星型網(wǎng)絡拓樸結(jié)構詳述

1、星型網(wǎng)絡拓樸結(jié)構詳述教學重點：1、星型網(wǎng)絡拓樸結(jié)構的運用高考考點：常見的網(wǎng)絡拓樸結(jié)構知識點地位：高考核心知識教學難點：1、復雜星型網(wǎng)絡的構建教學過程:2一、復習知識1、網(wǎng)絡拓樸結(jié)構的概念 網(wǎng)絡拓撲 (Topology) 結(jié)構是指用傳輸介質(zhì)互連各種設備的物理布局。 2、常見的網(wǎng)絡拓樸結(jié)構 目前常見的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構主要有以下四大類：1星型結(jié)構2環(huán)型結(jié)構3總線型結(jié)構4星型和總線型結(jié)合的復合型結(jié)構31、星形拓撲的概念： 是由中央節(jié)點和通過點到點通信鏈路接到中央節(jié)點的各個站點組成。 本節(jié)課復習的內(nèi)容：4三、運用概況： 這種結(jié)構是目前在局域網(wǎng)中應用得最為普遍的一種，在企業(yè)網(wǎng)絡中幾乎都是采用這一方式。星型網(wǎng)絡

2、幾乎是Ethernet以太網(wǎng)網(wǎng)絡專用，它是因網(wǎng)絡中的各工作站節(jié)點設備通過一個網(wǎng)絡集中設備如集線器或者交換機連接在一起，各節(jié)點呈星狀分布而得名。這類網(wǎng)絡目前用的最多的傳輸介質(zhì)是雙絞線，如常見的五類線、超五類雙絞線等 四、網(wǎng)絡拓樸結(jié)構圖示 5 1容易實現(xiàn)：它所采用的傳輸介質(zhì)一般都是采用通用的雙絞線，這種傳輸介質(zhì)相對來說比較廉價，如目前正品五類雙絞線每米也僅1.5元左右，而同軸電纜最廉價的也要2.00元左右一米，光纜那更不用說了。這種拓撲結(jié)構主要應用于IEEE 802.2、IEEE 802.3標準的以太局域網(wǎng)中；2節(jié)點擴展、移動方便：節(jié)點擴展時只需要從集線器或交換機等集中設備中拉一條線即可，而要移動

3、一個節(jié)點只需要把相應節(jié)點設備移到新節(jié)點即可，而不會像環(huán)型網(wǎng)絡那樣牽其一而動全局；3維護容易；一個節(jié)點出現(xiàn)故障不會影響其它節(jié)點的連接，可任意拆走故障節(jié)點；4采用播送信息傳送方式：任何一個節(jié)點發(fā)送信息在整個網(wǎng)中的節(jié)點都可以收到，這在網(wǎng)絡方面存在一定的隱患，但這在局域網(wǎng)中使用影響不大；5網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)快：這一點可以從目前最新的1000Mbps到10G以太網(wǎng)接入速度可以看出。五、星型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構網(wǎng)絡的根本特點6六、星型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構的主要特點 各節(jié)點與中心節(jié)點連接，網(wǎng)絡中任意兩個結(jié)點的通信都要通過中心結(jié)點轉(zhuǎn)接。單個結(jié)點故障不影響整體，但中心結(jié)點故障可導致整個網(wǎng)絡癱瘓。 7七、星型網(wǎng)絡拓撲結(jié)構運用實例1根本

4、星型結(jié)構單元 星型結(jié)構是目前應用最廣、實用性最好的一種拓撲結(jié)構。無論在局域網(wǎng)中，還是在廣域網(wǎng)中都可以見到它的身影(具體后面將介紹到)，但主要應用于有線雙絞線以太局域網(wǎng)中。如以下圖所示的是最簡單的單臺集線器或交換機(目前集線器已根本不用了，所以后面不再提及了)星型結(jié)構單元。它采用的傳輸介質(zhì)是常見的雙絞線和光纖，擔當集中連接的設備是具有雙絞線RJ一45以太網(wǎng)端口，或者各種光纖端口的集線器或交換機。89在上圖中的星型網(wǎng)絡結(jié)構單元中，所有效勞器和工作站等網(wǎng)絡設備都集中連接在同一臺交換機上。1現(xiàn)在的固定端口交換機最多可以有48個，或以上交換端口，所以這樣一個簡單的星型網(wǎng)絡完全可以適用于用戶節(jié)點數(shù)在40個

