計算機網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)5資料說課材料

計算機網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)5資料所謂載波偵聽（carriersense），意思是網(wǎng)絡上各個工作站在發(fā)送數(shù)據(jù)前都要總線上有沒有數(shù)據(jù)傳輸。若干數(shù)據(jù)傳輸（稱總線為忙），則不發(fā)送數(shù)據(jù)；若無數(shù)據(jù)傳輸（稱總線為空），立即發(fā)送準備好的數(shù)據(jù)。所謂多路訪問（multipleaccess)意思是網(wǎng)絡上所有工作站收發(fā)數(shù)據(jù)共同使用同一條總線，且發(fā)送數(shù)據(jù)是廣播式的。所謂沖突（collision），意思是，若網(wǎng)上有兩個或兩個以上工作站同時發(fā)送數(shù)據(jù)，在總線上就會產(chǎn)生信號的混合，兩個工作站都同時發(fā)送數(shù)據(jù)，在總線上就會產(chǎn)生信號的混合，哪個工作站都辨別不出真正的數(shù)據(jù)是什么。這種情況稱數(shù)據(jù)沖突又稱碰撞。其工作原理簡單總結(jié)如下：①要發(fā)送信息的節(jié)點首先偵聽媒體，若媒體空閑，則傳輸，否則轉(zhuǎn)②。②若媒體忙，一直偵聽直到信道空閑，然后立即傳輸。③若在傳輸中監(jiān)聽到?jīng)_突，則發(fā)干擾信號通知所有站點。④等候一段時間，再次傳輸。通俗的可以這樣來描述：先聽后說，邊聽邊說；一旦沖突，立即停說；等待時機，然后再說；聽，即監(jiān)聽、檢測之意；說，即發(fā)送數(shù)據(jù)之意。1.5計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.1總線型拓撲結(jié)構(gòu)

總線型網(wǎng)絡擴展示意圖

1.5計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)1.5.1總線型拓撲結(jié)構(gòu)3.網(wǎng)絡的特點優(yōu)點：1）網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)點的插入、刪除比較方便，易于網(wǎng)絡擴展。2)設備少，造價低，安裝和使用方便。3)具有較高的可靠性。單個節(jié)點的故障不會涉及整個網(wǎng)絡。缺點：1）故障診斷困難。2）故障隔離困難。3）實時性不強。1.5計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.2星形拓撲結(jié)構(gòu)

星型是目前應用最廣。實用性最好的一種拓撲結(jié)構(gòu)。星型拓撲結(jié)構(gòu)是由中央節(jié)點直接通過各自獨立的電纜連接起來的站點組成。中央節(jié)點（交換機或集線器）位于網(wǎng)絡中心，其他站點通過中央節(jié)點進行數(shù)據(jù)通信。星形網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)示意圖

1.4計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.2星形拓撲結(jié)構(gòu)

星形網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)擴展示意圖

1.4計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.2星形拓撲結(jié)構(gòu)

1．數(shù)據(jù)通信星形拓撲結(jié)構(gòu)何用集中式通信控制策略，所有的通信均由中央結(jié)點控制。一個站點需要傳送數(shù)據(jù)時，首先向中央結(jié)點發(fā)出請求，要求與目的站點建立連接；連接建立完成后，該站點才向目的站點發(fā)送數(shù)據(jù)。由于網(wǎng)絡上需要進行數(shù)據(jù)交換的站點比較多，中央結(jié)點必須建立和維護許多并行數(shù)據(jù)通路，這種集中式傳輸控制使得網(wǎng)絡的協(xié)調(diào)與管理更容易，但另一方面，中央結(jié)點顯然成為了網(wǎng)絡速度的瓶頸。1.4計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.2星形拓撲結(jié)構(gòu)

2．網(wǎng)絡的擴展星形拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡，理論上說擴展是比較簡單的，只需要將站點與中央結(jié)點的空余接口用一根網(wǎng)絡連接線（如雙絞線）直接連起來就可以了。如果中央結(jié)點沒有空余接口，通常采用增加一個中央結(jié)點，將兩個中央結(jié)點采用級聯(lián)的方式連接起來，再將結(jié)點與新中央結(jié)點連接，便可達到網(wǎng)絡擴展的目的。1.4計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)1.5.2星形拓撲結(jié)構(gòu)

3．網(wǎng)絡的特點星形網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)具有以下一些優(yōu)點：①易于故障的診斷與隔離（這一點與總線型拓撲結(jié)構(gòu)正好相反）。集線器或交換機位于網(wǎng)線的中央，與各結(jié)點通過直連線直接相連，每條連接線都有相應的指示，所以故障容易檢測和隔離。1.4計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.2星形拓撲結(jié)構(gòu)

