第二章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議

1、第二章計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議【計(jì)劃課時(shí)】4課時(shí)(教材第二、三章2.1.1 協(xié)議(protocol教材P29網(wǎng)絡(luò)傳送是個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程,為了實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)之間可靠地交換數(shù)據(jù),許多工作要協(xié)調(diào)(如發(fā)送信號(hào)的數(shù)據(jù)格式,通信協(xié)調(diào)與出錯(cuò)處理,信號(hào)編碼與電平參數(shù),傳輸速度匹配等。假定一個(gè)與網(wǎng)絡(luò)相連的設(shè)備正向另一個(gè)與網(wǎng)絡(luò)相連的設(shè)備發(fā)送數(shù)據(jù),由于各個(gè)廠家有其各自的實(shí)現(xiàn)方法,這些設(shè)備可能不完全兼容,它們相互之間不可能識(shí)別和通信。解決方法之一是在同一個(gè)網(wǎng)絡(luò)中全部使用某一廠家的專有技術(shù)和設(shè)備,在網(wǎng)絡(luò)互連的今天已不可行。另一種方法就是制定一套實(shí)現(xiàn)互連的規(guī)范(標(biāo)準(zhǔn),即所謂“協(xié)議”。該標(biāo)準(zhǔn)允許每個(gè)廠家以不同的方式完成互連產(chǎn)品的

2、開發(fā)、設(shè)計(jì)與制造,當(dāng)按同一協(xié)議制造的設(shè)備連入同一網(wǎng)絡(luò)時(shí),它們完全兼容,仿佛是由同一廠家生產(chǎn)的一樣。【協(xié)議】網(wǎng)絡(luò)上不同計(jì)算機(jī)之間為了協(xié)調(diào)互相通信而使用的技術(shù)規(guī)范,即通信技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)(也是軟硬件廠商開發(fā)網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議由語(yǔ)義、語(yǔ)法和時(shí)序三部分組成。語(yǔ)義規(guī)定通信雙方彼此“講什么”(含義,語(yǔ)法規(guī)定“如何講”(格式,時(shí)序關(guān)系則規(guī)定了信息交流的次序(順序。P29實(shí)際上,生活中任何由兩個(gè)人或兩個(gè)團(tuán)體一起完成的事件,都必須有“協(xié)議”(例:講話/賽跑廖鴻鵬NT Server 4.0建站指南:“當(dāng)一個(gè)中國(guó)人碰上一個(gè)日本人時(shí),如果中國(guó)人說(shuō)他的中文,日本人說(shuō)他的日文,那么恐怕兩個(gè)人就是講到天黑,都不會(huì)有什么結(jié)果網(wǎng)絡(luò)上各

3、節(jié)點(diǎn)之間若需要傳送數(shù)據(jù)時(shí),也要有一個(gè)共通的語(yǔ)言,這就是通信協(xié)議”。理論上只要有一套協(xié)議即可,但由于網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在不斷發(fā)展,應(yīng)用領(lǐng)域在不斷拓寬,加上歷史的原因(7 0年代各大計(jì)算機(jī)公司在網(wǎng)絡(luò)領(lǐng)域“諸侯割據(jù)”,紛紛推出自己的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議,既為網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展作出了貢獻(xiàn),亦造成協(xié)議品種雜多的局面,所以目前一套統(tǒng)一可用的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。正如理論上人類只要一種語(yǔ)言就可以相互溝通,但實(shí)際上卻有許許多多的語(yǔ)言存在一樣。學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)的重要任務(wù)之一就是了解各種常用的通信協(xié)議。對(duì)于網(wǎng)絡(luò)開發(fā)/集成工程師,則需要深入理解甚至精通工程中所涉及到的各種協(xié)議。用于普通網(wǎng)絡(luò)用戶,則只需知道訪問(wèn)網(wǎng)絡(luò)資源你的系統(tǒng)或機(jī)器上需要配備何種協(xié)議,而無(wú)須

