计算机网络原理与应用(第2版)
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1.10 专业术语解释

1.虚拟

如果一个事物或过程实际上并不存在,但却表现出来了,就像实际存在一样,这种属性就叫虚拟,如虚拟工作站、虚拟驱动器、虚拟终端、虚拟电路和虚拟网络等。

2.透明

如果一个事物或过程是实际存在的,但并没有表现出来,看似好像不存在一样,这种属性就叫透明。从用户的角度看,计算机网络通常提供透明的传输,使网络用户可以不必考虑网络的存在而访问网络的任何资源。

3.虚拟局域网

虚拟局域网(Virtual Local Area Network, VLAN)是一组逻辑上的设备和用户,这些设备和用户并不受物理网段的限制,可以根据功能、部门及应用等因素将它们组织起来,相互之间的通信就好像它们在同一个网段中一样,由此得名虚拟局域网。VLAN是一种比较新的技术,工作在OSI参考模型的第2层和第3层,一个VLAN就是一个广播域,VLAN之间的通信是通过第3层的路由器来完成的。

基于交换式以太网的虚拟局域网在交换式以太网中,利用VLAN技术,可以将由交换机连接成的物理网络划分成多个逻辑子网。也就是说,一个虚拟局域网中的站点所发送的广播数据包将仅转发至属于同一VLAN的站点。

在交换式以太网中,各站点可以分别属于不同的虚拟局域网。构成虚拟局域网的站点不拘泥于所处的物理位置,它们既可以挂接在同一个交换机中,也可以挂接在不同的交换机中。虚拟局域网技术使得网络的拓扑结构变得非常灵活,如位于不同楼层的用户或者不同部门的用户可以根据需要加入不同的虚拟局域网。

1)划分虚拟局域网

划分虚拟局域网主要出于以下3种考虑。

(1)基于网络性能。

对于大型网络,现在常用的Windows NetBEUI是广播协议,当网络规模很大时,网上的广播信息会很多,会使网络性能恶化,甚至形成广播风暴,引起网络堵塞。这可以通过划分很多虚拟局域网而减少整个网络范围内广播包的传输,因为广播信息是不会跨过VLAN的,可以把广播限制在各个虚拟网的范围内,用术语讲就是缩小了广播域,提高了网络的传输效率,从而提高网络性能。

(2)基于安全性。

因为各虚拟网之间不能直接进行通信,而必须通过路由器转发,为高级的安全控制提供了可能,增强了网络的安全性。在大规模的网络,比如说大的集团公司,有财务部、采购部和客户部等,它们之间的数据是保密的,相互之间只能提供接口数据,其他数据是保密的。可以通过划分虚拟局域网对不同部门进行隔离。

(3)基于组织结构。

同一部门的人员分散在不同的物理地点,比如集团公司的财务部在各子公司均有分部,但都属于财务部管理,虽然这些数据都是要保密的,但需统一结算时,就可以跨地域(也就是跨交换机)将其设在同一虚拟局域网中,实现数据安全和共享。采用虚拟局域网有以下优势:抑制网络上的广播风暴;增加网络的安全性;集中化的管理控制。

2)基于交换式的以太网实现虚拟局域网的途径

基于交换式的以太网要实现虚拟局域网主要有3种途径:基于端口的虚拟局域网、基于MAC地址(网卡的硬件地址)的虚拟局域网和基于IP地址的虚拟局域网。

(1)基于端口的虚拟局域网。

基于端口的虚拟局域网是最实用的虚拟局域网,它保持了最普通、常用的虚拟局域网成员定义方法,配置也相当直观简单,就局域网中的站点具有相同的网络地址,不同的虚拟局域网之间进行通信需要通过路由器。采用这种方式的虚拟局域网的不足之处是灵活性不好。例如,当一个网络站点从一个端口移动到另一个新的端口时,如果新端口与旧端口不属于同一个虚拟局域网,则用户必须对该站点重新进行网络地址配置;否则,该站点将无法进行网络通信。在基于端口的虚拟局域网中,每个交换端口可以属于一个或多个虚拟局域网组,比较适用于连接服务器。

