WINS介紹

chenweiming507

WINS全稱Windows Internet Name Service，即Windows互聯(lián)網(wǎng)名稱服務(wù)。它和DNS一樣，都是用來將主機(jī)名轉(zhuǎn)換成IP地址的。但在互聯(lián)網(wǎng)解析主機(jī)名的是DNS，事實(shí)上WINS主要的是用在局域網(wǎng)內(nèi)緩解網(wǎng)絡(luò)風(fēng)暴。
WINS基于計(jì)算機(jī)的NetBIOS名工作，所以要了解WINS，必須對(duì)計(jì)算機(jī)名、NetBIOS及NetBIOS名有一個(gè)初步的認(rèn)識(shí)。
在微軟的系統(tǒng)中，任何一臺(tái)計(jì)算機(jī)，不論是否聯(lián)網(wǎng)，都必須定義一個(gè)不超過15位的字符作為計(jì)算機(jī)名，該名在系統(tǒng)安裝時(shí)指定，如不指定，則由系統(tǒng)隨機(jī)生成。設(shè)定以后，可在我的電腦—屬性—計(jì)算機(jī)選項(xiàng)卡（WIN2000以上）或網(wǎng)上鄰居—屬性—標(biāo)識(shí)選項(xiàng)卡中（WINME以下）查看并管理；如果該計(jì)算機(jī)處于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下，則該計(jì)算機(jī)名還必須在網(wǎng)絡(luò)中保證唯一。這個(gè)計(jì)算機(jī)名的存在，是實(shí)現(xiàn)NetBIOS的前提。
　　在局域網(wǎng)發(fā)展早期，為在個(gè)人機(jī)上實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)能力，MS和IBM合作開發(fā)了一套網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，認(rèn)為它如同計(jì)算機(jī)的BIOS一樣，將成為最基本的網(wǎng)絡(luò)訪問接口，因此使用了NetBIOS（Network Basic Input/Output System）這個(gè)名字。MS就利用NetBIOS接口開發(fā)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器及相應(yīng)的客戶軟件，后來， 打通NetBIOS和網(wǎng)絡(luò)物理層的各種具體接口的NetBEUI（NetBIOS Extend User Interface）又開發(fā)成功，成為NetBIOS的增強(qiáng)版。它直接控制Token Ring（令牌環(huán)）和Ethernet（以太網(wǎng)）驅(qū)動(dòng)程序，使之只能運(yùn)行于局域網(wǎng)，其缺點(diǎn)是不支持路由， 要在大型的或路由式的網(wǎng)絡(luò)間通信，必須使用基于路由的傳輸機(jī)制（一般是TCP/IP）加以補(bǔ)充，叫做NetBIOS over TCP/IP（NetBT），意為運(yùn)行于TCP/IP基礎(chǔ)上的NetBIOS。WIN2000以下的計(jì)算機(jī)強(qiáng)制使用NetBIOS名；WIN2000以上的計(jì)算機(jī)為了在網(wǎng)絡(luò)中和WIN2000以下的計(jì)算機(jī)保持通信，保留NetBIOS名。
　　NetBIOS名的前15位沿用計(jì)算機(jī)名，最后增加一位字符作為后綴，用于標(biāo)識(shí)某種服務(wù)或應(yīng)用程序，所以對(duì)同一個(gè)計(jì)算機(jī)名，可以生成多個(gè)NetBIOS 名；而同一計(jì)算機(jī)的多個(gè)服務(wù)也可以注冊(cè)到另一個(gè)計(jì)算機(jī)的NetBIOS名上，均由該后綴加以區(qū)分。 　　　WIN2000中專門提供文件和打印機(jī)共享的 server服務(wù)就是典型的例子，它的后綴是八進(jìn)制的20。
　　不難看出，即使沒有WINS服務(wù)器，只要是基于NetBIOS的主機(jī)，它們都能夠自己管理自己，其原理如下：
主機(jī)A登錄網(wǎng)絡(luò)時(shí)，它將向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送注冊(cè)廣播6--10次，聲明自身的NetBIOS名稱，確保網(wǎng)內(nèi)其他主機(jī)收到該消息，如果該名與主機(jī)B重名，主機(jī)B將發(fā)出一個(gè)包括它自己NetBIOS名稱的廣播包，要求主機(jī)A停止注冊(cè)，主機(jī)A會(huì)發(fā)出一個(gè)負(fù)的名稱注冊(cè)（negative name registration）廣播作為響應(yīng)，主機(jī)A注冊(cè)失敗；如無其他主機(jī)反對(duì)，A成功注冊(cè)。
