如何配置局域網中的通信協議

2019-11-05 03:05:10

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供稿：網友

　無論是幾臺機器組成的Windows 95/98對等網，還是規模較大的Windows NT、Novell或Unix/Xenix局域網，凡是親自組建或治理過網絡的人，都碰到過如何選擇和配置網絡通信協議的問題。由于許多用戶對網絡中的協議及其功能特點不是很清楚，所以在組網中經常選用了不符合自身網絡特點的通信協議。其結果就造成了網絡無法接通，或者是速度太慢，工作不穩定等現象而影響了網絡的可靠性。事實上，不同的網絡協議都有其存在的必要，每一種協議都有它所主要依靠的操作系統和工作環境。在一個網絡上運行得很好的通信協議，在另一個看起來很相似的網絡上可能完全不適合。因此，組建網絡時通信協議的選擇尤為重要。本文基于局域網環境，以Windows NT為主，同時兼顧NetWare、Windows 95/98等操作系統，介紹和分析了常用通信協議的特點、性能和必要的配置方法，供組網者和網絡治理人員參考。
　　
　　一、通信協議
　　組建網絡時，必須選擇一種網絡通信協議，使得用戶之間能夠相互進行“交流”。協議（PRotocol）是網絡設備用來通信的一套規則，這套規則可以理解為一種彼此都能聽得懂的公用語言。關于網絡中的協議可以概括為兩類：“內部協議”和“外部協議”（筆者這樣區分，在專業分類上不是很嚴密，但確實能夠解決一些在概念和應用中的混淆），下面分別予以介紹。　　1.內部協議
　　
　　1978年，國際標準化組織（ISO）為網絡通信制定了一個標準模式，稱為OSI/RM（Open System Interconnect/Reference Model，開放系統互聯參考模型）體系結構。該結構共分七層，從低到高分別是物理層、數據鏈路層、網絡層、傳輸層、會話層、表示層和應用層。其中，任何一個網絡設備的上下層之間都有其特定的協議形式，同時兩個設備（如工作站與服務器）的同層之間也有其使用的協議約定。在這里，我們將這種上下層之間和同層之間的協議全部定義為“內部協議”。內部協議在組網中一般很少涉及到，它主要提供給網絡開發人員使用。假如你只是為了組建一個網絡，可不去理會內部協議。　　2.外部協議
　　
　　外部協議即我們組網時所必須選擇的協議。由于它直接負責計算機之間的相互通信，所以通常稱為網絡通信協議。自從網絡問世以來，有許多公司投入到了通信協議的開發中，如IBM、Banyan、Novell、Microsoft等。每家公司開發的協議，最初一般是為了滿足自己的網絡通信，但隨著網絡應用的普及，不同網絡之間進行互聯的要求越來越迫切，因此通信協議就成為解決網絡之間互聯的要害技術。就像使用不同母語的人與人之間需要一種通用語言才能交談一樣，網絡之間的通信也需要一種通用語言，這種通用語言就是通信協議。目前，局域網中常用的通信協議（外部協議）主要有NetBEUI、ipX/SPX及其兼容協議和TCP/IP三類。
　　
　　3.選擇網絡通信協議的原則
　　
　　我們在選擇通信協議時一般應遵循以下的原則：
　　
　　第一、所選協議要與網絡結構和功能相一致。如你的網絡存在多個網段或要通過路由器相連時，就不能使用不具備路由和跨網段操作功能的NetBEUI協議，而必須選擇IPX/SPX或TCP/IP等協議。另外，假如你的網絡規模較小，同時只是為了簡單的文件和設備的共享，這時你最關心的就是網絡速度，所以在選擇協議時應選擇占用內存小和帶寬利用率高的協議，如NetBEUI。當你的網絡規模較大，且網絡結構復雜時，應選擇可治理性和可擴充性較好的協議，如TCP/IP。
　　
　　第二、除非凡情況外，一個網絡盡量只選擇一種通信協議?，F實中許多人的做法是一次選擇多個協議，或選擇系統所提供的所有協議，其實這樣做是很不可取的。因為每個協議都要占用計算機的內存，選擇的協議越多，占用計算機的內存資源就越多。一方面影響了計算機的運行速度，另一方面不利于網絡的治理。事實上一個網絡中一般一種通信協議就可以滿足需要。
　　
　　第三、注重協議的版本。每個協議都有它的發展和完善過程，因而出現了不同的版本，每個版本的協議都有它最為合適的網絡環境。從整體來看，高版本協議的功能和性能要比低版本好。所以在選擇時，在滿足網絡功能要求的前提下，應盡量選擇高版本的通信協議。
