Written on 2008年9月18日 @ 16:11 | by houlihu237 | Tags: 局域网  

网络中结点的互联模式叫网络的拓扑结构。网络拓扑定义了网中资源的连接方式,在局域网中常用的拓扑结构有:总线型结构、环型结构、星型结构。

1.总线型拓扑结构
总线型拓扑结构采用单根传输线作为传输介质,所有的站点都通过相应的硬件接口直接连接到传输介质或总线上。任何一个站点发送信号都可以沿着介质传播,而且能被其他所有站点接收。

总线拓结构的优点是:
        电缆长度短,易于布线和维护
        结构简单,传输介质又是无源元件

总线拓扑结构的缺点是:
        故障检测需要在网上的各个站点上进行
        在拓展总线的干线长度时,需要新配置中继器、剪裁电缆、调整终端等。
        总线上的介质需要介质访问控制功能,这就增加了站点的硬件和软件费用

以太网常采用总线型结构,如下图所示:
局域网总线型拓扑结构图

     在总线型拓扑结构中,局域网的各个节点都连接到一个单一连续的物理线路上。由于各个节点之间通过电缆直接相连,因此,总线拓扑结构中所需要的电缆长度是最小的,但是,由于所有的节点都在统一线路上进行通信,任何一处故障都会导致所有的节点无法完成数据的发送和接收。   总线型拓扑结构的一个重要特征就是可以在网中广播信息,网络中的每个站几乎可以同时“收到”每一条信息。这与环形网络形成了一个鲜明的对比。 总线型拓扑结构最大的优点是价格低廉,用户站点入网灵活,另一个优点是某个站点失效不会影响到其他站点,而且介质访问控制也比较复杂,总线型结构网是一种针对小型办公环境的成熟而又经济的结局方案。

2.环型拓扑结构
       环型拓扑结构是由连接成封闭回路的网络结点组成的,每一个结点与它左右相邻的结点连接。环型网络长使用令牌环来决定那个结点可以访问通信系统。在环型网络中信息流只能是单方向的,每个收到信息包的站点都向它的下游站点转发该信息包。信息包在环网中“旅行”一圈,最后由发送站进行回收。当信息包经过目标站时,目标站根据信息包中的目标地址判断出自己是接收站,并把该信息拷贝到自己的缓冲区中。为了决定环上的哪个站可以发送信息,平时在环上流通着一个叫令牌的特殊信息,只有得到令牌的站才可以发送信息,当一个站发送信息后就把令牌向下传送,以便下游的站点可以得到发送信息的机会。环型拓扑结构的优点是它能够高速运行,而且避免冲突的结构相当简单。

        环型拓扑结构中,连接网络中各节点的电缆构成一个封闭的环,信息在环中必须沿每个节点单向传输,因此,环中任何一段的故障都会使各站点之间的通信受阻。所以在某些环型拓扑结构中如FDDI,在各站点之间连接了一个备用环,当主环发生故障时,由备用环继续工作。如下图是一个环型拓扑结构的例子。

局域网环形拓扑结构图

        环型拓扑结构并不常见于小型办公环境中,这与总线型拓扑结构不同。因为总线型结构中所使用的网卡比较便宜而且简单管理,而环型结构中的网卡等通信部件比较昂贵且管理复杂得多。环形结构在一下两种场合比较常见:一是工厂环境中,因为环形的抗干扰能力比较强;二是许多大型机的场合,采用环形结构易于将局域网用于大型机网络中。


3.星型拓扑结构

       星型拓扑结构是由通过点到点链路接到中央结点的各站点组成的,星型网络中有一个唯一的转发结点(中央结点),每一台计算机都通过单独的通信线路连接到中央结点。

  星型拓扑结构的优点是:
              利用中央结点可方便地提供服务和重新配置网络
              单个连接结点故障影响一个设备,不会影响全网,容易检测隔离故障,便于维护
              任何一个连接只涉及到中央结点和一个站点,控制介质访问的方法很简单,从而访问协议也十分简单。
 
  星型拓扑结构的缺点是:
               每个站点直接与中央结点相连,需要大量电缆,因此费用较高
               如果中央结点产生故障,则全网不能工作,所以对中央结点的可靠性和冗余度要求很高。
局域网星型拓扑结构示意图
   
      星型图片结构中,网络中的各结点都连接到一个中心设备上,由该中心设备向目的结点传送信息。星型拓扑结构方便了对大型网络的维护和调试,对电缆的安装检测也很容易。由于所有工作站都与中心节点相连,所以,在星型拓扑结构中移动某个工作站特别简单。

目前流行的星形结构网主要有两类:
      一是利用单位内部的专用小交换机(PABX)组成局域网,在本单位内为综合语音和数据的工作站交换信息提供信道,还可以提供语音信箱和电话会议等业务,是局域网的一个重要分支。这种也应该是今后办公局域网的发展方向,但也有人认为下一种是发展方向,各有各的看法。
      另一类是利用集线器(HUB)连接工作站的网。
 

4.其他拓扑结构
  除了上面介绍的之外,还有一些拓扑结构的网络。

分布式结构:
    分布式结构的网络是将分布在不同地点的计算机通过线路互联起来的一种网络性形式,分布式结构的网络具有如下特点:由于采用分散控制,即使这个网络中的某个局部出现故障,也不会影响全网的操作,因而具有很高的可靠性;网中的路径选择最短路径算法,故网上延迟时间少,传输速率高,但控制复杂;各个节点点均可以直接建立数据链路,信息流畅最短,便于全网范围内的资源共享。缺点是连接线路时使用电缆长,造价高;网络管理软件复杂;报文分组交换、路径选择、流向控制复杂;在一般局域网中不采用这种结构。

树型结构:
    树形结构是分级的集中控制式网络,与星形相比,它的通信线路总长度短,成本较低,结点易于扩充,寻找路径比较方便,但除了叶节点及其相连的线路外,任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。
  
网状拓扑结构
     在网状拓扑结构中,网络的每台设别之间均有点到点的链路连接,这种连接不经济,只有每个站点都要频繁发送信息时才使用这种方法。他的安装也复杂,但系统可靠性高,容错蜂窝能力强。也有人将其称为分布式结构。
   
蜂窝拓扑结构
     蜂窝拓扑结构是无限局域网中常用的结构。它以无线传输介质(微波、卫星、红外等)点到点和多点传输为特征,是一种无线网,适用于城市网、校园网、企业网。
   
  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结构等。在局域网中,适用最多的是总线型和星型结构。

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