平面结构的网络拓扑
无线传感器网络的组网技术详解
无线传感器网络的组网技术详解无线传感器网络（Wireless Sensor Network，简称WSN）是由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的网络系统。
这些节点能够感知环境中的各种物理量，并将采集到的数据通过网络传输到目标位置。
无线传感器网络在农业、环境监测、智能交通等领域具有广泛的应用前景。
而组网技术是无线传感器网络中至关重要的一环，它决定着网络的可靠性、稳定性和性能。
一、无线传感器网络的组网模式无线传感器网络的组网模式有两种：平面型组网和立体型组网。
1. 平面型组网平面型组网是指节点在平面上均匀分布的组网模式。
节点之间的通信距离较近，通信路径较短，能够有效降低传输延迟和能量消耗。
平面型组网适用于需要对平面区域进行全面监测的场景，如土壤湿度监测、温度监测等。
2. 立体型组网立体型组网是指节点在三维空间中分布的组网模式。
节点之间的通信距离相对较远，通信路径较长，需要更强的通信能力和能量支持。
立体型组网适用于需要对三维空间进行全面监测的场景，如建筑结构监测、地震预警等。
二、无线传感器网络的组网拓扑结构无线传感器网络的组网拓扑结构有多种，常见的有星型结构、树型结构和网状结构。
1. 星型结构星型结构是指所有节点都直接连接到一个中心节点的组网模式。
中心节点负责数据的汇聚和转发，具有较高的通信能力。
星型结构简单、稳定，适用于小规模的传感器网络。
2. 树型结构树型结构是指节点之间通过父子关系构成的层级结构。
树型结构中每个节点只与其父节点和子节点直接通信，数据通过树形结构传输。
树型结构适用于大规模的传感器网络，能够有效减少通信开销。
3. 网状结构网状结构是指节点之间通过多跳通信形成的网状网络。
每个节点都可以与其他节点直接通信，数据通过多跳传输。
网状结构具有较高的灵活性和容错性，适用于复杂环境下的传感器网络。
三、无线传感器网络的组网协议无线传感器网络的组网协议有多种，常见的有LEACH协议、TEEN协议和PEGASIS协议。
无线传感器网络技术概论课件：无线传感器网络体系结构
无线传感器网络体系结构
2．通信能力的约束 传感器节点的通信能力关系到传感器网络监测区域内节
点部署数量，而制约其通信能力主要有两个参数，即能量损 耗和通信距离，二者之间的关系为
E = kdn
(2-1)
式中，E为传感器节点的通信能量损耗；k为一个常数，
与传感器节点的系统构成有关；d为传感器节点的通信距离；
分别接入TD-SCDMA、GSM核心网、Internet主干网及无线 局域网络等多种类型异构网络，再通过各网络下的基站或主 控设备将传感器信息分发至各终端，以实现针对无线传感器 网络的多网远程监控与调度。同时，处于TD-SCDMA、 GSM、Internet等多类型网络终端的各种应用与业务实体也 将通过各自网络连接相应的无线传感器网络网关，并由此对 相应无线传感器网络节点开展数据查询、任务派发、业务扩 展等多种功能，最终实现无线传感器网络与以移动通信网络、 Internet网络为主的各类型网络的无缝的、泛在的交互。
(2) 汇聚节点：用于连接传感器节点与Internet 等外部网 络的网关，可实现两种协议间的转换；同时能向传感器节点 发布来自管理节点的监测任务，并把WSN收集到的数据转 发到外部网络上。与传感器节点相比，汇聚节点的处理能力、 存储能力和通信能力相对较强。
(3) 管理节点：用于动态地管理整个无线传感器网络， 直接面向用户。所有者通过管理节点访问无线传感器网络的 资源，配置和管理网络，发布监测任务以及收集监测数据。
锁相回路(PLL)、解调器和功率放大器组成，所有的这些组
件都会消耗能量。对于一对收发机来说，数据通信带来的功
耗PC的组成部分可简单地用模型描述为
PC = PO + PTX + PRX
(2-2)
wsn路由协议的分类
wsn路由协议的分类WSN（无线传感器网络）是由大量低功耗的无线传感器节点组成的网络，用于感知、采集和传输环境信息。
WSN路由协议是指在无线传感器网络中，节点之间进行通信和数据传输时所采用的路由方式和协议。
根据不同的路由方式和协议特点，WSN路由协议可以分为以下几类。
一、平面型路由协议平面型路由协议主要是将网络拓扑结构抽象为二维平面，将节点部署在平面上，通过节点之间的位置关系来确定路由路径。
常见的平面型路由协议有以下几种。
1. GPSR（Greedy Perimeter Stateless Routing）：该协议通过节点的位置信息来进行数据包的路由选择，利用局部贪心算法选择下一跳节点，具有低能耗和高可靠性的优点。
2. GAF（Geographic Adaptive Fidelity）：该协议根据节点的位置信息，动态调整节点的通信范围，从而实现网络中节点的负载均衡和能量均衡。
3. LAR（Location-Aided Routing）：该协议通过节点的位置信息来进行数据包的路由选择，利用洪泛和反向路径设置机制来提高路由的效率和可靠性。
二、层次型路由协议层次型路由协议是将网络划分为不同的层次结构，每个层次有不同的路由策略和协议。
常见的层次型路由协议有以下几种。
