网络拓扑结构与网络体系结构分析

图4-8说明了一个5层的协议:
主机1 第5层 4/5层接口 第4层 3/4层接口 第3层 2/3层接口 第2层 1/2层接口 第1层 第1层协议 第1 层 第2层协议 第2 层 第3层协议 第3 层 第4层协议 第4 层 第5层协议 主机2 第5 层
物理介质
图4-8 层、协议和接口
4.2.2 ISO/OSI开放系统互连参考模型 过激标准化组织（ISO）成立于1947年,它专门就 一些国际标准达成世界范围的一致。 为了建立一个国际范围的网络体系结构，国际标 准化组织在1978年为开放系统互联成立了一个专 门分委员会，并于1980年12月发表了第一个草拟 的开放系统互联参考模型的协议书，在1983年把 基本参考模型正式批准为国际标准，即“OSI／ RM”。
4.1.4 网状网络结构
网状拓扑结构将网络中站点实现点对点的连接。 虽然一个简单的局域网可以是一个网状网络，但这种拓扑 结构更常用于企业级网络和广域网。 因特网就是网状广域网的一个例子。
网状拓扑结构的优点： ● 所有设备间采用点到点通信，没有争用 信道现象，带宽充足。 ● 每条电缆之间都相互独立，当发生故障 时，故障隔离定位很方便。 ● 任何两站点之间都有两条或者更多线路 可以互相连通，网络拓扑的容错性极好。 网状拓扑结构的缺点： ● 电缆数量多。 ● 结构复杂、不易管理和维护。
4.1.3 环形网络结构 环型拓扑结构网络是由一些中继器和连接 到中继器的点到点链路组成的一个闭合环。 在环型拓扑结构的网络中，所有的通信共 享一条物理通道。
环型拓扑结构具有以下优点： ● 电缆长度短。 ● 适用于光纤。 ● 无差错传输。 环型拓扑结构的缺点为： ● 可靠性差。 ● 故障诊断困难。 ● 调整网络比较困难。
4.2.3 TCP/IP模型体系结构 TCP/IP模型分成了五个层次的结构，包括 物理层、数据链路层、互联层、传输层、 应用层。 OSI参考模型 TCP/IP参考模型
应用层 表示层 应用层 传输层 互联层 数据链路层 物理层
会话层
传输层 网络层 数据链路层 物理层
图4-11 TCP/IP参考模型
物理层 主要功能是为数据链路层提供一个物 理链接，以保证在通信信道上透明地 传输比特流。 2.数据链路层 主要功能是在两个相邻结点间的线路 上，无差错地传输数据帧。
2．互联层 TCP/IP的互联层又称互联网络层，对应于O S I模 型的网络层，它是网络互联的基础，提供无连接 的分组交换服务。 互联网络层的主要任务是将源主机的报文分组发 送到网上，让每个分组独立地到达目的主机。 互联层的核心协议是互联网协议IP。 除IP协议之外，互联层还包括地址解析协议 （ARP）、反向地址解析协议（RARP）、 Internet控制报文协议（ICMP）等。
OSI开放系统模型包括七个层次：物理层、 数据链路层、网络层、传输层、会话层、 表示层和应用层。
层次 7 端系统A 应用层 应用层协议 端系统B 应用层 6 表示层 表示层协议 表示层
5
会话层
会话层协议
会话层
4
传输层
传输层协议
传输层
3
网络层
网络层
网络层协议
网络层
网络层
2
链路层
链路层
数据链路层协议
链路层
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
链路层
1
物理层 端节点
物理层 交换节点
物理层协议 通信子网
物理层 交换节点
物理层 端节点
图4-9 OSI参考模型分层结构图
OSI参考模型各层的功能。 1．物理层：主要功能是为数据链路层提供一个物理链接，以保证在 通信信道上透明地传输比特流。 2．数据链路层：主要功能是在两个相邻结点间的线路上，无差错地 传输数据帧。 3．网络层：主要功能是为数据分组进行路由选择，并负责通信子网 的流量控制、拥塞控制。 4．运输层：又称为传输层或传送层。主要功能是为会话层提供一个 可靠的端到端连接以使两个端系统之间透明地传输报文。运输层的数 据单元是报文。 5．会话层：又称为会晤层。主要功能是使用运输层提供的可靠的端 到端连接．在两个应用进程之间建立会话连接，并对“会话”进行管 理和控制，保征“会话”数据可靠传送。在会话层以上各高层协议中， 数据单元都称为报文。 6．表示层：主要功能是完成被传输数据的表示工作，包括数据格式、 数据转化、数据加密和数据压缩等语法变换服务。 7．应用层：是OSI参考模型中的最高层，其功能与计算机应用系统所 要求的网络服务目的有关。一般来讲，应用层的主要功能是为应用系 统提供访问OSI环境的接口和服务。
4.1.5 混合型网络结构 1．星型总线 该混合拓扑结构组合了星型和总线构造。
2．菊花链型 星型总线网络拓扑还是过于简单而不能代 表一种典型的中等规模局域网。
3．层次结构 将设备按等级分层有许多原因。
将拓扑结构层次化有以下几种优点： 对不同的组进行带宽隔离，易于增加或隔绝不同的 网络组，易于与不同的网络类型互连，因此，层次 拓扑结构构成了高速局域网和广域网设计的基础。
计算机网络技术 (第二版）
主编 傅建民
中国水利水电出版社
第4章 网络拓扑结构与 网络体系结构
本章任务
网络拓扑结构 网络体系结构
4.1 网络拓扑结构
4.1.1 总线型网络结构 总线型拓扑结构采用单根数据传输线作为 通信介质，所有的站点都通过相应的硬件 接口直接连接到通信介质。
主要优点有： ● 布线容易、电缆用量小。 ● 可靠性高。 ● 易于扩充。 ● 易于安装。 总线型拓扑结构局限性： ● 故障诊断困难。 ● 故障隔离困难。 ● 中继器配置。 ● 通信介质或中间某一接口点出现故障， 整个网络随即瘫痪。
4.1.2 星型网络结构 星型结构的网络中，每一台设备都通过传 输介质与中心设备相连，而且每一台设备 只能与中心设备交换数据。
集线器
星型拓扑结构的优点为： ● 可靠性高。 ● 方便服务。 ● 故障诊断容易。 星型拓扑结构虽有许多优点，但也有缺点： ● 扩展困难、安装费用高。 ● 对中央节点的依赖性强。
4.2 网络体系结构
为了实现数据通信，相互通信的计算机必须遵守 一定的协议。 所谓协议是为了进行网络中的数据交换而建立的 规则、标准或约定。它由语法、语义和同步三个 要素组成。 为了减少协议设计的复杂性，大多数网络都按层 的方式来组织，每一层都建立在它的下层之上。 在所有的网络中，每一层的目的都是向它的上一 层提供一定的服务，而把如何实现这一层的细节 对上一层加以屏蔽。