網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)演示教學(xué)

1、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)科技名詞定義中文名稱：網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)英文名稱：networktopology定義：在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中指定設(shè)備和線路的安排或布局；在地理網(wǎng)絡(luò)中指網(wǎng)絡(luò)要素之間的連接網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫蔷W(wǎng)絡(luò)形狀,或者是它在物理上的連通性.構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有很多種。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指用傳輸媒體互連各種設(shè)備的物理布局，就是用什么方式把網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)等設(shè)備連接起來。拓?fù)鋱D給出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站的網(wǎng)絡(luò)配置和相互間的連接，它的結(jié)構(gòu)主要有星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、蜂窩狀結(jié)構(gòu)等。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（集中式網(wǎng)絡(luò)）星型結(jié)構(gòu)是最古老的一種連接方式，大家每天都使用的電話屬于這種結(jié)構(gòu)。目前一般網(wǎng)絡(luò)環(huán)境

2、都被設(shè)計(jì)成星型拓樸結(jié)構(gòu)。星型網(wǎng)是目前廣泛而又首選使用的網(wǎng)絡(luò)拓樸設(shè)計(jì)之一。星型結(jié)構(gòu)是指各工作站以星型方式連接成網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)有中央節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn)（工作站、服務(wù)器）都與中央節(jié)點(diǎn)直接相連，這種結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點(diǎn)為中心，因此又稱為集中式網(wǎng)絡(luò)。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)便于集中控制，因?yàn)槎擞脩糁g的通信必須經(jīng)過中心站。由于這一特點(diǎn)，也帶來了易于維護(hù)和安全等優(yōu)點(diǎn)。端用戶設(shè)備因?yàn)楣收隙C(jī)時(shí)也不會(huì)影響其它端用戶間的通信。同時(shí)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間較小，傳輸誤差較低。但這種結(jié)構(gòu)非常不利的一點(diǎn)是，中心系統(tǒng)必須具有極高的可靠性，因?yàn)橹行南到y(tǒng)一旦損壞，整個(gè)系統(tǒng)便趨于癱瘓。對(duì)此中心系統(tǒng)通常采用雙機(jī)熱備份，以提高系統(tǒng)的可靠性。在星型拓?fù)浣Y(jié)

3、構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)中的各節(jié)點(diǎn)通過點(diǎn)到點(diǎn)的方式連接到一個(gè)中央節(jié)點(diǎn)（又稱中央轉(zhuǎn)接站，一般是集線器或交換機(jī)）上，由該中央節(jié)點(diǎn)向目的節(jié)點(diǎn)傳送信息。中央節(jié)點(diǎn)執(zhí)行集中式通信控制策略，因此中央節(jié)點(diǎn)相當(dāng)復(fù)雜，負(fù)擔(dān)比各節(jié)點(diǎn)重得多。在星型網(wǎng)中任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行通信都必須經(jīng)過中央節(jié)點(diǎn)控制?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理和聲音通信的信息網(wǎng)大多采用星型網(wǎng)，目前流行的專用小交換機(jī)PBX（PrivateBranchExchange）,即電話交換機(jī)就是星型網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的典型實(shí)例。它在一個(gè)單位內(nèi)為綜合語音和數(shù)據(jù)工作站交換信息提供信道，還可以提供語音信箱和電話會(huì)議等業(yè)務(wù)，是局域網(wǎng)的一個(gè)重要分支。在星型網(wǎng)中任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行通信都必須經(jīng)過中央節(jié)點(diǎn)控制。因此

4、，中央節(jié)點(diǎn)的主要功能有三項(xiàng)：當(dāng)要求通信的站點(diǎn)發(fā)出通信請(qǐng)求后，控制器要檢查中央轉(zhuǎn)接站是否有空閑的通路，被叫設(shè)備是否空閑，從而決定是否能建立雙方的物理連接；在兩臺(tái)設(shè)備通信過程中要維持這一通路；當(dāng)通信完成或者不成功要求拆線時(shí)，中央轉(zhuǎn)接站應(yīng)能拆除上述通道。由于中央節(jié)點(diǎn)要與多機(jī)連接，線路較多，為便于集中連線，目前多采用一種稱為集線器（HUB）或交換設(shè)備的硬件作為中央節(jié)點(diǎn)。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)在LAN中使用較多。這種結(jié)構(gòu)中的傳輸媒體從一個(gè)端用戶到另一個(gè)端用戶，直到將所有的端用戶連成環(huán)型。數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個(gè)方向在各個(gè)節(jié)點(diǎn)問傳輸，信息從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)顯而易見消除了端用戶通信時(shí)對(duì)中心系統(tǒng)

