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• 一、計算機網絡的組成及分類
  
  計算機網絡通俗地講就是由多臺計算機（或其它計算機網絡設備）通過傳輸介質和軟件物理（或邏輯）連接在一起組成的?？偟膩碚f計算機網絡的組成基本上包括：計算機、網絡操作系統、傳輸介質（可以是有形的，也可以是無形的，如無線網絡的傳輸介質就是空氣）以及相應的應用軟件四部分。
  
  要學習網絡，首先就要了解目前的主要網絡類型，分清哪些是我們初級學者必須掌握的，哪些是目前的主流網絡類型。
  
  雖然網絡類型的劃分標準各種各樣，但是從地理范圍劃分是一種大家都認可的通用網絡劃分標準。按這種標準可以把各種網絡類型劃分為局域網、城域網、廣域網和互聯網四種。局域網一般來說只能是一個較小區域內，城域網是不同地區的網絡互聯，不過在此要說明的一點就是這里的網絡劃分并沒有嚴格意義上地理范圍的區分，只能是一個定性的概念。下面簡要介紹這幾種計算機網絡。
  
  1。局域網（Local Area Network；LAN）
  
  通常我們常見的“LAN”就是指局域網，這是我們最常見、應用最廣的一種網絡?，F在局域網隨著整個計算機網絡技術的發展和提高得到充分的應用和普及，幾乎每個單位都有自己的局域網，有的甚至家庭中都有自己的小型局域網。很明顯，所謂局域網，那就是在局部地區范圍內的網絡，它所覆蓋的地區范圍較小。局域網在計算機數量配置上沒有太多的限制，少的可以只有兩臺，多的可達幾百臺。一般來說在企業局域網中，工作站的數量在幾十到兩百臺次左右。在網絡所涉及的地理距離上一般來說可以是幾米至10公里以內。局域網一般位于一個建筑物或一個單位內，不存在尋徑問題，不包括網絡層的應用。
  
  這種網絡的特點就是：連接范圍窄、用戶數少、配置容易、連接速率高。目前局域網最快的速率要算現今的10G以太網了。IEEE的802標準委員會定義了多種主要的LAN網：以太網（Ethernet）、令牌環網（Token Ring）、光纖分布式接口網絡（FDDI）、異步傳輸模式網（ATM）以及最新的無線局域網（WLAN）。這些都將在后面詳細介紹。
  
  2。城域網（Metropolitan Area Network；MAN）
  
  這種網絡一般來說是在一個城市，但不在同一地理小區范圍內的計算機互聯。這種網絡的連接距離可以在10￣100公里，它采用的是IEEE802.6標準。MAN與LAN相比擴展的距離更長，連接的計算機數量更多，在地理范圍上可以說是LAN網絡的延伸。在一個大型城市或都市地區，一個MAN網絡通常連接著多個LAN網。如連接政府機構的LAN、醫院的LAN、電信的LAN、公司企業的LAN等等。由于光纖連接的引入，使MAN中高速的LAN互連成為可能。
  
  城域網多采用ATM技術做骨干網。ATM是一個用于數據、語音、視頻以及多媒體應用程序的高速網絡傳輸方法。ATM包括一個接口和一個協議，該協議能夠在一個常規的傳輸信道上，在比特率不變及變化的通信量之間進行切換。ATM也包括硬件、軟件以及與ATM協議標準一致的介質。ATM提供一個可伸縮的主干基礎設施，以便能夠適應不同規模、速度以及尋址技術的網絡。ATM的最大缺點就是成本太高，所以一般在政府城域網中應用，如郵政、銀行、醫院等。
  
  3。廣域網（Wide Area Network；WAN）
  
  這種網絡也稱為遠程網，所覆蓋的范圍比城域網（MAN）更廣，它一般是在不同城市之間的LAN或者MAN網絡互聯，地理范圍可從幾百公里到幾千公里。 因為距離較遠，信息衰減比較嚴重，所以這種網絡一般是要租用專線，通過IMP（接口信息處理）協議和線路連接起來，構成網狀結構，解決循徑問題。這種城域網因為所連接的用戶多，總出口帶寬有限，所以用戶的終端連接速率一般較低，通常為9.6Kbps￣45Mbps 如：郵電部的CHINANET，CHINAPAC，和CHINADDN網。
  
