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计算机网络知识精讲 第三章 计算机网络技术基础 第一节 网络体系结构与网络拓扑 复习要求 了解网络体系结构的基本概念 掌握计算机网络拓扑结构的类型 了解各种网络拓扑结构的特点 差错检验与校正 (1)数据传输中出现的差错类型有：随机差错和突发差错 通信过程中产生的传输差错由随机差错和突发差错共同形成 (2)差错校验的两种方法：奇偶校验和循环冗余校验CRC ①奇偶校验是最简单的检错方法，能检查出1位出错的情况 附：海明码能发现并纠正数据代码中一位出错的情况 ②循环冗余校验CRC码是最广泛的检错码 知识精讲 网络体系结构的基本概念 1．网络协议 计算机网络实体之间进行通信时所采用的一种通信语言，它是一组有关信息传输顺序、信息格式和信息内容等的约定或规则。网络协议含有三个要素即语议、语法和时序。 语义：指构成协议的协议元素的含义，不同类型的协议元素规定了通信双方所要表达的不同内容，而协议元素是指控制信息或命令及应答。讲什么――内容 语法：指数据或控制信息的数据结构形式或格式。怎么讲――方式 时序：也称规则，即事件的执行顺序。何时讲――顺序 2．网络层次式结构 通常采用自顶向下逐步求精的方法采用分层式网络结构，可以使每一层实现一种相对独立的功能，从而将一个难以处理的复杂问题分解为若干较容易处理的小问题，而且每一层都是向它的上一层提供服务。 特点：（1）物理媒体上进行通信，其余各层对等体间进行的都是虚通信。 　　　（2）对等层的虚通信必须遵循该层的协议。 　　　（3）每一层使用下层提供的服务，并向其上层提供服务。 　　　（4）定义了一种抽象结构，而并非具体实现的描述。 采用分层结构的好处主要有： 各层之间相互独立，每层完成该层所定义的功能，修改本层的功能并不影响其他层。 灵活性好。 容易标准化。 各层可以选择最合适的实现技术。 3．网络体系结构：计算机网络的层次及其协议的集合。 二、常见的网络拓扑结构 网络拓扑结构：(1)指网络中网络单元的地理分布和互联关系的几何构形 (4)网络拓扑结构：(2)指网络结点和链路的几何位置(链路：两个节点之间的线路) (3)主要是指通信子网的拓扑结构(主要取决于通信子网) (1)网络拓扑结构有：星型、环型、总线型、树型、网状型等 附：星型、环型、总线型是最基本的网络拓扑结构类型，也是局域网中常用的三种网络拓扑结构 网络拓扑结构的选择与传输出介质的选择和介质访问控制方法紧密相关。常见的拓扑结构有： 1.星型 所有的计算机都连接到一个中心节点上,该中心节点一般为主机或集线器。中心接点负责接收工作站的信息，再转发给相应的工作站，它具有中继和数据处理功能。 2．环型 由连接成封闭回路的网络节点组成，每一节点与它左右相邻的节点连接并最终形成一个“环状”，信息单向逐点进行传输，各节点入网的计算机通过中继器连接到这个环型线路上，中继器一方面负责与自己所连的工作站交换数据，另一方面将接收到的信号以同样的速度、同样的方向传向一下节点。 在该类型的网络中，用令牌传递方式解决对环路的访问控制，令牌是一种通行证，它可以是一位或多位二进制数组成的编码，只有获得令牌的站点才能发送数据，因令牌只有一个所以不会发生碰撞。较典型的是IBM的令牌环网。 3．总线型 使用同一媒体或电缆连接所有用户节点的一种方式。总线型拓扑用一条无源通信线路作主干，入网计算机通过相应接口（如T型头）连接到线路上，该主干电缆即被称为总线。 因为所有站点共用一条电缆，所以一次只能有一个设备传输信息，易发生碰撞，为防止信号反射，所有连接到一条通信传输线路上的计算机在线路两端必须加装防止信号反射的装置即端接器。常用的如以太网即是采用总线型的网络拓扑结构，为防止发生碰撞，采用IEEE802.3的CSMA/CD进行介质访问控制方法。 网络的性能好坏很大一部分因素是由网络的拓扑结构所决定的， 表2.1 几种网络结构的比较 网络类型 特点 优点 缺点 应用场合 星型 从节点之间必须经过中心节点才可进行通信 建网容易，控制简单，协议简单，易检测和隔离故障 对中心结点依赖性大，扩展困难，电缆长，费用高，中心结点故障会造成整个网络瘫痪 智能大厦， 结点之间较少交换数据的网络 环型 沿环路单向传输 结构简单，性能好，适合用光纤连接，实时性好 可靠性差，灵活性差，结点故障会引起全网故障，争用信道 局域网如FDDI、令牌环网 总线型 只有一条信道，一个时刻只能有一个结点发送数据 结构简单，可靠性高，可扩充性强，成本低，长度短 传输距离有限，实时性差，故障检测困难，争用总线 局域网或分布处理，如以太网 树型 星型的扩展，根结点和子树结点均可作为转接结点 同星型费用比较星型低，易于扩展，隔离比较容易 对根依赖性大，时延大 分层管理的网络 网状型 每个结点至少两条链路与其