于连接到大型机和 U N I X计算机而言,T C P / I P也是首选的协议,因为在连
接到大型机或者 U N I X计算机的一个应用程序上时,可能需要 Te l n e t终端仿真。如果不能使用
T C P / I P,那么D L C是I B M大型机及小型机通信的另一个选择。
对于中型及大型网络, T C P / I P协议比较合适。它可以进行路由,对于关键任务的应用程
序非常可靠,并且具有可靠且充分的差错检验。对于这些大型的网络,网络监控及分析是非
常重要的,T C P / I P具有一些完成这些任务的相关协议。
在许多情况下,有必要对不同类型的网络应用程序使用多种协议。现代的网络经常综合
了多个主要的网络,如T C P / I P、N e t B E U I以及I P X / S P X。
10.5 WA N协议
WA N协议具有两个重要的特征:首先,它们是设计用于 WA N介质上的,如光纤或电话电
缆;第二,它们能够封装最常使用的协议,这样封装后的协议 (和包括在其中的有效载荷数据 )
能够在WA N上从一个L A N传输到另外一个 L A N上。大多数WA N协议的设计是至少能够传输
T C P / I P的。其他一些能够容纳 N e t B E U I、I P X / S P X以及其他协议。最早的三个 WA N协议是
X . 2 5、串行线路互连网协议 ( S L I P )以及点到点协议 ( P P P )。近来,帧中继、 AT M、S M D S以及
S O N E T都用于WA N通信。
10.5.1 X.25
正如你在第8章所了解到的那样, X . 2 5在7 0年代中期成为一个 WA N通信标准,而且如今
还在使用,特别是用于连接较早的遗留 L A N。X . 2 5是一个可靠的标准,它提供一个 WA N上的
全双工通信。实际的X . 2 5协议包含三个通信层 (参见第8章),并且规定D T E和D C E之间的通信。
第1层定义了X . 2 5的物理接口和通信,第 2层采用L A P B协议建立及拆卸虚拟连接,第 3层保证
通信是可靠的,并保证通信通过多路复用能够以一种井然有序的方式进行。
X . 2 5的优点是它能够将不使用的带宽释放出来,使得通信设备可用的资源达到最大,而
且X . 2 5很可靠。它也与早期速度为 1 0 M b p s或更慢的L A N兼容。X . 2 5的缺点是它比现在更新的
技术要慢,如S M D S和S O N E T。
10.5.2 SLIP
串行线路互连网协议 ( S L I P )最初是设计用于 U N I X环境中的,适用于计算机、服务器以
及使用T C P / I P的主机之间的点到点通信。例如,一个用户希望家里的一台远程计算机能够
与办公室中的 L A N上的一台U N I X计算机相互通信,此时就可以使用 S L I P (见图1 0 - 5 )。该用
户可以采用一个拨号电话线连接到 U N I X计算机上,然后使用 S L I P内部的 T C P / I P传输包。
S L I P只是作为宿主 WA N协议,协调电话线和调制解调器上的连接会话。一旦该协议 (以和它
250计计局域网/广域网的设计与实现
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的数据有效载荷 )到达了目的地, S L I P头和尾会被删除,只留下 T C P / I P。S L I P是一个比较老
的远程通信协议,比 P P P的开销要大。压缩串行线路互连网协议 ( C S L I P )是一个最新开发的
S L I P的扩展,它将在远程链路上发送的每一个包的头信息进行了压缩。 C S L I P减少了头的大
小,从而降低了一个 S L I P连接的开销,也就提高了通信的速度。但是,在接收端仍旧必须
将头解压缩。 S L I P和C S L I P都有限制,因为它们不支持网络连接确认,这样就不能防止他人
中途截取通信内容。它们也不支持在同一时间内在多个 O S I层上自动建立网络连接,而这样
连接就没有那么快。 S L I P和C S L I P的另外一个缺点是它们进行的是异步通信,如一个调制解
调器到调制解调器的连接。它们不支持同步连接,如 X . 2 5,它们也不能够创建只通过互连
网的连接,如从一个调制解调器到一个 I S P。例如,如果你是一个网络管理员,希望使用位
于互连网上的 Windows NT服务器上的远程管理工具来建立一个新的帐户,那么使用 S L I P就
