网络拓扑结构有几种(网络拓扑结构有几种类型及特点)
1.2 网络需要零件
网络,最基本功能也要提供若干个计算机之间的连通性。在最底层,网络可以由两台或更多台计算机通过某种传输介质连接,比如同轴电缆、 双绞线、光纤直接相连。这些传输介质被称为链路;而连接的计算机被称为结点或结点。但结点并不只是指计算机,它包括一些特殊硬件,比如任何网络设备,我们日常接触到的Wi-Fi路由就是一种网络设备,也就是结点。在研究一些技术问题的时候,并不区分具体硬件,而是统一看成结点与链路。各种类型的网络还可以通过设备互连起来,这样就构成一个覆盖范围更大的网络,这就是互联网。在研究网络互联技术的时候,为了简化问题,通常会用一朵云的图形来表示任何类型的网络,称为云形图。
A、B两朵云就是两个网络的互连,网络的要素被缩小成1、2、3等结点。但是当我们放大云A来看的时候,它可能是一个超级复杂的网络。放大结点,可能是一台计算机,也可能是一台互联网电视。一条条的小细线可能是光线,也可能就是双绞线。网络的学习就是这样,将具体事物缩小,从宏观角度来研究,好处在于能够简化细节,把研究重点放在一些关键问题上。
在宏观的角度研究一些网络互联的问题后,可以放大事物,从一个比较小的角度去研究单一网络内部的连接问题。比如,结点与链路可以按不同的形式连接,形成不同结构的网络,这称为网络拓扑结构。
单一的网络中,它的拓扑结构一般可分为下面几种:
[x] 星型网络[x] 树型网络[x] 总线型网络[x] 环型网络[x] 网型网络
下面逐个细说。
星型拓扑里的结点分为主结点和从结点。采用集中式通信控制策略,所有的通信均由主结点控制。也就是说主结点可以与从结点通信,而从结点之间必须通过主结点的转接才能通信。
星型结构是目前在局域网中应用得最为普遍得一种,在企业网络中几乎都是采用这一方式。大家每天都使用的家庭Wi-Fi基本属于这种结构。这种结构的特点就是从结点与从结点之间无法通信,必须通过主结点通信。这种结构便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过主结点。由于这一特点,也带来了易于维护等优点。从结点因为故障而停机时也不会影响其它从结点的通信。但这种结构非常不利的一点是,主结点必须具有极高的可靠性,因为主结点一旦损坏,整个系统便趋于瘫痪。
树形拓扑网络也叫多星级型网络。树形网络是由多个层次的星型结构纵向连接而成,树的每个结点都是计算机或转接设备。一般来说,越靠近树的根部,结点设备的性能就越好。与星型网络相比,树形网络总长度短,成本较低,结点易于扩充,但是树形网络复杂,与结点相连的链路由故障时,对整个网络的影响较大。
树型拓扑易于扩展,只要把一个树叶结点变成另一极的根结点就可以,而且故障隔离也容易。但整个树对一级根结点的依赖太大,树根结点出现问题,则整个树就瘫痪了。
总线型拓扑是采用单根传输作为共用的传输介质, 将网络中所有的计算机通过相应的硬件接口和电缆直接连接到这根共享的总线上。在总线型网络中,各结点计算机地位相等,无中心结点,属于分布式控制。总线型网络也是一种常用的局域网络结构。
总线型网络是一种广播式的通信,但结点间通信只能轮流使用总线资源。有一种叫做协议的东西来控制总线上的各结点发送信息和接收信息。
环型拓扑中,各结点由一条通信线路连接形成一个闭合环路。在环路中,信息是按一定方向从一个结点传输到下一个结点,形成一个闭合环流。在简单的环形网中,网络中任何部件的损坏都将导致系统出现故障,这样将阻碍整个系统进行正常工作。而环形网中,每个结点除与一个环相连外,还连接到备用环上,当主环故障时,自动转到备用环上。改善了环型网络的重大缺陷。
这种结构的网络形式主要应用于令牌网中,它式最早由IBM推出,后被推广使用。在令牌环网络中,拥有“令牌”的设备允许在网络中传输数据。这样可以保证在某一时间内的网络中只有一台设备可以传送信息。但现在的网络技术中,令牌环网几乎被淘汰了。
网型拓扑是由分布在不同地点的计算机系统互相连接而成。网中无中心主机,网上的每个结点都有多条线路与其它结点相连,从而增加了迂回通路。网状拓扑结构具有较高的可靠性,但其结构复杂,实现起来费用较高,不易管理和维护,不常用于局域网。
网型拓扑可以将多个子网或多个网络连接起来构成互联网拓扑结构。
除了上述的基本网络拓扑结构以外,还有混合型拓扑,是将两种或几种网络拓扑结构混合起来构成的一种网络拓扑结构称为混合型拓扑结构(也有的称之为杂合型结构)。这种网络拓扑结构是由星型结构和总线型结构的网络结合在一起的网络结构,这样的拓扑结构更能满足较大网络的拓展,解决星型网络在传输距离上的局限,而同时又解决了总线型网络在连接用户数量的限制。这种网络拓扑结构同时兼顾了星型网与总线型网络的优点,在缺点方面得到了一定的弥补。
当然,这些网络拓扑结构都是最典型的计算机网络,也就是传统互联网的基础拓扑结构。三网融合后,这些拓扑结构依然是基础拓扑结构,只是融入了更多电信网,广电网的独有结构。
说到互联网,就不得不说一个名词ISP,因特网服务提供者,像中国电信、中国联通和中国移动等等就是我国最有名的ISP。
ISP可以从因特网管理机构申请到很多IP地址。因此任何机构或个人只要向某个ISP交纳租赁费用,就可以从该ISP处获取所需IP地址的使用权,并且通过该ISP接入到因特网。ISP根据服务的覆盖面积大小和所拥有的IP地址数量,可分成不同的层次:主干ISP、地区ISP、本地ISP。主干ISP由几个专门的公司创建和维持,服务面积大,可以覆盖国家范围,并且还拥有高速主干网。地区ISP是一些较小的ISP。他们连接主干ISP,但传输速率比主干网低一些。本地ISP是直接与本地的主机或局域网相连。本地ISP可以直接连接上一级地区ISP或主干ISP。
由于这种ISP结构,比如从A发信息到B,数据必须去**走一趟,因为主干ISP在**。因此,IXP,互联网交换中心诞生了。IXP让当地网络在国内的具有一个公共点,能有效地交换信息,而不需要在**交换本地的互联网流量。现阶段许多发展中国家,由于国内网络之间缺乏连接性,互联网信息需要在境外交换,显著增加了成本。
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