5、的依賴性。環(huán)行結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是：每個(gè)端用戶都與兩個(gè)相臨的端用戶相連，因而存在著點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，但總是以單向方式操作，于是便有上游端用戶和下游端用戶之稱；信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動(dòng)的，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)僅有一條道路，故簡化了路徑選擇的控制；環(huán)路上各節(jié)點(diǎn)都是自舉控制，故控制軟件簡單；由于信息源在環(huán)路中是串行地穿過各個(gè)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)環(huán)中節(jié)點(diǎn)過多時(shí)，勢必影響信息傳輸速率，使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間延長；環(huán)路是封閉的，不便于擴(kuò)充；可靠性低，一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，將會(huì)造成全網(wǎng)癱瘓；維護(hù)難，對(duì)分支節(jié)點(diǎn)故障定位較難?？偩€拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)PC®1-4總線拓?fù)湟豢偩€上傳輸信息通常多以基帶形式串行傳遞，每個(gè)節(jié)點(diǎn)上的網(wǎng)絡(luò)接口板硬件均具有收、發(fā)功能，接收

6、器負(fù)責(zé)接收總線上的申行信息并轉(zhuǎn)換成并行信息送到PC工作站；發(fā)送器是將并行信息轉(zhuǎn)換成申行信息后廣播發(fā)送到總線上，總線上發(fā)送信息的目的地址與某節(jié)點(diǎn)的接口地址相符合時(shí)，該節(jié)點(diǎn)的接收器便接收信息。由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通過電纜直接連接，所以總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所需要的電纜長度是最小的，但總線只有一定的負(fù)載能力，因此總線長度又有一定限制，一條總線只能連接一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)。因?yàn)樗械墓?jié)點(diǎn)共享一條公用的傳輸鏈路，所以一次只能由一個(gè)設(shè)備傳輸。需要某種形式的訪問控制策略、來決定下一次哪一個(gè)站可以發(fā)送.通常采取分布式控制策略。發(fā)送時(shí)，發(fā)送站將報(bào)文分成分組.然后一次一個(gè)地依次發(fā)送這些分組。有時(shí)要與其它站來的分組交替地在介質(zhì)上傳

7、輸。當(dāng)分組經(jīng)過各站時(shí)，目的站將識(shí)別分組的地址。然后拷貝下這些分組的內(nèi)容。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)減輕了網(wǎng)絡(luò)通信處理的負(fù)擔(dān)，它僅僅是一個(gè)無源的傳輸介質(zhì)，而通信處理分布在各站點(diǎn)進(jìn)行。在總線兩端連接有端結(jié)器（或終端匹配器），主要與總線進(jìn)行阻抗匹配，最大限度吸收傳送端部的能量，避免信號(hào)反射回總線產(chǎn)生不必要的干擾?？偩€結(jié)構(gòu)是使用同一媒體或電纜連接所有端用戶的一種方式，也就是說，連接端用戶的物理媒體由所有設(shè)備共享，各工作站地位平等，無中央節(jié)點(diǎn)控制，公用總線上的信息多以基帶形式串行傳遞，其傳遞方向總是從發(fā)送信息的節(jié)點(diǎn)開始向兩端擴(kuò)散，如同廣播電臺(tái)發(fā)射的信息一樣，因此又稱廣播式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。各節(jié)點(diǎn)在接受信息時(shí)都進(jìn)行地址檢查，

8、看是否與自己的工作站地址相符，相符則接收網(wǎng)上的信息。使用這種結(jié)構(gòu)必須解決的一個(gè)問題是確保端用戶使用媒體發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不能出現(xiàn)沖突。在點(diǎn)到點(diǎn)鏈路配置時(shí)，這是相當(dāng)簡單的。如果這條鏈路是半雙工操作，只需使用很簡單的機(jī)制便可保證兩個(gè)端用戶輪流工作。在一點(diǎn)到多點(diǎn)方式中，對(duì)線路的訪問依靠控制端的探詢來確定。然而，在LAN環(huán)境下，由于所有數(shù)據(jù)站都是平等的，不能采取上述機(jī)制。對(duì)此，研究了一種在總線共享型網(wǎng)絡(luò)使用的媒體訪問方法：帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問，英文縮寫成CSMA/CD。這種結(jié)構(gòu)具有費(fèi)用低、數(shù)據(jù)端用戶入網(wǎng)靈活、站點(diǎn)或某個(gè)端用戶失效不影響其它站點(diǎn)或端用戶通信的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是一次僅能一個(gè)端用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，其它

