星型网络拓朴结构详述
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(3)扩展交换端口的另一种有效方法就是堆叠 了。有一些固定端口配置的交换机支持堆叠技术, 通过专用的堆叠电缆连接,所有堆叠在一起的交 换机都可作为单一交换机来管理,不仅可以使端 口数量得到大幅提高(通常最多堆叠8台),而且还 可提高堆叠交换机中各端口实际可用的背板带宽, 提高了交换机的整体交换性能。
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当然,在实际的大中型企业网络中,其网络结 构可能要比上图所示的复杂得多,还可能有三级, 甚至四级交换机的级联(通常最多部署四级),还可 能有交换机的堆栈,如下图所示网络结构中SS3 Switch 4400位置就是由两台这样的交换机堆栈组 成的。
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3.星型结构传输介质简介
因为在星型网络中通常是采用双绞线作为传输 介质的(高档网络也有采用光纤的),而单段双绞线 的最大长度为1 OO米,集线设备放置在中心点,这 样每一个采用此种结构的集线设 备所能连接的网络 范围最大直径就达到200米,超过这个范围都将要 采用级联或者中继方法。 采用光纤作为传输介质时 传输距离可以长许多,各种连接电缆电缆长度限制 如表3—1所不, 1 OOOBASE—SX网络的光纤长 度限制参见表3—2所示。后面介绍的同轴电缆总线 型和环型网络 结构的传输距离限制也参见表3—1。
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在上图中的星型网络结构单元中,所有服务器和 工作站等网络设备都集中连接在同一台交换机上。 (1)现在的固定端口交换机最多可以有48个,或 以上交换端口,所以这样一个简单的星型网络完 全可以适用于用户节点数在40个以内的小型企业, 或者分支办公室选用。 (2)模块式的交换机端口数可达1 00个以上,可 以满足一个小型企业连接。但实际上这种连接方 式是比较少见的,因为单独用一台模块式的交换 机连接成本还要远高于采用多台低端口密度的固 定端口交换机级联方式。模块式交换机通常用于 大中型网络的核心(骨干层),或会聚层,小型网络 很少使用。
2、常见的网络拓朴结构
目前常见的网络拓扑结构主要有以下四大类: (1)星型结构 (2)环型结构 (3)总线型结构 (4)星型和总线型结合的复合型结构
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本节课复习的内容:
1、星形拓扑的概念: 是由中央节点和通过到点通信链路接到中央节
点的各个站点组成。
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三、运用概况:
这种结构是目前在局域网中应用得最为普遍的一种,在企 业网络中几乎都是采用这一方式。星型网络几乎是Ethernet (以太网)网络专用,它是因网络中的各工作站节点设备通 过一个网络集中设备(如集线器或者交换机)连接在一起, 各节点呈星状分布而得名。这类网络目前用的最多的传输介 质是双绞线,如常见的五类线、超五类双绞线等
教学重点:1、星型网络拓朴结构的运用 2、局域网中星型网络拓朴结构的构建
高考考点:常见的网络拓朴结构 知识点地位:高考核心知识 教学难点:1、复杂星型网络的构建 2、星型网络拓朴在局域网中的应用 教学过程:
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一、复习知识
1、网络拓朴结构的概念
网络拓扑 (Topology) 结构是指用传输介质互连各种设备 的物理布局。
四、网络拓朴结构图示
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五、星型网络拓扑结构网络的基本特点
(1)容易实现:它所采用的传输介质一般都是采用通用的双绞线, 这种传输介质相对来说比较便宜,如目前正品五类双绞线每米也仅1.5 元左右,而同轴电缆最便宜的也要2.00元左右一米,光缆那更不用说 了。这种拓扑结构主要应用于IEEE 802.2、IEEE 802.3标准的以太局 域网中; (2)节点扩展、移动方便:节点扩展时只需要从集线器或交换机等集 中设备中拉一条线即可,而要移动一个节点只需要把相应节点设备移 到新节点即可,而不会像环型网络那样"牵其一而动全局"; (3)维护容易;一个节点出现故障不会影响其它节点的连接,可任意 拆走故障节点; (4)采用广播信息传送方式:任何一个节点发送信息在整个网中的节 点都可以收到,这在网络方面存在一定的隐患,但这在局域网中使用 影响不大; (5)网络传输数据快:这一点可以从目前最新的1000Mbps到10G以 太网接入速度可以看出。
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2.多级星型结构
