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。
城域网( Metropolitan Area Network ，简称MAN) ，是一种大型的局域网，它一般覆盖一个地区或城市,其传输速率通常在10 Mbps 以上，地域范围可以从几十千米到上百千米，一般采用FDDI 技术和ATM 技术。
广域网
广域网（Wide Area Network ，简称WAN) ,又称为远程网，是指处于一个相对广泛区域内的计算机及其他设备,通过公共电信设施相互连接，以实现信息交换和资源共享为目的的计算机网络，如图1。10所示.
图1.10
典型的广域网技术：
（1) 公共交换电话网（PSTN)
模拟拨号服务是基于标准电话线路的电路交换服务，主要用来作为连接远程站点的连接方法，比较典型的应用有：用于远程站点和本地局域网之间互连、用于远程用户拨号上网及用作专用线路的备份线路。
(2) 综合业务数字网(ISDN）
综合业务数字网为用户提供端到端的数字通信线路,传输速率高，达到128 Kbp/s ，而且可以通过数字通道传输语音、数据和图像信息.主要采用2B＋D 通道接入.
（3）不对称数字用户线（ADSL)
ADSL 是不对称数字用户线,它允许下行信息传输速率(从网络到用户设备）远远高于上行信息传输速率（从用户设备到网络).
ADSL 支持的下行传输速率可以达到 1.5 ~ 8Mbp/s ,上行传输速率可达到16 ～640Kbp/s .
无线网络
无线网络是指通过无线手持终端或移动终端、无线基站、无线网卡、无线路由等无线通信设备经无线传输介质连接而成的计算机网络，是计算机网络技术与与无线通信技术相结合的产物，如图1.11所示。
图1.11
无线网络使用的传输介质主要有两种:无线电波和红外线.
无线网络的通信方式有扩展频谱方式与窄带调制方式。使用扩展频谱方式通信时,数据基带信号的频谱被扩展至几倍或几十倍后再搬移至射频，然后发射出去.在窄带调制方式中，数据基带信号的频谱不做任何扩展而被直接搬移至射频然后发射出去.
红外线网络采用小于 1 μ m 波长的红外线作为传输介质，有较强的方向性，它采用低于可见光的部分作为传输介质，因为红外信号要求视距传输，所以窃听困难，对邻近区域的类似系统不产生干扰，但是具有很高的背景噪声，而且受日光、环境照明的影响较大。
无线网的特点：
（1）传输速率低
(2）视线问题
(3) 通信盲点
课堂练习
①用自己规定的标准,给计算机网络分类。
②局域网的分类是怎样的？
③目前广泛使用的广域网技术主要有哪些?
局域网的组成
以下我们通过组建简单的共享式交换局域网来认识一下组网的过程。
1. 局域网的基本硬件主要有：服务器、工作站、网络接口卡、集线器、传输介质等。(1）服务器
在网络中提供服务资源并起服务作用的计算机称为服务器，如图1。12所示。
网络中的服务器主要有为文件服务器、打印服务器、应用系统服务器等。
图1.12
(2) 工作站
连接到网络中的计算机就称为工作站,如图1.13所示.
工作站可以分为有盘工作站与无盘工作站.区别在于有没有外存储器.
图1.13
（3）网络接口卡
网络接口卡简称网卡，又称为网络适配器,它是计算机与传输介质之间的物理接口，如图1。14所示.
它的主要作用是负责将发送给其他计算机的数据转变成能够在传输介质上传输的信号发送出去，同时又要负责通过传输介质接收信号，并且将接收到的信号转换成可以被计算机识别的数据。
图1.14
（4) 集线器
集线器也称为集中器或集线中心，简称Hub，如图1。15所示.
集线器的主要作用是能够对数据信号进行整形再生.是一个集中式、广播式的中继器设备。
图1.15
（5) 传输介质
传输介质的介质是用来连接计算机与计算机、计算机与集线器等的媒介，如图1.16所示。
主要作用是连接各个网络设备。
图1.16
2。局域网的软件系统
局域网的软件系统主要由网络操作系统、工作站软件、网卡驱动程序、网络应用软件和网络管理软件等组成。
（1）网络操作系统
网络操作系统运行在服务器上，负责处理工作站的请求，控制网络用户可用的服务程序和设备，维持网络的正常运行。
（2) 工作站软件
工作站软件运行在工作站上，处理工作站与网络间的通信，与本地操作系统一起工作。
（3) 网卡驱动程序
网卡驱动程序是网络硬件专用的,一般随网卡一起提供，工作站或服务器上的网卡必须经过驱动才能正常工作.
（4) 网络应用软件
网络应用软件是专门为在网络环境中运行而设计的，网络版应用程序允许多个用户在同一时刻访问、操作、使用，它是网络文件资源共享的基础。
（5) 网络管理软件
网络管理软件能监测网络上的活动并收集网络性能数据，并能根据数据提供的信息来微调和改善网络性能。
局域网的结构
局域网常见的只有两类：工作站/ 服务器型网络和对等网。
(1) 工作站/ 服务器型网络。
工作站/ 服务器型网络是指网络中至少有一台以上的专用服务器用来管理网络，控制网络运行，为网络上的用户提供共享资源，而其他的计算机作为工作站并通过服务器来访问网络上的共享资源，如图1.17(a)所示。
图1.17(a)
主要特点如下：
①网络运行稳定、信息管理比较安全、用户扩展方便，易于升级，可以有效地利用各工作站的资源、服务器负担小、网络工作效率高。
工作站的管理比较困难、组网成本较高，不适用于家庭。
②对等网
对等网络是指网络中的计算机地位平等，是对等实体，既可以为别的计算机提供服务，也可以享用其他计算机提供的服务，如图1.17(b)所示。