四、 LAN的基本部件
要构成LAN,必须有其基本部件。LAN既然是一种计算机网络,自然少不了计算机，特别是个人计算机(PC)。几乎没有一种网络只由大型机或小型机构成。因此,对于LAN而言，个人计算机是一种必不可少的构件。计算机互连在一起 ,当然也不可能没有传输媒体，这种媒体可以是同轴电缆、双绞线、光缆或辐射性媒体。第三个构件是任何一台独立计算机通常都不配备的网卡,也称为网络适配器,但在构成LAN时,则是不可少的部件。第四个构件是将计算机与传输媒体相连的各种连接设备,如DB-15插头座、RJ-45插头座等。具备了上述四种网络构件,便可搭成一个基本的LAN硬件平台,如图1所示。
有了LAN硬件环境,还需要控制和管理LAN正常运行的软件,即谓NOS是在每个PC机原有操作系统上增加网络所需的功能。例如,当需要在LAN上使用字处理程序时,用户的感觉犹如没有组成LAN一样,这正是LAN操作发挥了对字处理程序访问的管理。在LAN情况下,字处理程序的一个拷贝通常保存在文件服务器中,并由LAN上的任何一个用户共享。由上面介绍的情况可知,组成LAN需要下述5种基本结构:
① 计算机(特别是PC机);
② 传输媒体;
③ 网络适配器;
④ 网络连接设备;
⑤ 网络操作系统。
上述5个基本构件除计算机外,将在以后的系列专题中详细介绍。
五、 LAN的网络拓扑结构网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局。将参与LAN工作的各种设备用媒
体互连在一起有多种方法,实际上只有几种方式能适合LAN的工作。
如果一个网络只连接几台设备,最简单的方法是将它们都直接相连在一起，这种连接称为
点对点连接。用这种方式形成的网络称为全互连网络,如图2所示。图中有6个设备，在全互连
情况下,需要15条传输线路。如果要连的设备有n个,所需线路将达到n(n-1)/2条!显而易见,这
种方式只有在涉及地理范围不大，设备数很少的条件下才有使用的可能。即使属于这种环境,
在LAN技术中也不使用。这里所以给出这种拓扑结构，是因为当需要通过互连设备(如路由器)
互连多个LAN时,将有可能遇到这种广域网(WAN)的互连技术。
图2 目前大多数LAN使用的拓扑结构有3种:
① 星行拓扑结构;
② 环行拓扑结构;
③ 总线型拓扑结;
1.星型拓扑结构
星型结构是最古老的一种连接方式，大家每天都使用的电话都属于这种结构，如图3所示。
其中,图3(a)为电话网的星型结构,图3(b)为目前使用最普遍的以太网(Ethernet)星型结构,处于
中心位置的网络设备称为集线器,英文名为Hub。
a)电话网的星行结构 (b)以Hub为中心的结构
图3
这种结构便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点,也带来了
易于维护和安全等优点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信但这种
结构非常不利的一点是,中心系统必须具有极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏，整个系统便
趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份,以提高系统的可靠性。
这种网络拓扑结构的一种扩充便是星行树,如图4所示。每个Hub与端用户的连接仍为星型,
Hub的级连而形成树。然而,应当指出,Hub级连的个数是有限制的,并随厂商的不同而有变化。
还应指出,以Hub构成的网络结构,虽然呈星型布局,但它使用的访问媒体的机制却仍是共
享媒体的总线方式。
2.环型网络拓扑结构
环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户,直到
将所有端用户连成环型,如图5所示。这种结构显而易见消除了端用户通信时对中心系统的依
赖性。
图5 环行结构的特点是,每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总
是以单向方式操作。于是,便有上游端用户和下游端用户之称。例如图5中,用户N是用户N+1的
上游端用户,N+1是N的下游端用户。如果N+1端需将数据发送到N端，则几乎要绕环一周才能到
达N端。
环上传输的任何报文都必须穿过所有端点,因此,如果环的某一点断开,环上所有端间的通
信便会终止。为克服这种网络拓扑结构的脆弱,每个端点除与一个环相连外，还连接到备用环
上,当主环故障时,自动转到备用环上。
3.总线拓扑结构
总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式,也就是说，连接端用户的物
理媒体由所有设备共享，如图6所示。使用这种结构必须解决的一个问题是确保端用户使用媒
体发送数据时不能出现冲突。在点到点链路配置时,这是相当简单的。如果这条链路是半双工
操作，只需使用很简单的机制便可保证两个端用户轮流工作。在一点到多点方式中,对线路的
访问依靠控制端的探询来确定。然而，在LAN环境下,由于所有数据站都是平等的,不能采取上
述机制。对此，研究了一种在总线共享型网络使用的媒体访问方法:带有碰撞检测的载波侦听
多路访问,英文缩写成CSMA/CD。
图6 这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端
用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据，其它端用户必须等待到获得发送权。
媒体访问获取机制较复杂。尽管有上述一些缺点,但由于布线要求简单,扩充容易,端用户失效、
增删不影响全网工作,所以是LAN技术中使用最普遍的一种。
六、 网络操作系统
网络操作系统(NOS)是网络的心脏和灵魂，是向网络计算机提供服务的特殊的操作系统它在计算机操作系统下工作,使计算机操作系统增加了网络操作所需要的能力。例如象前面已谈到的当你在LAN上使用字处理程序时,你的PC机操作系统的行为象在没有构成LAN时一样，这正是LAN操作系统软件管理了你对字处理程序的访问。网络操作系统运行在称为服务器的计算机上,并由连网的计算机用户共享,这类用户称为客户。
NOS与运行在工作站上的单用户操作系统或多用户操作系统由于提供的服务类型不同而有差别。一般情况下，NOS是以使网络相关特性最佳为目的的。如共享数据文件、软件应用以及共享硬盘、打印机、调制解调器、扫描仪和传真机等。一般计算机的操作系统，如DOS和OS/2等,其目的是让用户与系统及在此操作系统上运行
