计算机网络与通信第三周2.pptVIP

计算机网络与通信 第三章 计算机网络的体系结构 教学目的与要求： 了解和掌握网络的拓扑结构、协议分层、层间服务； 熟练掌握OSI网络模型、INTERNET协议参考模型； 掌握差错与流量控制、路由算法及拥塞控制等网络关键技术； 了解和掌握HDLC协议规程和TCP/IP协议规程。 作业：（第五周交） 3-1，3-2，3-3，3-5 计算机网络的体系结构 将多台位于不同地点的计算机设备通过各种通信信道和设备互连起来，以交换信息和共享资源，是个复杂的工程设计问题。 计算机网络的体系结构 采用分层结构，将这个复杂的工程设计问题分解成若干个容易处理的子问题，尔后“分而治之”逐个加以解决。 使计算机网络中的两个不同系统必须能够相互理解，共同遵守某种互相都能接受的规则。这些规则的集合，称为协议。 计算机网络的体系结构 计算机网络的协议实现采用了协议分层结构。如何分层，以及各层中具体采用的协议的总和，称为网络的体系结构。 体系结构是个抽象的概念，其具体实现是通过特定的硬件和软件来完成的。 网络的拓扑结构 网络上的各节点相互连接的方法和方式，我们称之为网络的拓扑结构，它用来表示网络上的计算机、电缆和其它部件的布局或物理位置。 拓扑结构的选择，将对网络的性能、网络需要的设备类型、网络的可扩展性和管理网络的方法有着不同程度的影响。 三种标准的拓扑结构： 总线型：总线型拓扑也称直线型总线。它用一根称之为干线的电缆以直线方式连接网络上的所有计算机。 星型：所有计算机通过电缆连接到一个称为集线器的中央部件。信号通过集线器从一台计算机发送到另一台计算机。 环型：环型拓扑结构用一个电缆环连接所有的计算机。 总线上的通信 计算机是通过在数据上标记特定计算机的地址，并以电子信号的形式将数据发送到电缆上来通信的。 电子信号的形式的网络数据被发送到电缆上的计算机。然而只有地址与最初信号的地址相匹配的计算机才接受信息。 一个时刻只有一台计算机能够发送信号，因此网络性能受计算机数量的影臁 总线上的通信 总线型拓扑结构是一种被动型的拓扑结构，计算机只监听，而不负责将数据从一台计算机移送到另一台计算机。 数据或电子信号被发送的总线上后，它将沿电缆从一端到另一端来回反弹，使得别的计算机不能发送数据。这种现象称为信号反弹。为了阻止信号反弹，一个称为终端匹配器的部件被连接在电缆的两端，用来吸收信号。 总线型拓扑结构网络的扩展 用一个称为柱型连接器的部件连接两段电缆，组成较长电缆。但使用柱型连接器，尤其是多次使用柱型连接器会使信号减弱，产生误差，应尽量避免使用。 用一个称为中继器的设备连接两段电缆，组成较长电缆。中继器在发送前会增强信号，使信号传送更长距离而不产生误差。 星型拓扑结构的特点： 提供集中式的资源和管理，可按需改变和扩充网络； 如果中央点出故障，整个网络瘫痪； 如果某台计算机活某段电缆出故障，网络的其余部分扔可继续工作； 因为所有计算机通过电缆连接到一个中央部件——集线器，这种拓扑结构的网络需要大量电缆。 集线器 在星型拓扑结构中，集线器是网络的中央部件。也称为多端口中继器。 主动型集线器，也称为有源集线器,它们像中继器那样再生信号并重新传输。主动型集线器需要电源。 被动型集线器，也称为无源集线器。它们作为连接点，但不放大或再生信号；信号只是简单地通过集线器。被动型集线器不需要电源。 环型拓扑结构特点 环型拓扑结构不需要终端匹配器，信号沿一个方向传送。 主动型拓扑结构，每台计算机都增强信号后再继续传送。 一台计算机的失败将影响整个网络。 环型拓扑结构的通信 令牌传送是环型拓扑结构沿环传送数据的一种方法。 令牌是一具有特定数据格式的电子信息，只有得到空标记令牌的网站允许发送数据，空标记忙标记 计算机接到空闲令牌后，将发送数据加上地址，沿环传送。接受计算机复制数据，并在数据上做上标记，表示数据已被接受。最后，数据沿环回到发送计算机，发送计算机删除环上的数据并释放空闲的令牌。 令牌环访问控制的基本过程 A．发送前，等待空标记令牌通过 B．若得到空标记令牌，将空标记换为忙标记，紧跟着令牌，发送数据 C．发送出去的帧在环上循环一周后，回到始发站，有始发站将该帧从环上移下，将忙标记换为空标记 主要拓扑结构的变形 星型总线：一条直线型总线主干上连接了几个星型拓扑结构的网络。特点：一台计算机的失败不整个网络；一台如果集线器某连接点出故障，只影响与该集线器相连接的那段网段和计算机，网络的其余部分扔可继续工作。 星型环：一个含实际环的集线器上连接了几个星型拓扑结构的网络。 协议分层 为简化问题、减少协议设计的复杂性，计算机网络的体系结构按层或级的方式来组织，即协议是分层次的。 每一层都建立在下层之上，每一层的目的都是上层提供一定的服务，并对上层