計算機網路拓撲結構



網路拓撲結構是指計算機系統或網路裝置相互連線的方式。拓撲結構可以定義網路的物理和邏輯方面。在同一個網路中,邏輯拓撲結構和物理拓撲結構可以相同也可以不同。


點對點

點對點網路包含正好兩個主機,例如計算機、交換機或路由器、伺服器,使用一根電纜背靠背連線。通常,一個主機的接收端連線到另一個主機的傳送端,反之亦然。

如果主機在邏輯上以點對點方式連線,則可能有多箇中間裝置。但最終主機不知道底層網路,並且彼此之間就像直接連線一樣。

匯流排拓撲結構

在匯流排拓撲結構中,所有裝置共享一條通訊線路或電纜。匯流排拓撲結構在多個主機同時傳送資料時可能存在問題。因此,匯流排拓撲結構要麼使用 CSMA/CD 技術,要麼識別一個主機作為匯流排主控來解決此問題。它是網路的一種簡單形式,其中一個裝置的故障不會影響其他裝置。但是,共享通訊線路的故障會導致所有其他裝置停止工作。

Bus Topology

共享通道的兩端都有線路終端。資料僅沿一個方向傳送,並且一旦到達最遠端,終端就會從線路中刪除資料。

星型拓撲結構

星型拓撲結構中的所有主機都透過點對點連線連線到一箇中心裝置,稱為集線器裝置。也就是說,主機和集線器之間存在點對點連線。集線器裝置可以是以下任何一種

  • 第 1 層裝置,例如集線器或中繼器
  • 第 2 層裝置,例如交換機或網橋
  • 第 3 層裝置,例如路由器或閘道器
Star Topology

與匯流排拓撲結構一樣,集線器充當單點故障。如果集線器發生故障,則所有主機到所有其他主機的連線都會失敗。主機之間的每次通訊都只能透過集線器進行。星型拓撲結構的成本不高,因為要連線一臺主機,只需要一根電纜,配置也很簡單。

環形拓撲結構

在環形拓撲結構中,每個主機都連線到正好兩個其他主機,形成一個環形網路結構。當一臺主機嘗試與與其不相鄰的主機通訊或傳送訊息時,資料會透過所有中間主機傳輸。要將一臺主機連線到現有結構中,管理員可能只需要一根額外的電纜。

Ring Topology

任何主機的故障都會導致整個環形網路發生故障。因此,環形網路中的每個連線都是故障點。有一些方法可以採用另一個備用環形網路。

網狀拓撲結構

在這種型別的拓撲結構中,一臺主機連線到一臺或多臺主機。此拓撲結構的主機可以與每臺其他主機進行點對點連線,或者也可以有主機僅與少數主機進行點對點連線。

Full Mesh Topology

網狀拓撲結構中的主機還可以作為沒有直接點對點連結的其他主機的中繼。網狀技術分為兩種型別

  • **全網狀**:所有主機都與網路中的每臺其他主機進行點對點連線。因此,對於每臺新主機,都需要 n(n-1)/2 個連線。它在所有網路拓撲結構中提供了最可靠的網路結構。
  • **部分網狀**:並非所有主機都與每臺其他主機進行點對點連線。主機以某種任意方式相互連線。這種拓撲結構存在於我們需要為所有主機中的某些主機提供可靠性的情況下。

樹形拓撲結構

也稱為分層拓撲結構,這是目前使用最常見的網路拓撲結構形式。這種拓撲結構模仿擴充套件的星型拓撲結構並繼承了匯流排拓撲結構的特性。

這種拓撲結構將網路劃分為多個網路級別/層。主要是在區域網中,網路被分成三種類型的網路裝置。最底層是接入層,計算機連線到此處。中間層稱為分佈層,充當上層和下層之間的中介。最高層稱為核心層,是網路的中心點,即所有節點分叉的樹的根。

Tree Topology

所有相鄰主機之間都有點對點連線。與匯流排拓撲結構類似,如果根節點發生故障,則整個網路都會受到影響,即使它不是單點故障。每個連線都充當故障點,如果發生故障,會將網路分成無法訪問的部分。

菊花鏈

這種拓撲結構以線性方式連線所有主機。與環形拓撲結構類似,所有主機都僅連線到兩個主機,除了端主機。這意味著,如果菊花鏈中的端主機連線在一起,則表示環形拓撲結構。

Daisy Chain Topology

菊花鏈拓撲結構中的每個鏈路都表示單點故障。每個鏈路故障都會將網路分成兩個部分。每個中間主機都充當其直接主機的中繼。

混合拓撲結構

設計包含多種拓撲結構的網路結構稱為混合拓撲結構。混合拓撲結構繼承了所有合併拓撲結構的優點和缺點。

Hybrid Topology

上圖表示一個任意的混合拓撲結構。組合的拓撲結構可能包含星型、環形、匯流排和菊花鏈拓撲結構的屬性。大多數廣域網透過雙環拓撲結構連線,連線到它們的網路大多是星型拓撲結構網路。網際網路是最大的混合拓撲結構的最佳示例

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