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电梯直达

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发表于 2014-11-25 11:14 |只看该作者 |倒序浏览

本帖最后由 abin9630 于 2014-11-25 11:15 编辑

虽然做网络相关工作很长时间了，发现有时候对于某些基础的网络知识却依旧非常模糊

比如对于网络拓扑结构，常见的有总线型，星型，环型，其他还有类似树型，网状型，混合型等等。
之前从相关网络书籍，了解拓扑的理论知识，但对于实际的应用环境却不甚清楚。
一来书本介绍也是点到为止，多数只讲纯理论，几本书中介绍的内容大同小异（有抄袭嫌疑啊）
二来最重要还是自己比较懒吧，走马观花般，看过也就看了，没有仔细考究啊

由于工作相关，目前接触的实际网络类型不多，有以太网（这个最常见），cable有线网络，Wlan无线局域网络

但是对于这几类网络的拓扑结构到底是如何的呢？

在理论书上有介绍，对于总线型网络，所有节点连接于一条总线上，因为公用一条总线的通信链路，因此在多个节点同时发送数据时候会发生冲突。所以采用CSMA/CD（Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection 即带冲突检测的载波监听多路访问）来实现不同节点的访问，来实现某一时刻只有一个节点发送数据。同时有特别介绍，该类型最有代表性的就是以太网

对于星型网络，所有节点都连接到中心节点上，实现方式比较简单，可以随时增加/减少节点数量，而且因为各个节点有各自的通信链路，可以同时进行数据的发送。该网络传输效率受中心节点的性能约束

对于环形网络，一个链路将所有节点连接成一个环路，通常使用令牌来允许节点对环型链路的使用，在节点获得令牌后才能发送数据（这个在现实中好像一直都没有碰到过）

Q1：以太网络的拓扑结构
以太网，通常见到的网络布局都是使用一个集线器/交换机/路由器将不同的PC通过网线连接，各个节点（也就是PC）使用网线单独连接到中心节点（集线器/交换机等），如此各个节点在局域网内就可以进行通信了

所以，之前对于以太网的拓扑归属一直都存在疑问：
1. 书上有明确说明，以太网是一个典型的总线型网络
2. 对于实际的应用中，明明以太网就是个星型的网络

而且：
1. 确确实实对于使用交换机连接大量PC后，PC间的通信速率是会被交换机的传输性能所影响
2. 对于网络功能的实现中，TCP/IP协议栈中，并无相关CSMA相关的检测机制的存在

那对于以太网，是书本描述错误，还是？

A1:
据目前的了解，对于以太网络：
1. 物理连接上，属于星型网络
2. 逻辑连接上，属于总线型网络。对于Ether的相关Driver实现中，应该是有类似CSMA检测机制的实现存在，但是通常该Driver的实现，对于非原厂的开发人员，是不可能有相关接触的，对于协议栈通常是比较上层的实现

Q2: Cable有线网络的拓扑
对于Cable，有这样一个现象，对于同一个CMTS下的多个CM，CM1和CM2相互通信时候发现：CM2接收到来自CM1的数据中，SrcIp是CM1的WanIp，但是SrcMac却是CMTS的Mac

而正是这样一个现象，导致了客户反馈的一个Mac欺骗攻击的问题（对于Mac和Ip只实现有一一对应的ArpTable来说，这个现象会导致ArpTable的混乱）

对于不同的CM，虽然各自可以通过1:n的连接口汇聚后，最终通过一个Cable线到达CMTS（为简单起见，不讨论一个CM可以通过Cable线的不同连接可以到达CMTS的不同DS Interface的情况）。看起来好像所有的CM会公用一个总线的样子（最终是通过一个Cable线到达CMTS），但是从实现来看，所有CM间的通信，都会需要通过CMTS的DS的相关物理部件来进行转发，在这个转发的过程中，CMTS还会默默的对数据包进行修改，替换其中的SrcMac

从该现象来分析：
A2: Cable有线网络属于星型网络

Q3: Wlan的拓扑类型
对于Wlan中的各个Station，如果同时处于一个Channel中，那么同时发送数据时候会对各自造成干扰（因为其公用了同一个带宽资源）

因此在Wlan的实现中，也采用了类似以太网的实现机制，采用冲突检测的机制来实现。发送数据前先查看是否有其他Station在使用同一个带宽在进行传输。
这就是为何在实际的使用中，无线的传输速率通常没有理论值那么高

当然会有其他的一些辅助手段，比RTS/CTS机制（在发送数据时候让其他自觉保持安静，在接下来某段时间不进行干扰），或者自动频段切换（切换到其他使用比较少的Channel）

但是对于通常的无线使用，两个Stations间的通信，都是会通过 AP进行中转（两个都要首先连接到AP后才能进行通信，排除两个Stations进行直连的使用环境，这就类似两个PC通过网线直连一样，不具备讨论价值，嘿嘿）

A3:
Wlan无线局域网应该是
1. 物理上的星型网络
2. 逻辑上的总线型网络

以上仅仅是本人的一些想法：
1, 不一定准确
2, 由于实践有限，接触类型不多
先在此标记下！！

对于不同的想法和其他类型的相关拓扑类型，大家尽管提出，进行讨论啊