计算机网络的拓扑结构是引用拓扑学中研究与大小, 形状无关的点, 线关系的方法. 把网络中的计算机和通信设备抽象为一个点, 把传输介质抽象为一条线, 由点和线组成的几何图形就是计算机网络的拓扑结构. 网络的拓扑结构反映出网中个实体的结构关系, 是建设计算机网络的第一步, 是实现各种网络协议的基础, 它对网络的性能, 系统的可靠性与通信费用都有重大影响.
最基本的网络拓扑结构有: 环形拓扑, 星形拓扑, 总线拓扑三个.
1. 总线拓扑结构
是将网络中的所有设备通过相应的硬件接口直接连接到公共总线上, 结点之间按广播方式通信, 一个结点发出的信息, 总线上的其它结点均可 "收听" 到.
优点: 结构简单, 布线容易, 可靠性较高, 易于扩充, 节点的故障不会殃及系统, 是局域网常采用的拓扑结构.
缺点: 所有的数据都需经过总线传送, 总线成为整个网络的瓶颈; 出现故障诊断较为困难. 另外, 由于信道共享, 连接的节点不宜过多, 总线自身的故障可以导致系统的崩溃. 最著名的总线拓扑结构是以太网(Ethernet).
2. 星型拓扑结构(一般用在接入层)
是一种以中央节点为中心, 把若干外围节点连接起来的辐射式互联结构. 这种结构适用于局域网, 特别是近年来连接的局域网大都采用这种连接方式. 这种连接方式以双绞线或同轴电缆作连接线路.
优点: 结构简单, 容易实现, 便于管理, 通常以集线器 (Hub) 作为中央节点, 便于维护和管理.
缺点: 中心结点是全网络的可靠瓶颈, 中心结点出现故障会导致网络的瘫痪.
3. 环形拓扑结构
各结点通过通信线路组成闭合回路, 环中数据只能单向传输, 信息在每台设备上的延时时间是固定的. 特别适合实时控制的局域网系统.
优点: 结构简单, 适合使用光纤, 传输距离远, 传输延迟确定.
缺点: 环网中的每个结点均成为网络可靠性的瓶颈, 任意结点出现故障都会造成网络瘫痪, 另外故障诊断也较困难. 最著名的环形拓扑结构网络是令牌环网(Token Ring)
4. 树型拓扑结构(一般用在汇聚层)
是一种层次结构, 结点按层次连结, 信息交换主要在上下结点之间进行, 相邻结点或同层结点之间一般不进行数据交换.
优点: 连结简单, 维护方便, 适用于汇集信息的应用要求.
缺点: 资源共享能力较低, 可靠性不高, 任何一个工作站或链路的故障都会影响整个网络的运行.
5. 网状拓扑结构(一般用于全互联)
又称作无规则结构, 结点之间的联结是任意的, 没有规律.
优点: 系统可靠性高, 比较容易扩展, 但是结构复杂, 每一结点都与多点进行连结, 因此必须采用路由算法和流量控制方法. 目前广域网基本上采用网状拓扑结构.
6. 混合型拓扑结构
就是两种或两种以上的拓扑结构同时使用.
优点: 可以对网络的基本拓扑取长补短.
缺点: 网络配置挂包那里难度大.
7. 蜂窝拓扑结构
蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构. 它以无线传输介质 (微波, a 卫星, 红外线, 无线发射台等) 点到点和点到多点传输为特征, 是一种无线网, 适用于城市网, 校园网, 企业网, 更适合于移动通信.
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. 在局域网中, 使用最多的是星型结构.
8. 卫星通信拓扑结构
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