常见的计算机网络拓扑结构.pptx

学习目标与要求1.了解计算机拓扑结构的类型2.了解计算机各种结构的特点1.5.1星型拓扑结构（Star-Topology）星型拓扑是以一个节点为中心的处理系统，各星型拓扑是以一个节点为中心的处理系统，各种类型的入网计算机均与该中心节点有物理链路直种类型的入网计算机均与该中心节点有物理链路直接相连，其他节点间不能直接通信，通信时需要通接相连，其他节点间不能直接通信，通信时需要通过该中心节点转发。星型拓扑以中央结点为中心，过该中心节点转发。星型拓扑以中央结点为中心，执行集中式通信控制策略，因此，中央结点相当复执行集中式通信控制策略，因此，中央结点相当复杂，而各个结点的通信处理负担都很小，又称杂，而各个结点的通信处理负担都很小，又称集中集中式网络式网络。中央控制器是一个具有信号分离功能的。中央控制器是一个具有信号分离功能的“隔离隔离”装置，它能放大和改善网络信号，外部有一装置，它能放大和改善网络信号，外部有一定数量的端口，每个端口连接一个端结点。常见的定数量的端口，每个端口连接一个端结点。常见的中央节点如中央节点如HUBHUB集线器、交换机等。采用星型拓扑集线器、交换机等。采用星型拓扑的交换方式有线路交换和报文交换，尤以线路交换的交换方式有线路交换和报文交换，尤以线路交换更为普遍。更为普遍。星型拓扑的优点是结构简单，管理方便，可扩充性星型拓扑的优点是结构简单，管理方便，可扩充性强，组网容易。利用中央结点可方便地提供网络连强，组网容易。利用中央结点可方便地提供网络连接和重新配置；且单个连接点的故障只影响一个设接和重新配置；且单个连接点的故障只影响一个设备，不会影响全网，容易检测和隔离故障，便于维备，不会影响全网，容易检测和隔离故障，便于维护。护。星型拓扑的缺点是属于集中控制，主节点负载过星型拓扑的缺点是属于集中控制，主节点负载过重，如果中央结点产生故障，则全网不能工作，所重，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。以对中央结点的可靠性和冗余度要求很高。1.5.2树型拓扑结构 树型拓扑是从总线拓扑演变而来，它把星型和总线型结树型拓扑是从总线拓扑演变而来，它把星型和总线型结合起来，形状像一棵倒置的树，顶端有一个带分支的根，合起来，形状像一棵倒置的树，顶端有一个带分支的根，每个分支还可以延伸出子分支，在这种拓扑中，有根存每个分支还可以延伸出子分支，在这种拓扑中，有根存在，当结点发送时，根接收该信号，然后再重新广播发在，当结点发送时，根接收该信号，然后再重新广播发送到全网。送到全网。树型拓扑的优点易于扩展和故障隔离，树型拓扑的缺树型拓扑的优点易于扩展和故障隔离，树型拓扑的缺点是对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能点是对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作，对根的可靠性要求很高。正常工作，对根的可靠性要求很高。1.5.3环型拓扑结构环型拓扑是将各台联网的计算机用通信线路连接成一个闭合的环。如图1.8示，是一个点到点的环路，每台设备都直接连接到环上，或通过一个分支电缆连到环上。在环型结构中，信息按固定方向流动，或按顺时针方向，或按逆时针方向。如TokenRing技术、FDDI技术等。环型拓扑结构的优点是一次通信信息在网中传输的最大传输延迟是固定的、每个网上结点只与其他两个结点有物理链路直接互连。因此，传输控制机制较为简单，实时性强。环型拓扑结构的缺点是环中任何一个结点出现故障都可能会终止全网运行，因此可靠性较差。为了克服可靠性差的问题，有的网络采用具有自愈功能的双环结构，一旦一个结点不工作，可自动切换到另一环路上工作。此时，网络需对全网进行拓扑和访问控制机制进行调整，因此较为复杂。1.5.4网状拓扑结构 网状结构分为全连接网状和不完网状结构分为全连接网状和不完全连接网状两种形式。在全连接全连接网状两种形式。在全连接网状结构中，每一个结点和网中网状结构中，每一个结点和网中其他结点均有链路连接。在不完其他结点均有链路连接。在不完全连接网状网中，两节点之间不全连接网状网中，两节点之间不一定有直接链路连接，它们之间一定有直接链路连接，它们之间的通信，依靠其他节点转接。的通信，依靠其他节点转接。这种网络的优点是节点间路这种网络的优点是节点间路径多，碰撞和阻塞可大大减少，径多，碰撞和阻塞可大大减少，局部的故障不会影响整个网络的局部的故障不会影响整个网络的正常工作，可靠性高；网络扩充正常工作，可靠性高；网络扩充和主机入网比较灵活、简单。但和主机入网比较灵活、简单。但这种网络关系复杂，建网和网络这种网络关系复杂，建网和网络控制机制复杂。广域网中一般用控制机制复杂。广域网中一般用不完全连接网状结构，如图不完全连接网状结构，如图1.101.10所示。所示。1.5.5总线型拓扑结构总线型拓扑采用单根传输线作为传输介质，它将所有入网的计算机通过相应的硬件接口直接接入到一条通信线路上。为防止信号反射，一般在总线两端连有终结器匹配线路阻抗。如图1.5所示为总线拓扑。如10Base-5、10Base-2等以太网技术都采用总线拓扑结构。所有端结点都连接到传输介质或称总线上。任所有端结点都连接到传输介质或称总线上。任何一个结点发送的信息都可以沿着介质传播，而且何一个结点发送的信息都可以沿着介质传播，而且能被所有其他的结点接收。由于所有的结点共享一能被所有其他的结点接收。由于所有的结点共享一条公用的传输链路，所以一次只能有一个设备传输条公用的传输链路，所以一次只能有一个设备传输数据。通常采用分布式控制策略来决定下一次哪一数据。通常采用分布式控制策略来决定下一次哪一个结点发送信息。个结点发送信息。总线拓扑的总线拓扑的优点优点是：结构简单，实现容易；易于是：结构简单，实现容易；易于安装和维护；价格相对便宜，用户结点入网灵活。安装和维护；价格相对便宜，用户结点入网灵活。总线型结构的总线型结构的缺点缺点是：同一时刻只能有两个网络是：同一时刻只能有两个网络结点相互通信，网络延伸距离有限，网络容纳结点结点相互通信，网络延伸距离有限，网络容纳结点数有限；由于所有结点都直接连接在总线上，因此数有限；由于所有结点都直接连接在总线上，因此任何一处故障都会导致整个网络的瘫痪。任何一处故障都会导致整个网络的瘫痪。以上介绍的是最基本的网络拓扑结构，在组建局域网时常采用星型、环型、总线型和树型拓扑结构。树型和网状拓扑结构在广域网中比较常见。但是在一个实际的网络中，可能是上述几种网络结构的混合。在选择拓扑结构时，主要考虑的因素有：安装的相对难易程度、重新配置的难易程度、维护的相对难易程度、通信介质发生故障时受到影响设备的情况等及费用。