(2)基于MAC地址(网卡的硬件地址)的虚拟局域网。

在基于MAC地址的虚拟局域网中,交换机对站点的MAC地址和交换机端口进行跟踪,在新站点入网时根据需要将其划归至某一个虚拟局域网,而无论该站点在网络中怎样移动,由于其MAC地址保持不变,因此用户不需要进行网络地址的重新配置。这种虚拟局域网技术的不足之处是在站点入网时,需要对交换机进行比较复杂的手工配置,以确定该站点属于哪一个虚拟局域网。

(3)基于IP地址的虚拟局域网。

在基于IP地址的虚拟局域网中,新站点在入网时无须进行太多配置,交换机则根据各站点网络地址自动将其划分成不同的虚拟局域网。在3种虚拟局域网的实现技术中,基于IP地址的虚拟局域网智能化程度最高,实现起来也最复杂。

4.虚拟专用网

虚拟专用网(Virtual Private Network, VPN)是指在公用网络上建立专用网络的技术。其之所以称为虚拟网,主要是因为整个VPN网络的任意两个节点之间的连接并没有传统专网所需的端到端的物理链路,而是架构在公用网络服务商所提供的网络平台,如Internet、ATM(异步传输模式)、Frame Relay(帧中继)等之上的逻辑网络,用户数据在逻辑链路中传输。在传统的企业网络配置中,要进行异地局域网之间的互联,传统的方法是租用DDN(数字数据网)专线或帧中继。这样的通信方案必然导致高昂的网络通信/维护费用。对于移动用户(移动办公人员)与远端个人用户而言,一般通过拨号线路(Internet)进入企业的局域网,而这样必然带来安全上的隐患,虚拟专用网的提出就是来解决这些问题的。

虚拟专用网具有以下优点。

(1)使用VPN可降低成本。通过公用网来建立VPN,就可以节省大量的通信费用,而不必投入大量的人力和物力去安装和维护WAN(广域网)设备和远程访问设备。

(2)传输数据安全可靠。虚拟专用网产品均采用加密及身份验证等安全技术,保证连接用户的可靠性及传输数据的安全和保密性。

(3)连接方便灵活。用户如果想与合作伙伴联网,却没有虚拟专用网,双方的信息技术部门就必须协商如何在双方之间建立租用线路或帧中继线路,有了虚拟专用网之后,只需双方配置安全连接信息即可。

(4)完全控制。虚拟专用网使用户可以利用ISP的设施和服务,同时又完全掌握着自己网络的控制权。用户只需利用ISP提供的网络资源,对于其他的安全设置、网络管理变化可由自己管理。在企业内部也可以自己建立虚拟专用网。

5.请求注释(RFC)

RFC涉及一系列的注解,其中包括调查、测量、观点、技术、观察以及各种建议性的和已经被接受的TCP/IP协议标准。RFC可从因特网网络信息中心(InterNIC)获得。

6.若干有影响的标准化组织

1)国际标准化组织(ISO)

ISO成立于1947年,是一个全球性的非政府组织,也是目前世界上最大、最有权威性的国际标准化专门机构。ISO与600多个国际组织保持着协作关系,其主要工作是制定国际标准,协调世界范围的标准化工作,组织各成员国和技术委员会进行情报交流,以及与其他国际组织进行合作,共同研究有关标准化问题。

截至2002年12月底,ISO已经制定了22266个国际标准,如著名的具有7层协议结构的开放系统互联参考模型(OSI)、ISO 9000系列质量管理和品质保证标准等。

2)美国国家标准协会(American National Standards Institute, ANSI)

ANSI是成立于1918年的非营利性质的民间组织。

ANSI同时也是一些国际标准化组织的主要成员,如国际标准化委员会和国际电工委员会(IEC)。ANSI标准广泛应用于各个领域,典型应用有美国标准信息交换码(ASCII)和光纤分布式数据接口(FDDI)等。

3)电气与电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers, IEEE)

