何谓拓扑结构局域网中有几种主要的拓扑结构它们的主要优、缺点是什么

何谓拓扑结构局域网中有几种主要的拓扑结构它们的主要优、缺点是什么,第1张

计算机网络的拓扑结构是指网络中各个站点相互连接的形式,在局域网中明确一点讲就是文件服务器、工作站(连接在网络上的计算机、大容量的外存、高速打印机等设备均可看作是网络上的一个节点,也称工作站)和电缆等的连接形式现在最主要的拓扑结构有总线型拓扑、星型拓扑、环型拓扑以及它们的混合型。顾名思义,总线型其实就是将文件服务器和工作站都连在称为总线的一条公共电缆上,且总线两端必须有终结器;星型拓扑则是以一台设备作为中央连接点,各工作站都与它直接相连形成星型;而环型拓扑就是将所有站点彼此串行连接,像链子一样构成一个环形回路;把这三种最基本的拓扑结构混合起来运用自然就是混合型了。

计算机网络的拓扑结构是引用拓扑学中研究与大小,形状无关的点,线关系的方法。把网络中的计算机和通信设备抽象为一个点,把传输介质抽象为一条线,由点和线组成的几何图形就是计算机网络的拓扑结构。网络的拓扑结构反映出网中个实体的结构关系,是建设计算机网络的第一步,是实现各种网络协议的基础,它对网络的性能,系统的可靠性与通信费用都有重大影响。

最基本的网络拓扑结构有:环形拓扑、星形拓扑、总线拓扑三个。

1 总线拓扑结构 是将网络中的所有设备通过相应的硬件接口直接连接到公共总线上,结点之间按广播方式通信,一个结点发出的信息,总线上的其它结点均可“收听”到。

优点:结构简单、布线容易、可靠性较高,易于扩充,节点的故障不会殃及系统,是局域网常采用的拓扑结构。

缺点:所有的数据都需经过总线传送,总线成为整个网络的瓶颈;出现故障诊断较为困难。另外,由于信道共享,连接的节点不宜过多,总线自身的故障可以导致系统的崩溃。最著名的总线拓扑结构是以太网(Ethernet)。

2 星型拓扑结构 是一种以中央节点为中心,把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构。这种结构适用于局域网,特别是近年来连接的局域网大都采用这种连接方式。这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路。

优点:结构简单、容易实现、便于管理,通常以集线器(Hub)作为中央节点,便于维护和管理。

缺点:中心结点是全网络的可靠瓶颈,中心结点出现故障会导致网络的瘫痪。

3 环形拓扑结构 各结点通过通信线路组成闭合回路,环中数据只能单向传输,信息在每台设备上的延时时间是固定的。特别适合实时控制的局域网系统。

优点:结构简单,适合使用光纤,传输距离远,传输延迟确定。

缺点:环网中的每个结点均成为网络可靠性的瓶颈,任意结点出现故障都会造成网络瘫痪,另外故障诊断也较困难。最著名的环形拓扑结构网络是令牌环网(Token Ring)

4 树型拓扑结构 是一种层次结构,结点按层次连结,信息交换主要在上下结点之间进行,相邻结点或同层结点之间一般不进行数据交换。

优点:连结简单,维护方便,适用于汇集信息的应用要求。

缺点:资源共享能力较低,可靠性不高,任何一个工作站或链路的故障都会影响整个网络的运行。

5 网状拓扑结构 又称作无规则结构,结点之间的联结是任意的,没有规律。

优点:系统可靠性高,比较容易扩展,但是结构复杂,每一结点都与多点进行连结,因此必须采用路由算法和流量控制方法。目前广域网基本上采用网状拓扑结构。

6混合型拓扑结构 就是两种或两种以上的拓扑结构同时使用。

优点:可以对网络的基本拓扑取长补短。

缺点:网络配置挂包那里难度大。

7蜂窝拓扑结构 蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。它以无线传输介质(微波、a卫星、红外线、无线发射台等)点到点和点到多点传输为特征,是一种无线网,适用于城市网、校园网、企业网,更适合于移动通信。

在计算机网络中还有其他类型的拓扑结构,如总线型与星型混合、总线型与环型混合连接的网络。在局域网中,使用最多的是星型结构。

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总线拓扑结构将网络中的所有设备通过相应的硬件接口直接连接到公共总线上,结点之间按广播方式通信,一个结点发出的信息,总线上的其它结点均可“收听”到。

优点:结构简单、布线容易、可靠性较高,易于扩充,是局域网常采用的拓扑结构。

2、星型拓扑结构

每个结点都由一条单独的通信线路与中心结点连结。

优点:结构简单、容易实现、便于管理,连接点的故障容易监测和排除。

3、环形拓扑结构

环形拓扑结构各结点通过通信线路组成闭合回路,环中数据只能单向传输。

优点:结构简单、容易实现,适合使用光纤,传输距离远,传输延迟确定。

4、树型拓扑结构

是一种层次结构,结点按层次连结,信息交换主要在上下结点之间进行,相邻结点或同层结点之间一般不进行数据交换。

优点:连结简单,维护方便,适用于汇集信息的应用要求。

5、网状拓扑结构

又称作无规则结构,结点之间的联结是任意的,没有规律。

优点:系统可靠性高,比较容易扩展,但是结构复杂,每一结点都与多点进行连结,因此必须采用路由算法和流量控制方法。目前广域网基本上采用网状拓扑结构。

1、网络拓扑结构是指用传输介质互连各种设备的物理布局。网络中的计算机等设备要实现互联,就需要以一定的结构方式进行连接,这种连接方式就叫做“拓扑结构”,通俗地讲就是这些网络设备是如何连接在一起的。常见的网络拓扑结构主要有:总线型结构、环形结构、星形结构、树形结构和网状结构等。

