网络协议体系结构：优点和缺点

第10章网络协议体系结构：优点和缺点2 0世纪早期，社会学家G e o r ge 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 。

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 eN e t W a 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 W a 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 W a 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 W a 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 W a 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 W a 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 W a 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 W a 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 W a r e 和N e t W a 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 W a 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 W a 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 32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 W a 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，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 W a 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 W a 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。