IEEE建会于1963年,由从事电气工程、电子和计算机等有关领域的专业人员组成,是世界上最大的专业技术团体。IEEE是一个跨国的学术组织,目前拥有36万会员,近300个地区分会分布在150多个国家。IEEE下设许多专业委员会,其定义或开发的标准在工业界有极大的影响力和作用。例如,1980年成立的IEEE 802委员会负责有关局域网标准的制定事宜,制定了著名的IEEE 802系列标准,如IEEE 802.3以太网标准、IEEE 802.4令牌总线网标准和IEEE 802.5令牌环网标准等。

4)国际电信联盟(International Telecommunication Union, ITU)

1865年5月,法、德、俄等20个国家为顺利实现国际电报通信,在巴黎成立了一个国际组织,即国际电报联盟;1932年,70个国家的代表在西班牙马德里召开会议,国际电报联盟改名为国际电信联盟;1947年,国际电信联盟成为联合国的一个专门机构。国际电信联盟是电信界最有影响力的组织,也是联合国机构中历史最长的一个国际组织,简称“国际电联”或ITU。联合国的任何一个主权国家都可以成为ITU的成员。

ITU是世界各国政府的电信主管部门之间协调电信事务的一个国际组织,它研究制订有关电信业务的规章制度,通过决议提出推荐标准,收集相关信息和情报,其目的和任务是实现国际电信的标准化。

ITU的实质性工作由无线通信部门(ITU.R)、电信标准化部门(ITU.T)和电信发展部门(ITU.D)承担。其中,ITU.T就是原来的国际电报电话咨询委员会(CCITT),负责制定电话、电报和数据通信接口等电信标准化。

ITU.T制定的标准称为“建议书”,是非强制性的、自愿的协议。由于ITU.T标准可保证各国电信网的互联和运转,所以越来越广泛地被世界各国所采用。

5)国际电工委员会(International Electrotechnical Commission, IEC)

IEC成立于1906年,至今已有一百多年的历史,它是世界上成立最早的国际性电工标准化机构,负责有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作。ISO正式成立后,IEC曾作为电工部门并入,但是在技术和财务上仍保持独立性。1979年ISO与IEC达成协议:两者在法律上都是独立的组织,IEC负责有关电气工程和电子工程领域中的国际标准化工作,ISO则负责其他领域内的国际标准化工作。

6)电子工业协会(Electronic Industries Association, EIA)

EIA是美国的一个电子工业制造商组织,成立于1924年。EIA颁布了许多与电信和计算机通信有关的标准。例如,众所周知的RS-232标准,定义了数据终端设备和数据通信设备之间的串行连接。这个标准在今天的数据通信设备中被广泛采用。在结构化网络布线领域,EIA与美国电信行业协会(TIA)联合制定了商用建筑电信布线标准(如EIA/TIA 568标准),提供了统一的布线标准并支持多厂商产品和环境。

7)美国国家标准与技术研究院(National Institute of Standards and Technology, NIST)

NIST成立于1901年,前身是隶属美国商业部的国家标准局,现在是美国政府支持的大型研究机构。NIST的主要任务是建立国家计量基准与标准、发展为工业和国防服务的测试技术、提供计量鉴定和校准服务、提供研制与销售标准服务、参加标准化技术委员会制定标准、技术转让、帮助中小型企业开发新产品等。NIST下设多个研究所,涉及电子与电机工程、制造工程、化学材料与技术、物理、建筑防火、计算机与应用数学、材料科学与工程、计算机系统等。

8)Internet协会(Internet Society, ISOC)

ISOC成立于1992年,是一个非政府的全球合作性国际组织,其主要工作是协调全球在Internet方面的合作,就有关Internet的发展、可用性和相关技术的发展组织活动。ISOC的网址为http://www.isoc.org

ISOC的宗旨是:积极推动Internet及相关的技术,发展和普及Internet的应用,同时促进全球不同政府、组织、行业和个人进行更有效的合作,充分合理地利用Internet。

ISOC采用会员制,会员来自全球不同国家各行各业的个人和团体。ISOC由会员推选的监管委员会进行管理。ISOC由许多遍及全球的地区性机构组成,这些分支机构都在本地运营,同时与ISOC的监管委员会进行沟通。中国互联网协会成立于2001年5月,由国内从事互联网行业的网络运营商、服务提供商、设备制造商、系统集成商以及科研、教育机构等70多家互联网从业者共同发起成立。