复杂的星型网络就是在如图1所示的基础上通 过多台交换机级联形成的,从而形成多级星型结构, 满足更多、不同地理位置分布的用户连接和不同端 口带宽需求。如下图所示的是一个包含两级交换机 结构的星型网络,其中的两层交换机通常为不同档 次的,可以满足不同需求,核心(或骨干层)交换机 要选择档次较高的,用于连接下级交换机、服务器 和高性能需求的工作站用户等,下面各级则可以依 次降低要求,以便于工作最大限度地节省投资。
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六、星型网络拓扑结构的主要特点
各节点与中心节点连接,网络中任意两个结点 的通信都要通过中心结点转接。单个结点故障不 影响整体,但中心结点故障可导致整个网络瘫痪。
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七、星型网络拓扑结构运用实例
1.基本星型结构单元 星型结构是目前应用最广、实用性最好的一
种拓扑结构。无论在局域网中,还是在广域网中都 可以见到它的身影(具体后面将介绍到),但主要应 用于有线双绞线以太局域网中。如下图所示的是最 简单的单台集线器或交换机(目前集线器已基本不 用了,所以后面不再提及了)星型结构单元。它采 用的传输介质是常见的双绞线和光纤,担当集中连 接的设备是具有双绞线RJ一45以太网端口,或者 各种光纤端口的集线器或交换机。
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表3.1 各种以太网电缆长度限制
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3—21000BASE-SX光纤长度限制
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八、星形拓扑结构具有以下优点和缺点:
星型拓扑结构的主要优点体现在以下几个方面。 (1)网络传输数据快 因为整个网络呈星型连接,网络的上行通道不是共享的, 所以每个节点的数据传输对其他节点的数据传输影响非常 之小,这样就加快了网络数据传输速度。不同于下面将要 介绍的环型网络所有节点的上、下行通道都共享一条传输 介质,而同一时刻只允许一个方向的数据传输。其他节点 要进行数据传输只有等到现有数据传输完毕后才可。另外, 星型结构所对应的双绞线和光纤以太网标准的传输速率可 以非常高,如普通的5类、超5类都可以通过4对芯线实现1 OOOmps传输,7类屏蔽双绞线则可以实现1 0Gbps,光 纤则更是可以轻松实现千兆位、万兆位的传输速率。而后 将要介绍的环型、总线型结构中所对应的标准速率都在 16Mbps以内,明显低了许多。
(3)扩展交换端口的另一种有效方法就是堆叠 了。有一些固定端口配置的交换机支持堆叠技术, 通过专用的堆叠电缆连接,所有堆叠在一起的交 换机都可作为单一交换机来管理,不仅可以使端 口数量得到大幅提高(通常最多堆叠8台),而且还 可提高堆叠交换机中各端口实际可用的背板带宽, 提高了交换机的整体交换性能。
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当然,在实际的大中型企业网络中,其网络结 构可能要比上图所示的复杂得多,还可能有三级, 甚至四级交换机的级联(通常最多部署四级),还可 能有交换机的堆栈,如下图所示网络结构中SS3 Switch 4400位置就是由两台这样的交换机堆栈组 成的。
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3.星型结构传输介质简介
因为在星型网络中通常是采用双绞线作为传输 介质的(高档网络也有采用光纤的),而单段双绞线 的最大长度为1 OO米,集线设备放置在中心点,这 样每一个采用此种结构的集线设 备所能连接的网络 范围最大直径就达到200米,超过这个范围都将要 采用级联或者中继方法。 采用光纤作为传输介质时 传输距离可以长许多,各种连接电缆电缆长度限制 如表3—1所不, 1 OOOBASE—SX网络的光纤长 度限制参见表3—2所示。后面介绍的同轴电缆总线 型和环型网络 结构的传输距离限制也参见表3—1。
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在上图中的星型网络结构单元中,所有服务器和 工作站等网络设备都集中连接在同一台交换机上。 (1)现在的固定端口交换机最多可以有48个,或 以上交换端口,所以这样一个简单的星型网络完 全可以适用于用户节点数在40个以内的小型企业, 或者分支办公室选用。 (2)模块式的交换机端口数可达1 00个以上,可 以满足一个小型企业连接。但实际上这种连接方 式是比较少见的,因为单独用一台模块式的交换 机连接成本还要远高于采用多台低端口密度的固 定端口交换机级联方式。模块式交换机通常用于 大中型网络的核心(骨干层),或会聚层,小型网络 很少使用。
2、常见的网络拓朴结构
目前常见的网络拓扑结构主要有以下四大类: (1)星型结构 (2)环型结构 (3)总线型结构 (4)星型和总线型结合的复合型结构
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本节课复习的内容:
