第3节 计算机网络技术基础.ppt

第三章 计算机网络技术基础 3.1 计算机网络的拓扑结构 3.1.1 什么是计算机网络的拓扑结构 网络拓扑是指网络连接的形状，或者是网络在物理上的连通性。 网络拓扑结构能够反映各类结构的基本特征，即不考虑网络节点的具体组成，也不管它们之间通信线路的具体类型，把网络节点画作“点”，把它们之间的通信线路画作“线”，这样画出的图形就是网络的拓扑结构图。 不同的拓扑结构其信道访问技术、网络性能、设备开销等各不相同，分别适应于不同场合。它影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通信费用等方面，是研究计算机网络的主要环节之一。 计算机网络的拓扑结构主要是指通信子网的拓扑结构，常见的一般分为以下几种： 1.总线型 2.星型 3.环型 4.树型 5.网状型 3.1.2 总线型拓扑结构 总线结构中，各节点通过一个或多个通信线路与公共总线连接。总线型结构简单、扩展容易。网络中任何节点的故障都不会造成全网的故障，可靠性较高。 总线型结构是从多机系统的总线互联结构演变而来的，又可分为单总线结构和多总线结构，常用CSMA/CD和令牌总线访问控制方式。 总线型结构的缺点： （1）故障诊断困难 （2）故障隔离困难 （3）中继器等配置 （4）实时性不强 3.1.3 星型拓扑结构 星型的中心节点是主节点，它接收各分散节点的信息再转发给相应节点，具有中继交换和数据处理功能。星型网的结构简单，建网容易，但可靠性差，中心节点是网络的瓶颈，一旦出现故障则全网瘫痪。 星型拓扑结构的访问采用集中式控制策略，采用星型拓扑的交换方式有电路交换和报文交换。 星型拓扑结构的优点： （1）方便服务 （2）每个连接只接一个设备 （3）集中控制和便于故障诊断 （4）简单的访问协议 星型拓扑结构的缺点： （1）电缆长度和安装 （2）扩展困难 （3）依赖于中央节点 3.1.4 环型拓扑结构 网络中节点计算机连成环型就成为环型网络。环路上，信息单向从一个节点传送到另一个节点，传送路径固定，没有路径选择问题。环型网络实现简单，适应传输信息量不大的场合。任何节点的故障均导致环路不能正常工作，可靠性较差。 环型网络常使用令牌环来决定哪个节点可以访问通信系统。 环型拓扑结构的优点： （1）电缆长度短 （2）适用于光纤 （3）网络的实时性好 环型拓扑结构的缺点： （1）网络扩展配置困难 （2）节点故障引起全网故障 （3）故障诊断困难 （4）拓扑结构影响访问协议 3.1.5 其他类型拓扑结构 1.树型拓扑结构 树型网络是分层结构，适用于分级管理和控制系统。网络中，除叶节点及其联机外，任一节点或联机的故障均只影响其所在支路网络的正常工作。 图3-6 树型网络拓扑结构 2.星型环型拓扑结构 3.1.6 拓扑结构的选择原则 拓扑结构的选择往往和传输介质的选择和介质访问控制方法的确定紧密相关。选择拓扑结构时，应该考虑的主要因素有以下几点： （1）服务可靠性 （2）网络可扩充性 （3）组网费用高低（或性能价格比）。 3.2 ISO/OSI网络参考模型 建立分层结构的原因和意义 建立计算机网络的根本目的是实现数据通信和资源共享，而通信则是实现所有网络功能的基础和关键。对于网络的广泛实施，国际标准化组织ISO（International Standard Organization），经过多年研究，在1983年提出了开放系统互联参考模型OSI/RM（Reference Model of Open System Interconnection），这是一个定义连接异种计算机的标准主体结构，给网络设计者提供了一个参考规范。 OSI参考模型的层次 OSI参考模型共有七层，由低到高分别是：物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层和应用层。 1．OSI参考模型的特性 （1）是一种将异构系统互联的分层结构； （2）提供了控制互联系统交互规则的标准骨架； （3）定义了一种抽象结构，而并非具体实现的描述； （4）不同系统上的相同层的实体称为同等层实体； （5）同等层实体之间的通信由该层的协议管理； （6）相邻层间的接口定义了原语操作和低层向上层提供的服务； （7）所提供的公共服务是面向连接的或无连接的数据服务； （8）直接的数据传送仅在最低层实现； （9）每层完成所定义的功能，修改本层的功能并不影响其它层。 2．有关OSI参考模型的技术术语 在OSI参考模型中，每一层的真正功能是为其上一层提供服务。在对这些功能或服务过程以及协议的描述中，经常使用如下一些技术术语： （1）数据单元 服务数据单元SDU（Service Data Unit） 协议数据单元P