4、知道這些協(xié)議的具體含義。封閉的協(xié)議協(xié)議內(nèi)容(規(guī)范不對(duì)公眾公布開放的協(xié)議協(xié)議內(nèi)容對(duì)公眾公布NT4.0可同時(shí)具有5種協(xié)議,猶如一個(gè)懂最常用的五國(guó)語(yǔ)言的人,在世界各地旅行,便暢行無(wú)阻。 2.1.2 常用的網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議有三個(gè)最具影響力的團(tuán)體為網(wǎng)絡(luò)通信制定了各自的協(xié)議:·OSI(開放系統(tǒng)互連,Open Systems Interconnection協(xié)議ISO(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織81年公布(理論標(biāo)準(zhǔn)從網(wǎng)絡(luò)角度看,未連網(wǎng)的計(jì)算機(jī)都是所謂“信息孤島”型的計(jì)算機(jī)系統(tǒng),只按某一公司/廠商的網(wǎng)絡(luò)通信體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)連網(wǎng)的屬于相對(duì)封閉的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng),而所有符合OSI網(wǎng)絡(luò)通信體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以在全球范圍內(nèi)互聯(lián)起來(lái),

5、故稱為“開放系統(tǒng)”。·IEEE 802 LAN 協(xié)議IEEE(電氣和電子工程師學(xué)會(huì)802委員會(huì)(80年2月成立制定,其部分標(biāo)準(zhǔn)已被ISO正式確定為局域網(wǎng)的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)·TCP/IP(網(wǎng)際互連/傳輸控制協(xié)議美國(guó)防部高級(jí)計(jì)劃研究局(DARPA83年為“阿帕”網(wǎng)(ARPAnet,今發(fā)展為Internet而開發(fā),用于通過(guò)UNIX系統(tǒng)控制實(shí)現(xiàn)異種計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的互連,乃很多大學(xué)(如斯坦福大學(xué)及研究所經(jīng)多年研究及商業(yè)化后得出的結(jié)果,現(xiàn)為最hot的網(wǎng)際互連協(xié)議,亦為公認(rèn)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。此外,在局域網(wǎng)中,常用還有Novell網(wǎng)專用的通信協(xié)議IPX/SPX(網(wǎng)際分組交換/順序分組交換。2.1.3 網(wǎng)絡(luò)通

6、信與分層結(jié)構(gòu)1、分層的概念可以將人與人的“通信”分為三個(gè)相關(guān)的層次:認(rèn)識(shí)層、語(yǔ)言層、傳輸層。【例1】如果讓一莆田老嫗與北京一科學(xué)家進(jìn)行如下的“通信”莆田老嫗北京科學(xué)家結(jié)果用網(wǎng)絡(luò)術(shù)語(yǔ)表達(dá)結(jié)果談?wù)搩?nèi)容莆田城內(nèi)菜價(jià)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)“不可理喻”認(rèn)識(shí)層“協(xié)議”不兼容所用語(yǔ)言莆田方言英語(yǔ)“不知所云”語(yǔ)言層“協(xié)議”不兼容通信方式電話電腦無(wú)法聯(lián)通傳輸層“協(xié)議”不兼容【例2】如果讓一莆田老嫗與北京的莆田藉科學(xué)家林蘭英進(jìn)行如下的“通信”莆田老嫗林蘭英院士結(jié)果用網(wǎng)絡(luò)術(shù)語(yǔ)表達(dá)結(jié)果談?wù)搩?nèi)容莆田城市變化家鄉(xiāng)情況OK 認(rèn)識(shí)層“協(xié)議”兼容所用語(yǔ)言莆田方言莆田方言O(shè)K 語(yǔ)言層“協(xié)議”兼容通信方式電話電話OK 傳輸層“協(xié)議”兼容所

