网络拓扑是指计算机和其他设备通过传输介质相互连接的物理布局,是指互联过程中形成的几何形状。它可以显示网络服务器和工作站的网络配置以及它们之间的连接。没有两个网络在
网络拓扑是指计算机和其他设备通过传输介质相互连接的物理布局,是指互联过程中形成的几何形状。它可以显示网络服务器和工作站的网络配置以及它们之间的连接。
没有两个网络在设计和构造上是相同的。一个企业的网络部署目标可能与另一个企业完全不同。网络专业人员需要根据业务目标定制每个系统,以满足访问、控制和性能级别。
也就是说,企业级网络技术有其自身的局限性,网络专业人员必须根据设备的运行模式来构建网络。大多数网络拓扑(包括网络设备和辅助软件)都很灵活,但它们也有一些特定的部署方法。
以下是六种常见的网络拓扑类型。一些传统拓扑很少使用,而另一些则是更新的拓扑,具有更高的性能、可靠性和安全性。让我们看看每种拓扑类型以及每种拓扑的工作原理。
1.总线网络拓扑
B型总线结构是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,节点之间通过广播进行通信。总线上的其他节点可以“听到”一个节点发送的信息。总线结构就像一片树叶,有一条干线,有许多分支。
总线拓扑图如下:
总线拓扑的网络特征如下:
结构简单,可扩展性好;当需要增加节点时,只需要在总线上增加一个分支接口与分支节点连接,在总线负载不允许的情况下,可以扩展总线。使用电缆少,安装容易;所用设备相对简单,可靠性高;维护困难,分支节点故障查找困难。
总线拓扑的结构特征如下:
(1)组网成本低:从原理图来看,这种结构完全不需要额外的互联设备,通过总线直接连接,组网成本低;
(2)由于这个网络的各个节点共享总线带宽,传输速度会随着接入网络的用户增加而降低;
(3)网络用户扩展灵活:只需一个连接器即可扩展用户,但可连接的用户数量有限;
(4)易维护:单个节点故障不影响全网正常通信。但是总线断了,整个网络或者相应的骨干网段就断了。
(5)这种网络拓扑的缺点是一次只能有一个终端用户发送数据,其他终端用户必须等到获得发送权后才能发送。
二、星型网络拓扑
星型拓扑,也称为中心辐射型拓扑,使用一个中心节点,通常是路由器、第2层或第3层交换机。与简单地将传输帧广播到所有连接的端点的总线拓扑不同,星型拓扑使用具有额外内置智能级别的组件。
第2层交换机在星型拓扑部署中维护动态介质访问控制(MAC)地址表。此表将设备的MAC地址映射到它所连接的物理交换机端口。当数据包传输到LAN上的特定MAC地址时,交换机会执行MAC地址表查找,以确定帧的目的端口。这大大减少了可能导致瓶颈的不必要的广播流量。
使用第3层设备作为星型拓扑的中心节点,可以使IP寻址和路由表以流量转发为目标,并将其发送到单个目的地。
星形拓扑图如下:
星型拓扑的结构特征如下:
(1)控制简单。任何站点只连接到中心节点,因此媒体访问控制方法简单,使得访问协议非常简单。易于监控和管理网络。
(2)故障诊断和隔离容易。中心节点可以逐个隔离连接线进行故障检测和定位,单个连接点的故障只影响一个设备,而不是整个网络。
(3)服务便捷。中心节点可以方便地为每个站点提供服务和网络重新配置。
一般来说,星型拓扑相对简单,易于管理,易于建网。是目前局域网中广泛使用的一种拓扑。星型拓扑的局域网一般采用双绞线或光纤作为传输介质,符合通用布线标准,可以满足各种宽带需求。
虽然物理星型拓扑的实现成本比物理总线拓扑高,但星型拓扑的优势使其物有所值。每个设备都通过自己的电缆连接到中心设备,因此当一条电缆出现故障时,它只会影响该设备,而网络的其他组件仍然可以正常运行。这一优势非常重要,这也是为什么所有新设计的以太网都采用物理星型拓扑的原因。
三、环形网络拓扑
环形结构的每个节点通过通信线路形成一个闭合回路,回路中的数据只能单向传输。信息在每个设备上的延迟时间是固定的,特别适合局域网系统的实时控制。环形结构就像一串珍珠项链,环形结构上的每一台电脑都是项链上的一颗珠子。
环形拓扑图如下:
事实上,在大多数情况下,这种拓扑结构的网络不会真正将所有计算机连接成一个物理环。一般情况下,环的两端由阻抗匹配器封闭,因为地理位置的原因,实际组网过程中不方便物理连接环的两端。
环形拓扑的网络特征如下:
在信息流网络中,它沿着固定的方向流动,两个节点之间只有一条道路,因此简化了路径选择的控制。环路中的每个节点都是自举的,所以控制软件很简单。由于信息源是串联通过环路中的各个节点的,当环路中的节点过多时,必然会影响信息传输速率,延长网络的响应时间。循环是封闭的,不方便扩展;可靠性低,一个节点失效,全网瘫痪;难以维护和定位分支节点的故障。
环形拓扑的结构特征如下:
(1)这种网络结构一般只适用于IEEE 802.5的令牌环网,其中"Token & # 034在环形连接中顺序传输。使用的传输介质通常是同轴电缆。
