常見局域網拓撲及網絡系統應用

2019-11-05 03:01:40

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供稿：網友

　　一、常見的局域網拓撲結構　

　　網絡中的計算機等設備要實現互聯，就需要以一定的結構方式進行連接，這種連接方式就叫做"拓撲結構"，通俗地講這些網絡設備如何連接在一起的。目前常見的網絡拓撲結構主要有以下四大類：

　　　?。?）星型結構　

　　　?。?）環型結構　

　　　　（3）總線型結構　

　　　?。?）星型和總線型結合的復合型結構　

　　下面我們分別對這幾種網絡拓樸結構進行一一介紹。　

　　1. 星型結構　

　　這種結構是目前在局域網中應用得最為普遍的一種，在企業網絡中幾乎都是采用這一方式。星型網絡幾乎是Ethernet（以太網）網絡專用，它是因網絡中的各工作站節點設備通過一個網絡集中設備（如集線器或者交換機）連接在一起，各節點呈星狀分布而得名。這類網絡目前用的最多的傳輸介質是雙絞線，如常見的五類線、超五類雙絞線等。　

　　這種拓撲結構網絡的基本特點主要有如下幾點：　　

　?。?）輕易實現：它所采用的傳輸介質一般都是采用通用的雙絞線，這種傳輸介質相對來說比較便宜，如目前正品五類雙絞線每米也僅1.5元左右，而同軸電纜最便宜的也要2.00元左右一米，光纜那更不用說了。這種拓撲結構主要應用于IEEE 802.2、IEEE 802.3標準的以太局域網中；　

　?。?）節點擴展、移動方便：節點擴展時只需要從集線器或交換機等集中設備中拉一條線即可，而要移動一個節點只需要把相應節點設備移到新節點即可，而不會像環型網絡那樣"牽其一而動全局"；　

　?。?）維護輕易；一個節點出現故障不會影響其它節點的連接，可任意拆走故障節點；　

　　（4）采用廣播信息傳送方式：任何一個節點發送信息在整個網中的節點都可以收到，這在網絡方面存在一定的隱患，但這在局域網中使用影響不大；　

　?。?）網絡傳輸數據快：這一點可以從目前最新的1000Mbps到10G以太網接入速度可以看出。　

　　其實它的主要特點遠不止這些，但因為后面我們還要具體講一下各類網絡接入設備，而網絡的特點主要是受這些設備的特點來制約的，所以其它一些方面的特點等我們在后面講到相應網絡設備時再補充。　

　　2. 環型結構　

　　這種結構的網絡形式主要應用于令牌網中，在這種網絡結構中各設備是直接通過電纜來串接的，最后形成一個閉環，整個網絡發送的信息就是在這個環中傳遞，通常把這類網絡稱之為"令牌環網"。　

　　實際上大多數情況下這種拓撲結構的網絡不會是所有計算機真的要連接成物理上的環型，一般情況下，環的兩端是通過一個阻抗匹配器來實現環的封閉的，因為在實際組網過程中因地理位置的限制不方便真的做到環的兩端物理連接。　

　　這種拓撲結構的網絡主要有如下幾個特點：　

　?。?）這種網絡結構一般僅適用于IEEE 802.5的令牌網（Token ring network），在這種網絡中，"令牌"是在環型連接中依次傳遞。所用的傳輸介質一般是同軸電纜。　

　?。?）這種網絡實現也非常簡單，投資最小?？梢詮钠渚W絡結構示意圖中看出，組成這個網絡除了各工作站就是傳輸介質--同軸電纜，以及一些連接器材，沒有價格昂貴的節點集中設備，如集線器和交換機。但也正因為這樣，所以這種網絡所能實現的功能最為簡單，僅能當作一般的文件服務模式；　

　?。?）傳輸速度較快：在令牌網中答應有16Mbps的傳輸速度，它比普通的10Mbps以太網要快許多。當然隨著以太網的廣泛應用和以太網技術的發展，以太網的速度也得到了極大提高，目前普遍都能提供100Mbps的網速，遠比16Mbps要高。　

　　（4）維護困難：從其網絡結構可以看到，整個網絡各節點間是直接串聯，這樣任何一個節點出了故障都會造成整個網絡的中斷、癱瘓，維護起來非常不便。另一方面因為同軸電纜所采用的是插針式的接觸方式，所以非常輕易造成接觸不良，網絡中斷，而且這樣查找起來非常困難，這一點相信維護過這種網絡的人都會深有體會。　

　?。?）擴展性能差：也是因為它的環型結構，決定了它的擴展性能遠不如星型結構的好，假如要新添加或移動節點，就必須中斷整個網絡，在環的兩端作好連接器才能連接。　　

　　3. 總線型結構　

　　這種網絡拓撲結構中所有設備都直接與總線相連，它所采用的介質一般也是同軸電纜（包括粗纜和細纜），不過現在也有采用光纜作為總線型傳輸介質的，如后面我們將要講的ATM網、Cable Modem所采用的網絡等都屬于總線型網絡結構。　