7、以,人們?yōu)榱四軌虮舜私涣魉枷?需借助一個(gè)分層次的通信結(jié)構(gòu);其次,層次之間不是相互孤立的,而是密切相關(guān)的,上層的功能是建立在下層的基礎(chǔ)上,下層為上層提供某些服務(wù),而且每層還應(yīng)有一定的規(guī)則。網(wǎng)絡(luò)通信情況同樣如此,只是區(qū)分更細(xì)一些。2、網(wǎng)絡(luò)通信分層的概念計(jì)算機(jī)之間的通信可歸納為兩種基本方式:·點(diǎn)-點(diǎn)通信(P-P相鄰結(jié)點(diǎn)之間通過(guò)直達(dá)通路的通信(稱“線路通信”·端-端通信(E-E不相鄰結(jié)點(diǎn)之間通過(guò)中間結(jié)點(diǎn)鏈接起來(lái)所形成間接可達(dá)通路的通信(“鏈路通信”點(diǎn)-點(diǎn)通信是端-端通信的基礎(chǔ),端-端通信是點(diǎn)-點(diǎn)通信的延伸a. 點(diǎn)-點(diǎn)通信的分層兩臺(tái)相鄰計(jì)算機(jī)通過(guò)直達(dá)通信線路通信時(shí),其所用通信軟件將自

8、然分成兩個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊(層:·用戶服務(wù)層處理用戶的通信應(yīng)用請(qǐng)求·通信服務(wù)層通過(guò)通信線路收發(fā)數(shù)據(jù)分層的優(yōu)點(diǎn):用戶服務(wù)層的模塊設(shè)計(jì)可相對(duì)獨(dú)立于具體的通信線路和通信硬件接口的差別(如銅線、同軸電纜、光纖等,而通信服務(wù)層的模塊設(shè)計(jì)又可相對(duì)獨(dú)立于具體用戶應(yīng)用要求的不同(如文件傳輸、電子郵件等。b. 端-端通信的分層端-端通信是把若干點(diǎn)-點(diǎn)相鄰結(jié)點(diǎn)間的通信線路通過(guò)中間結(jié)點(diǎn)鏈接起來(lái),所以還需解決:(1中間結(jié)點(diǎn)應(yīng)具有路由轉(zhuǎn)接功能(按報(bào)文所附目標(biāo)地址轉(zhuǎn)發(fā)(2端結(jié)點(diǎn)應(yīng)具有啟動(dòng)、建立和維護(hù)端-端鏈路的功能啟動(dòng)發(fā)送端發(fā)送一個(gè)帶目標(biāo)端結(jié)點(diǎn)地址的聯(lián)系控制報(bào)文建立目標(biāo)端結(jié)點(diǎn)返回一個(gè)同意通信聯(lián)系的報(bào)文,

9、建立了雙方的聯(lián)系維護(hù)通信過(guò)程差錯(cuò)控制、流量控制等為此需在用戶服務(wù)層和通信服務(wù)層之間增加一個(gè)新層(網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層,即通信服務(wù)層實(shí)現(xiàn)相鄰結(jié)點(diǎn)間的點(diǎn)-點(diǎn)通信,網(wǎng)絡(luò)服務(wù)層實(shí)現(xiàn)不相鄰結(jié)點(diǎn)間的端-端鏈路通信,用戶服務(wù)層處理用戶應(yīng)用軟件的通信請(qǐng)求與服務(wù)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議協(xié)議采用層次結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn):P29【網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)】計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的各層及其協(xié)議的集合,稱為網(wǎng)絡(luò)的體系結(jié)構(gòu)(architecture 。P29體系即“系統(tǒng)”,中文中常用來(lái)描述有比較明顯層次結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)(如科學(xué)體系、政治體系等。2.1.4 OSI 協(xié)議(教材P30OSI 協(xié)議將網(wǎng)絡(luò)通信過(guò)程劃分為七個(gè)相互獨(dú)立的功能組(層次,并為每個(gè)層次制定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)框架。上面三層(

