什么是拓扑结构

Question

如题所述

Answer 1

计算机网络拓扑结构是指网络中各个站点相互连接的形式，在局域网中明确一点讲就是文件服务器、工作站和电缆等的连接形式。现在最主要的拓扑结构有总线型拓扑、星形拓扑、环形拓扑、树形拓扑（由总线型演变而来）以及它们的混合型。顾名思义，总线型其实就是将文件服务器和工作站都连在称为总线的一条公共电缆上，且总线两端必须有终结器；星形拓扑则是以一台设备作为中央连接点，各工作站都与它直接相连形成星型；而环形拓扑就是将所有站点彼此串行连接，像链子一样构成一个环形回路；把这三种最基本的拓扑结构混合起来运用自然就是混合型了！
计算机网络的拓扑结构是引用拓扑学中研究与大小、形状无关的点、线关系的方法，把网络中的计算机和通信设备抽象为一个点，把传输介质抽象为一条线，由点和线组成的几何图形就是计算机网络的拓扑结构。
网络的拓扑结构反映出网中各实体的结构关系，是建设计算机网络的第一步，是实现各种网络协议的基础，它对网络的性能，系统的可靠性与通信费用都有重大影响。
计算机网络拓扑结构特点。
（1）总线型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。 优
拓扑结构示意图
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）。
（2）星形拓扑结构的每个节点都由一条单独的通信线路与中心节点连结。 优点：结构简单、容易实现、便于管理，连接点的故障容易监测和排除。缺点：中心节点是全网络的可靠瓶颈，中心节点出现故障会导致网络的瘫痪。
（3）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。 优点：结构简单，适合使用光纤，传输距离远，传输延迟确定。缺点：环网中的每个结点均成为网络可靠性的瓶颈，任意结点出现故障都会造成网络瘫痪，另外故障诊断也较困难。最著名的环形拓扑结构网络是令牌环网（Token Ring）。
（4）树形拓扑结构是一种层次结构，结点按层次连结，信息交换主要在上下结点之间进行，相邻结点或同层结点之间一般不进行数据交换。优点：连结简单，维护方便，适用于汇集信息的应用要求。
（5）网状拓扑结构又称作无规则结构，节点之间的联结是任意的，没有规律。
（6）混合型拓扑结构就是两种或两种以上的拓扑结构同时使用。优点：可以对网络的基本拓扑取长补短。缺点：网络配置挂包那里难度大。
（7）蜂窝拓扑结构蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。它以无线传输介质（微波、卫星、红外线、无线发射台等）点到点和点到多点传输为特征，是一种无线网，适用于城市网、校园网、企业网，更适合于移动通信。在计算机网络中还有其他类型的拓扑结构，如总线型与星形混合、总线型与环形混合连接的网络。在局域网中，使用最多的是星形结构。

优缺点
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1. 总线型拓扑结构
优点：
（1）总线结构所需要的电缆数量少。
（2）总线结构简单，又是无源工作，有较高的可靠性。
（3）易于扩充，增加或减少用户比较方便。
（4）布线容易。
缺点：
（1）总线的传输距离有限，通信范围受到限制。
（2）故障诊断和隔离较困难。
（3）分布式协议不能保证信息的及时传送，不具有实时功能。
（4）所有的数据都需经过总线传送，总线成为整个网络的瓶颈。
（5）由于信道共享，连接的节点不宜过多，总线自身的故障可以导致系统的崩溃。
（6）所有的PC不得不共享线缆，如果某一个节点出错，将影响整个网络。
2. 环形拓扑结构
优点：
（1）结构简单。
（2）增加或减少工作站时，仅需简单的连接操作。
（3）可使用光纤，传输距离远。
（4）电缆长度短。
（5）传输延迟确定。
（6）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。
（7）某个结点发生故障时，可以自动旁路，可靠性较高。
缺点：
（1）环网中的每个结点均成为网络可靠性的瓶颈，任意结点出现故障都会造成网络瘫痪。
（2）故障检测困难。
（3）环形拓扑结构的媒体访问控制协议都采用令牌传达室递的方式，在负载很轻时，信道利用率相对来说就比较低。
（4）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； （5）由于环路封闭故扩充不方便。
3. 树形拓扑结构
拓扑结构
优点：
（1）连结简单，维护方便，适用于汇集信息的应用要求。
（2） 易于扩展。
（3）故障隔离较容易。
缺点：
资源共享能力较低，可靠性不高，任何一个工作站或链路的故障都会影响整个网络的运行。　并且各个节点对根的依赖性太大。
4. 星形拓扑结构
优点：
结构简单、容易实现、便于管理，通常以集线器作为中央节点，便于维护和管理。
（1）集中控制，控制简单。
（2）故障诊断和隔离容易。
（3）方便服务。
（4）网络延迟时间短，误码率低。
缺点：
（1）电缆长度和安装工作量可观。
（2）中央节点的负担较重，形成瓶颈。 中心结点出现故障会导致网络的瘫痪。
（3）各站点的分布处理能力较低。
（4） 网络共享能力较差，通信线路利用率不高。
5.网状拓扑结构
优点：
系统可靠性高，比较容易扩展，但是结构复杂，每一结点都与多点进行连结，因此必须采用路由算法和流量控制方法。目前广域网基本上采用网状拓扑结构。
6.混合型拓扑结构
优点：
可以对网络的基本拓扑取长补短。
缺点：
网络配置挂包那里难度大。
7. 蜂窝拓扑结构
优点：
无需架设物理连接介质。
缺点：
适用范围较小。

Answer 2