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一、网络拓扑结构的定义

网络拓扑是网络形状,或者是网络在物理上的连通性。网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局,即用什么方式把网络中的计算机等设备连接起来。拓扑图给出网络服务器、工作站的网络配置和相互间的连接。网络的拓扑结构有很多种,主要有星型结构、环型结构、总线结构、树型结构、网状结构、蜂窝状结构以及混合型结构等。

二、六种基本的网络拓扑结构

1、星型拓扑

星型拓扑结构是一个中心,多个分节点。多节点与中央节点通过点到点的方式连接。中央节点执行集中式控制策略,因此中央节点相当复杂,负担比其他各节点重的多。

优点:结构简单,连接方便,管理和维护都相对容易,而且扩展性强。网络延迟时间较小,传输误差低。中心无故障,一般网络没问题。

缺点:中心故障,网络就出问题,同时共享能力差,通信线路利用率不高。

2、环形拓扑

环形拓扑结构是节点形成一个闭合环。环形网中各节点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环形通信线路中,环上任何节点均可请求发送信息。传输媒体从一个端用户到另一个端用户,直到将所有的端用户连成环型。数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输,信息从一个节点传到另一个节点。

这种结构显而易见消除了端用户通信时对中心系统的依赖性。每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作,于是便有上游端用户和下游端用户之称。

优点:信息流在网中是沿着固定方向流动的,两个节点仅有一条道路,简化了路径选择的控制;环路上各节点都是自举控制,控制软件简单。

缺点:信息源在环路中是串行地穿过各个节点,当环中节点过多时,势必影响信息传输速率,使网络的响应时间延长;环路是封闭的,不便于扩充;可靠性低,一个节点故障,将会造成全网瘫痪;维护难,对分支节点故障定位较难。

3、总线型拓扑

总线拓扑结构所有设备连接到一条连接介质上。由一条高速公用总线连接若干个节点所形成的网络即为总线形网络,每个节点上的网络接口板硬件均具有收、发功能,接收器负责接收总线上的串行信息并转换成并行信息送到PC工作站;发送器是将并行信息转换成串行信息后广播发送到总线上,总线上发送信息的目的地址与某节点的接口地址相符合时,该节点的接收器便接收信息。由于各个节点之间通过电缆直接连接,所以总线型拓扑结构中所需要的电缆长度是最小的,但总线只有一定的负载能力,因此总线长度又有一定限制,一条总线只能连接一定数量的节点。

优点:总线结构所需要的电缆数量少,线缆长度短,易于布线和维护。多个节点共用一条传输信道,信道利用率高。

缺点:总线形网常因一个节点出现故障(如结头接触不良等)而导致整个网络不通,因此可靠性不高。

4、树形拓扑

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。我国电话网络即采用树形结构。

优点:结构比较简单,成本低。在网络中,任意两个节点之间不产生回路,每个链路都支持双向传输。网络中节点扩充方便灵活,寻找链路路经比较方便。

缺点:在这种网络系统中,除叶节点及其相连的链路外,任何一个节点或链路产生的故障都会影响整个网络。

5、网状拓扑

主要指各节点通过传输线互联连接起来,并且每一个节点至少与其他两个节点相连。网状拓扑结构具有较高的可靠性,但其结构复杂,实现起来费用较高,不易管理和维护,不常用于局域网。

优点:网络可靠性高,一般通信子网任意两个节点交换机之间,存在着两条或两条以上的通信路径。可扩充性好,网络可建成各种形状,采用多种通信信道,多种传输速率。

缺点:网络结构复杂,成本高,不易维护。

6、混合型拓扑

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