1、星形拓扑的概念: 是由中央节点和通过到点通信链路接到中央节
点的各个站点组成。
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三、运用概况:
这种结构是目前在局域网中应用得最为普遍的一种,在企 业网络中几乎都是采用这一方式。星型网络几乎是Ethernet (以太网)网络专用,它是因网络中的各工作站节点设备通 过一个网络集中设备(如集线器或者交换机)连接在一起, 各节点呈星状分布而得名。这类网络目前用的最多的传输介 质是双绞线,如常见的五类线、超五类双绞线等
教学重点:1、星型网络拓朴结构的运用 2、局域网中星型网络拓朴结构的构建
高考考点:常见的网络拓朴结构 知识点地位:高考核心知识 教学难点:1、复杂星型网络的构建 2、星型网络拓朴在局域网中的应用 教学过程:
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一、复习知识
1、网络拓朴结构的概念
网络拓扑 (Topology) 结构是指用传输介质互连各种设备 的物理布局。
四、网络拓朴结构图示
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五、星型网络拓扑结构网络的基本特点
(1)容易实现:它所采用的传输介质一般都是采用通用的双绞线, 这种传输介质相对来说比较便宜,如目前正品五类双绞线每米也仅1.5 元左右,而同轴电缆最便宜的也要2.00元左右一米,光缆那更不用说 了。这种拓扑结构主要应用于IEEE 802.2、IEEE 802.3标准的以太局 域网中; (2)节点扩展、移动方便:节点扩展时只需要从集线器或交换机等集 中设备中拉一条线即可,而要移动一个节点只需要把相应节点设备移 到新节点即可,而不会像环型网络那样"牵其一而动全局"; (3)维护容易;一个节点出现故障不会影响其它节点的连接,可任意 拆走故障节点; (4)采用广播信息传送方式:任何一个节点发送信息在整个网中的节 点都可以收到,这在网络方面存在一定的隐患,但这在局域网中使用 影响不大; (5)网络传输数据快:这一点可以从目前最新的1000Mbps到10G以 太网接入速度可以看出。
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2.多级星型结构
复杂的星型网络就是在如图1所示的基础上通 过多台交换机级联形成的,从而形成多级星型结构, 满足更多、不同地理位置分布的用户连接和不同端 口带宽需求。如下图所示的是一个包含两级交换机 结构的星型网络,其中的两层交换机通常为不同档 次的,可以满足不同需求,核心(或骨干层)交换机 要选择档次较高的,用于连接下级交换机、服务器 和高性能需求的工作站用户等,下面各级则可以依 次降低要求,以便于工作最大限度地节省投资。
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六、星型网络拓扑结构的主要特点
各节点与中心节点连接,网络中任意两个结点 的通信都要通过中心结点转接。单个结点故障不 影响整体,但中心结点故障可导致整个网络瘫痪。
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七、星型网络拓扑结构运用实例
1.基本星型结构单元 星型结构是目前应用最广、实用性最好的一
种拓扑结构。无论在局域网中,还是在广域网中都 可以见到它的身影(具体后面将介绍到),但主要应 用于有线双绞线以太局域网中。如下图所示的是最 简单的单台集线器或交换机(目前集线器已基本不 用了,所以后面不再提及了)星型结构单元。它采 用的传输介质是常见的双绞线和光纤,担当集中连 接的设备是具有双绞线RJ一45以太网端口,或者 各种光纤端口的集线器或交换机。
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表3.1 各种以太网电缆长度限制
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3—21000BASE-SX光纤长度限制
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八、星形拓扑结构具有以下优点和缺点:
星型拓扑结构的主要优点体现在以下几个方面。 (1)网络传输数据快 因为整个网络呈星型连接,网络的上行通道不是共享的, 所以每个节点的数据传输对其他节点的数据传输影响非常 之小,这样就加快了网络数据传输速度。不同于下面将要 介绍的环型网络所有节点的上、下行通道都共享一条传输 介质,而同一时刻只允许一个方向的数据传输。其他节点 要进行数据传输只有等到现有数据传输完毕后才可。另外, 星型结构所对应的双绞线和光纤以太网标准的传输速率可 以非常高,如普通的5类、超5类都可以通过4对芯线实现1 OOOmps传输,7类屏蔽双绞线则可以实现1 0Gbps,光 纤则更是可以轻松实现千兆位、万兆位的传输速率。而后 将要介绍的环型、总线型结构中所对应的标准速率都在 16Mbps以内,明显低了许多。