②易于網(wǎng)絡擴展。無論是添加或刪除一個結(jié)點，在星形拓撲的網(wǎng)絡中都是一個非常簡單的事情，從中央結(jié)點上插入或拔下一個插頭就能實現(xiàn)。當網(wǎng)絡拓展較大時，可以采用增加中央結(jié)點的方法（如再增加一個交換機把兩個交換機級聯(lián)起來，共同作中中央結(jié)點）。

③具有較高的可靠性（這一點與總線型拓撲結(jié)構(gòu)是相同的）。只要中央結(jié)點不發(fā)生故障，其它節(jié)點的故障不會影響到整個網(wǎng)絡。1.4計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.2星形拓撲結(jié)構(gòu)

星形拓撲結(jié)構(gòu)也有其明顯的缺點：①過份依賴中央結(jié)點。整個網(wǎng)絡能否正常運行，在很大成度上取決于中央結(jié)點能否正常工作，中央結(jié)點的負擔很重。1.4計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.2星形拓撲結(jié)構(gòu)

②組網(wǎng)費用較高。由于網(wǎng)絡中每個結(jié)點都需要有單獨的電纜連接到中央結(jié)點，所以星形網(wǎng)絡所用的電纜很多，中央結(jié)點也是一個額外的負擔。③布線比較困難。由于每一個結(jié)點都有一條專用電纜，當計算機數(shù)量較多、分布的位置比較分散時，如何進行網(wǎng)絡布線是一件很麻煩的事情。1.4計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.2星形拓撲結(jié)構(gòu)

4．在現(xiàn)實中的應用情況星形網(wǎng)絡是在現(xiàn)實生活中應用最廣的一種網(wǎng)絡拓撲，一般的學校或公司都采用這種網(wǎng)絡拓撲組建局域網(wǎng)。常用的物理布局采用星型拓撲的網(wǎng)絡有10Base-T以太網(wǎng)、100Base-T以太網(wǎng)等。局域網(wǎng)的拓撲結(jié)構(gòu)常采用星形或星形與其他類型相結(jié)合的拓撲結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在很多大學或公司都是采用多級星型結(jié)構(gòu)來組建局域網(wǎng)。1.3計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.3環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)

環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)是由中繼器和連接中繼器的點到點的鏈路組成一個閉合環(huán)，計算機（工作站）通過和中繼器接入這個環(huán)中，構(gòu)成環(huán)形拓撲的計算機網(wǎng)絡。如圖2-11所示。1.3計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.3環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)

環(huán)形網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)擴展示意圖

1.3計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.3環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)

1．數(shù)據(jù)傳遞環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)中的數(shù)據(jù)傳遞方向是單向的，信息在環(huán)中只是沿著一個方向傳遞，每個中繼器都能起到信號放大的作用，所以即使網(wǎng)絡中的結(jié)點數(shù)量很大，也感覺不到信號的衰減，通常適合超大規(guī)模的網(wǎng)絡。1.3計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.3環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)

令牌環(huán)的基本原理是這樣的：一個獨特的標志信息幀被稱為令牌，在網(wǎng)絡空閑時，令牌繞環(huán)不停旋轉(zhuǎn)，只有獲得令牌的節(jié)點才有權利發(fā)送信息。令牌有“忙”和“空”兩種狀態(tài)，當工作站準備發(fā)送信息時，首先要等待令牌的到來，當檢測到一個經(jīng)過它的令牌為“空”狀態(tài)時，即可以發(fā)送信息，并將令牌置為“忙”。每個站點隨時檢測經(jīng)過本站的信息，當查到信息幀中指定的目的地址與本站相同時，則復制下信息并繼續(xù)向前傳遞，環(huán)上的信息繞環(huán)一周后回到發(fā)送站點予以回收。

1.3計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.3環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)

2．環(huán)形網(wǎng)絡的特點環(huán)形網(wǎng)絡主要具有以下優(yōu)點：①數(shù)據(jù)傳輸質(zhì)量高。由于網(wǎng)絡中的中繼器對信號有再生放大的作用，信號衰減的極慢，適合于遠距離傳送數(shù)據(jù)。②適用于光纖。光纖傳輸速度極快，沒有電磁干擾，環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)是單方向傳輸，十分適用于光纖傳輸介質(zhì)。1.3計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.3環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)