1. LEACH（Low Energy Adaptive Clustering Hierarchy）：该协议将网络节点划分为不同的簇，每个簇有一个簇头节点负责数据的聚集和转发，通过簇头节点和基站之间的通信来实现数据的传输。
2. TEEN（Threshold-sensitive Energy Efficient Sensor Network）：该协议将网络节点划分为不同的阈值范围，节点根据自身能量水平选择合适的阈值范围进行数据的传输和路由选择。
3. MTE（Multicast Tree-based Energy）：该协议通过构建多播树的方式进行数据传输，通过选择合适的多播树结构来实现能量的节约和路由的优化。
计算机网络的拓扑结构ppt课件
知识结构
计算机网络的发展 计算机网络的定义 计算机网络的功能 计算机网络的特点 计算机网络的应用
按覆盖范围分类 按传播方式分类 按传输介质分类 按传输技术分类
国际组织与机构 美国组织与机构 欧洲组织与机构 中国国家2标准局
网络的逻辑结构 网络的拓扑结构 网络软件的组成 网络硬件的组成
计算机网络支撑技术 计算机网络的关键技术 计算机网络的研究热点
经营者提 供商品 或者服 务有欺 诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
§1.1 计算机网络的基本概念
计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，它 的诞生使计算机的体系结构发生了巨大变化。在当今社会 发展中，计算机网络起着非常重要的作用，并对人类社会 的进步做出了巨大贡献。
ISO于1977年成 立了专门的机构 来研究该问题， 并且在1984年正 式颁布了“开放 系统互联基本参 考模型” 的国际 标准OSI,这就产 生了第三代计算 机网络。
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经营者提 供商品 或者服 务有欺 诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
1.1.3 计算机网络的主要功能
3、分布处理 把要处理的任务分散到各个计算机上运行，而不是集中在
一台大型计算机上。这样，不仅可以降低软件设计的复杂性， 而且还可以大大提高工作效率和降低成本。
4、集中管理 对地理位置分散的组织和部门,可通过计算机网络来实现集 中管理,如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军 事指挥系统等。
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经营者提 供商品 或者服 务有欺 诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
无线传感器网络作业
无线传感器作业1.1：传感器网络节点使用的限制因素有哪些？1.电源能量有限传感器节点体积微小通常只携带能量十分有限的电池。
2.通信能力有限3.计算和存储能力有限，传感器节点是一种微型嵌入式设备，要求他价格低功耗小，这些限制必然导致其携带的处理器能力比较弱，存储器容量比较小。
1.2：网络传感器有哪些特点？1.自组织性2.数据为中心3.应用相关性4.动态性5.网络规模6.可靠性2.1：按照节点功能和结构层次划分，将传感器网络的结构有哪几种？各有什么特点？答：1.平面网络结构拓扑结构简单，易维护具有较好的健壮性事实上就是一种，a d h o c网络结构的形成。
由于没有中心管理节点，故采用自组织协同算法组成网络，其组网算法比较复杂。
2.分级网络结构：网络拓扑结构扩展性好，便于集中管理，可以降低系统的建设成本，提高网络覆盖率和可靠性。
3.混合网络结构：同级网络结构相比较，支持功能更强大，但所需要的硬件成本更高。
4.m e s h网络结构：由无线节点构成网络，按mes h拓扑结构部署，网内有个节点至少可以和一个其他节点通信支持多跳路由，功耗限制和移动性取决于节点类型及应用的特点，存在多种网络接入方式。
2.2：传感器半径r，被监测区域面积为A，要求达到概率为p的覆盖率，确定传感器数目。
3.1：WSN数据链路层中的媒体访问控制和误差控制的基本思想是什么？媒体访问控制：①对于感知区域内密集布置节点的多跳无线通信，需要建立数据通信链路以获得基本的网络基础设施。
②为了使无线传感器节点公平有效的共享通信资源，需要对共享媒体的访问进行管理。
误差控制：一般基于ARQ的误差控制，主要采用重新传送发费和管理发费。
具有低复杂的编码与解码方式的简单误差控制码可能是无线传感器网络中误差控制的最佳解决方案。
3.2:传输层中的Event-to-sink传输和Sink-to-Sensors传说的基本思想是什么？Event-to-sink由于无线传感网络中存在大量的数据流，Sink节点需要获得一定精度，Event-to-sink的可靠度是必要的，包括了事件特征到Sink’节点的可靠通信，而不是针对区域内各节点生成的单个传感报告/数据包进行基于数据包的可靠传递。
ad_hoc网络
