认识计算机网络拓扑结构 / 木子杰软件教程

计算机网络拓扑(Computer Network Topology)是指由计算机组成的网络之间设备的分布情况以及连接状态.把它两画在图上就成了拓扑图.一般在图上要标明设备所处的位置,设备的名称类型,以及设备间的连接介质类型.它分为物理拓扑和逻辑拓扑两种。

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常见的拓扑结构有：一、总线型拓扑结构。总线结构是将所有的入网计算机均接入到一条通信线上。总线结构的优点是信道利用率较高，结构简单，价格相对便宜。缺点是同一时刻只能有两个网络节点相互通信，网络延伸距离有限，网络容纳节点数有限。在总线上只要有一个点出现连接问题，会影响整个网络的正常运行。目前在局域网中多采用此种结构。总线拓扑网络通常把短电缆（分支电缆）用电缆接头连接到一条长电缆（主干）上去。
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二、星形拓扑结构。星形拓扑是由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成。中央节点执行集中式通信控制策略,因此中央节点相当复杂,而各个站点的通信处理负担都很小。星形网采用的交换方式有电路交换和报文交换,尤以电路交换更为普遍。这种结构一旦建立了通道连接,就可以无延迟地在连通的两个站点之间传送数据。目前流行的专用交换机PBX (Private Branch exchange)就是星形拓扑结构的典型实例。星形拓扑结构广泛应用于网络的智能集中于中央节点的场合。从目前的趋势看,计算机的发展已从集中的主机系统发展到大量功能很强的微型机和工作站,在这种形势下,传统的星形拓扑的使用会有所减少。星型拓扑结构的优点（1）结构简单，连接方便，管理和维护都相对容易，而且扩展性强。（2）网络延迟时间较小，传输误差低。（3）在同一网段内支持多种传输介质，除非中心结点故障，否则网络不会轻易瘫痪。因此，星型网络拓扑结构是目前应用最广泛的一种网络拓扑结构。星型拓扑结构的缺点（1）安装和维护的费用较高（2）共享资源的能力较差（3）通信线路利用率不高（4）对中心结点要求相当高，一旦中心结点出现故障，则整个网络将瘫痪。
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三、环形拓扑网络：环形拓扑网络由站点和连接站点的链路组成一个闭合环。每个站点能够接收从一条链路传来的数据,并以同样的速率串行地把该数据沿环送到另一端链路上。这种链路可以是单向的,也可以是双向的。数据以分组形式发送,例如图中的A站希望发送一个报文到C站,就先要把报文分成为若干个分组,每个分组除了数据还要加上某些控制信息,其中包括C站的地址。A站依次把每个分组送到环上,开始沿环传输,C站识别到带有它自己地址的分组时,便将其中的数据复制下来。由于多个设备连接在一个环上,因此需要用分布式控制策略来进行控制。环形拓扑的优点 (1)电缆长度短。环形拓扑网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似,但比星形拓扑网络要短得多。 (2)增加或减少工作站时,仅需简单的连接操作。 (3)可使用光纤。光纤的传输速率很高,十分适合于环形拓扑的单方向传输。环形拓扑的缺点 (1)节点的故障会引起全网故障。这是因为环上的数据传输要通过接在环上的每一个节点,一旦环中某一节点发生故障就会引起全网的故障。 (2)故障检测困难。这与总线拓扑相似,因为不是集中控制,故障检测需在网上各个节点进行,因此就不很容易。 (3)环形拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传递的方式,在负载很轻时,信道利用率相对来说就比较低。
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四、树形拓扑网络：树形拓扑从总线拓扑演变而来,形状像一棵倒置的树,顶端是树根,树根以下带分支,每个分支还可再带子分支，树根接收各站点发送的数据,然后再广播发送到全网。树形拓扑的特点大多与总线拓扑的特点相同,但也有一些特殊之处。树形拓扑的优点 (1)易于扩展。这种结构可以延伸出很多分支和子分支,这些新节点和新分支都能容易地加入网内。 (2)故障隔离较容易。如果某一分支的节点或线路发生故障,很容易将故障分支与整个系统隔离开来o 树形拓扑的缺点各个节点对根的依赖性太大,如果根发生故障,则全网不能正常工作。从这一点来看,树形拓扑结构的可靠性有点类似于星形拓扑结构。
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五、网形拓扑网络：网形拓扑这种结构在广域网中得到了广泛的应用,它的优点是不受瓶颈问题和失效问题的影响。由于节点之间有许多条路径相连,可以为数据流的传输选择适当的路由,从而绕过失效的部件或过忙的节点。这种结构虽然比较复杂,成本也比较高,提供上述功能的网络协议也较复杂,但由于它的可靠性高,仍然受到用户的欢迎。
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六、混合形拓扑网络：将两种或几种单一拓扑结构混合起来,取它们的优点构成的拓扑称为混合形拓扑结构。一种是星形拓扑和环形拓扑混合成的"星一环"拓扑,另一种是星形拓扑和总线拓扑混合成的"星一总"拓扑。其实,这两种混合形在结构上有相似之处,若将总线结构的两个端点连在一起也就成了环形结构。这种拓扑的配置是由一批接入环中或总线的集中器组成,由集中器再按星形结构连至每个用户站。混合形拓扑的优点 (1)故障诊断和隔离较为方便。一旦网络发生故障,只要诊断出哪个集中器有故障,将该集中器和全网隔离即可o (2)易于扩展。要扩展用户时,可以加入新的集中器,也可在设计时,在每个集中器留出一些备用的可插入新的站点的连接口。 (3)安装方便。网络的主电缆只要连通这些集中器,这种安装和传统的电话系统电缆安装很相似。混合形拓扑的缺点 (1)需要选用带智能的集中器。这是为了实现网络故障自动诊断和故障节点的隔离所必需的。 (2)像星形拓扑结构一样,集中器到各个站点的电缆安装长度会增加。
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七、蜂窝拓扑结构：它是无线局域网中常用的结构。它以无线传输介质（微波、卫星、红外等）点到点和多点传输为特征，是一咱无线网，适用于城市网、校园网、企业网。
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