10、應(yīng)用層、表示層、會(huì)話層與應(yīng)用問(wèn)題有關(guān),而下面四層(傳輸層、網(wǎng)絡(luò)層、數(shù)據(jù)鏈路層、物理層則主要處理網(wǎng)絡(luò)控制和數(shù)據(jù)傳輸/接收問(wèn)題。各層的功能單元用于規(guī)定what is to be done, but not how to do it.·Layer 7 - Application 網(wǎng)絡(luò)的用戶接口(上網(wǎng)軟件等·Layer 6 - Presentation 不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換/加解密·Layer 5 - Session 進(jìn)程(執(zhí)行中的程序間會(huì)話管理與會(huì)話同步(“會(huì)話”即用戶間連接·Layer 4 - Transport 報(bào)文的正確傳輸(報(bào)文的生成、收發(fā)、組合與差錯(cuò)

11、檢查·Layer 3 - Network 路由選擇和流量控制(選擇LAN 間傳輸路徑·Layer 2 - Data Link 幀的正確傳輸(幀的生成、收發(fā)與差錯(cuò)檢查·Layer 1 - Physical 數(shù)據(jù)比特流(0、1的正確傳輸(比特流的生成、收發(fā)與差錯(cuò)檢查七層模型示意圖和各層主要功能見P31圖2.1。像WINDOWS NT 之類的操作系統(tǒng)只會(huì)與OSI 的頂層有關(guān)。OSI 協(xié)議僅給出一個(gè)框架結(jié)構(gòu),并沒(méi)有將其網(wǎng)絡(luò)模型的每一層限定在統(tǒng)一的一種協(xié)議中,也沒(méi)有給出協(xié)議的具體實(shí)現(xiàn)技術(shù)(即未完全定型。故又稱“參考模型”(OSI/RM 但它奠定了網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ),成為今天

12、設(shè)計(jì)和制定網(wǎng)絡(luò)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)最重要的參考模型和依據(jù)。通信雙方(比喻 寫信封 拆信和讀信 發(fā)送 接收 封信、貼郵票 取信 投入郵筒 投遞 分揀 分揀 決定路線 郵件分類 裝入郵包 打開郵包 裝上郵車送出 從郵車接收郵包郵路(公路、鐵路等從過(guò)程看,網(wǎng)絡(luò)通信的過(guò)程就是從A 用戶的應(yīng)用層處發(fā)出數(shù)據(jù),經(jīng)層層下傳,最后通過(guò)物理層發(fā)到網(wǎng)絡(luò)的傳輸介質(zhì)上,而B用戶通過(guò)物理層接收數(shù)據(jù),經(jīng)層層上傳,最后由應(yīng)用層取出。換言之,信息交換發(fā)生在對(duì)等的OSI層之間,源系統(tǒng)A中的每一層把目的系統(tǒng)B同層所需的控制信息(數(shù)據(jù)頭附加到數(shù)據(jù)中,封裝后的信息單元(數(shù)據(jù)頭和數(shù)據(jù)被傳輸?shù)较乱粚?而目的系統(tǒng)B的每一層對(duì)收到的信息單元進(jìn)行分析,先讀

13、取系統(tǒng)A附加的控制信息(數(shù)據(jù)頭,然后去掉該數(shù)據(jù)頭,將信息單元的余留部分傳送給上一層。說(shuō)明:1、并非所有網(wǎng)絡(luò)通信都必須通過(guò)完整的七層;實(shí)際上,如果在同一個(gè)LAN內(nèi)(直接通過(guò)物理地址傳輸通信,通常只用到下兩層和應(yīng)用層,如果跨LAN(路由選擇成為必要,則需要用到下面四層和應(yīng)用層。兩個(gè)節(jié)點(diǎn)有加密/解密的通信要求時(shí),可能用到表示層。2、并非現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)通信都是按本模型分層(實(shí)際上一個(gè)也沒(méi)有;3、數(shù)據(jù)從上層往下層傳送,往往要封裝附加的信息(如目的地址,錯(cuò)誤檢測(cè)等;數(shù)據(jù)從下層往上層傳送,則須在對(duì)應(yīng)層相應(yīng)去除所封裝的信息(還原。【封裝】信息通過(guò)各層向下傳遞時(shí),每層的軟件負(fù)責(zé)加上它的報(bào)頭信息(每層都要封裝從高層來(lái)

