計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)介紹
當(dāng)我們組建計算機我網(wǎng)絡(luò)時，要考慮網(wǎng)絡(luò)的布線方式，這也就涉及到了網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)指網(wǎng)路中計算機線纜，以及其他組件的物理布局。
局域網(wǎng)常用的拓樸結(jié)構(gòu)有：總線型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)。拓撲結(jié)構(gòu)影響著整個網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計、功能、可靠性和通信費用等許多方面，是決定局域網(wǎng)性能優(yōu)劣的重要因素之一。
1、總線型拓撲結(jié)構(gòu)
總線型拓撲結(jié)構(gòu)是指：網(wǎng)絡(luò)上的所有計算機都通過一條電纜相互連接起來
總線上的通信：在總線上，任何一臺計算機在發(fā)送信息時，其他計算機必須等待。而且計算機發(fā)送的信息會沿著總線向兩端擴散，從而使網(wǎng)絡(luò)中所有計算機都會收到這個信息，但是否接收，還取決于信息的目標(biāo)地址是否與網(wǎng)絡(luò)主機地址相一致，若一致，則接受；若不一致，則不接收。
信號反射和終結(jié)器：在總線型網(wǎng)絡(luò)中，信號會沿著網(wǎng)線發(fā)送到整個網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)信號到達線纜的端點時，將產(chǎn)生反射信號，這種發(fā)射信號會與后續(xù)信號發(fā)送沖突，從而使通信中斷。為了防止通信中斷，必須在線纜的兩端安裝終結(jié)器，以吸收端點信號，防止信號反彈。
特點：其中不需要插入任何其他的連接設(shè)備。網(wǎng)絡(luò)中任何一臺計算機發(fā)送的信號都沿一條共同的總線傳播，而且能被其他所有計算機接收。有時又稱這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為點對點拓樸結(jié)構(gòu)。
優(yōu)點：連接簡單、易于安裝、成本費用低
缺點：①傳送數(shù)據(jù)的速度緩慢：共享一條電纜，只能有其中一臺計算機發(fā)送信息，其他接收。
②維護困難：因為網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)斷點，整個網(wǎng)絡(luò)將癱瘓，而且故障點很難查找。
2、星型拓撲結(jié)構(gòu)：
每個節(jié)點都由一個單獨的通信線路連接到中心節(jié)點上。中心節(jié)點控制全網(wǎng)的通信，任何兩臺計算機之間的通信都要通過中心節(jié)點來轉(zhuǎn)接。因些中心節(jié)點是網(wǎng)絡(luò)的瓶頸，這種拓樸結(jié)構(gòu)又稱為集中控制式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，這種拓撲結(jié)構(gòu)是目前使用最普遍的拓撲結(jié)構(gòu)，處于中心的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備跨越式集線器（Hub）也可以是交換機。
優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、便于維護和管理，因為當(dāng)中某臺計算機或頭條線纜出現(xiàn)問題時，不會影響其他計算機的正常通信，維護比較容易。
缺點：通信線路專用，電纜成本高；中心結(jié)點是全網(wǎng)絡(luò)的可靠瓶頸，中心結(jié)點出現(xiàn)故障會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的癱瘓。
3、環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)：
環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)是以一個共享的環(huán)型信道連接所有設(shè)備，稱為令牌環(huán)。在環(huán)型拓撲中，信號會沿著環(huán)型信道按一個方向傳播，并通過每臺計算機。而且，每臺計算機會對信號進行放大后，傳給下一臺計算機。同時，在網(wǎng)絡(luò)中有一種特殊的信號稱為令牌。令牌按順時針方向傳輸。當(dāng)某臺計算機要發(fā)送信息時，必須先捕獲令牌，再發(fā)送信息。發(fā)送信息后在釋放令牌。
環(huán)型結(jié)構(gòu)有兩種類型，即單環(huán)結(jié)構(gòu)和雙環(huán)結(jié)構(gòu)。令牌環(huán)（TokenRing）是單環(huán)結(jié)構(gòu)的典型代表，光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）是雙環(huán)結(jié)構(gòu)的`典型代表。
環(huán)型結(jié)構(gòu)的顯著特點是每個節(jié)點用戶都與兩個相鄰節(jié)點用戶相連。
優(yōu)點：電纜長度短：環(huán)型拓撲網(wǎng)絡(luò)所需的電纜長度和總線拓撲網(wǎng)絡(luò)相似，但比星型拓撲結(jié)構(gòu)要短得多。
增加或減少工作站時，僅需簡單地連接�？墒褂霉饫w；它的傳輸速度很高，十分適用一環(huán)型拓撲的單向傳輸。傳輸信息的時間是固定的，從而便于實時控制。
缺點：節(jié)點過多時,影響傳輸效率。環(huán)某處斷開會導(dǎo)致整個系統(tǒng)的失效，節(jié)點的加入和撤出過程復(fù)雜。
檢測故障困難：因為不是集中控制，故障檢測需在網(wǎng)個各個節(jié)點進行，故障的檢測就不很容易。
4、樹型拓撲結(jié)構(gòu)
樹型結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)的擴展，它由根結(jié)點和分支結(jié)點所構(gòu)成，如圖所示。
優(yōu)點：結(jié)構(gòu)比較簡單，成本低。擴充節(jié)點方便靈活。
缺點：對根結(jié)點的依賴性大，一旦根結(jié)點出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致全網(wǎng)不能工作；電纜成本高。
5、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與混合型結(jié)構(gòu)
網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是指將各網(wǎng)絡(luò)結(jié)點與通信線路連接成不規(guī)則的形狀，每個結(jié)點至少與其他兩個結(jié)點相連，或者說每個結(jié)點至少有兩條鏈路與其他結(jié)點相連，如圖（a）所示。大型互聯(lián)網(wǎng)一般都采用這種結(jié)構(gòu)，如我國的教育科研網(wǎng)CERNET（b）、Internet的主干網(wǎng)都采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
（a）網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu)（b）CERNET主干網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)
優(yōu)點：可靠性高；因為有多條路徑，所以可以選擇最佳路徑，減少時延，改善流量分配，提高網(wǎng)絡(luò)性能，但路徑選擇比較復(fù)雜。
缺點：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，不易管理和維護；線路成本高；適用于大型廣域網(wǎng)。
混合型結(jié)構(gòu)是由以上幾種拓撲結(jié)構(gòu)混合而成的，如環(huán)星型結(jié)構(gòu)，它是令牌環(huán)網(wǎng)和FDDI網(wǎng)常用的結(jié)構(gòu)。再如總線型和星型的混合結(jié)構(gòu)等。
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