达不到这一目的。
图10-5 采用S L I P进行远程WA N通信
许多拨号服务都不支持S L I P或C S L I P,因为这些协议不提供身份验证。
10.5.3 PPP。
在远程通信方面,点到点协议 ( P P P )比S L I P和C S L I P更常用,因为它的开销更低,而且能
力更强。P P P支持的网络协议比S L I P要多,包括 I P X / S P X、N e t B E U I以及T C P / I P。它可以一次
第 10章 网络协议体系结构:优点和缺点计计251
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UNIX服务器 UNIX服务器 UNIX服务器
访问服务器
调制解调器
SLIP传输TCP/IP
以太网
在O S I模型的多个层上自动建立连接,并且支持连接的身份验证。更新的点到点隧道协议
( P P T P )对P P P进行了补充,使得它能够通过互连网与网络、企业内部网以及外部网进行远程通
信。通过使用P P T P,一个公司经理就能够访问位于该公司内部网上的报告,只要从他或她的
家中拨号到互连网上就可以了。可能你已经在 Windows 95或Windows 98上使用了P P P,以便
能够使用家里的计算机和调制解调器连接到互连网站上。作为一个网络管理员,你可以在家
里访问远程管理工具,使用它们来管理 Windows NT服务器,只要使用 P P T P通过互连网进行
连接就可以了。
P P P和P P T P都支持同步和异步通信,可以通过调制解调器、拨号电话线路、租赁线路、
I S D N以及X . 2 5进行连接。在Windows 95、Windows 98和Windows NT(所有版本 )上可以得到
P P P。例如,当一个Windows NT服务器也被配置成了一个 R A S服务器的时候,那么也可以将
它配置为能够接受通过 S L I P或P P P建立的远程连接。当用户使用多个协议时,如 I P X / S P X和
T C P / I P,建议在网络上使用P P P。表1 0 - 4对S L I P和P P P做了一下比较。
表10-4 SLIP和P P P的比较
功 能 S L I P P P P
支持的网络协议 T C P / I P T C P / I P、I P X / S P X以及N e t B E U I
支持异步通信 是 是
支持同步通信 否 是
同时的网络配置协商,以及在通信 否 是
结点之间在O S I模型的多个层上自动
连接
支持连接身份验证,防止偷听者 否 是
当你使用P P P或P P T P时,一些系统能够完成口令验证以及数据加密的功能,而在 S L I P或
C S L I P中是没有这些功能的。例如, P P P和P P T P支持口令验证协议 ( PA P ),这一协议是用于验
证为了访问WA N上的一个服务器而输入的口令是否正确的。 PA P本身就可以验证口令,但是
它并不对它们加密。C H A P(Challenge Handshake Authentication Protocol)可以与PA P一起使用,
对口令进行加密,这样网络入侵者就很难进行中途截取信息或是解码。 C H A P是设计用于
U N I X计算机的,但是微软公司开发了 M S - C H A P,运行在基于Wi n d o w s操作系统的计算机也
能够使用它。当你将 Windows 95、Windows 98以及Windows NT配置成使用P P P或P P T P时,
它们也能够为工作站和远程网络之间在 WA N上传输的数据加密。
10.5.4 帧中继
帧中继协议 (参见第8章)在物理层和数据链路层上操作。帧中继中与协议相关的工作发生
在数据链路层,而且为了能够快速地进行通信,采用了 L A P F。帧中继可以容纳 I P、 I P X、
A p p l e Ta l k、P P P以及S L I P通信。帧中继的优点是它能够提供速度非常快的通信,但是代价是
所进行的差错检验很少,因为它认为连接的 L A N协议会进行差错检验。
10.5.5 AT M
AT M协议的工作大多数发生在 AT M层和A A L层。因为这些较低的 AT M层独立于较上层工
252计计局域网/广域网的设计与实现
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作(参见第9章),所以理论上,AT M可以虚拟地传输任何 L A N协议,包括A p p l e Ta l k、I P、I P X