Ad hoc网络对信道接入协议的要求 (4) 硬件无关性。一个成功的信道接入协议应该具有硬件无 关性，即不能对无线模块的功能作过多的假设。这一点包 含两层含义： ① 设计完成的信道接入协议能直接运行于满足基本功 能假设的无线模块上，这被称为横向普遍适用性； ② 当无线模块采用无线通信技术领域中满足协议基本 功能假设的最新研究成果时，该信道接入协议无须进行改 变，这被称为纵向普遍适用性。 一个理想的Ad hoc网络信道接入协议还应该具备其他很多的 功能，如公平性、节能安全、提供对多播和广播的支持、 支持实时业务等。这些功能形成了Ad hoc网络的信道接入 协议研究的不同切入点。
目前Ad hoc网络信道接入协议 基于单信道的信道接入协议
只有一个共享信道，所有的控制报文和数据报文在同一个信道上发送和 接收。受传播时延、隐终端和节点移动性等 因素的影响，单信道 的Ad Hoc网络有可能发生控制报文之间、控制报文和数据报文、数 据报文之间的冲突。一般来讲数据报文要比控制报文长的多，数据报 文的冲突会严重影响信道的利用率。所以这种信道接入协议的主要目 标之一就是通过使用控制报文尽量减少甚至消除数据报文的冲突，即 设计有效的冲突避免策略。典型的基于单信道的Ad Hoc网络MAC协 议有MACA、MACAW、IEEE802.11DCF 和FAMA(Floor Acquisition
第一条路由和最佳路由之间的时间间隔路由表中的stabledata指向该表a在包含新序列号的第一条路由到达时更新路由表但是等待一段时间再广播该条路由等待时间2avgsettingtime10hops11hopsd0d102d0d102可缓解大型网络的路由波动问题从而避免不必要的公告节约了带宽59dsdv总结优点通过目的地序列号避免了路由循环解决了dv算法中的计数到无穷问题无路由发现延时先应式路由缺点所有节点都必须公告路由因此不支持休眠不能直接用于传感器网络60优化链路状态路由协议olsroptimizedlinkstateroutingprotocol只有mpr产生链路状态信息减少了网络中广播消息的数量mpr可能选择只报告它和该mpr选举节点之间的链路因此在网络中只散发部分链路状态信息rfc362661基于拓扑广播的反向路径转发tbrpftopologybroadcastbasedreversepathforwarding更适合拓扑迅速变化的无线网络rfc368462按需反应式路由协议63动态源路由协议dsrdynamicsourcerouting发送节点在分组中携带到达目的节点的路由信息转发分组的完整的节点序列避免了在每次路由中断时都需要进行路由发现因此能够对拓扑变化作出更快的反应64dsr协议组成路由发现routediscovery帮助源节点获得到达目的节点的路由路由维护routemaintenance在源节点在给目的节点发送数据时监测当前路由的可用情况当网络拓扑变化导致路由故障时切换到另一条路由或者重新发起路由发现过程路由发现和路由维护都是按需进行的不需要周期性路由公告不需要感知链路状态不需要邻居检测65dsr路由发现
什么是网络拓扑结构常见的网络拓扑结构有哪些
什么是网络拓扑结构常见的网络拓扑结构有哪些网络拓扑结构是指计算机网络中各个节点之间连接方式的布局或安排。
不同的网络拓扑结构可以影响网络的性能、可靠性以及扩展性。
本文将介绍网络拓扑结构的概念，并列举一些常见的网络拓扑结构。
一、什么是网络拓扑结构网络拓扑结构是指计算机网络中各个节点之间的连接方式和布局方式。
它决定了网络中数据传输的路径和规律。
网络拓扑结构通常由硬件设备和物理链路组成，包括节点、线缆和连接设备等。
网络拓扑结构可以分为以下几种类型：1. 星型网络拓扑结构星型网络拓扑结构是指所有的节点都直接与中央控制节点相连。
中央节点具有集线器、交换机或路由器等功能，它负责接收和发送数据。
星型网络拓扑结构简单、易于扩展和管理，但是如果中央节点发生故障，整个网络将无法正常工作。
2. 总线型网络拓扑结构总线型网络拓扑结构是指所有的节点通过一条公共的传输介质连接在一起。
节点之间共享同一个传输介质，可以通过发送和接收数据来进行通信。
总线型网络拓扑结构成本低廉，但是传输介质故障会影响整个网络性能。
3. 环型网络拓扑结构环型网络拓扑结构是指节点之间通过一条环形的链路连接在一起。
每个节点都与其前后两个节点相连，形成一个封闭的环形路径。
环型网络拓扑结构具有良好的可靠性和性能，但是节点的加入和退出会对整个网络造成影响。
4. 网状型网络拓扑结构网状型网络拓扑结构是指网络中的每个节点都与其他节点相连。
节点之间可以多个路径进行通信，因此具备高度的可靠性和冗余性。
网状型网络拓扑结构适用于大规模网络和对可靠性要求较高的场景，但是节点之间的连接较复杂，管理和维护较为困难。
5. 树型网络拓扑结构树型网络拓扑结构是指通过层次结构将网络节点组织在一起。
每个节点都有唯一的父节点，并且可以有多个子节点。
树型网络拓扑结构具有灵活性和扩展性，易于管理和故障排除，但是如果根节点发生故障，整个网络将受到严重影响。
6. 混合型网络拓扑结构混合型网络拓扑结构是指将多种拓扑结构组合在一起。
交通网络拓扑结构分析
交通网络拓扑结构分析交通作为现代城市生活中不可缺少的一部分，在城市发展中具有重要的地位和作用。
随着城市规模的扩大以及交通需求的不断增加，交通网络的拓扑结构也变得越来越复杂。