　　
　　第四、協議的一致性。假如要讓兩臺實現互聯的計算機間進行對話，它們兩者使用的通信協議必須相同。否則中間還需要一個“翻譯”進行不同協議的轉換，這樣不僅影響通信速度，同時也不利于網絡的安全和穩定運行。二、局域網中常用的三種通信協議
　　
　　1.NetBEUI協議
　　■NetBEUI通信協議的特點。NetBEUI(NetBIOS Extended User Interface，用戶擴展接口)由IBM于1985年開發完成，它是一種體積小、效率高、速度快的通信協議。NetBEUI也是微軟最鐘愛的一種通信協議，所以它被稱為微軟所有產品中通信協議的“母語”。微軟在其早期產品，如DOS、LAN Manager、Windows 3.x和Windows for Workgroup中主要選擇NetBEUI作為自己的通信協議。在微軟如今的主流產品，如Windows 95/98和Windows NT中，NetBEUI已成為其固有的缺省協議。有人將WinNT定位為低端網絡服務器操作系統，這與微軟的產品過于依靠NetBEUI有直接的關系。NetBEUI是專門為幾臺到百余臺PC所組成的單網段部門級小型局域網而設計的，它不具有跨網段工作的功能，即NetBEUI不具備路由功能。假如你在一個服務器上安裝了多塊網卡，或要采用路由器等設備進行兩個局域網的互聯時，將不能使用NetBEUI通信協議。否則，與不同網卡（每一塊網卡連接一個網段）相連的設備之間，以及不同的局域網之間將無法進行通信。雖然NetBEUI存在許多不盡人意的地方，但它也具有其他協議所不具備的優點。在三種通信協議中，NetBEUI占用內存最少，在網絡中基本不需要任何配置。尤其在微軟產品幾乎獨占PC操作系統的今天，它很適合于廣大的網絡初學者使用。
　　
　　■NetBEUI與NetBIOS之間的關系。細心的讀者可能已經發現，NetBEUI中包含一個網絡接口標準NetBIOS。NetBIOS（Network Basic Input/Output System，網絡基本輸入/輸出系統）是IBM在1983年開發的一套用于實現PC間相互通信的標準，其目的是開發一種僅僅在小型局域網上使用的通信規范。該網絡由PC組成，最大用戶數不超過30個，其特點是突出一個“小”字。后來，IBM發現NetBIOS存在的許多缺陷，所以于1985年對其進行了改進，推出了NetBEUI通信協議。隨即，微軟將NetBEUI作為其客戶機/服務器網絡系統的基本通信協議，并進一步進行了擴充和完善。最有代表性的是在NetBEUI中增加了叫做SMB（Server Message Blocks，服務器消息塊）的組成部分，以降低網絡的通信堵塞。為此，有時將NetBEUI協議也稱為“SMB協議”。人們常將NetBIOS和NetBEUI混淆起來，其實NetBIOS只能算是一個網絡應用程序的接口規范，是NetBEUI的基礎，它不具有嚴格的通信協議功能。而NetBEUI是建立在NetBIOS基礎之上的一個網絡傳輸協議。

　　
　　2.IPX/SPX及其兼容協議
　　■IPX/SPX通信協議的特點。IPX/SPX(Internetwork Packet eXchange/Sequences Packet eXchange，網際包交換/順序包交換)是Novell公司的通信協議集。與NetBEUI的明顯區別是，IPX/SPX顯得比較龐大，在復雜環境下具有很強的適應性。因為，IPX/SPX在設計一開始就考慮了多網段的問題，具有強大的路由功能，適合于大型網絡使用。當用戶端接入NetWare服務器時，IPX/SPX及其兼容協議是最好的選擇。但在非Novell網絡環境中，一般不使用IPX/SPX。尤其在Windows NT網絡和由Windows 95/98組成的對等網中，無法直接使用IPX/SPX通信協議。
　　
