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特点

  • 以微机为主要联网对象。大部分局域网中没有中央主机系统,只有多种微机和外设,可以说局域网是专为微机而设计的网络系统
  • 覆盖较小的地理范围。仅用于机关、工厂、学校等单位内部联网
  • 传输速率高(10 MBit/s ~100 MBit/s ),且误码率低。数据传输速率是指每秒钟传送的二进制位( bit ,比特数),记为 bit/s ,更大的单位用 KBit/s (1 KBit/s=1000 bit/s )或 MBit/s (1 MBit/s=1000 KBit/s )。误码率是指在数据传输系统中数据被传错的概率。它是通过观测得到的,即观测期内接收到的错误比特数与传输的总比特数之比
  • 为某一单位独有。一般仅为一个单位或部门控制、管理和使用,其建网周期短、成本低,易于维护和扩展
  • 决定局域网特性的3 个主要因素:用于传输数据的传输介质、用于连接各种设备的拓扑结构和用于共享资源的介质访问控制方法

类型

局域网类型包括以太网、令牌环网和 ATM ,其中以太网的使用最为普遍。

令牌环网

令牌环( Token Ring )网是由一组用传输介质串联成一个环的站点组成,它最早是由 IBM 公司开发的,现在一般也只使用在 IBM 主机的网络中,在其他网络中则用得有限。

ATM

ATM ( Asynchronous Transfer Mode ,异步传输方式)是一种基于信元( Cell )的交换和复用技术,信元长度固定为53 字节。多数 ATM 网络中的传输速率高达155 MBit/s , ATM 现在主要应用于主干网的连接。 ATM 在传输数据时有极强的实时性,适用于信息传输容量差异很大的网络,可以满足视频图像和实时通信的要求。

以太网

现在最常用的局域网是以太网( Ethernet ),现阶段它是构建局域网最便宜、最灵活的选择。以太网技术的原型是由 Xerox 公司开发的,1981年 Xerox 、 DEC 、 Intel 3 家美国公司联合推出以太网商业产品。1985年 IEEE 802 委员会颁布了802.3 以太网标准,它使用 CSMA/CD (带有冲突检测的载波侦听多路访问)的访问控制方法。

组成

局域网由两部分组成:网络硬件和网络软件。网络硬件用于实现局域网的物理连接,为连接在局域网上的计算机之间的通信提供一条物理信道和实现局域网间的资源共享;网络软件则主要用于控制并具体实现信息的传送和网络资源的分配与共享。这两部分互相依赖,共同完成局域网的通信功能。

网络硬件

通常组建局域网需要的网络硬件主要是服务器、网络工作站、网络适配器(网卡)、集线器( Hub )及传输介质等。

局域网硬件应包括网络服务器、网络工作站、网卡、网络设备、传输介质及介质连接部件以及各种适配器。其中网络设备是指计算机接入网络和网络与网络之间互联时所必需的设备,如集线器、中继器和交换机等。

服务器

服务器( Server )是以集中方式管理局域网中的共享资源,为网络工作站提供服务的高性能、高配置计算机。常见的有文件、打印和异步通信3 种服务器。 文件服务器常采用高档微机,它给用户提供了操作系统、文件系统的各种功能,例如生成文件、删除文件等。

打印服务器是安装了打印服务程序的文件服务器或专用微机。用户共享的打印机连在打印服务器上,在网络环境下,网上用户可将打印数据送到打印服务器的打印队列中,将数据从打印机输出。

异步通信服务器是装有相应通信软件的文件服务器或专用微机。利用调制解调器( Modem )通过电话线或专用通信线路连接远程工作站。在网络环境下,网上用户可通过异步通信服务器与远程工作站通信。

另外,在局域网中,按照信息量的多少和用户的组网要求,可以安装多个服务器,终端用户可根据需要通过一定的命令来存取指定服务器中的数据。

网络工作站

网络工作站( WorkStation ,简称工作站)是为本地用户访问本地资源和网络资源,提供服务的配置较低的微机。

工作站分带盘(磁盘)工作站和无盘工作站两种类型:

  • 带盘工作站是带有硬盘(本地盘)的微机,硬盘可称为系统盘。加电启动带盘工作站,与网络中的服务器连接后,盘中存放的文件和数据不能被网上其他工作站共享。通常可将不需要共享的文件和数据存放在工作站的本地盘中,而将那些需要共享的文件夹和数据存放在文件服务器的硬盘中

  • 无盘工作站是不带硬盘的微机,其引导程序存放在网络适配器的 EPROM 中,加电后自动执行,与网络中的服务器连接。这种工作站不仅能防止计算机病毒通过工作站感染文件服务器,还可以防止非法用户复制网络中的数据

网络适配器

网络适配器俗称网卡,是构成网络的基本部件。它是一块插件板,插在计算机主板的扩展槽中,通过网卡上的接口与网络的电缆系统连接,从而将服务器、工作站连接到传输介质上并进行电信号的匹配,实现数据传输。

