网络无盘工作站

网络基础计算机网络是计算机技术和通信技术紧密相结合的产物,它涉及通信与计算机两个领域.
它的诞生使计算机体系结构发生了巨大的变化,在当今社会经济中起着非常重要的作用,它对人类社会的进步做出了巨大贡献.
现在,计算机网络已经成为人们社会生活中不可缺少的一个重要基本组成部分,计算机网络应用已经遍布各个领域.
从某种意义上讲,计算机网络的发展水平不仅反映了一个国家的计算机科学和通信技术的发展水平,而且已经成为衡量其国力及现代化程度的重要标志之一.

1.
1网络的定义所谓计算机网络,就是将地理位置不同并具有独立功能的多个计算机系统通过通信设备和线路连接起来,以功能完善的网络软件(即网络通信协议、信息交换方式以及网络操作系统等)实现向多个用户提供各种应用服务,从而实现数据、程序与硬件等各类资源共享的系统.
一种典型的计算机网络结构如图1-1所示.

图1-1一种典型的计算机网络结构联网的主要目的是为了资源共享和相互通信,提高可靠性,便于集中管理.
1.
共享硬件资源一个网络能使用户共享多种硬件设备资源,最常见的有服务器资源、打印机和通信设备的共享.
(1)共享服务器资源最早的微机网络设计目标是共享服务器硬盘,这主要是因为在微机出现早期,硬盘十分昂贵.
现在的网络仍基于共享服务器上两个或多个硬盘的概念,这样可以带来很多好处,最明显的是价格因素.
如果多个用户共享同一台服务器的硬盘,每个用户工作站就可以将所有的文件存放在服务器上,使数据备份变得简单,网络管理员只要有一台数据备份设备(如磁带机、可读写光盘机等)就可以在服务器上备份网上所有用户的数据.

(2)共享打印机联网使得打印机共享也变得简单.
可以将一台打印机直接连到服务器或一台专门配置的打印服务工作站上,甚至直接连在网络电缆上(要求打印机带网络接口,称为网络打印机).
实现打印机共享后,则不一定为每台机器都配上一台打印机,可以买一台更高档的打印机供网络共同使用,这大大节约了费用.
打印机、扫描仪、传真机和其他外设都可以连到网络上来共享使用.

(3)访问其他系统上的资源如果单位有大型机或小型机,网络上的微机用户就可以对这些系统进行访问.
有了网络后,网络上所有微机工作站与大系统的通信通过一台称为网关的机器就可以完成.
这与过去要在每台微机上加专用通信卡、建立通信链路相比,可以大大降低成本,减少费用.

2.
共享软件资源(1)共享软件包没有联网时,用户要在一台微机上使用某个软件,就需要单独安装该软件.
如果要升级,则对每台微机都要操作一遍,非常麻烦.
有了网络,再购入这些软件的网络版本,则配置和升级既省时又能有效地避免出错.

(2)共享数据因为网络上所有用户都可以访问服务器硬盘,所以共享数据并非一件难事.
各个工作站可以同时操作服务器上的数据库,实现数据共享.
3.
通信应用从通信角度看,计算机网络是一种计算机通信系统.
作为计算机通信系统,能实现下列重要应用.
(1)传输文件网络能快速地在机器与机器之间进行文件复制.
(2)使用电子邮件用户可以将网络作为邮局,向网络上的其他计算机发送信件、报告和报表等.
虽然在办公室里使用电话是非常方便的,但网络的电子邮件可以向不在办公室的人传送消息,而且提供了无纸办公环境.
提示:计算机网络的主要特点是资源共享,而资源共享是通过软件(如网络操作系统)控制实现的,网络硬件(如网络互联设备交换机)的主要作用是提供数据传输的通道.
1.
2网络的分类及组成1.
2.
1计算机网络的分类一个计算机网络可以从地域范围、操作类型、拓扑结构、信息传输交换方式或协议、网络组建属性或用途等不同角度加以分类.
1.
按网络的地域范围分类从计算机系统之间的互联距离和网络分布的区域范围来看,计算机网络可以分为局域网、城域网和广域网.
(1)局域网局域网(简称LAN)通常在地域上位于园区内或者建筑物内部的有限范围.
局域网被广泛应用于连接企业或者机构内部办公室之间的PC和打印机等设备,实现数据交换和设备共享,它是一种不通过电信线路的网络.

