拓扑-网络拓朴

主機位元(Host bits) 辨識電腦主機
主機位元(Host bits) 辨識電腦主機
超网络定址( Supernetting )
• 定义 向网络位元借位成主机位元，以建立较大的网络系统
• C类IP位址使用超网络定址向网络位元借2位元成主机位 元
網路位元 110
主機位元
網路位元 110
主機位元
網路位元 0
主機位元
前導位元
Class A
• 特殊网域:” 0.0.0.0 ” . “ 10.0.0.0 “. “ 127.0.0.0 ”
• 可提供(27-3) = 125个网络系统
2 • 可提供 ( 24-2) 个主机位址 2 • 共可提供约 125 ×( 24 - 2 ) 个IP位址
• 回路回测 ( Loopback Testing ) --“ 127.0.0.1 “ ,透过本身主机将讯 息送回本身主机，以检查主机的TCP / IP的设定是否正确
– 共可提供约 214 *( 216 - 2 ) 个IP位址
網路位元 10
前導位元
主機位元
Class C
• 网络位址的长度为 24 Bits, 最左边的 3 Bits 为前导位元, 必须为 110 (2 进位), 故其 IP 位址为 192.0.0.0~223.255.255.255 。 – 保留 “ 192.168.0.0 “ 网域作为企业内网络 ( Intranet ) 使用 – 可提供(25 × 28 × 28 – 1)= (221 – 1)个网络系统 – 可提供( 28 – 2 )个主机位址 – 共可提供约 ( 28 – 2 ) × ( 221 - 1 )个IP位址
网络拓朴(Topology)
- 总线拓朴 ( Bus Topology ) - 星状拓朴 ( Star Topology ) - 环状拓朴 ( Ring Topology ) - 树状拓朴 ( Tree Topology ) - 网状拓朴 ( Mesh Topology ) - 混合式拓朴(Hybrid Topology)
110
網路位元
主機位元
前導位元
Class D
共可提供(24 ×28 ×28 ×28 ) = 228 个群播IP位址 群播 ( Muticasting ) : 指一计算机主机可透过「群播路
由器」( MRouter；Muticasting Router ) 同时对多部主 机传送相同的资料
主機位元 1110
磁碟陣列
标准
MAC 存取方 速度 式
传输介质
IEEE 802.3 CSMA/CD (Ethernet)
IEEE 802.5 Token
(Token
passing
Ring)
FDDI
Token passing
IEEE 802.11b
CSMA/CA
10 Mbps 10/100 Mbps 10/100 Mbps 4/16 Mbps
前導位元
Class E
共可提供约228 个IP位址 保留给实前導位元
特殊的 IP 位址
• 主机位址全为 0 用来代表这个网络 (This network), 以 Class C 为例, 203.74.205.0 用来代表该 Class C 的网络
• 主机位址全为 1 代表网络中的全部装置, 因此也就是广 播的意思。以 Class C 为例, 某一网络的网络位址为 203.74.205.0, 若网络中有一部计算机送出 203.74.205.255 的封包, 即代表这是对 203.74.205.0 这个网络的广播封 包, 所有位于该网络上的装置都会收到此封包。
• 网络效率受制于各节点主机效 能
集線器
Ring Network (环状网络)
• 资料经由各节点传输至下一节 点
• 各节点可重新处理资料，所以 环状网络的资料讯号损失最小
• 大区域时常用来取代Star 网络 • 利用Back up Channel提升可靠度
(Reliability) • 资料保密性较差
• 祇有美国的大企业或一些特殊的单位, 例如：美国国防部、IBM、 Xerox 等, 会分配到 Class A 的 IP 位址
Class B
• 网络位址的长度为 16 Bits, 最左边的 2 Bits 为前导位元, 必须为 10 (2 进位), 故其 IP 位址必为 128.0.0.0~191.255.255.255。 – 可提供26 ×28 = 214 个网络系统 – 可提供( 216 – 2 )个主机位址
• IP 位址是用来识别网络上的装置 • IP包含两部分:
– 网路位元( Network bits ) :辨识IP位址之所属网络系统 – 主机位元( Host bits ) :辨识IP位址在该网络系统中之所属计算机主机
– 同一网络上的所有装置, 都会有相同的网络位址。IP 路由便是依据 IP 位址的网络位址, 决定要将 IP 封包送至哪个网络
• 传输质量高，易扩充，高安全 性，易维护
• 单一计算机故障不影响网络
• ATM 网络，ISDN网络
交換機
树状拓朴 ( Tree Topology )
• 树状网络以多部主机为节点连 接形成树状结构，任两个节点 间为点对点方式通讯
• 主机可以是交换器或网络通讯 设备
• 改善星状中央主机故障造成网 络瘫痪缺点
Bus Network(总线型网络)