與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)上的其它主機(jī)也向A發(fā)出一個(gè)包括自己NetBIOS名稱的廣播包，聲明自己的存在。這在形式上表現(xiàn)為其它主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)鄰居窗口在刷新后會(huì)出現(xiàn)該主機(jī)A的NetBIOS名；而主機(jī)A的網(wǎng)絡(luò)鄰居窗口中也出現(xiàn)了其它主機(jī)的NetBIOS名，也就是通常所認(rèn)為的計(jì)算機(jī)名。
　　當(dāng)主機(jī)A聯(lián)系主機(jī)B時(shí)，A廣播一個(gè)包含B主機(jī)NetBIOS名的地址請(qǐng)求，如果B在線，它將向主機(jī)A廣播一個(gè)包括自己IP地址的正的名稱查詢（positive name query）消息予以響應(yīng)，然后A就可以利用這個(gè)地址連接到主機(jī)B；
當(dāng)主機(jī)A正確關(guān)機(jī)時(shí)，自動(dòng)發(fā)生名稱釋放操作，這時(shí)其它主機(jī)可以用主機(jī)A的名稱登陸網(wǎng)絡(luò)；但主機(jī)A非正常關(guān)機(jī)時(shí)，其它主機(jī)的網(wǎng)絡(luò)鄰居窗口中仍然會(huì)有該主機(jī)名，雙擊后會(huì)出現(xiàn)“找不到網(wǎng)絡(luò)路徑”的錯(cuò)誤提示：主機(jī)A已經(jīng)名存實(shí)亡。
這種“無組織無紀(jì)律”的自我管理，帶來的是通信效率的大大下降：每臺(tái)主機(jī)在登陸和重登陸網(wǎng)絡(luò)的時(shí)候，都將向網(wǎng)絡(luò)發(fā)送廣播；然后所有主機(jī)再向它發(fā)送廣播；然后主機(jī)間要求通信都以廣播的方式進(jìn)行……，每臺(tái)主機(jī)隨時(shí)都在大呼小叫，其巨大的數(shù)據(jù)流量將造成網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)速度直線下降，這是最不能接受的網(wǎng)絡(luò)問題。
　　所以，必須有一個(gè)“老板”對(duì)所有主機(jī)的NetBIOS名稱和IP地址進(jìn)行集中統(tǒng)一的管理和維護(hù)，NetBIOS客戶端通過直接與“老板”進(jìn)行名稱的注冊(cè)、更新、查詢和釋放操作，最大程度的減少了廣播流量。這個(gè)“老板”就是WINS服務(wù)器。
在WINS中，NetBIOS名可以被注冊(cè)為唯一的名稱，這時(shí)它對(duì)應(yīng)一個(gè)IP地址；也可以映射為一個(gè)組的名稱，這時(shí)它對(duì)應(yīng)多個(gè)IP地址。所以準(zhǔn)確的說，WINS服務(wù)應(yīng)該叫WINS的NetBIOS 名稱服務(wù)，正是它使NetBIOS名稱到地址的解析成為可能。
為更深刻的理解WINS，我們還要說明由NetBT規(guī)定的WINS名稱解析的四種方法（又叫nodes，節(jié)點(diǎn)）：① nodeB：廣播的方法（broadcast）；② nodeP：對(duì)等的方法（peer-to-peer）,直接在WINS服務(wù)器中查詢；③ nodeM：混合的方法（mixed），即聯(lián)合使用nodeB和nodeP，默認(rèn)為B；④ nodeH：另一種混合的方法（hybrid）,和nodeM一樣，但默認(rèn)為nodeP。如果網(wǎng)絡(luò)中沒有WINS服務(wù)器，則系統(tǒng)默認(rèn)使用B節(jié)點(diǎn)的方法，如前所述；如果系統(tǒng)中至少有一臺(tái)WINS服務(wù)器，則系統(tǒng)默認(rèn)使用H節(jié)點(diǎn)的方法。
　　NetBIOS客戶機(jī)——即WINS客戶機(jī)向WINS服務(wù)器注冊(cè)、更新、查詢和釋放的工作流程與DHCP的工作流程異曲同工：都是以租約的形式進(jìn)行——但在表現(xiàn)形式上更像是老板與員工之間簽訂用工合同的一幕。仍以客戶機(jī)A 和B為例描述如下：  
一、 注冊(cè)
客戶機(jī)A一誒啟動(dòng)，就向TCP/IP配置中指定的WINS服務(wù)器發(fā)送一個(gè)名稱查詢請(qǐng)求（請(qǐng)求簽訂合同），要求注冊(cè)其NetBIOS名和IP地址，如果WINS在線，它首先檢查自己的數(shù)據(jù)庫(kù)中是否已有該NetBIOS名，如客戶機(jī)B與該名同名，則WINS以500毫秒為間隔向B發(fā)送三次名稱查詢請(qǐng)求，用以確定B是否仍然還在上班，如收到響應(yīng)，則向A發(fā)出一個(gè)負(fù)的名稱注冊(cè)（negative name registration）。A注冊(cè)失�。蝗绻麤]有響應(yīng)，則A注冊(cè)成功，該WINS服務(wù)器會(huì)將這一對(duì)應(yīng)關(guān)系（重新）記錄在自己的數(shù)據(jù)庫(kù)中，并向該客戶機(jī)返回一個(gè)注冊(cè)成功的消息，其中包括一個(gè)指定的生存周期 TTL（Time to Live）——它的存在表明了WINS客戶機(jī)只是一個(gè)鐘點(diǎn)工，此時(shí)合同簽訂成功。