以及X N S。AT M比帧中继更快,它的接口标准是全球通用的,这是它的一个优点。
10.5.6 SMDS
S M D S是一个三层通信协议 (参见第8章), 它能够提供无冲突的通信服务。它的通信可靠
且速度非常快,同时还进行差错检验,但是它的速度没有 AT M快,也没有AT M实现得那么广
泛。S M D S协议和体系结构保证了远距离 WA N上的安全通信。 S M D S的一个缺点是它只携带
数据,并不支持语音或视频的传输。 S M D S可以支持A p p l e Ta l k、I P、X N S和I P X。
10.5.7 SONET
S O N E T包括四个协议层,在第2层中或者说是第2段中进行数据封装 (参见第8章)。S O N E T
的协议和体系结构使得它能够提供远距离上的安全传输,这点与 S M D S类似。S O N E T传输的
速度很快,而且与其他高速的 WA N技术的接口非常好,包括 AT M和S M D S。S O N E T也可以实
现冗余,这样就可以提供几乎是无缺陷的数据传输。 S O N E T可以传输A p p l e Ta l k、I P以及I P X
通信。S O N E T的一个缺点是在有些地方没有可供使用的 S O N E T。
10.5.8 SS7
信号发送系统 7 ( S S 7 )是一个由 I T U建立的WA N协议,其目的是为了在不同类型的基于电
信的WA N之间建立最快的路由,例如在 L ATA和长话或中间运营商之间 。S S 7当前使用在语
音的传输上,支持为单元式通信、语音邮件应用程序以及 8 0 0个呼叫的重新定向等提供诸如呼
叫漫游一类的服务。 S S 7能够快速地在WA N上进行路由,而且正在修改以适应 T 载波和AT M
WA N通信,以便能够快速地进行路由。
S S 7能够维持快速的通信,是因为: 1 )在整个WA N的不同关键点保存一个路由信息的数据
库;2 )快速地告知一个中心站查询,对于一个特定的对数据库站点进行的呼叫,什么才是最
快的路由,而该数据库站点包含有相关的路由信息; 3 )跟踪每一个电信呼叫,为该呼叫决定
最快的路由,然后更新适当的数据库。 S S 7执行的功能是通过使用服务控制点、服务转换点以
及信号发送点完成的。
服务控制点 ( S C P )是WA N上的站点,它们包含路由信息的数据库,例如如何快速路由一个
到特定载波的连接,如 AT & T或S p r i n t。服务转换点 ( S S P )位于WA N中心站点,用于根据特定
的通信路径,决定应该查询哪一个 S C P数据库。最后,信号传输点与路由器的操作一样,尽
快地采用正确的S C P连接到一个S S P上。
10.6 本章小结
网络的许多逻辑都包括协议。 L A N协议是链接到单个 L A N上使用的网络操作系统上的。
最早的网络操作系统之一是 N e t Wa r e,它使用 I P X / S P X协议在一个N e t Wa r e服务器和连接到每
一个服务器的工作站 (或其他服务器 )之间进行通信。在成千上万个 L A N上都实现了 I P X / S P X,
第 10章 网络协议体系结构:优点和缺点计计253
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interexchange carriers在此译作中间运营商,是美国各长话公司之间连接的机构,在我国不存在这种情况。
—译者注
因为N e t Wa r e已经成为一个常用的网络操作系统。但是,由于互连网已经集成到许多网络上了,
所以人们设计了N e t Wa r e的新版本,这些版本使用 I P X / S P X和更为广泛的T C P / I P。
另外,越来越受欢迎的更新的操作系统是 Windows NT Server。Windows NT Server与生
俱来的协议是 N e t B E U I,它根植于微软的早期 LAN Manager网络操作系统上,而它开始是作
为I B M的一个合作伙伴的。像N e t Wa r e一样,Windows NT Server集成了对T C P / I P的强大支持,
从而不那么强调使用它原来的协议 N e t B E U I了,在小型网络上除外。
一些网络操作系统,包括 U N I X和V M S,最初的设计是使用 T C P / I P (就像互连网那样 )的。
