拓扑结构图

所谓拓扑学（TOPOLOGY）是一种研究与大小、距离无关的几何图形特性的方法。 网络拓扑是由网络节点设备和通信介质构成的网络结构图。 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，受到影响的设备的情况. 一.基本术语 1.节点 节点就是网络单元。网络单元是网络系统中的各种数据处理设备、数据通信控制设备和数据终端设备。 节点分为：转节点，它的作用是支持网络的连接，它通过通信线路转接和传递信息； 访问节点，它是信息交换的源点和目标。 2.链路 链路是两个节点间的连线。链路分“物理链路”和“逻辑链路”两种，前者是指实际存在的通信连线，后者是指在逻辑上起作用的网络通路。链路容量是指每个链路在单位时间内可接纳的最大信息量。 3.通路 通路是从发出信息的节点到接收信息的节点之间的一串节点和链路。也就是说，它是一系列穿越通信网络而建立起的节点到节点的链路. 二.常见的网络拓扑结构 1.星型结构 星型结构的优点是结构简单、建网容易、控制相对简单。其缺点是属集中控制，主节点负载过重，可靠性低，通信线路利用率低。一个星型拓扑可以隐在另一个星型拓扑里而形成一个树型或层次型网络拓扑结构。相对其他网络拓扑来说安装比较困难，比其他网络拓扑使用的电缆要多。容易进行重新配置，只需移去、增加或改变集线器某个端口的连接，就可进行网络重新配置。由于星型网络上的所有数据都要通过中心设备，并在中心设备汇集，星型拓扑维护起来比较容易。受故障影响的设备少，能够较好地处理。 2.总线结构 总线结构是比较普遍采用的一种方式，它将所有的入网计算机均接入到一条通信线上，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， 总线结构的优点是信道利用率较高，结构简单，价格相对便宜。缺点是同一时刻只能有两个网络节点相互通信，网络延伸距离有限，网络容纳节点数有限。在总线上只要有一个点出现连接问题，会影响整个网络的正常运行。目前在局域网中多采用此种结构。 总线拓扑网络通常把短电缆（分支电缆）用电缆接头连接到一条长电缆（主干）上去。总线拓扑网络通常是用T型BNC连接器将计算机直接连到同轴电缆主干上。主干两端连有终结器匹配线路阻抗。 总线拓扑网络相对来说容易安装，只需敷设主干电缆，比其他拓扑结构使用的电缆要少。配置简单，很容易增加或删除节点，但当可接受的分支点达到极限时，就必须重新敷设主干电缆。相对来说比较维护困难，因为在排除介质故障时，要将错误隔离到某个网段。受故障影响的设备范围大。星型结构是以一个节点为中心的处理系统，各种类型的入网机器均与该中心节点有物理链路直接相连。其结构如图1-4所示。 3.环型结构 环型结构是将各台连网的计算机用通信线路连接成一个闭合的环，如图1-3所示。 在环型结构的网络中，信息按固定方向流动，或顺时针方向，或逆时针方向。环型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；每个网上节点只与其他两个节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。缺点是一个节点出现故障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乃结构，一旦一个节点不工作，自动切换到另一环路工作。此时，网络需对全网进行拓扑和访问控制机制的调整，因此较为复杂。环型拓扑是一个点到点的环型结构。每台设备都直接连到环上，或通过一个接口设备和分支电缆连到环上。在初始安装时，环型拓扑网络比较简单。随着网上节点的增加，重新配置的难度也增加，对环的最大长度和环上设备总数有限制。可以很容易地找到电缆的故障点。受故障影响的设备范围大，在单环系统上出现的任何错误，都会影响网上的所有设备。 4.树型结构 树型结构实际上是星型结构的一种变形，它将原来用单独链路直接连接的节点通过多级处理主机进行分级连接，如图1-5所示。 这种结构与星型结构相比降低了通信线路的成本，但增加了网络复杂性。网络中除最低层节点及其连线外，任一节点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作。 5.网状结构 网状结构分为全连接网状和不完全连接网状两种形式。全连接网状中，每一个节点和网中其它节点均有链路连接。不完全连接网中，两节点之间不一定有直接链路连接，它们之间的通信，依靠其它节点转接。这种网络的优点是节点间路径多，碰撞和阻塞可大大减少，局部的故障不会影响整个网络的正常工作，可靠性高；网络扩充和主机入网比较灵活、简单。但这种网络关系复杂，建网不易，网络控制机制复杂。广域网中一般用不完全连接网状结构。