(2)城域网城域网(简称MAN)在地域分布上比LAN更广,例如分布在一座城市内.
城域网最初是指连接不同园区间或者不同建筑物间的计算机网络.
城域网不仅具备数据交换功能,还能够进行话音传输,甚至可以与当地的有限电视网络相连接进行电视信号的广播.

(3)广域网广域网(简称WAN)用于连接同一国家内、不同国家间甚至洲际间的局域网和城域网.
广域网可被视为一个纯粹的通信网络,发送端和接收端主机间的通信与公共电话网中通话方和受话方间的通信非常类似,WAN的网络结构与公共电话网的结构也非常相似,而且两种网络很大程度上是运行在同样传输介质上的.

2.
按网络操作类型分类按网络操作类型分,局域网可分为对等网络和客户机/服务器网络两种.
(1)对等网络对等网络表示网络中各个主机的地位是完全相同的.
同等地位即网络中没有客户机(Client)和服务器(Server)的分别.
网络中的每一台计算机既可充当客户机的角色,又可充当服务器的角色,它们分别管理着自己的用户账户信息,在不同的主机相互访问时都要对访问方做身份认证,因此,每台主机都得存储所有用户账户的信息.

在Windows系列操作系统中,对等网络又被称为工作组模式.
这种网络的优点是连接和管理都比较简单,通常情况下,对等网络所包括的主机不超过10台,其缺点是安全性差、效率低,只适用于安全性要求不高的小型网络.

(2)客户机/服务器网络在客户机/服务器网络中,主机之间的通信是依照请求/响应模式进行的.
当客户机需要访问集中管理的数据资源或者请求特定的网络服务时,首先向一台管理资源或者提供服务的网络服务器发出请求,该服务器收到请求后,对客户端用户的身份和权限认证并做出适当响应.
在客户机/服务器模式中,由一台服务器集中进行身份的认证和管理,所有的用户信息只存储在一台服务器中.
该模式适用于安全性要求高的大型网络.

3.
按网络传输方式分类根据网络传输技术,可以将网络分为两种类型,即点对点网络和广播网络.
(1)点对点网络点对点模式是指网络连接中的数据接收端被动接收数据的传输模式,目标地址由发送端或中间网络设备确定.
应用点对点传输技术的网络称为点对点网络.
点对点网络中两点之间都有一条独立的连接,信息是一点一点逐点传输的.
由于要保证网络中任意一对主机(两点)之间都可以实现点对点通信,所以一个完备的点对点网络包含了所有主机对之间的独立连接.
一般情况下,广域网采用的是点对点传输模式.

(2)广播网络广播模式是指网络连接中的数据接收端主动接收数据的传输模式,目标地址由接收端进行确认.
应用广播传输技术的网络称为广播网络.
与点对点网络相反,广播网络中并不需要在任意一对主机间建立独立的连接,所有的节点都共享一个信道,网络中一点发送信息,网上其他的节点都能同时听到该消息.
数据通过广播的方式从发送端发出,网络中所有主机发现在共享信道上的数据后都要主动对数据的目标地址进行检查以判断是否符合本机地址,如果地址一致就接收数据,否则就拒绝接收.
一般情况下,局域网采用的是广播传输模式.

1.
2.
2网络的组成1.
网络的组成部分一个典型的网络应包含以下4个组成部分.
①服务器:为多个网络用户提供共享资源的设备.
②客户机(工作站):使用服务器上共享资源的计算机.
③网络通信系统:连接客户机和服务器的设备.
④网络操作系统:管理网络操作的系统软件.
2.
服务器我们把安装了网络操作系统并提供共享资源的计算机称为服务器(Server),服务器又指对网络中某种服务进行集中管理和控制的网络主机.
服务器在客户机/服务器(Client/Server)网络中扮演支配的角色.
网络服务器比普通PC拥有更强的处理能力、更多的内存和硬盘空间,它可以是微机、小型机、大中型计算机,如图1-2所示.

网络服务器的运行效率和稳定性直接影响着整个网络的工作.
根据服务分工的需要,网上可以配置不同数量的服务器,有些服务器提供相同的服务,有些提供不同的服务.
在小型网络中,一个服务器可担当多种角色,在可能的情况下,最好专机专用.

网络中常见的服务器有如下几种.
(1)域控制器在WindowsNT/2000/2003Server的客户机/服务器网络中,处于管理和控制核心地位的服务器就是域控制器(DomainController,DC).
域控制器负责建立局域网内部的DNS服务器、DHCP服务器、管理域用户和组、管理域和域之间的信任关系并提供目录服务.
通常DC、DNS服务器、DHCP服务器不装在同一台计算机上(影响运行速度).