有大量的用户安装了这些操作系统,它们对于早期的互连网和电子邮件通信是非常关键的。
最初的互连网主机中,许多都是运行在 U N I X、V M S和后来的M V S上的大型机和微型机。
WA N协议使得远程用户和 L A N以及远程L A N之间的通信成为可能。 S L I P和P P P被工作站
广泛使用,用于对 L A N的中心站点进行远程连接。例如,一个大型机工程师可以从任何远程
站点访问他或她的L A N,使用一个运行Windows 95或Windows 98的便携式计算机就可以,而
其中的Windows 95或Windows 98的配置是使用 P P P的。其他WA N协议,如 X . 2 5、帧中继、
AT M、S M D S和S O N E T,都可以在远距离的 LAN 之间进行高速通信。 S S 7是一个设计用于
WA N之间的高速连接的。
直到9 0年代早期,网络的工作主要集中于开发 L A N协议。如今,L A N协议体系结构聚合
于T C P / I P,只留下少数私有协议的实现,如 I P X / S P X和N e t B E U I。WA N协议的数目开始成倍
增长,以满足新的 WA N技术的需要,而协议通常以技术命名。未来几年内协议的开发将集中
于WA N之间的连接,以及当 L A N协议在每一个 WA N中传输时,如何才能提供更好的服务
T C P / I P。
10.6.1 复习题
1) 下面哪一个驱动器能够在一个网络上传输多个 L A N协议,如T C P / I P和I P X?
a. NDIS
b. ODI
c. 多链路
d. 以上都是
e. 只有a和b
f. 只有a和c
2) 你可以使用哪一个协议从你的 Windows NT工作站连接到一台配置为 S N A的I B M计算
机?
a. DLC
b. LLC
c. AAL
d. SNLink
3) IPX是哪一个网络操作系统与生俱来的协议?
a. Windows NT
b. 配置为服务器的Windows 95
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c. UNIX
d. NetWa r e
4) 你有一个容纳一个Windows NT文件服务器和2 2台工作站的小型L A N,该L A N没有连接
到WA N上。在这个L A N上,你该使用什么协议?
a. IPX
b. NetBEUI
c. SMDS
d. TCP/IP
5) NWLink仿效哪一个协议?
a. IPX
b. NetBEUI
c. SMDS
d. TCP/IP
6) AppleTa l k可以连接到 :
a. Windows NT
b. Windows 98
c. NetWa r e
d. 以上都是
e. 只有a和b
f. 只有b和c
7) 下面哪一项在A p p l e Ta l k中处理计算机命名?
a. NBP
b. SLIP
c. NetBIOS
d. FTP
8) 一个包含有基于微软的服务器和工作站的网络上,处理计算机命名的是:
a) NBP
b. SLIP
c. NetBIOS
d. FTP
e. 只有a和b
f. 只有b和c
9) 下面哪一个协议与A p p l e Ta l k相关?
a. LLAP
b. ZIP
c. RT M P
d. 以上都是
e. 只有a和b
f. 只有b和c
第 10章 网络协议体系结构:优点和缺点计计255
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10) 为了能够访问互连网以及四个 Windows NT服务器,你正在配置一个网络。希望这个
网络上能够连接5 0 0多个工作站。你将为该网络选择什么协议?
a. IPX
b. TCP/IP
c. NetBEUI
d. DLC
11) 你正在配置一个运行在 Windows NT工作站上的可移动计算机,使它能够访问你公司
的以太L A N,它有N e t Wa r e和Windows NT服务器并且使用T C P / I P和I P X,要远程访问该L A N,
你会为工作站选择哪一个协议?
a. DLC
b. SMDS
c. PPP
d. SLIP
12) 下面哪一个协议是用在X . 2 5网络上的?
a. SONET
b. AT M
c. X.25
d. 以上都是
e. 只有a和b
f. 只有a和c
13) 下面哪一个不是使用S S 7的网络的组成部分?