　　這種結構具有以下幾個方面的特點：　

　?。?）組網費用低：從示意圖可以這樣的結構根本不需要另外的互聯設備，是直接通過一條總線進行連接，所以組網費用較低；　

　?。?）這種網絡因為各節點是共用總線帶寬的，所以在傳輸速度上會隨著接入網絡的用戶的增多而下降；　

　?。?）網絡用戶擴展較靈活：需要擴展用戶時只需要添加一個接線器即可，但所能連接的用戶數量有限；　

　?。?）維護較輕易：單個節點失效不影響整個網絡的正常通信。但是假如總線一斷，則整個網絡或者相應主干網段就斷了。　

　?。?）這種網絡拓撲結構的缺點是一次僅能一個端用戶發送數據，其它端用戶必須等待到獲得發送權。　
　　
　　4. 混合型拓撲結構　

　　這種網絡拓撲結構是由前面所講的星型結構和總線型結構的網絡結合在一起的網絡結構，這樣的拓撲結構更能滿足較大網絡的拓展，解決星型網絡在傳輸距離上的局限，而同時又解決了總線型網絡在連接用戶數量的限制。這種網絡拓撲結構同時兼顧了星型網與總線型網絡的優點，在缺點方面得到了一定的彌補。　

　　二、常見局域網操作系統　

　　我們在第一篇開始就說到了網絡的基本組成，其中一個重要組成部分就是"網絡操作系統"。它是整個網絡的核心，也是整個網絡服務和治理的基礎。目前局域網中主要存在以下幾類網絡操作系統：　　
　　1. Windows類　

　　對于這類操作系統相信用過電腦的人都不會生疏，這是全球最大的軟件開發商--Microsoft（微軟）公司開發的。Microsoft公司的Windows系統不僅在個人操作系統中占有絕對優勢，它在網絡操作系統中也是具有非常強勁的力量。這類操作系統配置在整個局域網配置中是最常見的，但由于它對服務器的硬件要求較高，且穩定性能不是很高，所以微軟的網絡操作系統一般只是用在中低檔服務器中，高端服務器通常采用UNIX、linux或Solairs等非Windows操作系統。在局域網中，微軟的網絡操作系統主要有：Windows NT 4.0 Serve、windows 2000 Server/Advance Server，以及最新的Windows 2003 Server/ Advance Server等，工作站系統可以采用任一Windows或非Windows操作系統，包括個人操作系統，如Windows 9x/ME/XP等。　

　　在整個Windows網絡操作系統中最為成功的還是要算了Windows NT4.0這一套系統，它幾乎成為中、小型企業局域網的標準操作系統，一則是它繼續了Windows家族統一的界面，使用戶學習、使用起來更加輕易。再則它的功能也的確比較強大，基本上能滿足所有中、小型企業的各項網絡求。雖然相比Windows 2000/2003 Server系統來說在功能上要遜色許多，但它對服務器的硬件配置要求要低許多，可以更大程度上滿足許多中、小企業的PC服務器配置需求。

　　2. NetWare類　

　　NetWare操作系統雖然遠不如早幾年那么風光，在局域網中早已失去了當年雄霸一方的氣勢，但是NetWare操作系統仍以對網絡硬件的要求較低（工作站只要是286機就可以了）而受到一些設備比較落后的中、小型企業，非凡是學校的青睞。人們一時還忘不了它在無盤工作站組建方面的優勢，還忘不了它那毫無過份需求的大度。且因為它兼容DOS命令，其應用環境與DOS相似，經過長時間的發展，具有相當豐富的應用軟件支持，技術完善、可靠。目前常用的版本有3.11、3.12和4.10 、V4.11，V5.0等中英文版本，NetWare服務器對無盤站和游戲的支持較好，常用于教學網和游戲廳。目前這種操作系統有市場占有率呈下降趨勢，這部分的市場主要被Windows NT/2000和Linux系統瓜分了。　

　　3. Unix系統　

　　目前常用的UNIX系統版本主要有：Unix SUR4.0、HP-UX 11.0，SUN的Solaris8.0等。支持網絡文件系統服務，提供數據等應用，功能強大，由AT&T和SCO公司推出。這種網絡操作系統穩定和安全性能非常好，但由于它多數是以命令方式來進行操作的，不輕易把握，非凡是初級用戶。正因如此，小型局域網基本不使用Unix作為網絡操作系統，UNIX一般用于大型的網站或大型的企、事業局域網中?！　?