③網(wǎng)絡的適時性好。每兩臺計算機間只有一條通道，所以在信息流動方向上，路徑選擇簡化，運行速度極高，可以避免數(shù)據(jù)沖突。另一方面，由于采用了令牌控制技術，使得每個站點的最長等待時間是已知的。1.3計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.3環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)

環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)的缺點是：①網(wǎng)絡擴展困難。由于網(wǎng)絡是一個封閉的環(huán)，要擴充環(huán)的節(jié)點配置較困難，同樣要關掉一部分已接入網(wǎng)的節(jié)點也不容易。②網(wǎng)絡可靠性不高。在環(huán)上數(shù)據(jù)傳輸是通過接在環(huán)上的每一個節(jié)點，單個結(jié)點的故障會引起整個網(wǎng)絡癱瘓。③故障診斷困難。某個節(jié)點發(fā)生故障會引起整個網(wǎng)絡癱瘓，出現(xiàn)故障時需要對每一個節(jié)點都進行檢測。1.3計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

1.5.3環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)

2．環(huán)形網(wǎng)絡在現(xiàn)實中的應用情況環(huán)形網(wǎng)平時用的比較少，主要用于跨越較大地理范圍的網(wǎng)絡，環(huán)形拓撲更適合于網(wǎng)間網(wǎng)等超大規(guī)模的網(wǎng)絡。最常見的采用環(huán)形拓撲的網(wǎng)絡主要有令牌環(huán)網(wǎng)、光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）和銅線電纜分布式數(shù)據(jù)接口（CDDI）網(wǎng)絡。計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)小結(jié)：

在以上三種網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)中，總線型網(wǎng)絡最簡單，而且也最容易安裝。如果要安裝一個臨時的小型網(wǎng)絡，總線型拓撲結(jié)構(gòu)應該是首選。但這種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的最大缺點是一旦纜線連接處斷開或是纜線出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡都將癱瘓，即網(wǎng)絡的可靠性是一個很棘手的問題。星形網(wǎng)絡解決了總線型網(wǎng)絡中“一點斷開，全網(wǎng)癱瘓”的問題。但是整個網(wǎng)絡過分依賴于中央結(jié)點，中央結(jié)點負擔太重，因此對中央結(jié)點的要求很高。而且星形網(wǎng)絡的布線是比較麻煩的。環(huán)形網(wǎng)絡也存在“一點斷開，全網(wǎng)癱瘓”的問題，但是它與總線型網(wǎng)絡不同的是，影響環(huán)網(wǎng)的原因不是反射信號，而是環(huán)網(wǎng)中令牌的傳遞通道被斷開。很高的信號傳輸質(zhì)量和較好的實時性是選擇環(huán)型拓撲的主要理由。

局域網(wǎng)常采用星形、星形/環(huán)形、星形/總線型拓撲結(jié)構(gòu)，而網(wǎng)際網(wǎng)（網(wǎng)際互聯(lián)）的拓撲結(jié)構(gòu)常采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，環(huán)形或總線型為主干網(wǎng)、分層的星形結(jié)構(gòu)。在實際組網(wǎng)過程中，我們要綜合考慮各種因素來優(yōu)化網(wǎng)絡設計。拓撲結(jié)構(gòu)的選擇往往和傳輸介質(zhì)的選擇和介質(zhì)訪問控制方法的確定緊密相關。選擇拓撲結(jié)構(gòu)時，應考慮的主要因素有以下幾點：①可靠性。網(wǎng)絡的性能穩(wěn)定與否在很大成度上決定了網(wǎng)絡的使用價值，網(wǎng)絡的系統(tǒng)可靠性又決定了將來網(wǎng)絡出現(xiàn)故障的概率和頻率的大小。拓撲結(jié)構(gòu)的選擇要使故障檢測和故障隔離較為方便才好。②擴充性。網(wǎng)絡的可擴充性是與網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)直接相關的。由于網(wǎng)絡的發(fā)展非?？?，網(wǎng)絡的規(guī)模會隨時擴大。③費用高低。由于選擇不同的網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)，所需要的網(wǎng)絡傳輸介質(zhì)和網(wǎng)絡連接設備也不一樣，所以我們需要考慮組網(wǎng)的費用高低問題。2.4網(wǎng)絡的分類在剛剛接觸網(wǎng)絡的時侯，你會聽到各種各樣的網(wǎng)絡類型，如：“局域網(wǎng)”、“廣域網(wǎng)”、“以太網(wǎng)”、“互聯(lián)網(wǎng)”、“Novell網(wǎng)”等，而且經(jīng)常是對某一種網(wǎng)絡有多種說法，使人們很容易混淆，不知哪一種說法是正確的。其實這些說法都沒錯，因為計算機網(wǎng)絡可以從不同的角度進行分類，常用的分類方法有：按網(wǎng)絡覆蓋的地理范圍分類按網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)分類按網(wǎng)絡協(xié)議分類按傳輸介質(zhì)分類按所使用的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)分類按傳輸技術分類2.4.1按網(wǎng)絡覆蓋的地理范圍分類按照網(wǎng)絡覆蓋的地理范圍的大小，我們可以把計算機網(wǎng)絡分為：局域網(wǎng)、城域網(wǎng)和廣域網(wǎng)三種類型。

