摘要:局域網中存在多種協議，本文基于局域網環境，介紹和分析了常用通信協議的分類、特點、性能及選擇協議原則等。組建網絡通信協議的選擇很重要，盡可能只選用一種通信協議，因為每一種協議都要占用系統的內存資源，會影響系統的工作效率的，在絕大多數情況下一種協議是完全可以滿足連網需求。
　　關鍵詞：局域網，通信協議，TCP/IP
　　一、引言
　　要實現網絡間的正常通信就必需選擇合適的通信協議，有很多人誤認為通信協議就是TCP/IP協議，只要網絡能正常連通，其它協議沒有用，事實上，不同的網絡協議都有其存在的必要。
　　二、通信協議的分類
　　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”。
　　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（OpenSystemInterconnect/ReferenceModel，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，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，如果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，最初都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關鍵技術。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，局域網中常用的外部協議主要有NetBEUI、IPX/SPX及其兼容協議和TCP/IP三類。
　　三、選擇網絡通信協議的原則
　　第一、網絡結構和功能與所選協議要相一致。如果網絡中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，如果網絡規模較小，同時只是為了簡單的文件和設備的共享，這時關心的主要是網絡速度，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。當網絡規模較大，且網絡結構復雜時，應選擇可管理性和可擴充性較好的協議，如TCP/IP。
　　第二、選擇一種通信協議用于一個網絡。現實中很多人會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管理。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、協議的版本要注意。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。如果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。
　　四、局域網中常用的三種通信協議
　　1、NetBEUI協議
　　NetBEUI(NetBIOSExtendedUserInterface，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、LANManager、Windows3.x和WindowsforWorkgroup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WindowsXP和WindowsNT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賴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。如果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。
　　2、IPX/SPX協議
　　IPX/SPX(InternetworkPacketeXchange/SequencesPacketeXchange，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WindowsNT網絡和由Windows95/98組成的對等網中，無法直接使用IPX/SPX通信協議。
　　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”和標明特殊設備的“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）。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，如果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；如果接收節點是遠程的（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”。
　　WindowsNT中提供了兩個IPX/SPX的兼容協議：“NWLinkSPX/SPX兼容協議”和“NWLinkNetBIOS”，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，它在繼承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。WindowsNT網絡和Windows95/98的用戶，可以利用NWLink協議獲得NetWare服務器的服務。如果你的網絡從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“NWLinkIPX/SPX兼容協議”類似于Windows95/98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“NWLinkNetBIOS”協議不但可在NetWare服務器與WindowsNT之間傳遞信息，而且能夠用于WindowsNT、Windows95/98相互之間任意通信。
　　3、TCP/IP協議
　　TCP/IP（TransmissionControlProtocol/InternetProtocol，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WindowsNT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，這使得它很容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WindowsNT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。
　　在提到TCP/IP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。就局域網用戶來說，只要你掌握了一些有關TCP/IP方面的知識，使用起來也非常方便。IP地址主要分為A、B、C三類（除此之外，還存在D和E兩類地址），A類用于大型網絡，B類用于中型網絡，C類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”。
　　IP地址中的所有“網絡ID”都要向一個名為InterNIC（InternetNetworkInformationCenter，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。在選用IP地址時，網絡中每個設備的IP地址必須唯一，在不同的設備上不允許出現相同的IP地址。
　　四、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WindowsNT或Windows95/98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WindowsNT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WindowsNT基本相同，甚至更為簡單。
　　1、TCP/IP通信協議的安裝。在WindowsNT中，如果未安裝有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？如果你的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。
　　2、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”，在指定的位置輸入已分配好的“IP地址”和“子網掩碼”。如果該用戶還要訪問其它WidnowsNT網絡的資源，還可以在“默認網關”處輸入網關的地址。
　　3、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。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“PING192.168.0.1”即可。如果出現類似于“Replyfrom192.168.0.1……”的回應，說明TCP/IP協議工作正常；如果顯示類似于“Requesttimedout”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。
　　五、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管理幾個方面。如果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，最好選擇NetBEUI通信協議；如果從NetWare遷移到WindowsNT，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；如果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。
　　
　　
　　參考文獻:
　　[1]《計算機網絡及應用》馬海英化學工業出版社2007
　　[2]《計算機組成原理》羅克露俸志剛電子工業出版社2010
　　[3]《網絡組建、管理與排障大全》楊簡電子音像出版社2008
　　[4]《網絡組建與維護》陳晴電子工業出版社2009          學術論文發表網