(2)这个网络的实现也很简单,投资微乎其微。从其网络结构示意图可以看出,网络由除工作站之外的传输介质组成–同轴电缆,以及一些连接设备,没有昂贵的节点集中设备,如集线器、交换机等。但正因为如此,这个网络所能实现的功能是最简单的,只能作为一种通用的文件服务模式。
(3)传输速度快:令牌网允许16Mbps的传输速度,比普通的10Mbps以太网快很多。当然,随着以太网的广泛应用和以太网技术的发展,以太网的速度也有了很大的提高。目前一般能提供100Mbps的网速,远高于16Mbps。
(4)维护难度:从其网络结构可以看出,整个网络的所有节点都是直接串联的,这样任何一个节点出现故障都会造成整个网络的中断和瘫痪,维护起来非常不方便。另一方面,由于同轴电缆采用针式接触方式,非常容易造成接触不良和网络中断,而且像这样很难发现,相信维护过这个网络的人都会深有体会。
(5)扩展性差:也是因为其环形结构,所以扩展性不如星型结构。如果要添加或移动新的节点,就必须中断整个网络,在环的两端做连接器来连接。
四、树形网络拓扑
树是一种层次结构。当以网络图的形式绘制时,节点就像树一样连接和排列。网络专业人员通常部署一个由核心层、分布层和接入层组成的树形拓扑。
树的顶部是核心层,负责从网络的一部分到另一部分的高速传输。位于树中间的分布层执行与核心层类似的传输任务,但处于更本地化的级别。分布层也是网络管理员应用访问控制列表和QoS策略的地方。树的底部是接入层,终端设备在这里连接到网络。
叶网络拓扑是一种树形拓扑,在数据中心中越来越流行。叶脊拓扑遵循树的层次结构E模型,但只有两层,而不是传统的三层。叶子网络交换机组件负责整个数据中心的高速传输;交换机与骨干节点完全匹配,负责将应用程序、数据库和存储服务器连接到数据中心。
树形拓扑图如下:
树形结构的网络特征如下:
网络结构简单,易于管理;控制简单,易于组网;网络延迟时间短,误码率低;网络共享能力差;通信线路利用率不高;中心节点的负载太重。
树形拓扑的结构特征如下:
(1)易于扩展。树形结构可以扩展许多分支和子分支,这些新的节点和分支可以很容易地加入网络。
(2)故障隔离容易。如果某个分支的某个节点或线路出现故障,很容易将故障分支从整个系统中隔离出来。
(3)每个节点过于依赖根节点。如果根失效,整个网络无法正常工作。
动词 (verb的缩写)网状网络拓扑
网状拓扑是另一种非分层结构,其中每个网络节点都直接连接到所有其他节点。网状拓扑确保了极大的网络灵活性,因为如果连接断开,既不会中断也不会失去连接。相反,流量只是沿着不同的路径重新路由。
然而,使用网状拓扑的缺点是增加了架构的复杂性。如果网格使用有线链路,这也将显著增加所需网络电缆的数量。为了避免布线问题,企业通常将网状网络归类为无线系统,例如基于Wi-Fi的网状部署。
网络结构图如下:
网状拓扑的结构特征如下:
(1)网络可靠性高。在普通通信子网中的任意两个节点交换机之间存在两条或更多条通信路径,使得当一条路径出现故障时,可以通过另一条路径将信息发送到节点交换机。
(2)网络可以形成各种形状,采用各种通信信道和传输速率。
(3)网络中的节点易于共享资源。
(4)可以改善线路的信息流分布。
(5)可以选择最佳路径,传输延迟小。
网状网是广域网中最常用的网络形式,是典型的点对点结构。在网状拓扑中,网络中的每台设备都有点对点链路连接,这是不经济的。这种方法仅在每个站必须频繁发送信息时使用。其安装也比较复杂,但系统可靠性高,容错性强。有时被称为分布式体系结构。
不及物动词混合网络拓扑
混合网络拓扑是指同时使用上述五种网络拓扑的两种或两种以上网络拓扑。
这种网络拓扑是星型结构和总线型结构相结合的网络结构。这种拓扑可以更好地满足更大网络的扩展,解决星型网络在传输距离上的限制,同时解决总线型网络在连接用户数量上的限制。这种网络拓扑兼顾了星型网络和总线型网络的优点,弥补了其缺点。
混合网络拓扑的结构特征如下:
(1)应用广泛。这主要是因为它解决了星型和总线型拓扑的缺点,满足了大公司组网的实际需求。目前,它被广泛应用于一些智能信息建筑中。在建筑物中,光纤被用作楼层之间的总线传输介质。一方面可以保证网络传输距离;另一方面,光纤的传输性能比同轴电缆好得多,所以传输性能有充分的保证。当然投资成本会大大增加,在一些较小的建筑中也可以使用同轴电缆作为总线传输介质。双绞线星形以太网仍广泛应用于各楼层。
(2)扩展灵活,主要继承了星型拓扑的优点。但由于仍然采用广播消息传输方式,线路总长度和节点数量也会受到限制,但在局域网内影响并不大。
(3)表现不佳。由于其骨干网段(总线段)由总线网络连接,楼层与楼宇之间的网络互联性能较差,仍局限于最高1 6Mbps的速率。另外,这种结构的网络具有总线网络结构的弱点,随着用户的增加,网络速率会降低。当然,在以光纤为传输介质的混合网络中,这些影响还是比较小的。
(4)难以维持。这主要受总线网络拓扑结构的限制。总线断了,全网瘫痪,但分支网段故障,不影响全网正常运行。还有一个就是整个网络非常复杂,不容易维护。
原文链接:6种常见的网络拓扑类型,它们的区别是什么?弱电智能网络