  4.互聯網（Internet）
  
  互聯網又因其英文單詞“Internet”的諧音，又稱為“英特網”。在互聯網應用如此發展的今天，它已是我們每天都要打交道的一種網絡，無論從地理范圍，還是從網絡規模來講它都是最大的一種網絡，就是我們常說的“Web”、“WWW”和“萬維網”等多種叫法。從地理范圍來說，它可以是全球計算機的互聯，這種網絡的最大的特點就是不定性，整個網絡的計算機每時每刻隨著人們網絡的接入在不變的變化。當您連在互聯網上的時候，您的計算機可以算是互聯網的一部分，但一旦當您斷開互聯網的連接時，您的計算機就不屬于互聯網了。但它的優點也是非常明顯的，就是信息量大，傳播廣，無論你身處何地，只要聯上互聯網你就可以對任何可以聯網用戶發出你的信函和廣告。因為這種網絡的復雜性，所以這種網絡實現的技術也是非常復雜的，這一點我們可以通過后面要講的幾種互聯網接入設備詳細地了解到。
  
  上面講了網絡的幾種分類，其實在現實生活中我們真正遇得最多的還要算是局域網，因為它可大可小，無論在單位還是在家庭實現起來都比較容易，應用也是最廣泛的一種網絡，所以在下面我們有必要對局域網及局域網中的接入設備作一個進一步的認識。
  
  
  二、局域網的分類
  
  雖然目前我們所能看到的局域網主要是以雙絞線為代表傳輸介質的以太網，那只不過是我們所看到都基本上是企、事業單位的局域網，在網絡發展的早期或在其它各行各業中，因其行業特點所采用的局域網也不一定都是以太網，目前在局域網中常見的有：以太網（Ethernet）、令牌網（Token Ring）、FDDI網、異步傳輸模式網（ATM）等幾類，下面分別作一些簡要介紹。
  
  1。 以太網（EtherNet）
  
  以太網最早是由Xerox（施樂）公司創建的，在1980年由DEC、Intel和Xerox三家公司聯合開發為一個標準。以太網是應用最為廣泛的局域網，包括標準以太網（10Mbps）、快速以太網（100Mbps）、千兆以太網（1000 Mbps）和10G以太網，它們都符合IEEE802.3系列標準規范。
  
  （1）標準以太網
  
  最開始以太網只有10Mbps的吞吐量，它所使用的是CSMA／CD（帶有沖突檢測的載波偵聽多路訪問）的訪問控制方法，通常把這種最早期的10Mbps以太網稱之為標準以太網。以太網主要有兩種傳輸介質，那就是雙絞線和同軸電纜。所有的以太網都遵循IEEE 802.3標準，下面列出是IEEE 802.3的一些以太網絡標準，在這些標準中前面的數字表示傳輸速度，單位是“Mbps”，最后的一個數字表示單段網線長度（基準單位是100m），Base表示“基帶”的意思，Broad代表“帶寬”。
  
  ·10Base－5 使用粗同軸電纜，最大網段長度為500m，基帶傳輸方法；
  ·10Base－2 使用細同軸電纜，最大網段長度為185m，基帶傳輸方法；
  ·10Base－T 使用雙絞線電纜，最大網段長度為100m；
  ·1Base－5 使用雙絞線電纜，最大網段長度為500m，傳輸速度為1Mbps；
  ·10Broad－36 使用同軸電纜（RG－59／U CATV），最大網段長度為3600m，是一種寬帶傳輸方式；
  ·10Base－F 使用光纖傳輸介質，傳輸速率為10Mbps；
  
  （2）快速以太網（Fast Ethernet）
  
  隨著網絡的發展，傳統標準的以太網技術已難以滿足日益增長的網絡數據流量速度需求。在1993年10月以前，對于要求10Mbps以上數據流量的LAN應用，只有光纖分布式數據接口（FDDI）可供選擇，但它是一種價格非常昂貴的、基于100Mpbs光纜的LAN。1993年10月，Grand Junction公司推出了世界上第一臺快速以太網集線器FastSwitch10／100和網絡接口卡FastNIC100，快速以太網技術正式得以應用。隨后Intel、SynOptics、3COM、BayNetworks等公司亦相繼推出自己的快速以太網裝置。與此同時，IEEE802工程組亦對100Mbps以太網的各種標準，如100BASE－TX、100BASE－T4、MII、中繼器、全雙工等標準進行了研究。1995年3月IEEE宣布了IEEE802.3u 100BASE－T快速以太網標準（Fast Ethernet），就這樣開始了快速以太網的時代。
  
