总线型拓扑结构

总线型拓扑结构

总线型拓扑结构简称总线拓扑，它是将网络中的各个节点设备用一根总线(如同轴电缆等)挂接起来，实现计算机网络的功能。

总线型拓扑结构的数据传输是广播式传输结构，数据发送给网络上的所有的计算机，只有计算机地址与信号中的目的地址相匹配的计算机才能接收到。采取分布式访问控制策略来协调网络上计算机数据的发送，如图1.5所示。

图1.5

主要优点

①网络结构简单，节点的插入、删除比较方便，易于网络扩展。

②设备少、造价低，安装和使用方便。

③具有较高的可靠性。因为单个节点的故障不会涉及整个网络。

主要缺点

①故障诊断困难。总线型的网络不是集中控制，故障诊断需要在整个网络的各个站点上进行；

②故障隔离困难。当节点发生故障，隔离起来还比较方便，一旦传输介质出现故障时，就需要将整个总线切断；

③易于发生数据碰撞，线路争用现象比较严重。

主要适用于家庭、宿舍等网络规模较小的场所。

星型拓扑结构

星型结构以中央节点为中心，并用单独的线路使中央节点与其他各节点相连，相邻节点之间的通信都要通过中心节点。

星型拓扑采用集中式通信控制策略，所有的通信均由中央节点控制，中央节点必须建立和维持许多并行数据通路。

星型拓扑采用的数据交换方式主要有线路交换和报文交换两种，线路交换更为普遍。

网络的扩展通常是采用增加中央节点的方式，将中央节点级联起来，需要增加的节点再与新中央节点连接。

1. 主要优点

①易于故障的诊断与隔离。

②易于网络的扩展。

③具有较高的可靠性。

2. 主要缺点

①过分依赖中央节点。

②组网费用高。

③布线比较困难。

星型网络是在现实生活中应用最广的网络拓扑，一般的学校、单位都采用这种网络拓扑结构组建他们的计算机网络，如图1.6所示。

图1.6

环型网络

环型拓扑结构是一些中继器和连接中继器的点到点链路组成一个闭合环，计算机通过各中继器接入这个环中，构成环型拓扑的计算机网络。在网络中各个节点的地位相等。

环型拓扑中的每个站点都是通过一个中继器连接到网络中的，网络中的数据以分组的形式发送。网络中的信息流是定向的，网络的传输延迟也是确定的。

1. 主要优点

①数据传输质量高。

②可以使用各种介质。

③网络实时性好。

2. 主要缺点

①网络扩展困难。

②网络可靠性不高。

③故障诊断困难。

环型网平时用得比较少，主要用于跨越较大地理范围的网络，环型拓扑更适合于网际网等超大规模的网络，如图1.7所示。

图1.7

树型拓扑结构

树型结构是从星型结构变化而来的，各节点按一定层次连接起来，形状像一颗倒置的树，最顶端只有一个节点。在树型结构的网络中有多个中心结点，形成一种分级管理的集中式网络，如图1.8所示。

图1.8

1. 树型结构的优点是

①连接容易。

②管理简单。

③维护方便。

2. 缺点是

①共享能力差。

②可靠性低。

高手点拨

除了以上的拓扑结构以外，还有网状及混合型拓扑结构。

学习内容

⑴网状结构

这种结构中各节点通过传输线相互连接起来，并且任何一个节点都至少与其他两个节点相连，所以网状结构的网络具有较高的可靠性，但其实现起来费用高、结构复杂、不易管理和维护。

⑵混合型拓扑结构

一般来说，一个较大的网络都不是单一的网络拓扑结构，而是将多种拓扑结构混合而成，充分发挥各种拓扑结构的优点，这就是所谓的混合型拓扑结构。

课堂练习

①用自己的语言描述拓扑的概念，并举例说明。

②画出总线型、星型、环型、树型和网状网络的拓扑结构。

局域网

局域网 ( Local Area Network，简称LAN) ，通常是由地理范围在几千米以内的、采用单一或有限的传输介质、按照某种网络结构相互连接起来的计算机组成的网络，如图1.8所示。

图1.8

主要特点：

①数据传输速率极高。

②地理范围有限。

③误码率低。

④易维护。

局域网分类：

1. 以太网

以太网采用CSMA/CD (带冲突检测的载波侦听多路访问)介质访问控制方法，使用的典型拓扑结构是总线型，不适用于大型或忙碌的网络。常见的以太网有四种类型：10Base－5 、10Base－2 、10Base－T 、10Base －F ，其传输介质分别为粗缆、细缆、双绞线和光纤。

2. 快速以太网

快速以太网执行的是以太网的扩展标准，保留着传统以太网的所有特征。主要有两种类型：100Base－T 和100Base－VG ，100Base－T 采用了CSMA/CD 介质访问控制方法，100Base－VG 采用了新的介质访问方法：请求优先。快速以太网可以使用的传输介质为光纤和 5 类非屏蔽双绞线。

3. 千兆以太网

千兆以太网采用CSMA/CD 介质访问控制方法，传输速率可达 1 Gbps ，千兆以太网可以使用的传输介质为光纤和 5 类非屏蔽双绞线。

4. ATM

ATM 是高速分组交换技术，其基本数据传输单元是信元，其速率可达155 Mbps 。网络中增加计算机的数量，传输速率也不会降低，必须使用光纤作为传输介质，主要应用于主干网上。

5. FDDI

光纤分布数据接口(FDDI )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100 Mbps ，主要用于高速网络主干，能够满足高频宽信息的传输需求。