一旦A三次聯(lián)系WINS服務(wù)器都失敗的話，意味著WINS服務(wù)器宕機(jī)或不可用，這時(shí)，如果網(wǎng)絡(luò)中再無其它的WINS服務(wù)器存在，則又回到了無組織無紀(jì)律的洪荒狀態(tài)，WINS客戶機(jī)會(huì)按照上述“廣播”的方式來工作。
二、更新
默認(rèn)情況下，WINS服務(wù)器數(shù)據(jù)庫(kù)更新時(shí)間（合同期限）即TTL是六天，如果到時(shí)客戶機(jī)沒有發(fā)出更新請(qǐng)求（要求續(xù)簽合同），名稱注冊(cè)即告失效（合同終止），WINS會(huì)將該員工從花名冊(cè)上刪除，這就是TTL的作用。
所以一般來說，客戶機(jī)會(huì)在相應(yīng)的TTL值過去50%也就是三天的時(shí)候向服務(wù)器發(fā)出一次名稱刷新請(qǐng)求，說明自己還在任勞任怨的繼續(xù)上班，當(dāng)WINS服務(wù)器收到該請(qǐng)求后，即向該客戶機(jī)發(fā)出包含了一個(gè)新的TTL的名稱刷新響應(yīng)，表示合同已然重簽。
三、 查詢
當(dāng)A需要聯(lián)系B的時(shí)候，它首先檢查緩存，看是否有B的NetBIOS名對(duì)應(yīng)IP地址的記錄，如果沒有，則向WINS服務(wù)器發(fā)出該NetBIOS名稱的IP查詢請(qǐng)求，要求WINS回應(yīng)其IP 地址。如果沒有任何WINS服務(wù)器響應(yīng)，或者某個(gè)WINS服務(wù)器發(fā)出了一個(gè)“Requested Name Does Not Exist”（請(qǐng)求的名稱不存在）消息，客戶機(jī)即啟用廣播的方式查找，如果仍未響應(yīng)，如果有事先的設(shè)置，主機(jī)A還要盡最后的努力，去查找自己的數(shù)據(jù)庫(kù)文件Lmhost,仍然無效的時(shí)候，才善罷甘休。
四、 釋放
如果WINS客戶機(jī)A停止某個(gè)注冊(cè)的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)或正常關(guān)機(jī)的時(shí)候，該A即針對(duì)注冊(cè)的某個(gè)服務(wù)或者A的NetBIOS名直接向WINS發(fā)出一個(gè)包括A機(jī)IP地址和NetBIOS名稱的釋放請(qǐng)求（要求解除合同）。WINS收到該請(qǐng)求后，先檢查它的數(shù)據(jù)庫(kù)，如果WINS找到了一個(gè)對(duì)應(yīng)的記錄，則向A發(fā)送一個(gè)正的名稱釋放（positive name release）消息作為響應(yīng)，其中包括了被釋放的NetBIOS名稱和值為0的TTL，同時(shí)在數(shù)據(jù)庫(kù)中將這條記錄標(biāo)記為已經(jīng)釋放，合同正式解除；
如果WINS沒有找到對(duì)應(yīng)的記錄或者該NetBIOS名被 指向了另一個(gè)IP地址，那么WINS會(huì)向A發(fā)出一個(gè)負(fù)的名稱釋放（negative name release）消息作為回應(yīng)。合同無法解除。
如果A非正常關(guān)機(jī)，是不會(huì)發(fā)出名稱釋放消息的，顯然，WINS服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中就會(huì)多出一條“假”記錄，當(dāng)B向WINS發(fā)出A的地址請(qǐng)求時(shí)，WINS仍然會(huì)向B給出已不存在了的A的地址信息，當(dāng)然B不可能再通過這個(gè)地址聯(lián)系到A，最終會(huì)出現(xiàn)超時(shí)錯(cuò)。在B的網(wǎng)絡(luò)鄰居窗口中，A的存在僅僅證明了A“曾經(jīng)來過”。
限于篇輻，WINS與DNS的集成、WINS代理以及多個(gè)WINS服務(wù)器的管理維護(hù)和排故等WINS服務(wù)器的高級(jí)應(yīng)用只有以后再談了。
WINS是老生常談了，希望本文對(duì)老資格的網(wǎng)管朋友能溫故知新，對(duì)初入道的新網(wǎng)管朋友能有一些幫助。敬請(qǐng)專家指正。


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