5、以內(nèi)的小型企業(yè)，或者分支辦公室選用。2模塊式的交換機端口數(shù)可達1 00個以上，可以滿足一個小型企業(yè)連接。但實際上這種連接方式是比較少見的，因為單獨用一臺模塊式的交換機連接本錢還要遠高于采用多臺低端口密度的固定端口交換機級聯(lián)方式。模塊式交換機通常用于大中型網(wǎng)絡的核心(骨干層)，或會聚層，小型網(wǎng)絡很少使用。 103擴展交換端口的另一種有效方法就是堆疊了。有一些固定端口配置的交換機支持堆疊技術，通過專用的堆疊電纜連接，所有堆疊在一起的交換機都可作為單一交換機來管理，不僅可以使端口數(shù)量得到大幅提高(通常最多堆疊8臺)，而且還可提高堆疊交換機中各端口實際可用的背板帶寬，提高了交換機的整體交換性能。112

6、多級星型結(jié)構 復雜的星型網(wǎng)絡就是在如圖1所示的根底上通過多臺交換機級聯(lián)形成的，從而形成多級星型結(jié)構，滿足更多、不同地理位置分布的用戶連接和不同端口帶寬需求。如以下圖所示的是一個包含兩級交換機結(jié)構的星型網(wǎng)絡，其中的兩層交換機通常為不同檔次的，可以滿足不同需求，核心(或骨干層)交換機要選擇檔次較高的，用于連接下級交換機、效勞器和高性能需求的工作站用戶等，下面各級那么可以依次降低要求，以便于工作最大限度地節(jié)省投資。1213 當然，在實際的大中型企業(yè)網(wǎng)絡中，其網(wǎng)絡結(jié)構可能要比上圖所示的復雜得多，還可能有三級，甚至四級交換機的級聯(lián)(通常最多部署四級)，還可能有交換機的堆棧，如以下圖所示網(wǎng)絡結(jié)構中SS3

7、Switch 4400位置就是由兩臺這樣的交換機堆棧組成的。 14153星型結(jié)構傳輸介質(zhì)簡介 因為在星型網(wǎng)絡中通常是采用雙絞線作為傳輸介質(zhì)的(高檔網(wǎng)絡也有采用光纖的)，而單段雙絞線的最大長度為1 OO米，集線設備放置在中心點，這樣每一個采用此種結(jié)構的集線設 備所能連接的網(wǎng)絡范圍最大直徑就到達200米，超過這個范圍都將要采用級聯(lián)或者中繼方法。 采用光纖作為傳輸介質(zhì)時傳輸距離可以長許多，各種連接電纜電纜長度限制如表31所不， 1 OOOBASESX網(wǎng)絡的光纖長度限制參見表32所示。后面介紹的同軸電纜總線型和環(huán)型網(wǎng)絡 結(jié)構的傳輸距離限制也參見表31。16表31 各種以太網(wǎng)電纜長度限制 以太網(wǎng)標準電纜

8、類型最大長度接頭類型1 0BASE-T3、4、5類1 OO歐姆UTP(非屏蔽雙絞線)1 OO米RJ-451 00BASE-T 5類1 OO歐姆UTPl OO米RJ-451 000BASE-SX50125或625125微米多模光纖(MMF)550米SC或ST1 000BASE-LH 9125微米單模光纖(SMF) 70千米SC或ST1 000BASE-LX 9125微米SMF 5千米SC或ST1 000BASE-T5類、超5類或6類UTP1 OO米RJ一4517321000BASE-SX光纖長度限制光纖直徑光纖寬帶最大長度62.5/125微米MMF160MHz/km220米200MHz/km27

