计算机网络拓扑结构详解

计算机网络拓扑结构是指网络中通信线路和设备的分布情况以及连接状态所形成的物理布局，网络拓扑结构主要包括：总线型拓扑结构、星型拓扑结构、环型拓扑结构、树型拓扑结构、网状拓扑结构、混合型拓扑结构。

1.总线型拓扑结构

【释义】：采用一条公共总线将所有站点连接起来，即所有节点连接到一条传输介质上，如下图所示，所有节点通过相应的硬件接口连接至总线，每一个节点发送的信息都沿着总线向两个方向传输，该节点发送的信息可以被总线上的所有节点接收，每个节点上的网络接口板硬件都具有接收信息和发送信息的功能。

【特点】：

• 总线型拓扑结构只具备一定程度的负载能力，导致总线长度有限，一条总线上连接的节点数量因此也是有限的；
• 总线型结构简单灵活，成本较低，非常易于扩充，增减节点相对比较容易；
• 可靠性高，传输速率快；
• 多个节点共用一条总线，信道利用率高。

2.星型拓扑结构

【释义】：星型拓扑结构由各个节点通过点对点的方式与中央节点连接构成，如下图所示，中央节点执行集中式通信控制策略，所以中央节点非常复杂，通信处理负荷也非常重。

【特点】：

• 任何两个节点都必须通过中央节点进行通信；
• 网络拓扑结构简单，易于管理；
• 部署与维护相对比较容易；
• 网络传输延迟小，误码率较低；
• 网络资源共享能力较差；
• 中央节点负荷较重；
• 通信线路利用率较低。

3.环型拓扑结构

【释义】：环型网络拓扑结构中，各个节点通过环路接口连接至一条首尾相连的闭合环型通信线路，如下图所示，连接至环路的任何节点都可以发送信息，一个节点发出的信息必须穿越所有的环路接口，信息流中目的地址与线路中某节点地址一致时，则该节点接收信息，信息会继续向下一个环路接口传送，直到该信息流回到最开始的发送环路接口节点为止。

【特点】：

• 两个节点间仅有唯一的通路，信息沿固定方向流动，信息传输的路径选择控制得以简化；
• 所需的电缆长度较短；
• 由于信息是串行穿过环路中多个节点，当节点过多时，会影响传输效率，延长网络的响应时间；
• 由于环路是封闭的，所以不利于扩充；
• 由于信息传输要通过环路上的每一个节点，因此某个节点发生故障将会导致全网故障。

4.树型拓扑结构

【释义】：树型拓扑结构可以理解为总线型拓扑结构或星型拓扑结构的扩展形式。总线型拓扑结构加多条分支且不形成闭合回路，就可以形成树型拓扑结构；或者，单方向的多级星型拓扑结构也可以形成树型拓扑结构，如下图所示。

 【特点】：

• 采用分级的集中控制方式，每条通信线路均可以双向传输，任何一个节点发送的信息都可以传输至整个树型网路中的所有节点，具备一定的容错能力；
• 利于扩展，树型拓扑结构可以比较容易地继续增加其他分支以及子分支；
• 易于隔离故障，出现故障的某个分支可以比较容易地隔离开来。
• 除叶节点及其相连链路以外的任何其他节点或链路出现的故障都将会影响整个网络。

5.网状拓扑结构

【释义】：网状拓扑结构是指各个节点通过传输线路互相连接起来，并且每一个节点都至少与其他两个节点相连接，如下图所示。

 

 

 【特点】：

• 各个节点之间路径比较多，局部故障不会影响整个网络，因此可靠性高；
• 节点间有多种通信信道，信息传输可选择最佳路径使得延时最小；
• 网络结构复杂，成本较高，不易扩充，不易维护；
• 网络控制机制比较复杂。

6.混合型拓扑结构

【释义】：混合型拓扑结构是指将两种或两种以上的网络拓扑结构混合而成的一种网络拓扑结构。

【特点】：

• 可以集合多种网络拓扑结构中的优点；
• 易于诊断故障，把故障网络进行隔离即可；
• 网络扩展比较容易；
• 所需线路较长，建网成本较高。