9、端用戶必須等待到獲得發(fā)送權(quán)；媒體訪問獲取機(jī)制較復(fù)雜；維護(hù)難，分支節(jié)點(diǎn)故障查找難。盡管有上述一些缺點(diǎn)，但由于布線要求簡單，擴(kuò)充容易，端用戶失效、增刪不影響全網(wǎng)工作，所以是LAN技術(shù)中使用最普遍的一種。分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)是將分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)通過線路互連起來的一種網(wǎng)絡(luò)形式。分布式結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn)：由于采用分散控制，即使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)局部出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響全網(wǎng)的操作，因而具有很高的可靠性；網(wǎng)中的路徑選擇最短路徑算法，故網(wǎng)上延遲時(shí)間少，傳輸速率高，但控制復(fù)雜；各個(gè)節(jié)點(diǎn)間均可以直接建立數(shù)據(jù)鏈路，信息流程最短；便于全網(wǎng)范圍內(nèi)的資源共享。缺點(diǎn)為連接線路用電纜長，造價(jià)高；網(wǎng)絡(luò)管理軟件

10、復(fù)雜；報(bào)文分組交換、路徑選擇、流向控制復(fù)雜；在一般局域網(wǎng)中不采用這種結(jié)構(gòu)。樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)路由器樹型結(jié)構(gòu)是分級(jí)的集中控制式網(wǎng)絡(luò)，與星型相比，它的通信線路總長度短，成本較低，節(jié)點(diǎn)易于擴(kuò)充，尋找路徑比較方便，但除了葉節(jié)點(diǎn)及其相連的線路外，任一節(jié)點(diǎn)或其相連的線路故障都會(huì)使系統(tǒng)受到影響。里嵬拓?fù)湎湫瓮負(fù)渚W(wǎng)狀布撲網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要指各節(jié)點(diǎn)通過傳輸線互聯(lián)連接起來網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，并且每一個(gè)節(jié)點(diǎn)至少與其他兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連.網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有較高的可靠性，但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)起來費(fèi)用較高，不易管理和維護(hù)，不常用于局域網(wǎng)將多個(gè)子網(wǎng)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)連接起來構(gòu)成網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在一個(gè)子網(wǎng)中，集線器、中繼器將多個(gè)設(shè)備連接起來，而橋接器、路由器

11、及網(wǎng)關(guān)則將子網(wǎng)連接起來。根據(jù)組網(wǎng)硬件不同，主要有三種網(wǎng)狀拓?fù)洌壕W(wǎng)狀網(wǎng)：在一個(gè)大的區(qū)域內(nèi)，用無線電通信鏈路連接一個(gè)大型網(wǎng)絡(luò)時(shí)，網(wǎng)狀網(wǎng)是最好的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過路由器與路由器相連，可讓網(wǎng)絡(luò)選擇一條最快的路徑傳送數(shù)據(jù)。主干網(wǎng)：通過橋接器與路由器把不同的子網(wǎng)或LAN連接起來形成單個(gè)總線或環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，這種網(wǎng)通常采用光纖做主干線。星狀相連網(wǎng)：利用一些叫做超級(jí)集線器的設(shè)備將網(wǎng)絡(luò)連接起來，由于星型結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)中任一處的故障都可容易查找并修復(fù)蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)Lwlm.TOrr蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是無線局域網(wǎng)中常用的結(jié)構(gòu)。它以無線傳輸介質(zhì)（微波、衛(wèi)星、紅外等）點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)傳輸為特征，是一種無線網(wǎng)，適用于城市網(wǎng)、校園網(wǎng)、企業(yè)

12、網(wǎng)?；旌闲屯?fù)浣Y(jié)構(gòu)將兩種或幾種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合起來構(gòu)成的一種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)稱為混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)（也有的稱之為雜合型結(jié)構(gòu)）。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由星型結(jié)構(gòu)和總線型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更能滿足較大網(wǎng)絡(luò)的拓展，解決星型網(wǎng)絡(luò)在傳輸距離上的局限，而同時(shí)又解決了總線型網(wǎng)絡(luò)在連接用戶數(shù)量的限制。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)同時(shí)兼顧了星型網(wǎng)與總線型網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)，在缺點(diǎn)方面得到了一定的彌補(bǔ)。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要用于較大型的局域網(wǎng)中，如果一個(gè)單位有幾棟在地理位置上分布較遠(yuǎn)（當(dāng)然是同一小區(qū)中），如果單純用星型網(wǎng)來組整個(gè)公司的局域網(wǎng)，因受到星型網(wǎng)傳輸介質(zhì)-雙絞線的單段傳輸距離（100m）的限制很難成功；如果單純