• 网络中各节点是网络设备连接 到一条共享之线路，讯息的传 送沿着总线传送，与主总线连 接的网络节点皆可接收讯息
• 资料以广播(Broadcast)方式传播
• 布线简单费用低、高扩充性 (High Extension)
• 主干线故障网络瘫痪、不易寻 找故障点。网络流量增加时管 控不易
网络屏蔽
• 定义 –将网域位址中所有的网络位元 (固定与非固定) 均设为 “1“ –用来进行网域辨识
• A类网络屏蔽 : “ 255.0.0.0 “ • B类网络屏蔽 : “ 255.255.0.0 “ • C类网络屏蔽 : “ 255.255.255.0 “ • 例： A类网络 18.7.22.83 (MIT)屏蔽后 18.0.0.0
网络拓朴(Topology)
网络拓朴(Topology)
▪ 在计算机网路系统中，大型主机或工作站 彼此互相连结，利用网络传输设备来互相 通讯交换资料。因计算机之间连结方式不 同，产生不同的连接形状称之为『网络拓 朴(Network Topology)』
▪ 不同的网络拓朴除对网络传输设备、通讯 软件协定、扩充性、安全性及架设成本都 有影响
• 单一计算机故障可能影响网络
• 乙太网络(Ethernet)
終端電阻
Star Network(星状网络)
• 1960-1970 发展。使用最广泛 的网络拓朴
• 中央主机控管点对点( Point – to-point )方式通讯
• 主机又称为交换机(Switch)，可 以是计算机、集线器
• 交换机Down ，Network down
100 Mbps
11 Mbps
同轴电缆 双绞线 光纤
IBM型一 双绞线
光纤
无线电波
网拓朴
总线 、星 型
环状
双环 专用电讯 建筑物
A
B
區段一 C
D
E
訊號增益器
區段二
F
訊號增益器
G
半訊號增益器 區段三
半訊號增益器間電纜 (最長1000公尺)
H
半訊號增益器
I 區段四
訊號增益器
L
N
區段五
J
K
M
网络定址原理
特殊的 IP 位址
•若网络位址与主机位址皆为 1, 亦即255.255.255.255, 称为 Limited 或 Local 广播封包。
•此种广播的范围仅限于所在的区域网络。亦即, 只 有同一网络位址上的装置可收到此种广播。
网络定址原理
• A/B/C类IP位址(有网络位元和主机位元) 中，均有两个特殊位址不 做主机位址使用 – 网域位址 (Domain Address) •将IP位址中所有主机位元均设为 ” 0 ” •用来判断IP位址之所属网域 – 广播位址 (Broadcast Address) •将所有主机位元值均设为 “ 1 “ •用来对所属网域之所有主机进行广播
B类网络 140.127.18.1屏蔽后 140.127.0.0
32 位元
網路位元(Network Bits)
辨識網路系統
• 规划子网络系统 – 可有效利用IP位址， 不会导 致浪费 – 向主机位元借位成子网络位 元，将网络划分成数个较小 的子网络
32 位元
網路位元(Network Bits)
辨識網路系統
特殊的 IP 位址
•各个 Class 的最后 1 个网络位址 (也就是除 了前导位元外, 其余的网络位址位元皆设为 1) 代表 Loopback 位址。
•例如：Class A 的 127.X.Y.Z 整段 IP 位址皆 可作为 Loopback 位址, 其中以 127.0.0.1 最常 被使用。
Loopback
Double Ring
• 刘铭灿博士发表 • 提升Ring安全性
Double Ring
网状网络 (Mesh Network)
• 各节点有两个以上之连线称为 网状拓朴
• 高效率、高安全性 • 高成本、高复杂度
Hybrid Network(混合型网络)
• Double Ring • Bus-Star • Ring-star • Hierarchical Star
• 网络位元+主机位元=32 位元=4 Bytes
32 位元 網路位元(Network Bits)
辨識網路系統
主機位元(Host bits) 辨識電腦主機
网络位址与主机位址的长度
• 大型的网络应该使用较短的网络位址, 以便能有较多的主 机位址
• 较小的网络则应该使用较长的网络位址，以符合不同网 络规模的需求
• IP 在设计时便依据网络位址的长度, 划分出 IP 位址等级。 • IP设计 时着眼于路由与管理上的需求, 因此制定了 5 种
IP 位址的等级(Class)。不过, 一般最常用到的便是 Class A、B、C 这三种等级的 IP 位址。
Class A
• 网络位址的长度为 8 Bits, 最左边的 Bit (称 为前导位元) 必须为 0。
•Loopback (绕回来, 也就是不得出去的意思) 位址主 要用来测试本机电脑上的TCP/IP 之用。
•当 IP 封包目的端为 Loopback 位址时, IP 封包不会 送到实体的网络上, 而是送给系统的 Loopback 驱 动程序来处理。
特殊的 IP 位址
• 在设计 IP 时, 考虑到有些网络虽然使用TCP/IP 的协定组合, 但不会与网际网络相连。因此, 在 Class A、B、C 中都保留 了一些私人 IP 位址 (Private IP Address), 供这类网络自行使 用：