　　■IPX/SPX協議的工作方式。IPX/SPX及其兼容協議不需要任何配置，它可通過“網絡地址”來識別自己的身份。Novell網絡中的網絡地址由兩部分組成：標明物理網段的“網絡ID”和標明非凡設備的“節點ID”。其中網絡ID集中在NetWare服務器或路由器中，節點ID即為每個網卡的ID號（網卡卡號）。所有的網絡ID和節點ID都是一個獨一無二的“內部IPX地址”。正是由于網絡地址的唯一性，才使IPX/SPX具有較強的路由功能。在IPX/SPX協議中，IPX是NetWare最底層的協議，它只負責數據在網絡中的移動，并不保證數據是否傳輸成功，也不提供糾錯服務。IPX在負責數據傳送時，假如接收節點在同一網段內，就直接按該節點的ID將數據傳給它；假如接收節點是遠程的（不在同一網段內，或位于不同的局域網中），數據將交給NetWare服務器或路由器中的網絡ID，繼續數據的下一步傳輸。SPX在整個協議中負責對所傳輸的數據進行無差錯處理，所以我們將IPX/SPX也叫做“Novell的協議集”。
　　
　　■NWLink通信協議。Windows NT中提供了兩個IPX/SPX的兼容協議：“NWLink SPX/SPX兼容協議”和“NWLink NetBIOS”，兩者統稱為“NWLink通信協議”。NWLink協議是Novell公司IPX/SPX協議在微軟網絡中的實現，它在繼續IPX/SPX協議優點的同時，更適應了微軟的操作系統和網絡環境。Windows NT網絡和Windows 95/98的用戶，可以利用NWLink協議獲得NetWare服務器的服務。假如你的網絡從Novell環境轉向微軟平臺，或兩種平臺共存時，NWLink通信協議是最好的選擇。不過在使用NWLink協議時，其中“NWLink IPX/SPX兼容協議”類似于Windows 95/98中的“IPX/SPX兼容協議”，它只能作為客戶端的協議實現對NetWare服務器的訪問，離開了NetWare服務器，此兼容協議將失去作用；而“NWLink NetBIOS”協議不但可在NetWare服務器與Windows NT之間傳遞信息，而且能夠用于Windows NT、Windows 95/98相互之間任意通信。
　　
　　3.TCP/IP協議
　　TCP/IP（Transmission Control Protocol/Internet Protocol，傳輸控制協議/網際協議）是目前最常用到的一種通信協議，它是計算機世界里的一個通用協議。在局域網中，TCP/IP最早出現在Unix系統中，現在幾乎所有的廠商和操作系統都開始支持它。同時，TCP/IP也是Internet的基礎協議。
　　
　　■TCP/IP通信協議的特點。TCP/IP具有很高的靈活性，支持任意規模的網絡，幾乎可連接所有的服務器和工作站。但其靈活性也為它的使用帶來了許多不便，在使用NetBEUI和IPX/SPX及其兼容協議時都不需要進行配置，而TCP/IP協議在使用時首先要進行復雜的設置。每個節點至少需要一個“IP地址”、一個“子網掩碼”、一個“默認網關”和一個“主機名”。如此復雜的設置，對于一些初識網絡的用戶來說的確帶來了不便。不過，在Windows NT中提供了一個稱為動態主機配置協議（DHCP）的工具，它可自動為客戶機分配連入網絡時所需的信息，減輕了聯網工作上的負擔，并避免了出錯。當然，DHCP所擁有的功能必須要有DHCP服務器才能實現。同IPX/SPX及其兼容協議一樣，TCP/IP也是一種可路由的協議。但是，兩者存在著一些差別。TCP/IP的地址是分級的，這使得它很輕易確定并找到網上的用戶，同時也提高了網絡帶寬的利用率。當需要時，運行TCP/IP協議的服務器（如Windows NT服務器）還可以被配置成TCP/IP路由器。與TCP/IP不同的是，IPX/SPX協議中的IPX使用的是一種廣播協議，它經常出現廣播包堵塞，所以無法獲得最佳的網絡帶寬。 ////////
　　
　　■Windows 95/98中的TCP/IP協議。Windows 95/98的用戶不但可以使用TCP/IP組建對等網，而且可以方便地接入其它的服務器。值得注重的是，假如Windows 95/98工作站只安裝了TCP/IP協議，它是不能直接加入Windows NT域的。雖然該工作站可通過運行在Windows NT服務器上的代理服務器（如Proxy Server）來訪問Internet，但卻不能通過它登錄Windows NT服務器的域。假如要讓只安裝TCP/IP協議的Windows 95/98用戶加入到Windows NT域，還必須在Windows 95/98上安裝NetBEUI協議。
