网络拓扑结构设计与通信协议

网络拓扑结构设计与通信协议Progettazionedellatopologiadireteeprotocollidicomunicazione拓扑结构的概念拓扑在英文中叫topology、意大利文叫topologia、法文叫topologie、俄文叫做тополо́гия。拓扑结构是网络中各个节点相连接的方法和形式，是网络上的电脑、电缆、集线器及其它的网络设备集合在一起的方法和形式。电脑的网络的拓扑结构有多种，最基本的三原色叫做总线型、星型和环形。总线型总线型是把网络拓扑结构中最基本、最简单的一种，网络中所有的电脑用电缆把整个网络从头到尾连接，采用单根传输线作为共用的传输介质，也就是总线，所有的站点通过相应的硬件接口卡直接连接到这根共享的总线上，任何一个站点发送信号都可以沿着总线传播，所有的站点都能从总线上获取信号。这种拓扑结构电缆比较少，布线容易，单点可靠性高，网络稳定性差，故障诊断困难，对站点要求较高。环形环形拓扑结构是把所有站点用绕成一圈的的电缆连接起来，整个结构看起来像是一个圆圈。在环形拓扑结构里，整个网络的电缆绕成一圈，无头尾之分，是由一条条电缆把相邻两个站点连接起来。环形拓扑结构所需电缆比较少，适用于光纤，整体可靠性差，故障诊断困难，对站点要求高，现在已经越来越少见了。星型星型拓扑结构由中央节点和通过点到点链接中央节点的各个站点构成。整个网络由中央节点（最早用集线器，现在用交换机）执行集中式通信控制管理，各个站点的通信处理的负担都很小。这种拓扑结构整体可靠性高，故障诊断容易，对站点要求不高，但所需电缆多，整个网络可靠性依赖中央节点。其它拓扑结构网状拓扑结构是广域网中最常用的连接形式，各个节点通过传输线互相连接起来，任何一个节点至少与其它两个节点相连。星型总线拓扑结构是以总线型为主干，把许多小的星型网络串在一起，整体可靠性高。星型环拓扑结构是由一个环把几个星型网络组合在一起。OSI网络层次模型开放系统互连参考模型采用了一种分层结构对网络中两点之间的通信过程进行理论化的描述。标准的参考模型把网络通信的结构分成七层：应用层、表示层、会话层、传输层、网络层、数据链路层和物理层，每层的功能建立在它以上，每层按照一定的接口形式向上一层提供一定的服务，把实现这一服务的细节屏蔽。物理层——规定不同种类传输设备、传输媒介从一端送到另一端。数据链路层——建立一条可靠的数据传输通道。网络层——从发送端向接收端传送分组。传输层——发送端和接收端的端口到端口的数据分组传送。会话层——负责管理远程用户或进程间的通信。表示层——把收到的数据转换为电脑内的表示方法。应用层——提供服务给使用者的应用软件。发送端由应用层的软件产生通信数据，各个层对这些数据可以作相应的处理，组成数据流，通过物理上的传输介质传送到接收端。接收端从物理层获得比特流，逐层分析，最后获得发给相应程序的数据，传给相应的程序。数据链路层协议两个最常用的数据链路层协议叫做以太网和令牌环网。以太网是局域网中历史最悠久的意中，采用带冲突检测的载波监听多路访问协议技术。以太网可以分为标准局域网、快速以太网和千兆以太网。它采用的是星型拓扑结构和交换机，不可能出现碰撞。它的速度最早是10兆，以后发展为快速，甚至是1000兆。令牌环网拓扑结构是环形、星型和总线型，在网络中传递一个很小的令牌，令牌在网络上依次顺序传递，工作站发送数据时，等待捕获一个空令牌，把要发送的信息附加在后面，发往下一站，如此直到目标站，然后把令牌释放。NetBEUI协议NetBIOS扩充用户接口协议是一种传输协议，协议的速度快，不需要进行设置就可以直接使用，但无法路由，不能在两个不同网段之间进行通信，用于Windows系列、OS/2操作系统中。IPX/SPX协议网际包交换/顺序包交换协议是在NetWare网络操作系统中专用的通信协议，前者工作在网络层，选择最佳路径把数据送到目的地，后者工作在传输层，负责通信中的差错管理。Windows7提供两个兼容协议，称为NWLink通信协议。TCP/IP协议IP协议运行在网络层上，为这个大网规定了地址访问信息和一系列相关的信息。为了让连接在整个大网上的主机能够互相通信，IP协议给每一台主机分配一个地址，这个地址叫做IP地址，长度为32位，分为网络号和主机号，前者标识一个网络，后者标识网络中的一台主机。一个由32位二进制数构成的IP地址，可以分成四组，一组八位，每组以十进制数表示，用小圆点分开。IP地址的前四位决定地址所属的类别。A类地址，最高位为0，七位是网络号，剩下的24位表示主机号，第一组从1到127，127表示本机。它有124个网络号，一个网络中最多容纳16777214台主机。B类地址，第一组从128到191，前两组为网络号，后两组为主机号，有65534个网络号，一个网络可以容纳65534台主机。C类地址，前三组为网络号，最后一组是主机号，有16777214个网络号，一个网络只能容纳254台主机。子网掩码，格式与IP地址相同，对应的网络号部分用1填上，主机号部分用0填上即可。子网联网：把IP地址划分为三个部分——网络号、子网号、主机号，利用主机号继续划分子网。传输控制协议，在IP协议的基础上，提供一个可靠的数据传输服务。用户数据报协议：这是一个简单的协议，提供一个不可靠、无连接的分组传输服务。应用层协议应用层协议包括域名服务、万维网服务、以及其它应用的服务。使用TCP/IP协议架设的电脑网络中，一个节点要用一个IP地址作标识，这些IP地址转换为十进制后，包括了四个数字，是很难记的，我们需要一种有记忆规律的字符串来作为唯一标记节点的名字。域名服务运行在TCP协议上，把域名转换成IP地址，在不改变底层协议寻址方法的基础上，提供一个用符号名确定主机的平台。域名由一系列用圆点隔开的字母或数字构成的段组成，最右边代表根，最左边是单台电脑的名字，其它段逐层标记所属的组织。域名不区分大小写。域名系统中还包括一个高效、可靠、通用的分布式系统用于名字到地址的映射。万维网是一个交互式访问的分布式超媒体系统，是一种最佳的信息发布媒体，基于HTML和HTTP协议来实现。