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計算機:網(wǎng)絡協(xié)議的概念和網(wǎng)絡拓撲結構

1、網(wǎng)絡協(xié)議的概念

通俗地說,網(wǎng)絡協(xié)議就是網(wǎng)絡之間溝通、交流的橋梁,只有相同網(wǎng)絡協(xié)議的計算機才能進行信息的溝通與交流。從專業(yè)角度定義,網(wǎng)絡協(xié)議是計算機在網(wǎng)絡中實現(xiàn)通信時必須遵守的約定,也就是通信協(xié)議(Protocol)。主要是對信息傳輸?shù)乃俾?、傳輸代碼、代碼結構、傳輸控制步驟、出錯控制等作出規(guī)定并制定出標準。常見的協(xié)議有以下幾種:

(1)TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet Protocol,傳輸控制協(xié)議/網(wǎng)際協(xié)議)協(xié)議。在實際應用中,最重要的是TCP/IP協(xié)議,它是目前最流行的商業(yè)化的協(xié)議,也是因特網(wǎng)使用的協(xié)議。相對于OSI,它是當前的工業(yè)標準或'事實的標準',在1974年由Kahn提出的。它從下至上分為四個層次:物理鏈路層、網(wǎng)絡層、運輸層、應用層。

(2)HTTP(Hyper Text Transfer Protocol,超文本傳輸協(xié)議)協(xié)議。它是用于從WWW服務器傳輸超文本到本地瀏覽器的傳送協(xié)議。它可以使瀏覽器更加高效,使網(wǎng)絡傳輸減少。它不僅保證計算機正確快速地傳輸超文本文檔,還確定傳輸文檔中的哪一部分,以及哪部分內(nèi)容首先顯示等。HTTP是一個應用層協(xié)議,由請求和響應構成,是一個標準的客戶端/服務器模型。它的主要特點是:

①靈活

HTTP允許傳輸任意類型的數(shù)據(jù)對象。

②無狀態(tài)

是指協(xié)議對于事務處理沒有記憶能力。缺少狀態(tài)意味著如果后續(xù)處理需要前面的信息,則它必須重傳,這樣可能導致每次連接傳送的數(shù)據(jù)量增大。反之,在服務器不需要先前信息時它的應答就較快。

③無連接

無連接的含義是限制每次連接只處理一個請求。服務器處理完客戶的請求,并收到客戶的應答后,即斷開連接。采用這種方式可以節(jié)省傳輸時間。

④簡單快速

客戶向服務器請求服務時,只需傳送請求方法和路徑。由于HTTP協(xié)議簡單,使得HTTP服務器的程序規(guī)模小,因而通信速度很快。

⑤支持客戶/服務器模式

(3)SMTP(Simple Mail Transfer Protocol,簡單郵件傳輸協(xié)議)協(xié)議。是一種提供可靠且有效電子郵件傳輸?shù)膮f(xié)議。SMTP是建立在FTP文件傳輸服務上的一種郵件服務,主要用于傳輸系統(tǒng)之間的郵件信息并提供與來信有關的通知。SMTP目前已是事實上的在Internet傳輸E-Mail的標準,是一個相對簡單的基于文本的協(xié)議。在其之上只要指定了一條消息的一個或多個接收者(在大多數(shù)情況下被確定是存在的),然后消息文本就傳輸了。

SMTP重要特性之一是其能跨越網(wǎng)絡傳輸郵件。通常,一個網(wǎng)絡可以由因特網(wǎng)上TCP可相互間訪問的主機、防火墻分隔的TCP/IP網(wǎng)絡上TCP可相互訪問的主機,以及其他LAN/WAN中的主機利用非TCP傳輸層協(xié)議組成。使用SMTP,可實現(xiàn)相同網(wǎng)絡上處理機之間的郵件傳輸,也可通過中繼器或網(wǎng)關實現(xiàn)某處理機與其他網(wǎng)絡之間的郵件傳輸。

(注意:SMTP是一個'推'的協(xié)議,它不允許根據(jù)需要從遠程服務器上'拉'來消息。要做到這點,郵件客戶端必須使用POP3或IMAP。)

2、網(wǎng)絡拓撲結構

拓撲結構是計算機網(wǎng)絡的重要特性。從拓撲學的觀點看,網(wǎng)絡是由一組節(jié)點(Node)和連接節(jié)點的鏈路(Link)組成。在計算機網(wǎng)絡中,計算機作為節(jié)點,連接計算機的通信線路作為鏈路,形成計算機的地理分布和互聯(lián)關系上的幾何構形。這種計算機與鏈路之間的拓撲關系,稱為計算機網(wǎng)絡的拓撲結構。計算機網(wǎng)絡的拓撲結構主要有以下幾種。

1)、總線型

通過一條傳輸線路將網(wǎng)絡中所有節(jié)點連接起來。網(wǎng)絡中各節(jié)點都通過總線進行通信,在同一時刻只能允許一對節(jié)點占用總線進行通信。

優(yōu)點:結構簡單,容易實現(xiàn),易維護和擴充。

缺點:故障檢測比較困難。

2)、星型

每個節(jié)點都由一個單獨的通信線路與中心節(jié)點連接。中心節(jié)點控制全網(wǎng)的通信,任何兩節(jié)點之間的通信均要通過中心節(jié)點。

優(yōu)點:結構簡單,實現(xiàn)容易,便于管理。

缺點:中心節(jié)點是全網(wǎng)可靠性的瓶頸,中心節(jié)點一旦出現(xiàn)故障會造成全網(wǎng)的癱瘓。

3)、環(huán)型

各節(jié)點通過通信線路組成閉合環(huán)型。環(huán)中數(shù)據(jù)沿一個方向傳輸。

優(yōu)點:結構簡單,實現(xiàn)容易,傳輸延遲確定。

缺點:每個節(jié)點與連接節(jié)點之間的通信線路都成為網(wǎng)絡可靠性瓶頸。環(huán)中任何一個節(jié)點出現(xiàn)線路故障,都可能造成網(wǎng)絡癱瘓。

4)、樹型

可看成是星型拓撲結構的擴展。節(jié)點按層次進行連接,信息交換主要在上、下節(jié)點之間進行,相鄰及同層節(jié)點之間一般不進行數(shù)據(jù)交換或數(shù)據(jù)交換量小。適用于匯集信息的應用要求。

5)、網(wǎng)狀

節(jié)點之間的連接是任意的,沒有規(guī)律。目前實際存在和使用的遠程計算機網(wǎng)絡的拓撲基本上都采用了網(wǎng)狀拓撲結構。

優(yōu)點:系統(tǒng)可靠性高。

缺點:結構復雜,必須采用路由選擇算法與流量控制方法。

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