14、的信息。4、每層可能對(duì)應(yīng)有若干個(gè)具體協(xié)議,通信雙方同層協(xié)議必須相同或相互兼容2.1.5 層間通信的概念:同級(jí)關(guān)系協(xié)議如A機(jī)的第四層與B機(jī)的第四層對(duì)話,使用的規(guī)則和約定稱為第四層協(xié)議。縱向關(guān)系接口每一層的最終是和另一臺(tái)計(jì)算機(jī)的同層進(jìn)行通信,但數(shù)據(jù)不能直接從A機(jī)的第X層傳輸?shù)紹機(jī)的第X層,而是先將數(shù)據(jù)和控制信息迅速傳遞到下一層,然后一層層下傳,直至最低層,最后將數(shù)據(jù)傳傳遞到網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)上。接收數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)將數(shù)據(jù)和控制信息一層層上傳,直至第X層。在相鄰層間有定義好的接口,規(guī)定了下層為上層提供哪些服務(wù),以及如何獲得這些服務(wù)。在網(wǎng)上發(fā)送和接收數(shù)據(jù)時(shí),一臺(tái)用于發(fā)送,一臺(tái)用于接收。數(shù)據(jù)在發(fā)送時(shí),被分割成帶有附加

15、傳送頭的小數(shù)據(jù)單元(幀,數(shù)據(jù)就是以幀的方式傳送的。發(fā)送當(dāng)發(fā)送計(jì)算機(jī)發(fā)出通信請(qǐng)求時(shí),應(yīng)先建立數(shù)據(jù)幀。幀是在最高層上形成的,并通過(guò)相鄰的下層向下逐步傳遞。數(shù)據(jù)通過(guò)每一次時(shí),該層的協(xié)議要加入該層的控制信息(作為頭部或尾部。幀根據(jù)接口定義傳送到下一層。最后,數(shù)據(jù)通過(guò)協(xié)議棧的所有層,被傳送到網(wǎng)絡(luò)介質(zhì)上。接收在接收端,幀從低層向高層的傳送也應(yīng)符合接口的定義。每一層的協(xié)議只解釋發(fā)送端的同級(jí)放在幀的頭部和尾部的信息。協(xié)議將幀中的其余部分看作是數(shù)據(jù)單元,并負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)單元送到上一層。實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)傳輸過(guò)程可以用下圖表示: 可見中轉(zhuǎn)結(jié)點(diǎn)只需下面三層功能。2.1.6 協(xié)議與應(yīng)用從網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品看,最下三層(NDP 往往直接做在

16、硬件(如網(wǎng)卡上,上面四層(APST 則一般由網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)控制。簡(jiǎn)單理解最下三層的作用:物理層發(fā)送機(jī)器在此層將上層傳來(lái)的0和1轉(zhuǎn)換為傳輸介質(zhì)上的電信號(hào);接收機(jī)器則在此層將傳輸介質(zhì)送來(lái)的電信號(hào)翻譯成0和1送往上層(傳送的是比特流數(shù)據(jù)鏈路層發(fā)送機(jī)器在此層將上層送來(lái)的信息打包(創(chuàng)建帶地址、控制和出錯(cuò)校驗(yàn)信息的幀,并轉(zhuǎn)換為0和1形式的數(shù)據(jù)序列傳向下層;接收機(jī)器則在此層將物理層送來(lái)的0和1數(shù)據(jù)序列解釋為幀進(jìn)行解包然后向上層傳送。(打包成幀,傳送的是幀在這一層可以按硬件(如網(wǎng)卡固有的地址(MAC 地址尋址(查找本網(wǎng)絡(luò)中硬件。網(wǎng)絡(luò)層可按人為設(shè)置的網(wǎng)際邏輯地址(IP 地址尋址(查找其他網(wǎng)絡(luò)。(將上層數(shù)據(jù)分組,即