1、局域網(wǎng)（LAN）局域網(wǎng)（LAN-LocalAreaNetwork）是將較小的地理區(qū)域內(nèi)的計算機或數(shù)據(jù)終端設備連接在一起的通信網(wǎng)絡。局域網(wǎng)覆蓋的地理范圍一般在幾十米到幾十公里之間。它常用于組建一個辦公室、一棟樓、一個樓群或一個校園和一個企業(yè)的計算機網(wǎng)絡。

局域網(wǎng)的主要特點如下：（1）覆蓋的地理區(qū)域比較小，僅工作在有限的地理區(qū)域內(nèi)（0.1-、20公里）。（2）傳輸速率高，1Mbps-1Gbps。（3）誤碼率低。（4）拓撲結(jié)構(gòu)簡單，常用的拓撲結(jié)構(gòu)有：總線型、星型、環(huán)型（5）局域網(wǎng)通常歸屬一個單一的組織所管理。2、廣域網(wǎng)（WAN）廣域網(wǎng)（WAN-WideAreaNetwork）是在一個廣闊的地理區(qū)域內(nèi)進行數(shù)據(jù)、語音、圖象信息傳輸?shù)耐ㄐ啪W(wǎng)。廣域網(wǎng)覆蓋廣闊的地理區(qū)域，通信線路大多借用公用通信網(wǎng)絡（如：PSTN、DDN、ISDN等），傳輸速率比較低，這類網(wǎng)絡的作用是實現(xiàn)遠距離計算機之間的數(shù)據(jù)傳輸和信息共享。廣域網(wǎng)可以覆蓋一個城市、一個國家甚至于全球（如：Internet）。

廣域網(wǎng)的主要特點是：（1）覆蓋的地理區(qū)域大，通常在幾公里至幾千、幾萬公里，網(wǎng)絡可跨越市、地區(qū)、省、國家、洲洋乃至全球。（2）廣域網(wǎng)連接常借用公用網(wǎng)絡。（3）傳輸速率比較低，一般在64kbps-2Mbps,最高可達到45Mbps，但隨著廣域網(wǎng)技術的發(fā)展，廣域網(wǎng)的傳輸速率正在不斷地提高，目前通過光纖介質(zhì)，采用POS（光纖通過SDH）技術，使傳輸速率達到155Mbps，甚至更高。（4）網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)復雜。

3.城域網(wǎng)（MAN）

城域網(wǎng)（MAN-MetroplitanAreaNetwork）是一種大型的LAN，它的覆蓋范圍介于局域網(wǎng)和廣域網(wǎng)之間，一般為幾公里到幾十公里，也就是說，城域網(wǎng)的覆蓋范圍在一個城市內(nèi)。