拓扑结构作为交通网络的核心要素，对交通系统的性能和运转具有重大的影响，因此，我们有必要对交通网络的拓扑结构进行分析。
一、拓扑结构的概念和意义拓扑结构是指构成网络的节点和边的连接方式和组织形式。
在交通网络中，节点代表城市、交叉口和公交站等，而边代表连接这些节点的道路、铁路和公交线路等。
拓扑结构对交通网络的形态、运转和效率产生影响。
通过对拓扑结构的分析，我们能够深入理解交通网络的性质和规律，更好地优化和管理交通系统。
二、拓扑结构的分类根据网络结构的复杂性和连接方式，拓扑结构可分为以下几种类型：1. 零维结构。
也称为点状结构，指网络中只含有节点，两个节点间没有任何边相连。
这种结构一般只用于描述社会网络和生物网络等非交通网络。
2. 一维结构。
也叫线状结构，指网络中只有边相连，没有形成环或回路。
这种结构常见于铁路交通系统中，因为铁路的行车方向是单向的，两条铁路线路中间不能互相交叉，因此形成了一种线状结构。
3. 二维结构。
也称为平面结构，指网络中边形成环或回路，但是运动的轨迹限制在一个平面内。
这种结构常见于道路交通系统中，因为道路的行车方向不限，而且可以制定交通信号控制规则，使得车辆在道路网络中能够流畅通行。
4. 三维结构。
也叫空间结构，指网络中存在立体交叉和相互穿越的运动轨迹。
这种结构常见于交通枢纽或高速公路交叉口，因为这些地方需要实现车辆从不同方向的进出口自由流通，车辆运动的轨迹不限于平面内。
三、拓扑结构的分析方法拓扑结构分析方法主要有以下几种：1. 随机网络模型。
该方法通过数学模型分析网络中节点和边的连通性和密度，推断网络的拓扑结构和特征参数。
2. 复杂网络理论。
复杂网络理论是一种新兴的网络分析技术，其研究范围广泛，包括网络结构、特征参数、网络演化、复杂系统等多个方面。
局域网拓扑图
局域网拓扑图网络设备主要包括局域网交换机、路由器、各种服务器等。
各器件间用双绞线连接;和互联网连接用光纤。
整体拓扑结构:整体平面图:网络拓扑结构的规划设计与网络规模息息相关。
一个规模较小的星型局域网没有主干网和外围网之分。
规模较大的网络通常采用分层结构的拓扑，分为核心层、汇聚层和接入层，如图示。
分层设计规划的好处是可有效地将全局通信问题分解考虑。
分层还有助于分配和规划带宽的使用。
主干网络又称为核心层，用以连接服务器群、建筑群到网络中心，或在一个较大型建筑物内连接多个交换机管理间到网络中心设备间;用以连接信息点的“毛细血管”线路及网络设备称为接入层，根据需要在中间设置汇聚层。
汇聚层和接入层又称为外围网络。
要不要汇聚层，采用级联还是堆叠，要视网络信息流的特点而定，堆叠体内能够有充足的带宽保证，适宜本地(楼宇内)信息流密集、全局信息负载相对较轻的情况;级联适宜于全网信息流较平均，且汇聚层交换机大都具有组播和初级QoS(服务质量)管理能力的场合，适合处理一些突发的重负载(如VOD视频点播)，但增加汇聚层的同时也会使成本提高。
北京总部拓扑结构:北京分部拓扑结构:管理服务器包括:邮件服务服务器、Fileserver1的文件服务器、应用服务器、数据库服务器;包含FTP服务、DNS服务、Web服务等。
企业的文件服务器上有一个给员工保存文件的共享文件夹。
要求管理人员每人最多可以保存500MB文件，一般工作人员最多可以保存200MB文件，短期员工最多可以保存100MB文件。
企业中有一个名为Fileserver1的文件服务器，这台文件服务器上有一个共享文件夹叫shared folder，里面有几千份文档供企业的工程师使用。
为保证共享文件夹数据的安全性，需要对此共享文件夹进行严格审核，并进行每天一次的备份。
企业的主要数据都放置在北京的一号办公大楼服务器中。
研发部打印机服务器管理4台型号相同并集中放置在打印室的网络激光打印机，现在要求管理人员在使用这些打印机时要比一般员工有更高的优先级。
无线传感器网络作业
无线传感器网络作业-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII无线传感器作业1.1：传感器网络节点使用的限制因素有哪些？1.电源能量有限传感器节点体积微小通常只携带能量十分有限的电池。
2.通信能力有限3.计算和存储能力有限，传感器节点是一种微型嵌入式设备，要求他价格低功耗小，这些限制必然导致其携带的处理器能力比较弱，存储器容量比较小。
1.2：网络传感器有哪些特点？1.自组织性2.数据为中心3.应用相关性4.动态性5.网络规模6.可靠性2.1：按照节点功能和结构层次划分，将传感器网络的结构有哪几种各有什么特点答：1.平面网络结构拓扑结构简单，易维护具有较好的健壮性事实上就是一种，a d h o c网络结构的形成。
由于没有中心管理节点，故采用自组织协同算法组成网络，其组网算法比较复杂。
2.分级网络结构：网络拓扑结构扩展性好，便于集中管理，可以降低系统的建设成本，提高网络覆盖率和可靠性。
3.混合网络结构：同级网络结构相比较，支持功能更强大，但所需要的硬件成本更高。
4.m e s h网络结构：由无线节点构成网络，按mes h拓扑结构部署，网内有个节点至少可以和一个其他节点通信支持多跳路由，功耗限制和移动性取决于节点类型及应用的特点，存在多种网络接入方式。
2.2：传感器半径r，被监测区域面积为A，要求达到概率为p的覆盖率，确定传感器数目。