13、采用總線型結(jié)構(gòu)來布線則很難承受公司的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)規(guī)模的需求。結(jié)合這兩種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在同一棟樓層我們采用雙絞線的星型結(jié)構(gòu)，而不同樓層我們采用同軸電纜的總線型結(jié)構(gòu)，而在樓與樓之間我們也必須采用總線型，傳輸介質(zhì)當(dāng)然要視樓與樓之間的距離，如果距離較近（500m以內(nèi)）我們可以采用粗同軸電纜來作傳輸介質(zhì)，如果在180m之內(nèi)還可以采用細(xì)同軸電纜來作傳輸介質(zhì)。但是如果超過500m我們只有采用光纜或者粗纜加中繼器來滿足了。這種布線方式就是我們常見的綜合布線方式。無線電通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)rMffTAn1emuyih.Xi控制中4OHTltBMTEKD7KMSULTf皿T15K5TE1ASTEt如濟(jì)nmSiSTEtKE-47

14、1QB1AVIMI£4n01sun系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖傳輸線系統(tǒng)除同軸電纜、雙絞線、和光纖外，還有一種手段是根本不使用導(dǎo)線，這就是無線電通信，無線電通信利用電磁波或光波來傳輸信息，利用它不用敷設(shè)纜線就可以把網(wǎng)絡(luò)連接起來。無線電通信包括兩個(gè)獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)：移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和無線LAN網(wǎng)絡(luò)。利用LAN網(wǎng)，機(jī)器可以通過發(fā)射機(jī)和接收機(jī)連接起來；利用移動(dòng)網(wǎng)，機(jī)器可以通過蜂窩式通信系統(tǒng)連接起來，該通信系統(tǒng)由無線電通信部門提供。網(wǎng)絡(luò)可采用以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，物理上由服務(wù)器，路由器，工作站，操作終端通過集線器形成星型結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成局域網(wǎng)。綜合以上所述，可總結(jié)出以下計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：1、總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是將網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備通過相

15、應(yīng)的硬件接口直接連接到公共總線上，結(jié)點(diǎn)之間按廣播方式通信，一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息，總線上的其它結(jié)點(diǎn)均可“收聽”至上優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、布線容易、可靠性較高，易于擴(kuò)充，是局域網(wǎng)常采用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。缺點(diǎn)：所有的數(shù)據(jù)都需經(jīng)過總線傳送，總線成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸；出現(xiàn)故障診斷較為困難。最著名的總線拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是以太網(wǎng)(Ethernet)。2、星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)每個(gè)結(jié)點(diǎn)都由一條單獨(dú)的通信線路與中心結(jié)點(diǎn)連結(jié)。優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、容易實(shí)現(xiàn)、便于管理，連接點(diǎn)的故障容易監(jiān)測和排除。缺點(diǎn)：中心結(jié)點(diǎn)是全網(wǎng)絡(luò)的可靠瓶頸，中心結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。3、環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)各結(jié)點(diǎn)通過通信線路組成閉合回路，環(huán)中數(shù)據(jù)只能單向傳輸。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，適合使

16、用光纖，傳輸距離遠(yuǎn)，傳輸延遲確定。缺點(diǎn)：環(huán)網(wǎng)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)均成為網(wǎng)絡(luò)可靠性的瓶頸，任意結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障都會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓，另外故障診斷也較困難。最著名的環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是令牌環(huán)網(wǎng)(TokenRing)4、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種層次結(jié)構(gòu)，結(jié)點(diǎn)按層次連結(jié)，信息交換主要在上下結(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，相鄰結(jié)點(diǎn)或同層結(jié)點(diǎn)之間一般不進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。優(yōu)點(diǎn)：連結(jié)簡單，維護(hù)方便，適用于匯集信息的應(yīng)用要求。缺點(diǎn)：資源共享能力較低，可靠性不高，任何一個(gè)工作站或鏈路的故障都會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。5、網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)又稱作無規(guī)則結(jié)構(gòu)，結(jié)點(diǎn)之間的聯(lián)結(jié)是任意的，沒有規(guī)律。優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)可靠性高，比較容易擴(kuò)展，但是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，每一結(jié)點(diǎn)都與多點(diǎn)進(jìn)行連結(jié)，因此必須采用路由算法和流量