9、5米50/125微米MMF400MHz/km500米500MHz/km550米18八、星形拓撲結(jié)構具有以下優(yōu)點和缺點： 星型拓撲結(jié)構的主要優(yōu)點表達在以下幾個方面。(1)網(wǎng)絡傳輸數(shù)據(jù)快因為整個網(wǎng)絡呈星型連接，網(wǎng)絡的上行通道不是共享的，所以每個節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸對其他節(jié)點的數(shù)據(jù)傳輸影響非常之小，這樣就加快了網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸速度。不同于下面將要介紹的環(huán)型網(wǎng)絡所有節(jié)點的上、下行通道都共享一條傳輸介質(zhì)，而同一時刻只允許一個方向的數(shù)據(jù)傳輸。其他節(jié)點要進行數(shù)據(jù)傳輸只有等到現(xiàn)有數(shù)據(jù)傳輸完畢后才可。另外，星型結(jié)構所對應的雙絞線和光纖以太網(wǎng)標準的傳輸速率可以非常高，如普通的5類、超5類都可以通過4對芯線實現(xiàn)1 OOOmp

10、s傳輸，7類屏蔽雙絞線那么可以實現(xiàn)1 0Gbps，光纖那么更是可以輕松實現(xiàn)千兆位、萬兆位的傳輸速率。而后將要介紹的環(huán)型、總線型結(jié)構中所對應的標準速率都在16Mbps以內(nèi)，明顯低了許多。19(2)實現(xiàn)容易，本錢低 星型結(jié)構所采用的傳輸介質(zhì)通常采用常見的雙絞線(也可以采用光纖)，這種傳輸介質(zhì)相對其他傳輸介質(zhì)(如同軸電纜和光纖)來說比較廉價。如目前常用的主流品牌的5類(或超5類) 非屏蔽雙絞線(UTP)每米也僅15元左右，而同軸電纜最廉價的細同軸電纜也要18元以上。(3)節(jié)點擴展、移動方便 在這種星型網(wǎng)絡中，節(jié)點的擴展時只需要從交換機等集中設備空余端口中拉一條電纜即可；而要移動一個節(jié)點只需要把相應節(jié)

11、點設備連接網(wǎng)線從設備端口拔出，然后移到新設備端口即可，并不影響其他任何已有設備的連接和使用，不會像下面將要介紹的環(huán)型網(wǎng)絡那樣“牽一發(fā)而動全身。20(4)維護容易在星型網(wǎng)絡中，每個節(jié)點都是相對獨立的，一個節(jié)點出現(xiàn)故障不會影響其他節(jié)點的連接，可任意拆走故障節(jié)點。正因如此，這種網(wǎng)絡結(jié)構受到用戶的普遍歡送，成為應用最廣的一種拓撲結(jié)構類型。但如果集線設備出現(xiàn)了故障，也會導致整個網(wǎng)絡的癱瘓。21星型拓撲結(jié)構的主要缺點表達在如下幾個方面。(1)核心交換機工作負荷重 雖然說各工作站用戶連接的是不同的交換機，但是最終還是要與連接在網(wǎng)絡中央核心交換機上的效勞器進行用戶登錄和網(wǎng)絡效勞器訪問的，所以，中央核心交換機的

12、工作負荷相當繁重，要求擔當中央設備的交換機的性能和可靠性非常高。其他各級集線器和交換機也連接多個用戶，其工作負荷同樣非常重，也要求具有較高的可靠性。22(2)網(wǎng)絡布線較復雜每個計算機直接采用專門的網(wǎng)線電纜與集線設備相連，這樣整個網(wǎng)絡中至少就需要所有計算機及網(wǎng)絡設備總量以上條數(shù)的網(wǎng)線電纜，使得本身結(jié)構就非常復雜的星型網(wǎng)絡變得更加復雜了。特別是在大中型企業(yè)網(wǎng)絡的機房中，太多的電纜無論對維護、管理，還是機房平安都是一個威脅。這就要求我們在布線時要多加注意，一定要在各條電纜和集線器和交換機端口上做好相應的標記。同時最建議做好整體布線書面記錄，以備曰后出現(xiàn)布線故障時能迅速找到故障發(fā)生點。另外，由于這種星