(2)文件/打印服务器通常一个网络至少有一个文件服务器,网络操作系统及其实用程序和共享硬件资源都安装在文件服务器上.
文件服务器只为网络提供硬盘共享、文件共享、打印机共享等功能.
在基于WindowsNT/2000/2003Server操作系统的客户机/服务器网络中,任何一台网络主机都可以充当文件服务器.
一般文件服务器和打印服务器可共用一台计算机.
(3)应用程序服务器应用程序服务器是实现客户机/服务器网络中的CPU资源共享,将原来由客户端完成的部分数据处理任务交由服务器处理.
应用程序服务器的典型例子就是数据库服务器,以客户端的需要进行数据查询和处理的应用程序为例,客户端将查询、排序等数据处理操作交由服务器上的数据库引擎进行处理,从而减轻了客户端的负担.
从网络整体角度考虑,专用的应用程序服务器细化了网络主机的分工,并极大地提高了网络的运行效率.
一般应用程序服务器的硬件配置较高.

(4)Web服务器典型的Web服务器安装有Web服务器软件和各种服务器组件,服务器上运行页面的脚本和代码.
当远程客户端的页面请求通过因特网发送到企业局域网后,Web服务器调出客户端请求的页面代码,并运行服务器端脚本,调用服务器端组件,打开并访问数据库服务器,形成页面后通过因特网返回远程客户端的浏览器.
通常Web服务器由一台或多台计算机充当.

3.
客户机在网络中,客户机一般又称为工作站,它是网络中请求其他计算机上的资源或服务的计算机.
通常客户机的硬件配置低于服务器的硬件配置.
客户机可以是网络主机或者终端,也可以是没有磁盘驱动器的无盘工作站.
用户通过客户机向局域网请求服务和访问共享资源,并通过网络从服务器中获取数据和应用程序,使用客户机的CPU和内存进行运算处理.
客户机是相对于服务器的概念,客户机与服务器之间是相互依存的,而客户机之间是相对独立的.
客户机由普通PC加网卡即可构成,其上可运行具有联网功能的单机操作系统,如Windows98、Windows2000专业版.
4.
网络通信系统网络通信系统通常由网卡、通信线缆、交换机(或集线器)、路由器等组成.
(1)网卡网卡常被称为网络适配器,是一种网络连接设备,使客户机能连接到网络,并能与网络中其他计算机相互通信的设备.
所有的网卡都能够正确地读出数据传送的目标地址,在以太网中还能检测出冲突.
随着技术的进步,网卡变得更加智能化.

(2)通信线缆常用的通信电缆有同轴电缆、双绞线、光缆及无线传输介质.
在现代网络环境中,同轴电缆已很少使用,光缆的使用越来越普遍.
(3)集线器集线器(Hub)属于网内连接设备,主要用于连接星状拓扑网络.
集线器连接的网络主机的协议栈完全相同,因此集线器没有任何进行数据格式转换的功能,仅仅是将数据从一个物理连接端口发送到另一个物理连接端口.

(4)交换机交换机(Switch)也属于网内连接设备,可以用来连接其他交换机、集线器或者网络主机.
交换机连接的网络节点上的协议栈完全相同,因此交换机也没有任何进行数据格式转换的功能,但交换机分割了网络的冲突域,允许多台主机同时传输数据(集线器不行),因此,它的数据传输速度快于集线器.
交换机主要应用在星状拓扑结构的以太网络中.

(5)路由器路由器是一种多端口设备,它可以连接具有不同传输速率、不同网段的局域网和广域网.
路由器属于OSI模型的第3层,因此可以实现从一个网络(或子网)向另一个网络(或子网)的数据传输.
由于路由器需要处理第3层协议或逻辑地址,所以它比交换机的速度慢一些.
路由器依赖于协议,针对不同的应用环境,需要对路由器进行协议配置.
路由器是大型局域网和广域网连接的非常重要的设备,例如,因特网就是依靠遍布全世界的几百万台路由器连接起来的.

