网工笔记—4.1.1拓扑结构

通信子网中转发节点的互联模式叫做子网的拓扑结构

拓扑结构中，全连接型对于点对点的通信是最理想的，但由于连接数接近节点数的平方倍，所以实际上是行不通的。广域网中常见的互联拓扑是树形和不规则型。局域网中则常用星型、环型、总线型等。

1.总线型拓扑 ：
 
　　如图1.4  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。
　　在总线结构中，总线有一定的负载能力，因此，总线长度有一定限制，一条总线也只能连接一定数量的结点。 

优点：结构简单、布线容易、可靠性较高，易于扩充，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。最著名的总线拓扑结构是以太网（Ethernet）。

　　总线两端连接的器件称为端结器(末端阻抗匹配器、或终止器)。主要与总线进行阻抗匹配，最大限度吸收传送端部的能量，避免信号反射回总线产生不必要的干扰。 

     总线这种多点介质,必须考虑信号平衡间题。任意一对设备间传输的信号强度必须调整到一定的范围。一方面，发送器发出的信号不能太大，否则会产生有害的谐波。另一方面经过一定距离的传播衰减后,到达接收端的信号必须足够大能驱动接收器电路。

2.环型拓扑：
 

　　如图1.6  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。发送端发出的数据，延环绕行一周后，回到发送端，由发送端将其从环上删除。我们可以看到任何一个节点发出的数据都可以被环上的其他节点接收到。

 环形网的特点是：信息在网络中沿固定方向流动，两个结点间仅有唯一的通路，大大简化了路径选择的控制;某个结点发生故障时，可以自动旁路，可靠性较高;由于信息是串行穿过多个结点环路接口，当结点过多时，影响传输效率，使网络响应时间变长。但当网络确定时，其延时固定，实时性强;。 

优点：结构简单，容易实现，适合使用光纤，传输距离远，传输延迟确定。

缺点：环网中的每个节点或连接节点的通信线路都有可能成为网络可靠性的瓶颈。当网络中的任何一个节点出现故障都可能会造成网络的瘫痪。另外，在这种由于环路封闭的拓扑结构，节点的加入和拆除过程比较复杂，故扩充不方便，另外故障诊断也较困难。

环型拓扑也是局域网中常用的一种拓扑形式。最著名的环形拓扑结构网络是令牌环网（Token Ring）

令牌环（Token-Ring）是定义在IEEE 802.5标准中的一种局域网接入方式。常用于IBM系统

3星型拓扑 
 
　　如图1.5，星型拓扑中有一个中心节点，其他各节点通过各自的线路与中心节点相连，形成辐射型结构。各节点间的通信必须通过中心节点的作用。
　　星型拓扑的网络具有结构简单、易于建网和易于管理等特点。但这种结构要耗费大量的电缆，同时中心节点的故障会直接造成整个网络的瘫痪。星型拓扑也经常应用于局域网中。 
　　星型布局是以中央结点为中心与各结点连接而组成的，各结点与中央结点通过点与点方式连接，中央点执行集中式通信控制策略，因此中央结点相当复杂，负担也重。 
　　目前流行的PBX就是星型拓扑结构的典型实例，如图1.5(右)所示。 
　　以星型拓扑结构组网，其中任何两个站点要进行通信都必须经过中央结点控制。中 
　　央结点主要功能有 
　　1) 为需要通信的设备建立物理连接 
　　2) 为两台设备通信过程中维持这一通路 
　　3) 在完成通信或不成功时,拆除通道 
　　在文件服务器/工作站(File Server/Workstation )局域网模式中，中心点为文件服务器，存放共享资源。由于这种拓扑结构，中心点与多台工作站相连,为便于集中连线，目前多采用集线器(HUB)。 
　　星型拓扑结构特点:网络结构简单,便于管理、集中控制, 组网容易;网络延迟时间短，误码率低，网络共享能力较差，通信线路利用率不高，中央节点负担过重，可同时连双绞线、同轴电缆及光纤等多种媒介。 
　　树型拓扑结构可以看作成星型拓扑的一种扩展，也称扩展星型拓扑。