3.1：WSN数据链路层中的媒体访问控制和误差控制的基本思想是什么？媒体访问控制：①对于感知区域内密集布置节点的多跳无线通信，需要建立数据通信链路以获得基本的网络基础设施。
②为了使无线传感器节点公平有效的共享通信资源，需要对共享媒体的访问进行管理。
误差控制：一般基于ARQ的误差控制，主要采用重新传送发费和管理发费。
具有低复杂的编码与解码方式的简单误差控制码可能是无线传感器网络中误差控制的最佳解决方案。
3.2:传输层中的Event-to-sink传输和Sink-to-Sensors传说的基本思想是什么？Event-to-sink由于无线传感网络中存在大量的数据流，Sink节点需要获得一定精度，Event-to-sink的可靠度是必要的，包括了事件特征到Sink’节点的可靠通信，而不是针对区域内各节点生成的单个传感报告/数据包进行基于数据包的可靠传递。
移动Adhoc网络的特点及应用
移动Adhoc⽹络的特点及应⽤移动Ad hoc⽹络的特点及应⽤1 Ad hoc⽹络的定义Ad hoc⽹是⼀种多跳的、⽆中⼼的、⾃组织⽆线⽹络，⼜称为多跳⽹（Multi-hop Network）、⽆基础设施⽹（Infrastructure less Network）或⾃组织⽹（Self-organizing Network）。
整个⽹络没有固定的基础设施，每个节点都是移动的，并且都能以任意⽅式动态地保持与其它节点的联系。
在这种⽹络中，由于终端⽆线覆盖取值范围的有限性，两个⽆法直接进⾏通信的⽤户终端可以借助其它节点进⾏分组转发。
每⼀个节点同时是⼀个路由器，它们能完成发现以及维持到其它节点路由的功能。
Ad hoc⽹络凭借其基于IP的分组交换技术，可以提供⾼速率（现有的移动蜂窝⽹的传输速率不超过2Mbit/s，⽽Ad hoc⽹络在2～6GHz频段上可提供2～50Mbit/s的数据速率）的数据业务和多媒体业务，从⽽成为第三代全球移动通信系统的⼀个重要补充；另⼀⽅⾯，Ad hoc⽹络也可以作为Internet⽹络的⽆线延伸。
2 Ad hoc⽹络的特点Ad hoc⽹络的主要特征有以下⼏点：1)最⼩化的基础设施⽀持。
2)⾃组织和⾃管理。
既然⽹络基础结构是不具可⽤性的，这些节点必须通过⾃⼰组织和维护⽹络（要求有⾃主的分布式控制）。
节点能侦测到其它节点的存在，并和它们⼀起加⼊⽹络。
3)⼤部分甚⾄所有节点都在移动，导致⽹络拓扑动态变化。
当节点移动时，⽹络拓扑变化，新的节点加⼊，⼀些节点离开，或者是⼀些路由中断。
经常出现频繁的、临时的、突发性的⽹络连接损失。
4)⽆线链路。
既然⼤多数节点是移动的，那就意味着只能是⽆线通信⽅式。
5)节点既是⼀个主机，⼜是⼀个路由器。
⼀个节点可能想连接到超出单跳距离外的另⼀个节点，那么对每⼀个节点⽽⾔，路由功能是必需的，因为⽹络没有下部结构⽀持，节点不必是同⼀类型（可以是电话、PDA、膝上型电脑、传感器等）。
网络拓扑知识：五种常见的网络拓扑结构
网络拓扑知识：五种常见的网络拓扑结构在计算机网络中，网络拓扑结构是指连接网络设备的物理形态，也称为网络拓扑。
常见的网络拓扑结构包括总线型、星型、树型、环型和网状型。
本文将介绍这五种常见的网络拓扑结构。
一、总线型总线型是最简单的网络拓扑结构之一。
它的基本结构是将所有设备连接到一个主线上，在主线两端连接适当的终端。
主线通常是用同轴电缆连接的，终端器用于防止信号反射。
总线型拓扑结构易于安装和调试，但是一旦主线故障，整个网络都会瘫痪。
二、星型星型是最常用的网络拓扑结构之一。
它的基本结构是将所有设备连接到中央节点或交换机上。
这个中心节点（交换机）负责转发数据包，控制通信，并处理消息。
这种拓扑结构的优点是易于管理和故障排除，但是如果中心节点或交换机故障，整个网络也会瘫痪。
三、树型树型拓扑结构是将多个星型结构连接成树形结构。
它的基本结构是将多个星型网络连接在一个主干上，形成一个类似于树的结构。
树型结构的优点是易于管理和故障排除，但是它需要高速的主干线路，并且如果主干线路发生故障，整个网络将受到影响。
四、环型环型拓扑结构是将所有设备连接成一个环形结构。
每个设备都有两个相邻的设备连接。
这种拓扑结构的优点是数据传输速度快，数据包的传输不会受到大量的干扰；缺点是这种结构非常不稳定，如果其中任意一个节点故障，整个网络都会瘫痪。
五、网状型网状型拓扑结构是将所有设备相互连接，形成网络。
这种结构比较灵活，如果某个链路出现故障，数据可以通过其他路径传递。
网状型结构有多种变化，包括部分网状型、完全网状型和混合型网状结构。
网状型拓扑结构的优点是弹性好，但是它需要更多的设备和更多的管理。
总的来说，不同类型的网络拓扑结构有着不同的优缺点。
总线型结构简单，但是稳定性较差；星型结构稳定，但是单点故障影响整个网络；树型结构在星型结构的基础上更复杂，但更具备扩展性；环形结构稳定性差，但传输速度快；网状型结构最灵活，但需要更多设备。
选择合适的网络拓扑结构需要考虑诸如安全性、速度、扩展性、可靠性和管理成本等因素。
第8章 习题答案-局域网技术与组网工程(第2版)-苗凤君-清华大学出版社
8.10 习题与实践1.习题（1）自顶向下网络设计方法的主要网络设计阶段有哪些？答：设计和实现网络系统遵从一定的网络系统集成模型，模型从系统开始，经历用户需求分析、逻辑网络设计、物理网络设计和测试，并贯彻网络工程监理。