5.
网络操作系统网络操作系统(NetworkOperationSystem,NOS)主要运行在服务器上,它负责管理数据、用户、用户组、安全、应用程序以及其他网络功能.
当我们了解了局域网的定义、功能、特点与网络设备,并准备把多台计算机连接起来组成网络,实现多台电脑资源共享及协同工作时,就需要使用网络操作系统了.
目前最流行的网络操作系统是Microsoft的WindowsNTServer4.
0、Windows2000Server、WindowsServer2003,NovellNetWare,以及UNIX、Linux等.
(1)WindowsNT/2000/2003ServerWindowsNTServer4.
0是一种多用途的网络操作系统,它提供了可靠的文件和打印服务,同时也提供了运行强有力的客户机/服务器应用程序的结构.
WindowsNTServer4.
0不仅具有强大的网络功能和易学易用性,而且还有很好的扩展性和兼容性、高可靠性和安全性、高性能和多种平台支持以及集成联网环境等.
WindowsNTServer4.
0以其友好的图形界面、简易的操作和丰富的应用程序赢得了众多用户,尤其是Windows用户的青睐.
Windows2000Server是WindowsNTServer4.
0的升级版本,是Windows2000服务器平台的标准版本.
Windows2000Server提供多种网络服务,是适用于中小型企业工作组和部门服务器的操作系统,它是应用最为广泛的一个版本.
Windows2000Server可以充当文件和打印服务器、Web服务器和Windows2000域的域控制器.
另外,这一版本还提供了Windows2000的一个重大改进ActiveDirectory(AD,即活动目录),该服务使得企业内部能够更加有效地组织资源.
在Windows2000Server中集成了InternetInformationServices(IIS)5.
0,为企业提供了全面的基于Web技术的Internet和Intranet解决方案.
WindowsServer2003是Windows2000Server的升级版本.
它修补了Windows2000Server里的许多缺陷,而且改正了其中的一些错误.
WindowsServer2003相比于以前的产品有很大改进,其提供的各种内置服务以及重新设计的内核程序已经与Windows2000/XP版有了本质的区别.
例如:簇对管理员来说不再那么困难,IIS6在应付攻击和恶意行为方面变得更加安全.
(2)NetWareNetWare是一个真正的网络操作系统,而不是其他操作系统下的应用程序.
它直接对微处理器编程,伴随着最新的微处理器一起发展,充分利用微处理器的高性能,从而达到高效的服务.
在NetWare网络中,允许存在多个服务器,一般的个人计算机就可以作为服务器.
NetWare能支持多种拓扑结构,具有较强的容错能力.
NetWare操作系统具有完善的安全措施、良好的兼容性及系统容错能力和强大的文件及打印服务功能等特点.
NetWare6.
5是Novell公司最新的网络操作系统,内置了NDS(NovellDirectoryService).
NDS提供了一种跨平台、跨地域的目录服务,同时为DOS、Windows、Macintosh、OS/2以及UNIX工作站提供客户端软件,广泛应用于各大、中、小型网络系统.

NetWare的主要缺点是其操作性和应用软件的数量不如WindowsNT/2000/2003.
(3)UNIXUNIX是AT&T贝尔实验室的研究人员在1969年开发出来的,因此比WindowsNT/2000/2003、NetWare的历史要长得多.
它是一个通用的、多用户、分时网络操作系统.
UNIX已发展为两个重要的分支,一是用AT&T公司的UNIXSystemV,在微机上主要采用该版本;另一分支是UNIX伯克利版本(BSD),主要运行于大中型机上.
事实上,UNIX要早于20世纪70年代开发的TCP/IP协议,也可以说是UNIX导致了TCP/IP协议的诞生.
目前,在因特网上担当服务器角色的计算机有80%以上运行的都是UNIX操作系统.

UNIX操作系统可以运行在从PC到超级计算机的非常广泛的服务器平台上,许多基于UNIX系统的计算机厂家拥有功能强大、升级方便的服务器系列,随着UNIX厂家的联合,将使UNIX网络服务器平台在今后的市场上更加引人注目.

UNIX能提供所有的因特网服务,其最主要的特点是具有很好的稳定性、开放性和可移植性,但其用户界面较差(某些版本的UNIX已做了一些改进,如SCOOpenServer),对管理人员素质要求较高,且整体集成费用高,比较适合于大中型网络系统.
(4)LinuxLinux是一个完全公开的操作系统,任何用户都可以在其中添加代码,以满足自己的需要.
Linux可以运行在网络服务器上,也可以运行在客户机上.
Linux作为一种类UNIX操作系统,可以在多种硬件平台上运行,支持对称多处理器的计算机系统;能仿真多种操作系统的环境,如DOS、Windows、WindowsNT等.
Linux的内核源代码是完全共享的,通过因特网全世界都可使用Linux作为文件和Web服务器.
由于Linux的内核是基于UNIX的,所以这也给企业的管理、开发人员提出了较高的要求.
1.
2.
3网络通信协议的ISO体系结构为了建立一个统一的、不依赖网络操作系统和网络设备的标准,需要一个抽象的参照模型来描述网络通信实现的全部过程.
国际标准化组织(InternationalStandardOrganization,ISO)为此定义了一个标准模式,称为开放式系统互联(OpenSystemInterconnection,OSI)参考模型.
OSI参考模型将网络的体系结构划分为7层,即物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层.
每一层均有自己的一套功能集,并与紧邻的上层和下层交互作用.
OSI模型如图1-3所示,各层的功能简述如下.