　　
　　■TCP/IP協議在局域網中的配置。在提到TCP/IP協議時，有許多用戶便被其復雜的描述和配置所困擾，而不敢放心地去使用。其實就局域網用戶來說，只要你把握了一些有關TCP/IP方面的知識，使用起來也非常方便。
　　
　　●IP地址基礎知識。前面在談到IPX/SPX協議時就已知道，IPX的地址由“網絡ID”（NetWork ID）和“節點ID”（Node ID）兩部分組成，IPX/SPX協議是靠IPX地址來進行網上用戶的識別的。同樣，TCP/IP協議也是靠自己的IP地址來識別在網上的位置和身份的，IP地址同樣由“網絡ID”和“節點ID”（或稱HOST ID，主機地址）兩部分組成。一個完整的IP地址用32位（bit）二進制數組成，每8位（1個字節）為一個段（Segment），共4段（Segment1～Segment4），段與段之間用“.”號隔開。為了便于應用，IP地址在實際使用時并不直接用二進制，而是用大家熟悉的十進制數表示，如192.168.0.1等。IP地址的完整組成：“網絡ID”和“節點ID”都包含在32位二進制數中。目前，IP地址主要分為A、B、C三類（除此之外，還存在D和E兩類地址，現在局域網中這兩類地址基本不用，故本文暫且不涉及），A類用于大型網絡，B類用于中型網絡，C類一般用于局域網等小型網絡中。其中，A類地址中的最前面一段Segment1用來表示“網絡ID”，且Segment1的8位二進制數中的第一位必須是“0”。其余3段表示“節點ID”；B類地址中，前兩段用來表示“網絡ID”，且Segment1的8位二進制數中的前二位必須是“10”。后兩段用來表示“節點ID”；在C類地址中，前三段表示“網絡ID”，且Segment1的8位二進制數中的前三位必須是“110”。最后一段Segment4用來表示“節點ID”。值得一提的是，IP地址中的所有“網絡ID”都要向一個名為InterNIC（Internet Network Information Center，互聯網絡信息中心）申請，而“節點ID”可以自由分配。目前可供使用的IP地址只有C類，A類和B類的資源均已用盡。不過在選用IP地址時，總的原則是：網絡中每個設備的IP地址必須唯一，在不同的設備上不答應出現相同的IP地址。表1列出了IP地址中的“網絡ID”的有關屬性，“節點ID”在互不重復的情況下由用戶自由分配。其實，將IP地址進行分類，主要是為了滿足網絡的互聯。假如你的網絡是一個封閉式的網絡，只要在保證每個設備的IP地址唯一的前提下，三類地址中的任意一個都可以直接使用（為以防萬一，你還是老老實實地使用C類IP地址為好）。

　　
　　●子網掩碼。對IP地址的解釋稱之為子網掩碼。從名稱可以看出，子網掩碼是用于對子網的治理，主要是在多網段環境中對IP地址中的“網絡ID”進行擴展。舉個例子來說明：例如某個節點的IP地址為192.168.0.1，它是一個C類網。其中前面三段共24位用來表示“網絡ID”，是非常珍貴的資源；而最后一段共8位可以作為“節點ID”自由分配。但是，假如公司的局域網是分段治理的，或者該網絡是由多個局域網互聯而成，是否要給每個網段或每個局域網都申請分配一個“網絡ID”呢？這顯然是不合理的。此時，我們可以使用子網掩碼的功能，將其中一個或幾個節點的IP地址全部充當成“網絡ID”來使用，用來擴展“網絡ID”不足的困難。當我們將某一節點的IP地址如192.168.0.1已設置成一個“網絡ID”時，網絡上的其它設備又怎樣知道它是一個“網絡ID”，而不是一個節點IP地址呢？這就要靠子網掩碼來告知。子網掩碼是這樣做的：假如某一位的二進制數是“1”，它就知道是“網絡ID”的一部分；假如是“0”便認作是“節點ID”的一部分。如將192.168.0.1當做“網絡ID”時，其子網掩碼就是11111111.11111111.11111111.00000001，對應的十進制數表示為255.255.255.1。否則它的子網掩碼就是11111111.11111111.11111111.00000000，對應的十進制數表示應為255.255.255.0 。有了子網掩碼，便可方便地實現用戶跨網段或跨網絡操作。不過，為了讓子網掩碼能夠正常工作，同一子網中的所有設備都必須支持子網掩碼，且子網掩碼相同。表2列出了A、B、C三類網絡的缺省子網掩碼。