既采用自顶向下的网络设计方法，从OSI参考模型上层开始，然后向下直到底层的网络设计方法。
（2）为什么了解客户的商业特点很重要?答：只有对客户的商业特点进行透彻分析，才能提出得到客户认可的网络设计方案。
（3）目前公司都有哪些商业目标?答：常见的网络设计目标包括：增加收入和利润、提高市场占有份额、拓展新的市场空间、提高在同一市场内同其他公司竞争的能力、降低费用、提高员工生产力、缩短产品开发周期、使用即时生产方法、制定解决配件短缺的计划、为新客户提供服务、支持移动性、为客户提供更好的支持、为关键要素开放网络、建立达到新水平的良好的信息网和关系网以作为网络组织化模型的基础、避免网络安全问题引发商业中断、避免自然或人为灾害引发商业中断、对过时技术进行更新改造、降低电信和网络费用并在操作上进行简化等。
（4）目前商业组织机构的典型技术目标有哪些？答：常见的网络技术目标主要包括可扩展性、可用性、网络性能、安全性、可管理性、易用性、适应性和可付性。
（5）如何区分带宽和吞吐量？答：带宽（bandwidth）用来衡量单位时间内传输比特的能力，通常用bit/s表示，分物理带宽和逻辑带宽。
吞吐量是指单位时间内无差错地传输数据的能力，通常以以bps, Bps,或分组/秒(pps)度量。
（6）如何提高网络效率？答：网络效率表明为产生所需的输出而要求的系统开销。
如为避免冲突、差错、确认而采用的控制，都会影响网络效率。
提高网络效率的通用手段是有增大帧的最大长度，因为较长的帧意味着链路具有较低的差错率，从而提高信道效率。
（7）为提高网络效率必须进行哪些折中？答：提高网络效率的通用手段是有增大帧的最大长度，一旦帧越长，比特越多，帧出错机会也会增加。
网络拓扑结构及类型
服 务 器
结点按层次进行连接，信息交换主要在上、下结点 之间进行，相邻及同层结点之间一般不进行数据交 换或数据交换量小。
不规则（网状）
点到点部分连接；多用于广域网 特点：①结点之间的连接是任意的，没有规律； ②系统可靠性高；
全连接
点到点全连接；随节点数的增长，建造成本急剧增长，所以只适用于 节点数很少的广域网中
计算机网络的分类
1.按距离/覆盖范围分
局域网(LAN,Local Area Network) 范围：小，＜20KM 传输技术：基带，10-1000Mbps，延迟低，出错率低；组网灵活、 方便，成本低 拓扑结构：总线型，环型 城域网(MAN,Metropolitan Area Network) 范围：中等，＜100KM 传输技术：宽带/基带；组网较复杂，成本较高 拓扑结构：总线型 广域网(WAN,Wide 广域网(WAN,Wide Area Network) 范围：大，＞100KM 范围：大，＞100KM 传输技术：宽带，延迟大，出错率高；技术复杂 拓扑结构：不规则，点到点
二、局域网分类
1.以太网（Ethernet ） 1.以太网（Ethernet 以太网是目前应用最广泛，最为成熟的网络类型，常见的以太网类 型有：10Base5、10Base2、10Base型有：10Base5、10Base2、10Base-T、10Base-F四种。 10Base2.快速以太网 2.快速以太网 快速以太网与以太网类似，执行的以太网的扩展标准。快速以太网 主要有两种类型：100Base主要有两种类型：100Base-T和100BaseVG。这两种以太网的主要 100BaseVG。这两种以太网的主要 区别在于介质访问控制方法不同, 100Base-VG快速Ethernet则偏离 区别在于介质访问控制方法不同, 100Base-VG快速Ethernet则偏离 了原有的Ethernet标准，运行在语音级线路上。100Base-VG通过 了原有的Ethernet标准，运行在语音级线路上。100Base-VG通过 使用专用带宽和优先级协议来支持语音和视频的等时传送，因此可以 为网络化多媒体应用的开发提供比较有力的支持。此外，100Base为网络化多媒体应用的开发提供比较有力的支持。此外，100BaseVG的技术可以在IBM令牌环网上运行。 VG的技术可以在IBM令牌环网上运行。 3.千兆以太网 3.千兆以太网 千兆以太网是目前速率最快的网络，并能够将10Mbps、100Mbps、 千兆以太网是目前速率最快的网络，并能够将10Mbps、100Mbps、 1000Mbps这三种不同的传输速率完美地组成一个网络。 1000Mbps这三种不同的传输速率完美地组成一个网络。 4.ATM ATM是告诉分组交换技术，其基本传输单元是信元。 ATM是告诉分组交换技术，其基本传输单元是信元。 5.FDDI FDDI，即光纤分布数据接口标准，它使用基本令牌的环型体系结构， FDDI，即光纤分布数据接口标准，它使用基本令牌的环型体系结构， 以光纤为传输介质，传输速率可达100Mbps，主要用于告诉网络主 以光纤为传输介质，传输速率可达100Mbps，主要用于告诉网络主 干，能够满足高频宽信息的传输需求。
网络拓扑知识：网络从节点结构到拓扑结构演化分析
网络拓扑知识：网络从节点结构到拓扑结构演化分析随着计算机技术的发展，网络已经成为了人们生活和工作中不可或缺的一部分，而网络拓扑结构的建立和优化则成为了网络运营和管理的核心任务之一。
