网络系统实现技术之IPX与SPX

IPX/SPX

Novell NetWare网络

Novell公司为适应网络发展，将主机网络转换为PC网络，开发了Novell NetWare网络系统。该系统中基于客户机/服务器模式。以普通PC机做为客户机，以性能强大的服务器做为服务器，为客户机提供文件服务、数据库服务及其他服务。

与前面的SNA模型一样，Novell NetWare也早于OSI模型，所以不能与OSI模型严格对应，但也有很明显的对应关系。在主要的层次上，更接近于TCP/IP模型。

下图是Novell NetWare体系对应于OSI模型的示意图：

从图中可以看出，IPX/SPX是NetWare结构中的重要组成部分。IPX/SPX在NetWare的LAN上提供传输服务，也提供网络的控制信息（如路由信息）和网络上可用服务的信息。IPX/SPX具有完全的路由能力，可以实现多网段间的通信，可用于大型企业网。

NetWare没有OSI模型中的会话层与表示层，所有的应用协议都对应于OSI的应用层，如SAP、文件服务等。

NetWare通过服务广告协议（Service Advertising Protocol,SAP)来实现对服务的管理。服务器每隔60秒广播SAP分组[1]，给出其地址及提供的服务，网关服务器收集SAP分组并建立的网络路由数据库。

由于受到SAP协议高层广播通信机制的限制，NetWare路由网络中的主机数不宜超过几千。尽管SAP的局限性已经被智能路由器和服务器配置所克服，但是大规模IPX/SPX网络的管理仍是非常困难的工作。

 

IPX协议

网际包交换（Internetwork Packet Exchange，IPX）协议对应于OSI的网络层，是不可靠的无连接协议。IPX主要用来控制局域网内或局域网之间数据包的寻址、路由和传送，不保证消息的完整性，不提供纠错服务。

在无连接传输中，每次数据包被传送时，会话不需要被配置就发出去，比导向连接负担轻。无连接处理断断续续的数据传输效率要高于面向连接的传输。

IPX协议是一个对等的网络协议，它在网络内部或网际提供了无连接数据包传输、控制地址以及数据路由包服务。

在局域网中传输数据包时，如果接收节点在同一网段内，IPX协议就直接将数据传给它；如果接收节点不在同一网段内，那么IPX协议将数据包交给NetWare网关服务器，网关根据网络路由数据库进行做出处理。

上图是IPX的分组格式，其中

分组长度：指出整个分组的长度，包括报头和数据。

传输控制：每经历一个网络增1，记录该分组已经经历多少个网络。当该记录数达到最大值时，此分组被抛弃。

分组类型：用于标记不同的控制分组。

目的地址、源地址：包含一个32比特网络号和一个48比特机器号（socket）。

数据字段：它点满剩下的分组空间，其最大长度由下层网络决定。

 

NCP与SPX协议

IPX协议之上是面向连接的传输协议网络核心协议（Network Core Protocol，NCP）或顺序包交换（Sequenced Packet Exchange，SPX）协议。这两个协议对应于OSI模型的传输层。

NCP是NetWare的心脏，除了用户传输以后，还提供各种其他服务，如文件服务。SPX只提供传输服务，Lotus Notes使用SPX。（由于此处主要讨论此传输服务，以下以SPX，带指NCP与SPX。）

在局域网中，SPX协议主要负责数据包传输的完整性。对整个传输的数据进行无差错处理，即纠错。

面向连接服务需要配置连接，一旦连接被建立后，不再需要在数据传输上花费精力。对于连续的数据传输而言，面向连接的传输比无连接的传输效率高。SPX提供了可靠的数据传输服务，可以跟踪包括许多分散包的数据的传输。

SPX通过对包传送的确认和确认来监视包传送的过程，它也提供差错控制能力，如果包内容不可用，可以负责包的重新发送。

 

SPX协议的限制与增强

SPX具有以下两条限制：

1、任何时候输出的数据包都不能超过一个；2、每个数据包的最大值是576 byte。

这两条限制制约了SPX协议在大型宽带网上的性能发挥，为了突破这两个限制，提升在大型网络上的性能，出现了SPXII，具有如下特点：

1.SPX II允许输出多个数据包。

2.SPX II允许更大的数据包。数据包的最大值可以与LAN的带宽一样大。例如在以太网中，SPX II可以使用1518 byte。

 

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[1] 参见Andrew S.Tanenbaum著 熊桂喜,王小虎译. Computer Networks(3). 清华大学出版社,1998.7 第33~34页