  快速以太網與原來在100Mbps帶寬下工作的FDDI相比它具有許多的優點，最主要體現在快速以太網技術可以有效的保障用戶在布線基礎實施上的投資，它支持3、4、5類雙絞線以及光纖的連接，能有效的利用現有的設施。
  
  快速以太網的不足其實也是以太網技術的不足，那就是快速以太網仍是基于載波偵聽多路訪問和沖突檢測（CSMA／CD）技術，當網絡負載較重時，會造成效率的降低，當然這可以使用交換技術來彌補。
  
  100Mbps快速以太網標準又分為：100BASE－TX 、100BASE－FX、100BASE－T4三個子類。
  
  ·100BASE－TX：是一種使用5類數據級無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網技術。它使用兩對雙絞線，一對用于發送，一對用于接收數據。在傳輸中使用4B／5B編碼方式，信號頻率為125MHz。符合EIA586的5類布線標準和IBM的SPT 1類布線標準。使用同10BASE－T相同的RJ－45連接器。它的最大網段長度為100米。它支持全雙工的數據傳輸。
  ·100BASE－FX：是一種使用光纜的快速以太網技術，可使用單模和多模光纖（62.5和125um） 多模光纖連接的最大距離為550米。單模光纖連接的最大距離為3000米。在傳輸中使用4B／5B編碼方式，信號頻率為125MHz。它使用MIC／FDDI連接器、ST連接器或SC連接器。它的最大網段長度為150m、412m、2000m或更長至10公里，這與所使用的光纖類型和工作模式有關，它支持全雙工的數據傳輸。100BASE－FX特別適合于有電氣干擾的環境、較大距離連接、或高保密環境等情況下的適用。
  ·100BASE－T4：是一種可使用3、4、5類無屏蔽雙絞線或屏蔽雙絞線的快速以太網技術。它使用4對雙絞線，3對用于傳送數據，1對用于檢測沖突信號。在傳輸中使用8B／6T編碼方式，信號頻率為25MHz，符合EIA586結構化布線標準。它使用與10BASE－T相同的RJ－45連接器，最大網段長度為100米。
  
  （3）千兆以太網（GB Ethernet）
  
  隨著以太網技術的深入應用和發展，企業用戶對網絡連接速度的要求越來越高，1995年11月，IEEE802.3工作組委任了一個高速研究組（HigherSpeedStudy Group），研究將快速以太網速度增至更高。該研究組研究了將快速以太網速度增至1000Mbps的可行性和方法。1996年6月，IEEE標準委員會批準了千兆位以太網方案授權申請（Gigabit Ethernet Project Authorization Request）。隨后IEEE802.3工作組成立了802.3z工作委員會。IEEE802.3z委員會的目的是建立千兆位以太網標準：包括在1000Mbps通信速率的情況下的全雙工和半雙工操作、802.3以太網幀格式、載波偵聽多路訪問和沖突檢測（CSMA／CD）技術、在一個沖突域中支持一個中繼器（Repeater）、10BASE－T和100BASE－T向下兼容技術千兆位以太網具有以太網的易移植、易管理特性。千兆以太網在處理新應用和新數據類型方面具有靈活性，它是在贏得了巨大成功的10Mbps和100Mbps IEEE802.3以太網標準的基礎上的延伸，提供了1000Mbps的數據帶寬。這使得千兆位以太網成為高速、寬帶網絡應用的戰略性選擇。
  
  1000Mbps千兆以太網目前主要有以下三種技術版本：1000BASE－SX，－LX和－CX版本。1000BASE－SX 系列采用低成本短波的CD（compact disc，光盤激光器） 或者VCSEL（Vertical Cavity Surface Emitting Laser，垂直腔體表面發光激光器）發送器；而1000BASE－LX系列則使用相對昂貴的長波激光器；1000BASE－CX系列則打算在配線間使用短跳線電纜把高性能服務器和高速外圍設備連接起來。
  