2、局域网( Local Area Network,LAN)是一种私有网络,一般存在于一座建筑物内。局域网被广泛用来连接个人计算机和消费类电子设备,使它们能够共享资源(比如服务器、打印机)和交换信息。当局域网被用于公司时,就称为企业网(Enterprise Network)。

3、局域网一般分为有线局域网和无线局域网两种。有线局域网使用了各种不同的传输技术。它们大多使用铜线作为传输介质,但也有一些使用光纤。通常情况下,有线局域网的运行速率在100 Mbit/s~l Gbit/s之间,延迟很低(微秒或纳秒级),而且很少发生错误。较新的局域网甚至可以工作在高达10 Gbit/s的速率下。

4、常见的局域网拓扑结构可以划分为:总线型、环形、星形。其余的一些拓扑结构多是从这三种结构衍生或组合而来的。

网络拓扑结构主要有以下四大类: 局域网拓扑结构

(1)星型结构 (2)环型结构 (3)总线型结构 (4)树型

一、星型

(1)容易实现: 它所采用的传输介质一般都是采用通用的双绞线,这种传输介质相对来说比较便宜,如目前正品五类双绞线每米也仅15元左右,而同轴电缆最便宜的也要200元左右一米,光缆那更不用说了。这种拓扑结构主要应用于IEEE 8022、IEEE 8023标准的以太局域网中; (2)节点扩展、移动方便: 节点扩展时只需要从集线器或交换机等集中设备中拉一条线即可,而要移动一个节点只需要把相应节点设备移到新节点即可,而不会像环型网络那样"牵其一而动全局"; (3)维护容易; 一个节点出现故障不会影响其它节点的连接,可任意拆走故障节点; (4)采用广播信息传送方式: 任何一个节点发送信息在整个网中的节点都可以收到,这在网络方面存在一定的隐患,但这在局域网中使用影响不大; (5)网络传输数据快: 这一点可以从目前最新的1000Mbps到10G以太网接入速度可以看出。 其实它的主要特点远不止这些,但因为后面我们还要具体讲一下各类网络接入设备,而网络的特点主要是受这些设备的特点来制约的,所以其它一些方面的特点等我们在后面讲到相应网络设备时再补充。

二、总线型

(1)组网费用低: 从示意图可以这样的结构根本不需要另外的互联设备,是直接通过一条总线进行连接,所以组网费用较低; (2)这种网络因为各节点是共用总线带宽的, 所以在传输速度上会随着接入网络的用户的增多而下降; (3)网络用户扩展较灵活: 需要扩展用户时只需要添加一个接线器即可,但所能连接的用户数量有限; (4)维护较容易: 单个节点失效不影响整个网络的正常通信。但是如果总线一断,则整个网络或者相应主干网段就断了。 (5)这种网络拓扑结构的缺点是可靠性不高,如果总线出了问题,则整个网络都不能工作,网络中断后查找故障点也比较困难。

三、环型

这种拓扑结构的网络主要有如下几个特点: (1)这种网络结构一般仅适用于IEEE 8025的令牌网(Token ring network), 在这种网络中,"令牌"是在环型连接中依次传递。所用的传输介质一般是同轴电缆。 (2)这种网络实现也非常简单,投资最小。 可以从其网络结构示意图中看出,组成这个网络除了各工作站就是传输介质--同轴电缆,以及一些连接器材,没有价格昂贵的节点集中设备,如集线器和交换机。但也正因为这样,所以这种网络所能实现的功能最为简单,仅能当作一般的文件服务模式; (3)传输速度较快: 在令牌网中允许有16Mbps的传输速度,它比普通的10Mbps以太网要快许多。当然随着以太网的广泛应用和以太网技术的发展,以太网的速度也得到了极大提高,目前普遍都能提供100Mbps的网速,远比16Mbps要高。 (4)维护困难: 从其网络结构可以看到,整个网络各节点间是直接串联,这样任何一个节点出了故障都会造成整个网络的中断、瘫痪,维护起来非常不便。另一方面因为同轴电缆所采用的是插针式的接触方式,所以非常容易造成接触不良,网络中断,而且这样查找起来非常困难,这一点相信维护过这种网络的人都会深有体会。 (5)扩展性能差: 也是因为它的环型结构,决定了它的扩展性能远不如星型结构的好,如果要新添加或移动节点,就必须中断整个网络,在环的两端作好连接器才能连接。

四、混合型

(1)应用相当广泛: 这主要是因它解决了星型和总线型拓扑结构的不足,满足了大公司组网的实际需求; (2)扩展相当灵活: 这主要是继承了星型拓扑结构的优点。但由于仍采用广播式的消息传送方式,所以在总线长度和节点数量上也会受到限制,不过在局域网中是不存在太大的问题; (3)同样具有总线型网络结构的网络速率会随着用户的增多而下降的弱点; (4)较难维护, 这主要受到总线型网络拓扑结构的制约,如果总线断,则整个网络也就瘫痪了,但是如果是分支网段出了故障,则仍不影响整个网络的正常运作。再一个整个网络非常复杂,维护起来不容易; (5)速度较快: 因为其骨干网采用高速的同轴电缆或光缆,所以整个网络在速度上应不受太多的限制。

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