計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)介紹
當(dāng)我們組建計(jì)算機(jī)我網(wǎng)絡(luò)時(shí),要考慮網(wǎng)絡(luò)的布線方式,這也就涉及到了網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的內(nèi)容。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)指網(wǎng)路中計(jì)算機(jī)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)影響著整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)、功能、可靠性和通信費(fèi)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)
總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指:網(wǎng)絡(luò)上的所有計(jì)算機(jī)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(tái)計(jì)算機(jī)在發(fā)送信息時(shí),其他計(jì)算機(jī)必須等待。而且計(jì)算機(jī)發(fā)送的信息會(huì)沿著總線向兩端擴(kuò)散,從而使網(wǎng)絡(luò)中所有計(jì)算機(jī)都會(huì)收到這個(gè)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(jī)地址相一致,若一致,則接受;若不一致,則不接收。
信號(hào)反射和終結(jié)器:在總線型網(wǎng)絡(luò)中,信號(hào)會(huì)沿著網(wǎng)線發(fā)送到整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。當(dāng)信號(hào)到達(dá)線纜的端點(diǎn)時(shí),將產(chǎn)生反射信號(hào),這種發(fā)射信號(hào)會(huì)與后續(xù)信號(hào)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(diǎn)信號(hào),防止信號(hào)反彈。
特點(diǎn):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(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送的信號(hào)都沿一條共同的總線傳播,而且能被其他所有計(jì)算機(jī)接收。有時(shí)又稱這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)拓樸結(jié)構(gòu)。
優(yōu)點(diǎn):連接簡單、易于安裝、成本費(fèi)用低
缺點(diǎn):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(tái)計(jì)算機(jī)發(fā)送信息,其他接收。
、诰S護(hù)困難:因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)斷點(diǎn),整個(gè)網(wǎng)絡(luò)將癱瘓,而且故障點(diǎn)很難查找。
2、星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):
每個(gè)節(jié)點(diǎn)都由一個(gè)單獨(dú)的通信線路連接到中心節(jié)點(diǎn)上。中心節(jié)點(diǎn)控制全網(wǎng)的通信,任何兩臺(tái)計(jì)算機(jī)之間的通信都要通過中心節(jié)點(diǎn)來轉(zhuǎn)接。因些中心節(jié)點(diǎn)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)是目前使用最普遍的拓?fù)浣Y(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(jī)。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)簡單、便于維護(hù)和管理,因?yàn)楫?dāng)中某臺(tái)計(jì)算機(jī)或頭條線纜出現(xiàn)問題時(shí),不會(huì)影響其他計(jì)算機(jī)的正常通信,維護(hù)比較容易。
缺點(diǎn):通信線路專用,電纜成本高;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)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu):
環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是以一個(gè)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?fù)渲校盘?hào)會(huì)沿著環(huán)型信道按一個(gè)方向傳播,并通過每臺(tái)計(jì)算機(jī)。而且,每臺(tái)計(jì)算機(jī)會(huì)對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大后,傳給下一臺(tái)計(jì)算機(jī)。同時(shí),在網(wǎng)絡(luò)中有一種特殊的信號(hào)稱為令牌。令牌按順時(shí)針方向傳輸。當(dāng)某臺(tái)計(jì)算機(jī)要發(fā)送信息時(shí),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(diǎn)是每個(gè)節(jié)點(diǎn)用戶都與兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)用戶相連。
優(yōu)點(diǎn):電纜長度短:環(huán)型拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)所需的電纜長度和總線拓?fù)渚W(wǎng)絡(luò)相似,但比星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)要短得多。
增加或減少工作站時(shí),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?fù)涞膯蜗騻鬏。傳輸信息的時(shí)間是固定的,從而便于實(shí)時(shí)控制。
缺點(diǎn):節(jié)點(diǎn)過多時(shí),影響傳輸效率。環(huán)某處斷開會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的失效,節(jié)點(diǎn)的加入和撤出過程復(fù)雜。
檢測(cè)故障困難:因?yàn)椴皇羌锌刂疲收蠙z測(cè)需在網(wǎng)個(gè)各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行,故障的檢測(cè)就不很容易。
4、樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
樹型結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展,它由根結(jié)點(diǎn)和分支結(jié)點(diǎn)所構(gòu)成,如圖所示。
優(yōu)點(diǎn):結(jié)構(gòu)比較簡單,成本低。擴(kuò)充節(jié)點(diǎn)方便靈活。
缺點(diǎn):對(duì)根結(jié)點(diǎn)的依賴性大,一旦根結(jié)點(diǎn)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(diǎn)與通信線路連接成不規(guī)則的形狀,每個(gè)結(jié)點(diǎn)至少與其他兩個(gè)結(jié)點(diǎn)相連,或者說每個(gè)結(jié)點(diǎn)至少有兩條鏈路與其他結(jié)點(diǎn)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)。
。╝)網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(b)CERNET主干網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
優(yōu)點(diǎn):可靠性高;因?yàn)橛卸鄺l路徑,所以可以選擇最佳路徑,減少時(shí)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(diǎn):結(jié)構(gòu)復(fù)雜,不易管理和維護(hù);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?fù)浣Y(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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