LAN與WAN對比內(nèi)容 LAN WAN 范圍概述 較小范圍計算機通信遠程網(wǎng)或公用通信網(wǎng)網(wǎng)絡覆蓋的范圍20公里以內(nèi) 幾公里—幾萬公里，可跨國界、洲界數(shù)據(jù)傳輸速率 1Mbps-16Mbps-1Gbps9.6Kbps—2Mbps—45Mbps 傳輸介質(zhì) 有線傳輸介質(zhì)：同軸電纜，有線或無線傳輸介質(zhì)和公用數(shù)據(jù)網(wǎng)： 雙絞線，光纖PSTN、DDN、ISDN、光纖、衛(wèi)星、微波信息誤碼率低 高 拓樸結(jié)構(gòu) 簡單，總線、星型、環(huán)形、網(wǎng)狀復雜，網(wǎng)狀 用戶安全 各單位專用 無政府狀態(tài) 2.4.2按網(wǎng)絡的拓樸結(jié)構(gòu)分類 根據(jù)以什么拓撲結(jié)構(gòu)組建網(wǎng)絡，可以把網(wǎng)絡分為總線型網(wǎng)絡、環(huán)型網(wǎng)絡、星型網(wǎng)絡、樹型網(wǎng)絡、網(wǎng)狀型網(wǎng)絡和混合型網(wǎng)絡。例如：以總線型物理拓撲結(jié)構(gòu)組建的網(wǎng)絡為總線型網(wǎng)絡，同軸電纜以太網(wǎng)系統(tǒng)就是典型的總線型網(wǎng)絡；以星型物理拓撲結(jié)構(gòu)組建的網(wǎng)絡為星型網(wǎng)絡，交換式局域網(wǎng)以及雙絞線以太網(wǎng)系統(tǒng)都是星型網(wǎng)絡。2.4.3按網(wǎng)絡協(xié)議分類根據(jù)所使用的網(wǎng)絡協(xié)議，可以把計算機網(wǎng)絡分為：以太網(wǎng)（Ethernet）,以太網(wǎng)使用IEEE802.3標準協(xié)議；令牌環(huán)網(wǎng)（TokenRing），令牌環(huán)網(wǎng)使用IEEE802.5協(xié)議；還有：FDDI網(wǎng)、ATM網(wǎng)、X.25網(wǎng)、TCP/IP網(wǎng)等。2.4.4按使用的傳輸介質(zhì)分類根據(jù)網(wǎng)絡使用的傳輸介質(zhì)，可以把計算機網(wǎng)絡分為：雙絞線網(wǎng)絡（以雙絞線為傳輸介質(zhì)）、光纖網(wǎng)絡（以光纖為傳輸介質(zhì)）、同軸電纜網(wǎng)絡（以同軸電纜為傳輸介質(zhì)）、無線網(wǎng)絡（以無線電波為傳輸介質(zhì)）和衛(wèi)星數(shù)據(jù)通信網(wǎng)（通過衛(wèi)星進行數(shù)據(jù)通信）等。2.4.5按使用的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)分類根據(jù)網(wǎng)絡所使用的網(wǎng)絡操作系統(tǒng)，可以把網(wǎng)絡分為：Netware網(wǎng)、Unix網(wǎng)、WindowsNT網(wǎng)、3+網(wǎng)等2.4.6按傳輸技術分類根據(jù)網(wǎng)絡所使用的傳輸技術，可以把計算機網(wǎng)絡分為廣播式網(wǎng)絡和點到點網(wǎng)絡。

1、廣播式網(wǎng)絡

在廣播式網(wǎng)絡中僅有一條通信信道，這條信道由網(wǎng)絡上的所有站點共享。在傳輸信息時，任何一個站點都可以發(fā)送數(shù)據(jù)分組，并傳到每臺機器上，并被其他所有站點接收。而這些機器根據(jù)數(shù)據(jù)包中的目的地址進行判斷，如果是發(fā)給自己的則接收，否則，丟棄它。采用這種傳輸技術的網(wǎng)絡稱為廣播式網(wǎng)絡（BroadcastNetwork）?？偩€型以太網(wǎng)就是典型的廣播式網(wǎng)絡。

2、點到點網(wǎng)絡與廣播式網(wǎng)絡相反，點到點網(wǎng)絡由一對對機器之間的多條連接構(gòu)成，在每一對機器之間都有一條專用的通信信道，因此在點到點的網(wǎng)絡中，不存在信道共享與復用的問題。當一臺計算機發(fā)送數(shù)據(jù)分組后，它會根據(jù)目的地址，經(jīng)過一系列的中間設備的轉(zhuǎn)發(fā)，直接到達目的端站點，這種傳輸技術稱為點到點，采用點到點傳輸技術的網(wǎng)絡為點到點網(wǎng)絡。1.選擇題1）以下（）結(jié)構(gòu)需要中央控制器或者集線器。A.網(wǎng)狀拓撲B.星形拓撲C.總線拓撲D.環(huán)形拓撲2）網(wǎng)絡的缺點是：由于采用中央結(jié)點集中控制，一旦中央結(jié)點出現(xiàn)故障將導致整個網(wǎng)絡癱瘓。A.網(wǎng)狀拓撲B.星形拓撲C.總線拓撲D.環(huán)形拓撲3）（）不是網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)。A.星形B.總線C.立方形D.環(huán)形4）如果網(wǎng)絡由各個節(jié)點通過點到點通信鏈路連接到中央結(jié)點，則稱這種拓撲結(jié)構(gòu)為（）A.總線型拓撲B.環(huán)形拓撲C.星形拓撲5)如果