  （4）10G以太網
  
  現在10Gbps的以太網標準已經由IEEE 802.3工作組于2000年正式制定，10G以太網仍使用與以往10Mbps和100Mbps以太網相同的形式，它允許直接升級到高速網絡。同樣使用IEEE 802.3標準的幀格式、全雙工業務和流量控制方式。在半雙工方式下，10G以太網使用基本的CSMA／CD訪問方式來解決共享介質的沖突問題。此外，10G以太網使用由IEEE 802.3小組定義了和以太網相同的管理對象?？傊?，10G以太網仍然是以太網，只不過更快。但由于10G以太網技術的復雜性及原來傳輸介質的兼容性問題（目前只能在光纖上傳輸，與原來企業常用的雙絞線不兼容了），還有這類設備造價太高（一般為2￣9萬美元），所以這類以太網技術目前還處于研發的初級階段，還沒有得到實質應用。
  
  2。 令牌環網
  
  令牌環網是IBM公司于70年代發展的，現在這種網絡比較少見。在老式的令牌環網中，數據傳輸速度為4Mbps或16Mbps，新型的快速令牌環網速度可達100Mbps。令牌環網的傳輸方法在物理上采用了星形拓撲結構，但邏輯上仍是環形拓撲結構。結點間采用多站訪問部件（Multistation Access Unit，MAU）連接在一起。MAU是一種專業化集線器，它是用來圍繞工作站計算機的環路進行傳輸。由于數據包看起來像在環中傳輸，所以在工作站和MAU中沒有終結器。
  
  在這種網絡中，有一種專門的幀稱為“令牌”，在環路上持續地傳輸來確定一個結點何時可以發送包。令牌為24位長，有3個8位的域，分別是首定界符（Start Delimiter，SD）、訪問控制（Access Control，AC）和終定界符（End Delimiter，ED）。首定界符是一種與眾不同的信號模式，作為一種非數據信號表現出來，用途是防止它被解釋成其它東西。這種獨特的8位組合只能被識別為幀首標識符（SOF）。由于目前以太網技術發展迅速，令牌網存在固有缺點，令牌在整個計算機局域網已不多見，原來提供令牌網設備的廠商多數也退出了市場，所以在目前局域網市場中令牌網可以說是“昨日黃花”了。
  
  3。 FDDI網（Fiber Distributed Data Interface）
  
  FDDI的英文全稱為“Fiber Distributed Data Interface”，中文名為“光纖分布式數據接口”，它是于80年代中期發展起來一項局域網技術，它提供的高速數據通信能力要高于當時的以太網（10Mbps）和令牌網（4或16Mbps）的能力。FDDI標準由ANSI X3T9.5標準委員會制訂，為繁忙網絡上的高容量輸入輸出提供了一種訪問方法。FDDI技術同IBM的Tokenring技術相似，并具有LAN和Tokenring所缺乏的管理、控制和可靠性措施，FDDI支持長達2KM的多模光纖。FDDI網絡的主要缺點是價格同前面所介紹的“快速以太網”相比貴許多，且因為它只支持光纜和5類電纜，所以使用環境受到限制、從以太網升級更是面臨大量移植問題。
  
  當數據以100Mbps的速度輸入輸出時，在當時FDDI與10Mbps的以太網和令牌環網相比性能有相當大的改進。但是隨著快速以太網和千兆以太網技術的發展，用FDDI的人就越來越少了。因為FDDI使用的通信介質是光纖，這一點它比快速以太網及現在的100Mbps令牌網傳輸介質要貴許多，然而FDDI最常見的應用只是提供對網絡服務器的快速訪問，所以在目前FDDI技術并沒有得到充分的認可和廣泛的應用。
  
  FDDI的訪問方法與令牌環網的訪問方法類似，在網絡通信中均采用“令牌”傳遞。它與標準的令牌環又有所不同，主要在于FDDI使用定時的令牌訪問方法。FDDI令牌沿網絡環路從一個結點向另一個結點移動，如果某結點不需要傳輸數據，FDDI將獲取令牌并將其發送到下一個結點中。如果處理令牌的結點需要傳輸，那么在指定的稱為“目標令牌循環時間”（Target Token Rotation Time，TTRT）的時間內，它可以按照用戶的需求來發送盡可能多的幀。因為FDDI采用的是定時的令牌方法，所以在給定時間中，來自多個結點的多個幀可能都在網絡上，以為用戶提供高容量的通信。
  
