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什么是网络拓扑结构,它有哪些类型

发布时间:2020-04-13 11:22:53    来源: 知鸟云

在数字化时代,计算机网络在连接计算机进行信息交换、共享打印机/存储配件等设备以实现有效利用、从中心位置部署应用、通过E-mail/视频会议/聊天/语音平台进行通信等方面发挥着重要作用。网络设计涉及的关键参数有以下几点。

  • 计算机/设备的物理位置(节点)。

  • 节点之间描述数据的逻辑连接。

  • 节点与网络设备之间的物理连接,如集线器/交换机/路由器等网络设备通过传输介质,如电缆/电线/光纤等。

  • 网络管理参数,如控制水平/容错能力。

  • 应用需求和用户的期望。

组织的网络拓扑是由以上参数决定的。首先,我们来了解一下什么是网络拓扑。

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什么是网络拓扑结构?

网络拓扑是网络的蓝图,描述了不同的计算机/设备之间的互联方式以及它们之间的通信方式。它解释了节点之间的各种连接方式,例如。

  • 节点是一个接一个地串联起来的。

  • 每个节点都与其他所有节点进行了网格化。

  • 所有的节点都通过一个共同的设备(集线器或交换机),它们是逻辑的和物理的。

逻辑方面它突出了节点之间的数据流或信号流的路径,它与物理连接无关。

物理方面:它突出了数据流或信号流的路径,它与物理连接无关。

  • 节点的地理位置和它们之间的距离。

  • 有线或无线。

  • 传输介质,如同轴电缆、电线、光纤等。

  • 信号类型。

  • 传输速率。

两个相同的网络拓扑结构可能在物理方面存在差异,如节点之间的距离、物理连接、传输速率和信号类型。网络的逻辑拓扑结构和物理拓扑结构不一定相同。进一步,我们来分析一下网络的各种拓扑结构。

网络拓扑结构的类型

计算机网络有几种类型的拓扑结构,企业要根据自身的要求和预算的可用性选择合适的类型。

1. 点对点

通过专用链路连接两个节点,是一种简单易行的通信平台。它是在需要的时候动态设置,主要用于电话网络中,利用电路交换技术将呼叫者与接收机连接起来。这其中的优点是建立连接后,节点之间的连接不中断。

2. 网状结构

这个网络中的每个节点都是以点对点(非层级)模式直接连接到其他每个节点。如果有n台计算机,那么这个网络中的链路数是(n - 1)的倍数,即n*(n-1)/2。

在这个网络中,数据的传输有2种方式。

路由:在这个拓扑结构中的每个节点都有一个路由逻辑,在绕过故障后,根据最短的距离到达接收机的最佳路由,数据传输到接收机的过程中,通过这条路由发生。

泛洪:在没有任何路由逻辑的情况下,要发送给接收机的数据会被发送到网络中的所有节点,由接收机选择 虽然它提供了一种稳健的、无误的数据传输方式,但对网络的负荷一般较高。

网络拓扑结构有2类。

全网状拓扑:关键骨干网中使用了全功能网状结构,它提供了冗余,但成本较高。

部分网状拓扑:某些节点未连接到所有节点,这与完整的外围网络通常通过部分网状网络连接,并且它们与全网状骨干网相连。

3. 总线拓扑

在一个总线拓扑结构中,所有的单个节点都用一根中心线(双绞线、同轴线)连接到一个总线上。所有的通信都是通过这个共同的总线发送,总线上连接的每一个节点都会接收到这些通信,而实际的接收器只处理这些通信。中央电缆的端点用一个叫做终结器的装置封闭,以避免不必要的干扰。

线性总线拓扑结构有两个端点的共用总线,而分布式总线拓扑结构有两个以上的端点,通过在主网中增加分支来实现。总线拓扑结构易于设置/配置,而且由于布线较少,成本较低。一个故障节点不会影响到性能,而中心节点的故障则会影响到网络。

4. 星型拓扑

在这种拓扑结构中,一个共同的网络设备Hub或Switch将所有的节点连接到其中心的UTP、同轴电缆或光纤介质。任何通信都被发送到中央设备,反过来,它又将信息分流到正确的接收端。中央集线器负责节点之间的数据传输,监控节点的整体性能,检测任何故障,并向管理员发出警报。在这个网络中可以很容易地添加新的节点。星型拓扑网络易于安装和管理,但价格昂贵。中央集线器的故障会影响到整个网络。

5. 环形拓扑

在这种网络中,每个节点与其他两个节点相连,以此类推,采用环形结构。采用UTP电缆作为传输介质。一个节点的任何通信都是以顺时针方向传输到下一个节点,并重复传输,直到到达正确的接收端。它可以理解为一个扩展的总线拓扑结构,其两端是环形的。

数据包以令牌的形式从一个口袋传到另一个口袋,没有数据碰撞,在大流量下,令牌传递环网的性能优于总线网络。由于每个节点的功能都是平等的,不需要控制和监控。一个节点出现故障,就会完全影响到整个网络。在电信网中采用这种拓扑结构,网络中的通信也可以是双向的。

6. 混合式拓扑结构

大型混合网络是由多个异构拓扑结构组合而成的,这种网络具有累积的特性和功能。其维护起来比较复杂。

网络拓扑结构的优势

下面介绍一下网络拓扑结构的优势。

对网络的运行起着重要作用。

提高了网络的性能,增强了网络的可管理性。

通过优化网络设备和电缆的使用,降低了网络工程成本。

节省了运维成本。

结语

部署正确的网络拓扑结构有助于组织有效利用其网络资源,提高网络性能。这将提升终端用户的体验,并提高其顶层和底层收益。



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