17、轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)包。LAN 用的通信協(xié)議IEEE 802 為最下兩層(D 和P 制定了12個(gè)系列標(biāo)準(zhǔn)(IEEE 802.1至IEEE 802.12,其中最常用的是IEEE 802.3(以太網(wǎng)絡(luò)。 P106對(duì)于普通用戶和局域網(wǎng)工程師,協(xié)議的實(shí)用意義在于:購(gòu)買網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品(網(wǎng)卡、軟件等時(shí)要注意它支持何種協(xié)議,如果您買的網(wǎng)卡僅支持802.4協(xié)議(令牌環(huán),則在一般Novell 網(wǎng)絡(luò)上不能使用。對(duì)于區(qū)域網(wǎng)(Intranet 和MAN 工程師,往往需要較為具體地了解物理層、數(shù)據(jù)鏈路層和網(wǎng)絡(luò)層的功能及相關(guān)協(xié)議,以便科學(xué)地進(jìn)行設(shè)備選型、配置和網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃。比如有些設(shè)備屬于“L2(第2層交換”,有些屬于“L3(第3層交換”。

18、前者通常是指利用OSI 第2層信息(如MAC 包頭地址對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā),從而將數(shù)據(jù)包由源端交換到目的端。后者則根據(jù)第3層(如IP 地址及第2層(可能還有VLAN 信息對(duì)數(shù)據(jù)包進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)。MAC 地址好比建筑物的門牌(不隨單位改變而改變,由郵遞員使用IP 地址好比樓內(nèi)辦公室門號(hào)(邏輯意義上的編號(hào),由收發(fā)人員使用那些需要為網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)發(fā)展工作的專家,需要深入研究協(xié)議,熟悉協(xié)議,制定或修改協(xié)議。2.2 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)拓?fù)浔臼且粋€(gè)幾何學(xué)名詞,是一種研究與大小、形狀無(wú)關(guān)的線和面特性的方法。用拓?fù)浞椒ㄑ芯坑?jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),可以使復(fù)雜的問(wèn)題簡(jiǎn)單化將設(shè)備定義為點(diǎn),將它們間的線路定義為線,對(duì)這些點(diǎn)和線及其關(guān)系的研究就比實(shí)

19、際網(wǎng)絡(luò)的研究容易得多。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指的是網(wǎng)絡(luò)結(jié)點(diǎn)的互連構(gòu)型(連接方式。組網(wǎng)時(shí),電纜、網(wǎng)卡的選擇與所用網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)密切相關(guān)。LAN 常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有以下幾種。1.總線拓?fù)?Bus Topology 其變型為樹型拓?fù)洹Ｌ攸c(diǎn):廣播式傳輸所有結(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)均通過(guò)公共電纜(總線傳播,并可被所有結(jié)點(diǎn)所接收。(各結(jié)點(diǎn)收到信息時(shí),根據(jù)信息中所含的地址與本站地址是否一致,決定是否接收之。結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單,造價(jià)最低廉,擴(kuò)充容易,可靠性好應(yīng)用最廣泛?？偩€型(見教材P6圖1.3b-c 樹型網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)課程講義 (2001 年 8 月 引言第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議 第 6 頁(yè) 共 8頁(yè) 2.環(huán)型拓?fù)?Ring To

20、pology 教材 P6 圖 1.3d 特點(diǎn):信息沿環(huán)路單向運(yùn)行(注意:環(huán)路形狀不一定是圓環(huán) 路徑固定;環(huán)路是一個(gè)含有有源部件的信道,環(huán)中每一個(gè)結(jié)點(diǎn)都具有放大整形作用,負(fù)載能力 強(qiáng),復(fù)蓋面積大,對(duì)信道的訪問(wèn)控制技術(shù)較簡(jiǎn)單;最大延時(shí)時(shí)間固定(遠(yuǎn)程控制必需 ;可用 光纖實(shí)現(xiàn)高速傳輸. 擴(kuò)充不易,結(jié)點(diǎn)多時(shí)響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),可靠性較差(結(jié)點(diǎn)故障易引起全網(wǎng)故障 . 3.星型拓?fù)?Star Topology 圖見教材 P6 圖 1.3a 特點(diǎn):信息通過(guò)中央結(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)發(fā)(廣播式 擴(kuò)充容易,故障診斷與隔離容易 電纜長(zhǎng)度和安裝工作量可觀,對(duì)中央結(jié)點(diǎn)可靠性和冗余度要求很高,且線路利用率低 4.復(fù)合拓?fù)?派生拓?fù)?常見有星型