网络的拓扑结构指的是网络中各节点之间的连接方式和关系。
本文将围绕网络的节点结构、网络拓扑结构和拓扑演化三个方面展开分析和讨论。
一、网络的节点结构节点是指在网络中起到连接和转发作用的元素，比如计算机、路由器和交换机等。
网络的节点结构有着重要的意义，因为它决定了网络的性能和可靠性等关键指标。
常见的节点结构有两层结构和三层结构。
1.两层结构两层结构也叫做扁平结构，是指将所有设备都放在同一层级，设备之间没有明确的逻辑关系。
这种结构简单明了，成本低廉，易于维护。
但是由于所有设备之间没有逻辑关系，因此也容易出现冲突和延迟等问题。
在小型网络中，两层结构是一种常用的设计方式。
2.三层结构三层结构包含了核心、汇聚和接入三个层级，它们之间有着明确的逻辑关系。
核心层连接整个网络的所有部分，汇聚层连接核心层和接入层，而接入层连接终端设备。
这种结构能够更好地满足大型网络的需求，提高网络的性能和可靠性，但是也需要更多的设备和复杂的配置。
二、网络拓扑结构网络拓扑结构指的是网络中各节点之间的连接方式和关系。
网络拓扑结构的建立对网络的性能、可靠性和安全性等方面都具有重要的影响。
常见的网络拓扑结构有星型、总线型、环型、树型和网状型五种。
1.星型结构星型结构以中心节点为核心，将所有其他节点直接或间接地连接到中心节点上。
这种结构配置简单，易于扩展，同时也能够有效避免冲突和延迟等问题。
但是由于中心节点的重要性，一旦中心节点出现故障，整个网络都会受到影响。
2.总线型结构总线型结构将所有节点都直接连接到一条主线上。
这种结构的优势在于连接方式简单，容易维护和扩展。
但是由于所有节点共享同一主线，因此也容易出现冲突和带宽限制等问题。
3.环型结构环型结构将所有节点连接成一个闭环。
第3章WSN拓扑结构、覆盖技术PPT课件
课件制作人：谢希仁 21
3.6.1覆盖理论基础
无线传感器网络的覆盖问题在本质上和上面的几何计算问题是一 致的：需要知道是否某个特定的区域被充分覆盖和完全处于监视之下。 就成本而言，配置的传感器节点的数量是非常重要的。在典型的无线传 感器网络应用当中，放置或配置一些传感器节点来监视一个区域或点集 。
拓扑控制技术是无线传感器网络中的基本问题。动态 变化的拓扑结构是无线传感器网络最大特点之一，因此拓 扑控制策略在无线传感器网络中有着重要的意义，它为路 由协议、MAC协议、数据融合、时间同步和目标定位等很 多方面奠定了基础。
MAC层可以提供给拓扑控制算法邻居发现等消息，如 图3-7所示。
课件制作人：谢希仁 9
1. LEACH算法
p
T
(n)
1 p (r mod 1 ) p
0
if n G otherwise
课件制作人：谢希仁 13
2. GAT算法
GAT算法是一种依据节点的地理位置进行分簇，并对簇内的节点 选择性的进行休眠的路由算法。其核心思想是：在各数据源到数 据目的地之问存在有效通路的前提下，尽量减少参与数据传输的 节点数，从而减少用于数据包侦听和接收的能量开销。它将无线 传感器网络划分成若干个单元格(簇)，各单元格内任意一个节点 都可以被选为代表，代替本单元格内所有其他节点完成数据包向 相邻单元格的转发。被选中的节点成为本单元格的簇头节点；其 他节点都进行休眠，不发送、接收和侦听数据包。
如图3-6所示，采用分级网络结构技术可使Mesh网络路由设计要简单得多， 由于一些数据处理可以在每个分级的层次里面完成，因而比较适合于无线传 感器网络的分布式信号处埋和决策。
无线传感器网络的网络拓扑结构分析
无线传感器网络的网络拓扑结构分析无线传感器网络（Wireless Sensor Network，WSN）是由大量分布在空间中的无线传感器节点组成的一种自组织、自适应的网络系统。
这些节点通过无线通信技术进行信息的采集、传输和处理，广泛应用于环境监测、智能交通、农业、医疗等领域。
而网络的拓扑结构对于无线传感器网络的性能和可靠性具有重要影响，因此对其进行分析和研究具有重要意义。
一、平面拓扑结构平面拓扑结构是指无线传感器网络中节点在二维平面上的分布方式。
常见的平面拓扑结构有：规则网络、随机网络和混合网络。
规则网络是指节点按照规则的方式在平面上分布，节点之间的距离相等或者相差较小。
这种结构具有良好的对称性和均匀性，易于维护和管理，但是对于节点密度变化较大的场景不适用。
随机网络是指节点在平面上随机分布，节点之间的距离没有规律可循。
这种结构具有较好的灵活性和扩展性，适用于节点密度变化较大的场景，但是由于节点之间的距离没有规律，容易导致网络中存在大量冗余和死区。
混合网络是指规则网络和随机网络的结合，通过合理的规划和设计，使得网络在保持规则性的同时具备一定的随机性。
这种结构综合了规则网络和随机网络的优点，能够在保证网络性能的同时满足节点密度变化的需求。
二、层次拓扑结构层次拓扑结构是指无线传感器网络中节点按照层次结构进行组织和管理的方式。
常见的层次拓扑结构有：星型网络、树型网络和网状网络。
星型网络是指所有的节点都直接连接到一个中心节点，中心节点负责协调和管理整个网络。
这种结构具有简单、易于实现的特点，但是中心节点成为了网络的单点故障，一旦中心节点发生故障，整个网络将无法正常工作。
树型网络是指节点按照树形结构进行组织，每个节点都有一个父节点和若干个子节点。