  FDDI可以發送兩種類型的包：同步的和異步的。同步通信用于要求連續進行且對時間敏感的傳輸（如音頻、視頻和多媒體通信）；異步通信用于不要求連續脈沖串的普通的數據傳輸。在給定的網絡中，TTRT等于某結點同步傳輸需要的總時間加上最大的幀在網絡上沿環路進行傳輸的時間。FDDI使用兩條環路，所以當其中一條出現故障時，數據可以從另一條環路上到達目的地。連接到FDDI的結點主要有兩類，即A類和B類。A類結點與兩個環路都有連接，由網絡設備如集線器等組成，并具備重新配置環路結構以在網絡崩潰時使用單個環路的能力；B類結點通過A類結點的設備連接在FDDI網絡上，B類結點包括服務器或工作站等。
  
  4。 ATM網
  
  ATM的英文全稱為“asynchronous transfer mode”，中文名為“異步傳輸模式”，它的開發始于70年代后期。ATM是一種較新型的單元交換技術，同以太網、令牌環網、FDDI網絡等使用可變長度包技術不同，ATM使用53字節固定長度的單元進行交換。它是一種交換技術，它沒有共享介質或包傳遞帶來的延時，非常適合音頻和視頻數據的傳輸。ATM主要具有以下優點：
  
  （1）ATM使用相同的數據單元，可實現廣域網和局域網的無縫連接。
  （2）ATM支持VLAN（虛擬局域崗）功能，可以對網絡進行靈活的管理和配置。
  （3）ATM具有不同的速率，分別為25、51、155、622Mbps，從而為不同的應用提供不同的速率。
  
  ATM是采用“信元交換”來替代“包交換”進行實驗，發現信元交換的速度是非?？斓摹Ｐ旁粨Q將一個簡短的指示器稱為虛擬通道標識符，并將其放在TDM時間片的開始。這使得設備能夠將它的比特流異步地放在一個ATM通信通道上，使得通信變得能夠預知且持續的，這樣就為時間敏感的通信提供了一個預QoS，這種方式主要用在視頻和音頻上。通信可以預知的另一個原因是ATM采用的是固定的信元尺寸。ATM通道是虛擬的電路，并且MAN傳輸速度能夠達到10Gbps。
  
  5。 無線局域網（Wirress Local Area Network；WLAN）
  
  無線局域網是目前最新，也是最為熱門的一種局域網，特別是自Intel今年3月份推出首款自帶無線網絡模塊的迅馳筆記本處理器以來。無線局域網與傳統的局域網主要不同之處就是傳輸介質不同，傳統局域網都是通過有形的傳輸介質進行連接的，如同軸電纜、雙絞線和光纖等，而無線局域網則是采用空氣作為傳輸介質的。正因為它擺脫了有形傳輸介質的束縛，所以這種局域網的最大特點就是自由，只要在網絡的覆蓋范圍內，可以在任何一個地方與服務器及其它工作站連接，而不需要重新鋪設電纜。這一特點非常適合那些移動辦公一簇，有時在機場、賓館、酒店等（通常把這些地方稱為“熱點”），只要無線網絡能夠覆蓋到，它都可以隨時隨地連接上無線網絡，甚至Internet。
  
  無線局域網所采用的是802.11系列標準，它也是由IEEE 802標準委員會制定的。目前這一繁育列標準主要有4個標準，分別為：802.11b、802.11a、802.11g和802.11z，前三個標準都是針對傳輸速度地熱異常進行的改進，最開始推出的是802.11b，它的傳輸速度為11MB／s，因為它的連接速度比較低，隨后推出了802.11a標準，它的連接速度可達54MB／s。但由于兩者不互相兼容，致使一些早已購買802.11b標準的無線網絡設備在新的802.11a網絡中不能用，所以在今年前些時候正式推出了兼容802.11b與802.11a兩種標準的802.11g，這樣原有的802.11b和802.11a兩種標準的設備都可以在同一網絡中使用。802.11z是一種專門為了加強無線局域網安全的標準。因為無線局域網的“無線”特點，致使任何進入此網絡覆蓋區的用戶都可以輕松以臨時用戶身份進入網絡，給網絡帶來了極大的不安全因素，為此802.11z標準專門就無線網絡的安全性方面作了明確規定，加強了用戶身份論證制度，并對傳輸的數據進行加密

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