a. 数据库
b. 服务转换点
c. 信号传输点
d. 服务确认链路
14) 你会使用哪一个协议来保证网络上的口令进行了加密?
a. AppleTa l k口令验证协议
b. Net Link口令测试协议
c. 系统管理网络协议
d. CHAP
15) SLIP可以传输下面的:
a. NetBEUI
b. TCP/IP
c. IPX/SPX
d. 以上都是
e. 都不是
16) 以下哪一个协议不能在L A N上进行路由?
a. IPX
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b. TCP/IP
c. NetBEUI
d. AppleTa l k
17) 帧中继可以传输下面哪一个 L A N协议?
a. IPX
b. AppleTA l k
c. TCP/IP
d. 以上都是
e. 只有a和b
f. 只有a和c
18) IPX是以下面哪一个协议为基础的?
a. DLC
b. TCP
c. XNS
d. IP
19) 要保证一个包含有路由器的网络上具有最快的网络性能,下面哪一个是最好的方法?
a. 使用协议转换器
b. 保持必须通过路由器上协议数目最小
c. 对所有的通信只使用N e t B E U I和I P X
d. 当你应用T C P / I P时,使得 I P寻址不起作用
20) 你需要一个能够高速处理语音、视频和数据的 WA N协议。下面哪一个是最好的选择?
a. AT M
b. NetBEUI
c. 帧中继
d. SMDS
21) 下面哪一个不是T C P / I P协议套的一部分?
a. AAL
b. ARP
c. RIP
d. HTTP
22) 你是一个网络管理员,希望能够访问你的网络服务器,并运行互连网上的服务器实用
程序,能够达到这一目的的是:
a. SLIP
b. DLC
c.
ppt
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P
d. TCP/IP
23) 要通过一个电话线连接,将一个 U N I X工作站连接到一个 L A N上,你会使用哪一个远
程通信协议?
a. UNIX远程
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b. SLIP
c. ARP
d. NWLink
24) 对于A p p l e Ta l k,下面的叙述哪一个是正确的?
a. 它不能用于网络打印服务
b. 不能在AT M上传输
c. 它的设计操作与 I P X类似,与它最能够兼容的就是 I P X
d. 以上都是
e. 只有a和b
f. 只有b和c
25) 你正在你的工作站上建立远程 T C P / I P通信,该工作站运行在 Windows 98上,你必须
具有连接验证功能。你应当建立下面哪一个远程访问协议?
a. DLC
b. 帧中继
c. SLIP
d. PPP
e. 只有a和b
f. 只有b和c
10.6.2 项目练习
项目练习1 0 - 1
在此项目练习中,你将安装 N e t B E U I协议,需要一台运行 Windows 95或Windows 98的计
算机,而且已经安装了一个 N I C。此活动使用 Intel EtherExpress Pro 100 NIC作为示例。在开
始之前,从你的指导老师或实验室监管那里得到 N I C驱动器软件。从Wi n d o w s桌面开始。
为Windows 95或Windows 98安装N e t B E U I协议:
1) 单击“开始”按钮,选择“设置”,然后单击“控制面板”。
2) 在网络图标上双击。
3) 单击“配置”选项卡标签,然后单击“添加”按钮。
4) 在“请选择网络组件类型”对话框上双击协议选项 (见图1 0 - 6 )。
5) 在制造商文本框中单击 M i c r o s o f t,并且在“选择网络协议”对话框上的“网络协议”
文本框中双击N e t B E U I (见图1 0 - 7 )。
6) 如果出现一个对话框要求插入 Windows 95或Windows 98盘,则插入软盘或光盘,提供
盘的路径,然后单击确定或继续 (根据显示的对话框而定 )。
7) 单击确定关闭“网络”对话框。
项目练习1 0 - 2
在此项目练习中,你将看到在什么地方安装 N D I S或O D I。需要一台安装有Windows 95或
Windows 98的计算机,并且已经安装了N I C。
258计计局域网/广域网的设计与实现
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