以太网协议与总线拓扑概念

    1．以太网协议

    TCP/IP协议没有OSI模型中的表示层与会话层。以太网应用层的协议包括HTTP、SMTP、POP3、Modbus和UNI-TE等，OSI模型如图9-20所示。

 

    图9-20   OSI模型

    2．总线拓扑

    网络中的计算机等设备要实现互联，就需要以一定的结构方式进行连接，这种连接方式就叫做“拓扑结构”。目前常见的网络拓扑结构主要有星型结构、环型结构、总线型结构、星型和总线型结合的混合型结构四大类。

    (1)星型结构

    星型结构有一个中心节点，一般站点连在中心节点上，中心节点通常是多端口设备，如：HUB（集线器）、Switch（交换机）。

    这种结构是目前在局域网中应用得最为普遍的一种，在企业网络中几乎都是采用这一方式。星型网络几乎是Ethernet网络专用，它是因网络中的各工作站节点设备通过一个网络集中设备（如集线器或者交换机）连接在一起，各节点呈星状分布而得名。

    这种拓扑结构网络的基本特点主要有：

    1)成本低廉：它所采用的传输介质一般都是采用通用的双绞线，这种传输介质相对来说比较便宜。这种拓扑结构主要应用于IEEE 802.2、IEEE 802.3标准的以太局域网中。

    2)节点扩展、移动方便：节点扩展时只需要从集线器或交换机等集中设备中拉一条线即可，而要移动一个节点只需要把相应节点设备移到新节点即可。

    3)维护容易：一个节点出现故障不会影响其他节点的连接，可任意拆走故障节点。

    4)采用广播信息传送方式：任何一个节点发送信息在整个网中的节点都可以收到，这在网络方面存在一定的隐患，但这在局域网中使用影响不大。

    5)网络传输数据快：这一点可以从目前最新的1000Mb/s到10Gb/s以太网接入速度可以看出。

    (2)环型结构

    环型结构所有的节点连在一条闭合线缆上，如令牌环(Taken-Ring)、FDDI。这种结构的网络形式主要应用于令牌网中，在这种网络结构中各设备是直接通过电缆来串接的，最后形成一个闭环，整个网络发送的信息就是在这个环中传递，通常把这类网络称为“令牌环网”。

    实际上，大多数情况下这种拓扑结构的网络不会是所有计算机真的要连接成物理上的环型。一般情况下，环的两端是通过一个阻抗匹配器来实现环的封闭的，因为在实际组网过程中因地理位置的限制不方便真的做到环的两端物理连接。

    环型网络结构一般仅适用于IEEE 802.5的令牌网(Token ring network)，在这种网络中，“令牌”是在环型连接中依次传递。所用的传输介质一般是同轴电缆。这种网络实现非常简单，投资最小。但是它的环型结构决定了它的扩展性能远不如星型结构的好，假如要新添加或移动节点，就必须中断整个网络，在环的两端作好连接器才能连接，因而扩展性能差。

    (3)总线型结构

    总线型结构网络所有的节点都连在一条公共的总线上。这种网络拓扑结构中所有设备都直接与总线相连，它所采用的介质一般也是同轴电缆（包括粗缆和细缆），不过现在也有采用光缆作为总线型传输介质的。

    总线型网络拓扑结构的组网费用低，因为总线结构根本不需要另外的互联设备，直接通过一条总线进行连接。因为各节点是共用总线带宽的，所以在传输速度上会随着接入网络的用户的增多而下降。当需要扩展用户时只需要添加一个接线器即可，因此扩展比较灵活。总线型结构的缺点是一次仅能一个端用户发送数据，其他端用户必须等待到获得发送权。

    (4)混合型拓扑结构

    混合型拓扑结构是由前面所讲的星型结构和总线型结构的网络结合在一起的网络结构，这样的拓扑结构更能满足较大网络的拓展，解决星型网络在传输距离上的局限，而同时又解决了总线型网络连接用户数量的限制。这种网络拓扑结构同时兼顾了星型网络与总线型网络的优点，在缺点方面得到了一定的弥补。