　　
　　●網關。網關（Gateway）是用來連接異種網絡的設置。它充當了一個翻譯的身份，負責對不同的通信協議進行翻譯，使運行不同協議的兩種網絡之間可以實現相互通信。如運行TCP/IP協議的Windows NT用戶要訪問運行IPX/SPX協議的Novell網絡資源時，則必須由網關作為中介。假如兩個運行TCP/IP協議的網絡之間進行互聯，則可以使用Windows NT所提供的“默認網關”（Default Gateway）來完成。網關的地址該如何分配呢？可舉一個例子往返答：假如A網絡的用戶要訪問B網絡上的資源，必須在A網絡中設置一個網關，該網關的地址應為B網絡的“網絡ID”（一般可理解為B網絡服務器的IP地址）。當A網絡的用戶同時還要訪問C網絡的資源時又該怎么呢？你只需將C網絡的“網絡ID”添加到A網絡的網關中即可。依次類推……網關連多少個網絡，就擁有多少個IP地址。
　　
　　●主機名。網絡中唯一能夠代表用戶或設備身份的只有IP地址。但一般情況下，眾多的IP地址不輕易記憶，操作起來也不方便。為了改善這種狀況，我們可給予每個用戶或設備一個有意義的名稱，如“WANGQUN”。至于在網絡中用到“WANGQUN”時，怎樣知道其對應的IP地址呢？這完全由操作系統自己完成，我們大可不必考慮。三、通信協議的安裝、設置和測試局域網中的一些協議，在安裝操作系統時會自動安裝。如在安裝Windows NT或Windows 95/98時，系統會自動安裝NetBEUI通信協議。在安裝NetWare時，系統會自動安裝IPX/SPX通信協議。其中三種協議中，NetBEUI和IPX/SPX在安裝后不需要進行設置就可以直接使用，但TCP/IP要經過必要的設置。所以下文主要以Windows NT環境下的TCP/IP協議為主，介紹其安裝、設置和測試方法，其他操作系統中協議的有關操作與Windows NT基本相同，甚至更為簡單。
　　
　　■TCP/IP通信協議的安裝。在Windows NT中，假如未安裝有TCP/IP通信協議，可選擇“開始/設置/控制面板/網絡”，將出現“網絡”對話框，選擇對話框中的“協議/添加”，選取其中的TCP/IP協議，然后單擊“確定”按鈕。系統會詢問你是否要進行“DHCP服務器”的設置？假如你的IP地址是固定的（一般是這樣），可選擇“否”。隨后，系統開始從安裝盤中復制所需的文件。
　　
　　■TCP/IP通信協議的設置。在“網絡”對話框中選擇已安裝的TCP/IP協議，打開其“屬性”，將出現圖2所示的對話框。在指定的位置輸入已分配好的“IP地址”和“子網掩碼”。假如該用戶還要訪問其它Widnows NT網絡的資源，還可以在“默認網關”處輸入網關的地址。
　　
　　■TCP/IP通信協議的測試。當TCP/IP協議安裝并設置結束后，為了保證其能夠正常工作，在使用前一定要進行測試。筆者建議大家使用系統自帶的工具程序：PING.EXE，該工具可以檢查任何一個用戶是否與同一網段的其他用戶連通，是否與其他網段的用戶連接正常，同時還能檢查出自己的IP地址是否與其他用戶的IP地址發生沖突。假如服務器的IP地址為192.168.0.1，如要測試你的機器是否與服務器接通時，只需切換到DOS提示符下，并鍵入命令“PING 192.168.0.1”即可。假如出現類似于“Reply from 192.168.0.1……”的回應，說明TCP/IP協議工作正常；假如顯示類似于“Request timed out”的信息，說明雙方的TCP/IP協議的設置可能有錯，或網絡的其它連接（如網卡、HUB或連線等）有問題，還需進一步檢查。
　　
　　小結
　　在組建局域網時，具體選擇哪一種網絡通信協議主要取決于網絡規模、網絡間的兼容性和網絡治理幾個方面。假如正在組建一個小型的單網段的網絡，并且對外沒有連接的需要，這時最好選擇NetBEUI通信協議。假如你正從NetWare遷移到Windows NT，或兩種平臺共存時，IPX/SPX及其兼容協議可提供一個很好的傳輸環境。假如你正在規劃一個高效率、可互聯性和可擴展性的網絡，TCP/IP則將是理想的選擇。

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