描述

什么是拓扑结构

计算机网络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、星形拓扑、环形拓扑、树形拓扑(由总线型演变而来)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；星形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；而环形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。

拓扑结构的分类

1、总线型拓扑

总线型拓扑是一种基于多点连接的拓扑结构，　是将网络中的所有的设备通过相应的硬件接口直接连接在共同的传输介质上。总线拓扑结构使用一条所有PC都可访问的公共通道，每台PC只要连一条线缆即可。在总线型拓扑结构中，所有网上微机都通过相应的硬件接口直接连在总线上， 任何一个结点的信息都可以沿着总线向两个方向传输扩散，并且能被总线中任何一个结点所接收。由于其信息向四周传播，类似于广播电台，故总线型网络也被称为广播式网络。 总线有一定的负载能力，因此，总线长度有一定限制，一条总线也只能连接一定数量的结点。 最著名的总线拓扑结构是以太网(Ethernet)。

总线布局的特点：结构简单灵活，非常便于扩充；可靠性高，网络响应速度快；设备量少、价格低、安装使用方便；共享资源能力强，非常便于广播式工作，即一个结点发送所有结点都可接收。

在总线两端连接的器件称为端结器(末端阻抗匹配器、或终止器)，主要与总线进行阻抗匹配，最大限度地吸收传送端部的能量，避免信号反射回总线产生不必要的干扰。总线型网络结构是目前使用最广泛的结构，也是最传统的一种主流网络结构，适合于信息管理系统、办公自动化系统领域的应用。

2、环型拓扑

环形网中各结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，就是把每台PC连接起来，数据沿着环依次通过每台PC直接到达目的地，环路上任何结点均可以请求发送信息。请求一旦被批准，便可以向环路发送信息。环形网中的数据可以是单向也可是双向传输。信息在每台设备上的延时时间是固定的。 由于环线公用，一个结点发出的信息必须穿越环中所有的环路接口，信息流中目的地址与环上某结点地址相符时，信息被该结点的环路接口所接收，而后信息继续流向下一环路接口，一直流回到发送该信息的环路接口结点为止。 特别适合实时控制的局域网系统。 在环行结构中每台PC都与另两台PC相连每台PC的接口适配器必须接收数据再传往另一台。因为两台PC之间都有电缆，所以能获得好的性能。 最著名的环形拓扑结构网络是令牌环网(Token Ring)。

3、树形拓扑结构

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。 它是总线型结构的扩展，它是在总线网上加上分支形成的，其传输介质可有多条分支，但不形成闭合回路，树形网是一种分层网，其结构可以对称，联系固定，具有一定容错能力，一般一个分支和结点的故障不影响另一分支结点的工作，任何一个结点送出的信息都可以传遍整个传输介质，也是广播式网络。一般树形网上的链路相对具有一定的专用性，无须对原网做任何改动就可以扩充工作站。 它是一种层次结构，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。把整个电缆连接成树型，树枝分层每个分至点都有一台计算机，数据依次往下传优点是布局灵活但是故障检测较为复杂，PC环不会影响全局。

4、星形拓扑结构

星形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，各结点与中央结点通过点与点方式连接，中央结点执行集中式通信控制策略，因此中央结点相当复杂，负担也重。 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。在中心放一台中心计算机，每个臂的端点放置一台PC，所有的数据包及报文通过中心计算机来通信，除了中心机外每台PC仅有一条连接，这种结构需要大量的电缆，星形拓扑可以看成一层的树形结构，不需要多层PC的访问权争用。星形拓扑结构在网络布线中较为常见。

以星形拓扑结构组网，其中任何两个站点要进行通信都要经过中央结点控制。中央节点的主要功能有：为需要通信的设备建立物理连接；为两台设备通信过程中维持这一通路；在完成通信或不成功时，拆除通道。在文件服务器/工作站(File Servers/Workstation)局域网模式中，中心点为文件服务器，存放共享资源。由于这种拓扑结构，中心点与多台工作站相连，为便于集中连线，目前多采用集线器(HUB)。

5、网状拓扑

网状拓扑又称作无规则结构，结点之间的联结是任意的，没有规律。就是将多个子网或多个局域网连接起来构成网际拓扑结构。在一个子网中，集线器、中继器将多个设备连接起来，而桥接器、路由器及网关则将子网连接起来。根据组网硬件不同，主要有三种网际拓扑。

总线型拓扑结构优缺点

优点：

(1)网络结构简单，节点的插入、删除比较方便，易于网络扩展。

(2)设备少、造价低，安装和使用方便。

(3)具有较高的可靠性。因为单个节点的故障不会涉及整个网络。

缺点：

(1)总线传输距离有限，通信范围受到限制。

(2)故障诊断和隔离比较困难。故障隔离困难。当节点发生故障，隔离起来还比较方便，一旦传输介质出现故障时，就需要将整个总线切断。

(3)易于发生数据碰撞，线路争用现象比较严重。分布式协议不能保证信息的及时传送，不具有实时功能，站点必须有介质访问控制功能，从而增加了站点的硬件和软件开销。

(4)分布式协议不能保证信息的及时传送，不具有实时功能，站点必须有介质访问控制功能，从而增加了站点的硬件和软件开销。

总线型拓扑结构适用场景

总线型拓扑结构适用于计算机数目相对较少的局域网络，通常这种局域网络、的传输速率在100Mbps，网络连接选用同轴电缆。主要适用于家庭、宿舍等网络规模较小的场所。总线型拓扑结构曾流行了一段时间，典型的总线型局域网有以太网。

打开APP精彩内容

点击阅读全文