这种结构具有较好的可靠性和扩展性，节点之间的通信通过父子节点之间的传输实现，但是节点之间的通信距离较远，会导致能量消耗较大。
网状网络是指节点之间相互连接，没有中心节点的限制。
网络拓扑知识：数据中心网络的逻辑拓扑结构
网络拓扑知识：数据中心网络的逻辑拓扑结构随着云计算和大数据应用的快速发展，数据中心技术越来越成为人们关注的焦点。
数据中心网络是数据中心整个系统中的重要组成部分，对数据中心的性能和可靠性起到至关重要的作用。
而数据中心网络的逻辑拓扑结构则直接影响该网络的性能和适用场景。
本文将深入介绍数据中心网络的逻辑拓扑结构，探讨其作用和优势。
一、数据中心网络概述数据中心网络是一种高适应性的、高性能的电脑网络，它主要用于大规模的数据处理、存储和分发。
数据中心网络通常包含多个层级，最简单的是两层结构，由数据中心的路由器和交换机组成，数据中心内部的服务器通过这些设备进行通信。
但是，由于数据中心规模越来越大，两层结构已经无法满足需求，因此数据中心网络架构开始逐渐转向三层甚至更高的层级结构。
数据中心网络不断发展的需要也促使出现了不同拓扑结构的数据中心网络，不同数据中心网络的拓扑结构会影响不同的性能指标和应用场景，需要根据不同的应用场景选择合适的网络拓扑。
二、数据中心网络的逻辑拓扑结构在数据中心网络架构中，逻辑拓扑结构的目的是优化数据中心网络的性能和可靠性。
在过去几十年中，人们提出了许多不同的数据中心网络逻辑拓扑结构，其中最常用的包括树型拓扑结构、环型拓扑结构、网格拓扑结构、胖树拓扑结构和间隙拓扑结构。
下面分别对这些逻辑拓扑结构进行介绍：1.树型拓扑结构：树型拓扑结构是最早被应用在数据中心网络的网络拓扑结构之一，它采用分层和树状结构组织网络。
在树型拓扑结构中，中心节点负责接收和分发所有其他节点的数据流量，而中心节点作为网络的瓶颈，很容易成为单点故障。
2.环型拓扑结构：环型拓扑结构中，每个节点都连接到两个相邻节点，形成一个环。
环型拓扑结构适合中小型的数据中心网络，因为环型拓扑结构对TCP/IP的重传容忍度较低，通常需要使用比较灵敏的TCP/IP协议栈。
3.网格拓扑结构：网格拓扑结构中，节点从左到右和从上到下排列成一个平面网格状结构。
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平面结构的网络拓扑
概述
网络管理系统的网络拓扑图是网络管理系统中最为基础的部分，网络管理系统中大部分的功能都将通过拓扑图来进行体现，这是网络拓扑图在网管系统的重要地位表现。
网络拓扑图对网管系统的另外一个重要性在于它的适应性。
现在网络的建设并不都是很规范，同时又不同的厂商的设备、同一个厂商的设备有不同的型号、同一个型号的设备随着设备的升级，其操作系统的版本不一样，所能提供的信息也不一样，对于SNMP的支持程度也不一样。
这就为网络管理工作增加了很大难度，但借助网络拓扑图，网管人员就可直观的了解所有网络设备的状态。
将网管人员从机械、重复的手动监管中解放出来，并能够迅速地定位故障，避免了企业的重大损失。
网络拓扑展现方式
网络拓扑图从表现形式上看，一种是类似树形的结构，一种是平面的结构。
从实践经验来看，平面拓扑是一个比较好的表现形式，它不仅仅可以涵盖树形结构，同时可以表现网状结构，更适合表现复杂的网络环境。
n树形结构网络拓扑图
n平面结构网络拓扑图
如下图，在图二中双击信息中心节点将会打开图三所示的
信息中心子拓扑图。
通过此功能，可在平面结构网络拓扑
图中展示网络的树形结构。
摩卡业务服务管理(Mocha BSM)平面网络拓扑的功能与亮点
n支持主流协议、主流厂商的网络设备；
n展现实时动态的、显示全局的网络拓扑图；
n可以根据用户的网络，定制逻辑网络拓扑图；
n支持网络拓扑导入、导出功能；
n按节点类型分类查看各层网络拓扑图；
n集成MIB Browser、Telnet等网络管理工具；
n定制丰富的搜索条件，能够快速定位网络中的设备；
n自动分析故障根本原因，故障告警升级处理；
n实现网络服务器管理；
n简单易用的图形界面，免客户端软件安装。
图一树形网络拓扑图
图二摩卡业务服务管理(Mocha BSM)平面网络拓扑图
图三摩卡业务服务管理(Mocha BSM)平面网络拓扑图
Mocha BSM 4+1 介绍
n三位一体的产品定位
三位一体的解决方案
摩卡软件是亚太区率先推出三位一体产品定位的软件提供商之一，三个定位包括了：
n网络管理
( Network Management System )
—传统意义上的网络、系统、应用监控，满足了成长中企业的需要；
n IT运维管理
( IT Operations Management) —把监控上升至管理的层面，帮助企业规划、运维和改进IT系统。
通过端到端的监控，帮助中大型企业管理IT 系统；
n IT服务管理
( IT Service Management ) —基于ITIL流程框架，带领企业进入流程化，规范化和自动化的时代。
n Mocha BSM 4+1做得更多
为了满足三位一体的定位，摩卡软件推出了Mocha BSM 4+1产品套装。
Mocha BSM 4+1涵盖了以下几方面：
：基础架构管理
—网络拓扑、主机、流量分析、IT资产；
：应用管理
—应用服务器、数据库、Web服务器等；。