家庭网络拓扑(带 Wi-Fi)

家庭网络拓扑(带 Wi-Fi)

在家里,你通常会发现什么样的拓扑结构?住宅网关提供互联网接入并连接笔记本电脑、个人电脑和手机等消费设备?

我在这里假设住宅网关充当:

  • 用于使用 DSL 或 DOCSIS 等方式连接到 ISP 网络的调制解调器,
  • 路由器,也用于连接 ISP 的网络,
  • 用于与终端设备建立有线以太网连接的交换机,
  • 并作为使用Wi-Fi的无线连接的接入点,也适用于终端设备。

判断从这个视频PowerCert 动画视频将此设置归类为基础设施拓扑

那是对的吗?

我对家庭内部的拓扑感兴趣,而不是 ISP 可能用于其路由器的拓扑。


Meta:这个问题最初是问这里在网络工程,但由于家庭网络问题偏离主题而被关闭。

答案1

那是对的吗?

是的,部分是,但也不是。

视频混合了两种不同的种类标签。“Ad Hoc”和“基础设施”是 80​​2.11 Wi-Fi 操作模式的具体名称——它们不太适合与“星型”或“总线型”放在同一个列表中,尽管每种模式确实形式特定的网络拓扑。

“基础设施”确实是大多数 Wi-Fi 网络使用的模式 - 它是客户端连接到接入点的操作模式(即 AP 是“基础设施”)。但是,1) 它仅适用于 Wi-Fi;2) 它根本不是网络拓扑的名称。任何 Wi-Fi 网络本身在物理上都是“总线”网络(因为它在物理层或 L1 上的共享无线电链路上运行),无论模式如何。

Wi-Fi 操作模式也没有描述除单个 Wi-Fi SSID 之外的其余网络。您还连接了一个以太网网络,形成了一个“星型”拓扑(交换机位于其中心,路由器的 CPU 和 Wi-Fi 接入点都是连接节点)。

因此在物理层(L1)你有具有各自拓扑结构的网络 – 1) 交换以太网网络,形成全双工链路星型结构;2) Wi-Fi 网络,更接近半双工总线拓扑结构(如果接入点是双频的,则为两个)。Wi-Fi 接入点是连接两个网络的桥梁(它是两个网络的节点),其结果不再与任何基本拓扑结构完全相同(就像将基本立方体粘贴到基本圆柱体上的结果不再是简单的形状)。


然而,在链路层(又名 MAC 层或 L2),Wi-Fi 网络的行为更像一个“星型”——当使用“基础设施”模式时,客户端不会直接向对方发送帧,而只能通过接入点发送,类似于以太网交换机中继所有帧的方式。

因此在链路层,具有 Wi-Fi 的家庭网络的拓扑结构看起来像两个相互连接的星形,或者一个生成树。(我会将其画成一棵树,以以太网交换机为根;路由器 CPU、接入点和所有有线以太网设备为一层深度;所有 Wi-Fi 设备为两层深度。)

但是,这种拓扑对于设备来说是不可见的——设备不知道它正在通过交换机或接入点发送 MAC 帧;它只指定目标设备的 MAC 地址,因此即使是交换式以太网仍然表现得像老式总线以太网(除了它是全双工的,所以实际上不是总线)。

(对于 Wi-Fi,WLAN 接口的固件会自动在操作系统端的以太网类帧和无线 802.11 帧之间进行转换。802.11 帧以 AP 的 MAC 作为目的地,但操作系统看不到这一点。)

换句话说,整个家庭网络在“较低”链路层的工作方式类似于生成树,但在“较高”链路层则假装成类似扁平总线网络的东西。

请注意,此时调制解调器还不是网络的一部分 - 它位于路由器(网络层或 L3 网关)后面,因此它根本不参与家庭网络的 L2 或 L1 拓扑。相反,调制解调器是 ISP 网络的一部分。

答案2

在网络术语中,“拓扑”主要用于比较数据链路层(第 2 层)技术,因为大多数链路层技术都设计为使用单一拓扑(星型、总线型、环形、网状、树型等)。如果您的网络混合使用采用不同拓扑的链路层技术,例如您描述的典型家庭网络,那么您的网络只是拓扑的混合。

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