13、型網(wǎng)絡中的每條電纜都是專用的，利用率不高，在較大的網(wǎng)絡中，這種浪費還是相當大的。23(3)播送傳輸，影響網(wǎng)絡性能 其實這是以太網(wǎng)的一個缺乏，但因星型網(wǎng)絡結(jié)構主要應用于以太網(wǎng)中，所以相應也就成了星型網(wǎng)絡的一個缺點。因為在以太網(wǎng)中，當集線器收到節(jié)點發(fā)送的數(shù)據(jù)時，采取的是播送發(fā)送方式，任何一個節(jié)點發(fā)送信息在整個網(wǎng)中的節(jié)點都可以收到，嚴重影響了網(wǎng)絡性能的發(fā)揮。雖然說交換機具有MAC地址“學習功能，但對于那些以前沒有識別的節(jié)點發(fā)送來的數(shù)據(jù)，同樣是采取播送方式發(fā)送的，所以同樣存在播送風暴的負面影響，當然交換機的播送影響要遠比集線器的小，在局域網(wǎng)中使用影響不大。24綜上所述，星型拓撲結(jié)構是一種應用廣泛的有線

14、局域網(wǎng)拓撲結(jié)構，由于它采用的是廉價的雙絞線，而且非共享傳輸通道，傳輸性能好，節(jié)點數(shù)不受技術限制，擴展和維護容易，所以它又是一種經(jīng)濟、實用的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構。但受到單段雙絞線長度1 00米的限制，所以它僅應用于小范圍(如同一樓層)的網(wǎng)絡部署。超過這個距離，對照表31和表32可知，要么用到本錢較高的光纖作為傳輸介質(zhì)(不僅是傳輸介質(zhì)的改變，相應設備也要有相應接口)，要么用到后面將要介紹的同軸電纜，但采用同軸電纜作為傳輸介質(zhì)時，已不是星型結(jié)構網(wǎng)絡了，況且同軸電纜的價格也較雙絞線的貴不少，特別是粗同軸電纜。251、100Base-TX 采用的傳輸介質(zhì)是_ 。A.雙絞線B. 光纖 C. 無線電波D. 同軸電纜

15、九、穩(wěn)固性練習題2、常見的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構有 A、總線型 B、星型 C、環(huán)型 D、樹型 E、網(wǎng)狀型3、目前，實際存在與使用的廣域網(wǎng)根本都是采用 A、樹型拓撲 B、網(wǎng)狀拓撲 C、星型拓撲 D、環(huán)型拓撲 4、以太網(wǎng)拓樸結(jié)構的實質(zhì)是 。A、星型 B、總線型 C、環(huán)型 D、網(wǎng)狀265、以下關于計算機網(wǎng)絡拓撲的討論中，哪一個觀點是錯誤的_。A計算機網(wǎng)絡拓撲通過網(wǎng)中結(jié)點與通信線路之間的幾何關系表示網(wǎng)絡結(jié)構B計算機網(wǎng)絡拓撲反映出網(wǎng)絡中各實體間的結(jié)構關系C拓撲設計是建設計算機網(wǎng)絡的第一步，也是實現(xiàn)各種網(wǎng)絡協(xié)議的根底D計算機網(wǎng)絡拓撲反映出網(wǎng)絡中客戶/效勞器的結(jié)構關系6、lOBASET使用標準的RJ45接插件與3類或5類非屏蔽雙絞線連接網(wǎng)卡與集線器。網(wǎng)卡與集線器之間的雙絞線長度最大為 。 A15m B50m C100m D500m7、計算機網(wǎng)絡適用于集中管理的拓撲結(jié)構是_A 網(wǎng)狀形結(jié)構 B 總線型結(jié)構 C 環(huán)形結(jié)構 D 星形結(jié)構