　　4. Linux 　

　　這是一種新型的網絡操作系統，它的最大的特點就是源代碼開放，可以免費得到許多應用程序。目前也有中文版本的Linux，在國內得到了用戶充分的肯定，主要體現在它的安全性和穩定性方面，它與Unix有許多類似之處。但目前這類操作系統目前使仍主要應用于中、高檔服務器中。　

　　以上介紹幾種網絡操作系統，其實這幾種操作系統是完全可以實現互聯的，也就是說在一個局域網中完全可以同時存在以上幾種類型的網絡操作系統。這一點我們將在本教程的后面繼續介紹。　

　　這種網絡拓撲結構主要用于較大型的局域網中，假如一個單位有幾棟在地理位置上分布較遠（當然是同一小區中），假如單純用星型網來組整個公司的局域網，因受到星型網傳輸介質--雙絞線的單段傳輸距離（100m）的限制很難成功；假如單純采用總線型結構來布線則很難承受公司的計算機網絡規模的需求。結合這兩種拓撲結構，在同一棟樓層我們采用雙絞線的星型結構，而不同樓層我們采用同軸電纜的總線型結構，而在樓與樓之間我們也必須采用總線型，傳輸介質當然要視樓與樓之間的距離，假如距離較近（500m以內）我們可以采用粗同軸電纜來作傳輸介質，假如在180m之內還可以采用細同軸電纜來作傳輸介質。但是假如超過500m我們只有采用光纜或者粗纜加中繼器來滿足了。這種布線方式就是我們常見的綜合布線方式。這種拓撲結構主要有以下幾個方面的特點：　

　　（1）應用相當廣泛：這主要是因它解決了星型和總線型拓撲結構的不足，滿足了大公司組網的實際需求；　

　?。?）擴展相當靈活：這主要是繼續了星型拓撲結構的優點。但由于仍采用廣播式的消息傳送方式，所以在總線長度和節點數量上也會受到限制，不過在局域網中是不存在太大的問題；　

　?。?）同樣具有總線型網絡結構的網絡速率會隨著用戶的增多而下降的弱點；　

　　（4）較難維護，這主要受到總線型網絡拓撲結構的制約，假如總線斷，則整個網絡也就癱瘓了，但是假如是分支網段出了故障，則仍不影響整個網絡的正常運作。再一個整個網絡非常復雜，維護起來不輕易；　

　?。?）速度較快：因為其骨干網采用高速的同軸電纜或光纜，所以整個網絡在速度上應不受太多的限制。　

　　三、局域網的幾種工作模式　

　　局域網的工作模式是根據局域網中各計算機的位置來決定的，目前局域網主要存在著兩種工作模式，它們涉及到用戶存取和共享信息的方式，它們分別是：客戶/服務器（C/S）模式和點對點（Peer-to-Peer）通信模式。

　　

　　1. 客戶/服務器模式：（C/S）

　　

　　這是一種基于服務器的網絡，在這種模式中，其中一臺或幾臺較大的計算機集中進行共享數據庫的治理和存取，稱為服務器；而將其它的應用處理工作分散到網絡中其它微機上去做，構成分布式的處理系統，服務器控制治理數據的能力己由文件治理方式上升為數據庫治理方式，因此，C/S網絡模式的服務器也稱為數據庫服務器。這類網絡模式主要注重于數據定義、存取安全、備份及還原，并發控制及事務治理，執行諸如選擇檢索和索引排序等數據庫治理功能。它有足夠的能力做到把通過其處理后用戶所需的那一部分數據而不是整個文件通過網絡傳送到客戶機去，減輕了網絡的傳輸負荷。C／S網絡模式是數據庫技術的發展和普遍應用與局域網技術發展相結合的結果。這種模式與下面所講的點對點模式主要存在以下兩個方面的不同：　

　　·后端數據庫負責完成大量的任務處理，假如C/S型數據庫查找一個特定的信息片段，在搜尋整個數據庫期間并不返回每條記錄的結果，而只是在搜尋結束時返回最后的結果。　

　　·假如數據庫應用程序的客戶機在處理數據庫事務時失敗，服務器為了維護數據庫的完整性，將自動重新執行這個事件。　

　　2. 對等式網絡：（Peer-to-Peer）　

　　在拓撲結構上與專用Server的C／S不同，在對等式網絡結構中，沒有專用服務器。在這種網絡模式中，每一個工作站既可以起客戶機作用也可以起服務器作用。有許多網絡操作系統可應用于點對點網絡，如微軟的Windows for Workgroups 、Windows NT WorkStation、Windows 9X和Novell Lite等。

　　點對點對等式網絡有許多優點，如它比上面所介紹的C/S網絡模式造價低，它們答應數據庫和處理機能分布在一個很大的范圍里，還答應動態地安排計算機需求。當然它的缺點也是非常明顯的，那就是提供較少的服務功能，并且難以確定文件的位置，使得整個網絡難以治理。　

　　好了，對一些基礎概念的介紹就講到這里，在下面的文章里，我們將進入一些實作性的課題，首先，我們將介紹局域網網線制作的材料與工具。

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