21、總線(簇型等.如下圖所示: HUB HUB HUB 星型總線(簇型 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)基礎(chǔ)課程講義 (2001 年 8 月 引言第一章 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)與協(xié)議 第 7 頁(yè) 共 8頁(yè) 2.3 訪問(wèn)控制(Access Control方法 在 LAN 中,為了提高傳輸速率,通常采用基帶傳輸,即傳輸信號(hào)占用了傳輸電纜所允許的整個(gè)頻段. 所以必須保證每一時(shí)刻任何一段網(wǎng)絡(luò)線路上最多只有一個(gè)信息流在傳輸防止信息丟失或畸變. (準(zhǔn)確 可靠的數(shù)據(jù)傳輸是網(wǎng)絡(luò)的"生命線" 為此,IEEE 制定了訪問(wèn)控制的有關(guān)協(xié)議.LAN 的網(wǎng)卡和電纜系統(tǒng)通常是根據(jù) IEEE 協(xié)議的規(guī)格參數(shù) 設(shè)計(jì)制造的,以確保網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?/p>

22、準(zhǔn)確可靠. 1.CSMA/CD(載波監(jiān)聽多路訪問(wèn)/沖突檢測(cè) 爭(zhēng)用方式(教材 P114 適用于總線型,樹型網(wǎng)絡(luò)和星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),基帶傳輸系統(tǒng). 其標(biāo)準(zhǔn)為 IEEE 802.3 協(xié)議. 原理:空閑發(fā)送,Busy繼續(xù)監(jiān)聽.發(fā)送中間檢測(cè)到碰撞(網(wǎng)絡(luò)電壓高于正常傳輸電壓時(shí),發(fā)出 一串阻塞碼到總線上(加重沖突 ,通知各站點(diǎn)發(fā)生碰撞了,然后停止發(fā)送. 優(yōu)點(diǎn):各站點(diǎn)平等競(jìng)爭(zhēng)傳送權(quán),CSMA/CD 功能可做在網(wǎng)卡中,技術(shù)實(shí)現(xiàn)容易,線路利用率高,成本 最低. 缺點(diǎn):不能提供優(yōu)先級(jí)控制;因爭(zhēng)用,不能滿足遠(yuǎn)程控制所需要的確定延時(shí)(輕載時(shí)無(wú)延遲,重載時(shí) 嚴(yán)重延遲和絕對(duì)可靠的要求;不宜用于重載局域網(wǎng)(等待時(shí)間長(zhǎng),甚至導(dǎo)致

23、LAN 崩潰 . 2.令牌環(huán)(Token Ring 令牌傳遞方式(教材 119 (Token古埃及法老王手中的"令牌" . 適用于環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),基帶傳輸系統(tǒng). 其標(biāo)準(zhǔn)為 IEEE 802.5 協(xié)議. 原理:初始令牌由監(jiān)控站點(diǎn)生成后,沿環(huán)路固定方向繞行,得到空令牌的站點(diǎn)才能發(fā)送信息,其余只 能接收. 空令牌環(huán)行時(shí), 取得令牌者將令牌 freebusy, 并將欲傳送的信息包附在令牌上環(huán)行, 地址相符的站點(diǎn)考貝信息包的數(shù)據(jù)同時(shí)在信息包上做應(yīng)答標(biāo)志,繼續(xù)往下轉(zhuǎn)發(fā)令牌及信息包. 令牌回到發(fā)送站點(diǎn)后不管發(fā)送成功與否均被釋放(free并轉(zhuǎn)給下一站點(diǎn)若需繼續(xù)發(fā)送必 須等待下一輪令牌的到來(lái)(即不得獨(dú)占 . 優(yōu)點(diǎn):無(wú)傳送沖突,可