图1-3一种典型的计算机网络结构1.
物理层物理层是OSI模型中的第1层,是硬件接口的标准,提供相邻设备间的比特流传输,传输单位为位.
它利用物理通信介质为上一层(数据链路层)提供一个物理连接,通过物理连接透明地传输比特流.
物理层考虑的是如何发送"0"和"1",以及接收端如何识别.
2.
数据链路层数据链路层是OSI模型中的第2层,主要进行差错控制和流量控制,负责在两个相邻的节点间的线路上无差错地传送以帧(Frame)为单位的数据,每一帧包括一定的数据和必要的控制信息,在目的点接收数据出错时要通知发送方重发,直到这一帧无误地到达接收节点.

3.
网络层网络层是OSI模型中的第3层,主要进行路由选择和拥塞控制.
网络中通信的两个计算机之间可能要经过许多个中间节点和链路,还可能经过几个通信子网.
网络层的任务就是要选择合适的路径,使发送站的传输层传下来的分组能够正确无误地按照地址找到目的站并交付目的站的传输层.
网络层数据的传送单位是分组(Packet).

4.
传输层传输层是OSI模型中的第4层,主要提供进程端口并对网络层进行差错控制、流量控制和拥塞控制.
其任务是负责错误的检查与修复,以确保传送的质量.
5.
会话层会话层是OSI模型中的第5层,主要完成进程之间的会话连接.
这里"会话"的意思是指两个应用进程之间为交换信息而按一定规则建立起来的一个暂时联系.
此层的主要功能就是建立起两端之间的会话关系,并负责数据的传送.

6.
表示层表示层是OSI模型中的第6层,对信息进行编码、加密和压缩,提供端到端的信息传输,处理的是OSI系统之间用户信息的表示问题.
表示层主要用于处理应用实体需交换的信息的表示方法,是用户在计算机上运行的操作系统和应用程序的一部分.

7.
应用层应用层是OSI模型中的第7层,也是OSI参考模型的最高层,主要给用户提供一个良好的应用环境.
它主要指网络操作系统和具体的应用程序.
综上所述,表1-1中总结了OSI参考模型各层的功能及信息交换的单位.
表1-1OSI参考模型各层的功能OSI层功能信息交换的单位应用层在程序之间传递信息报文(message)表示层处理文本格式化,显示代码转换报文(message)会话层建立、维持、协调通信报文(message)传输层确保数据正确发送传输协议数据单元(TPDU)网络层决定传输路由,处理信息传递分组(Packet)数据链路层编码、编址、传递信息帧(Frame)物理层管理硬件连接位(Bit)1.
2.
4网卡驱动程序与通信协议1.
网卡驱动程序网卡是用于将计算机连接到网络线缆上的计算机板卡.
网卡必须有对应的驱动程序安装才能发挥作用.
网卡驱动程序建立了网络主机与网卡之间的控制信号和数据的传输通道,不同种类的网卡需要配备不同的驱动程序,一般计算机操作系统安装盘中均包含网卡的驱动程序,并在安装系统检测到网卡硬件时自动安装.

2.
通信协议网络中的计算机之间要正确地传送信息和数据,必须在数据传输的顺序、数据的格式及内容等方面有一个约定或规则,这种约定或规则称作协议.
协议是管理网络如何通信的规则,它对于计算机网络来说是必不可少的,要通信的主机必须装有相同网络协议才能相互通信.
前面已经了解了OSI模型各层的任务,这些任务实际上是由网络协议执行的.
常见的网络协议有IPX/SPX协议、NetBEUI协议、TCP/IP协议等.
1.
3以太网1.
3.
1以太网的工作方式以太网的核心思想是多个设备共享传输信道,它的工作方式是指一个数据从发出到成功到达目的地的一组规则.
目前使用的以太网采用CSMA/CD方法访问传输介质,传输速度一般只有理论速度的40%,它是基带系统,采用曼彻斯特编码.
以太网的最大帧长为1.
5KB,它基本采用总线型拓扑结构或者星状拓扑结构.