网卡有多种类型,选择网卡时应从计算机总线的类型、传输介质的类型、组网的拓扑结构、节点之间的距离及网络段的最大长度等几个方面来考虑。

集线器

集线器( HUB )是在局域网上广为使用的网络设备,可将来自多个计算机的双绞线集中于一体,并将接收到的数据转发到每一个端口,从而构成一个局域网,还可连接多个网段(不包含任何互联设备的网络),扩展局域网的物理作用范围。

交换机

交换机属于集线器的一种,但是和普通的集线器在功能上有较大区别。普通的集线器仅起到数据接收发送的作用,而交换机则可以智能地分析数据包,有选择地将其发送出去。

传输介质

传输介质也称为通信介质或媒体,在网络中充当数据传输的通道。传输介质决定了局域网的数据传输速率、网络段的最大长度、传输的可靠性及网卡的复杂性。

早期的局域网中使用最多的是同轴电缆。伴随着技术的发展,双绞线和光纤的应用越来越广泛,尤其是双绞线。

目前在局部范围内的中、高速局域网中使用双绞线,在较远范围内的局域网中使用光纤已很普遍。

  • 同轴电缆:局域网产品中使用的同轴电缆是由内导体、绝缘层、外屏蔽层和外部保护层组成。分为粗同轴电缆和细同轴电缆两种类型
  • 双绞线:局域网产品中所使用的双绞线也分为两类,即屏蔽双绞线( Shielded Twisted Pair , STP )与非屏蔽双绞线( Unshielded Twisted Pair , UTP )。典型的屏蔽双绞线由外部保护层、屏蔽层与多对双绞线组成;非屏蔽双绞线由外部保护层与多对双绞线组成,屏蔽双绞线的抗干扰性能优于非屏蔽双绞线。常用的非屏蔽双绞线根据其通信质量一般分为5 类。局域网中主要使用第3类、第4类和第5类,简称为三类线、四类线和五类线。其中三类线适用10MBit/s 以下的数据传输;四类线适用于16MBit/s 以下的数据传输;五类线适用于100 MBit/s 甚至更高速率的数据传输
  • 光纤:光纤是一种直径为50μ m ~100μ m 的柔软、能传导光波的介质。玻璃和塑料可以用来制造光纤,其中用超高纯度石英玻璃纤维制作的光纤可以得到最低的传输损耗。在折射率较高的单根光纤外面用折射率较低的包层包裹起来,就可以构成一条光纤通道,多条光纤通道组成一束就构成光纤电缆。在几千米范围内使用的光纤其数据传输率可达几百甚至上千 MBit/s

在同轴电缆、双绞线及光纤3 种传输介质中,双绞线的价格最低且安装、维护方便。同轴电缆造价介于双绞线和光纤之间,维护方便。光纤的价格高于同轴电缆和双绞线,但光纤具有低损耗、高数据传输速率、低误码率、安全保密性好的特性,因此是一种有前途的传输介质。

网络软件

组建局域网的基础是网络硬件,网络的使用和维护要依赖于网络软件。在局域网上使用的网络软件主要是网络操作系统、协议软件、网络数据库管理系统和网络应用软件。

网络操作系统

在局域网硬件提供数据传输能力的基础上,为网络用户管理共享资源、提供网络服务功能的局域网系统软件被定义为网络操作系统。

网络操作系统是网络环境下用户与网络资源之间的接口,用以实现对网络的管理和控制。网络操作系统的水平决定着整个网络的水平及能否使所有网络用户都能方便、有效地利用计算机网络的功能和资源。

目前,世界上较流行的网络操作系统有: Novell 公司的 NetWare , Microsoft 公司的 Windows NT 或 Windows 2000 Server , IBM 公司的 LAN Server 。它们在技术、性能和功能方面各有所长,支持多种工作环境,支持多种网络协议,能够满足不同用户的需要,为局域网的广泛应用奠定了良好的基础。局域网操作系统主要由服务器操作系统、网络服务软件、工作站软件及网络环境软件4部分组成。

协议软件

目前局域网上常用的数据传输协议有两种:

  • NetBEUI: NetBEUI ( NetBIOS Extend User Interface )是网络基本输入/输出系统扩展用户接口,专门为几台到上百台 PC 所组成的单网段小型局域网而设计,但不具备路由功能
  • TCP/IP: TCP/IP 协议包含了100 多个不同功能的协议,其中最主要的是 TCP ( Transmission Control Protocol )和 IP ( Internet Protocol )协议。 TCP 传输控制协议用于保证被传送信息的完整性; IP 网际互联协议负责将消息从一个地方传送到另一个地方

网络数据库管理系统

网络数据库管理系统是一种可以将网上的各种形式的数据组织起来,科学、高效地进行存储、处理、传输和使用的系统软件。可把它看作网上的编程工具。如 Visual FoxPro 、 SQL Server 、 Oracle 、 Informix 等。

网络应用软件

软件开发者根据网络用户的需要,用开发工具开发出来各种应用软件。例如,常见的在局域网环境中使用的 Office 办公软件、收银台收款软件等。