计算机网络分类
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计算机网络分类
小王准备的关于网络拓扑结构的材料如下。
计算机网络的拓扑结构是指计算机网络节点和通信线路所组成的几何形状，也可以说是网络站点之间实现互连的方式。计算机网络的拓扑结构有很多种，下面介绍最常见的几种。
⑴星型拓扑结构
在星型拓扑结构中，每个节点都由一条点到点链路与中心节点相连，任意两个节点之间的通信都必须通过中心节点，并且只能通过中心节点进行通信，如图1-7所示。中心节点通过存储转发技术实现两个节点之间的数据帧的传送。中心节点的设备可以是集线器 (HUB)、中继器，也可以是交换机。目前，在局域网系统中大多采用星型拓扑结构，几乎取代了总线结构。
图1-7 星型拓扑结构
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星型结构的主要特点如下：
1) 结构简单，便于管理和维护。
2) 容易实现结构化布线。
3) 星型结构的网络容易扩展、升级。
4) 通信线路专用，电缆成本高。
5) 星型结构的网络由中心节点控制与管理，中心节点的可靠性基本上决定了整个网络的可靠性，中心节点一旦出现故障，会导致全网瘫痪。
6) 中心节点负担重，易成为信息传输的瓶颈。
⑵总线型拓扑结构
总线状拓扑结构采用一条单根的通信线路(总线)作为公共的传输通道，所有的节点都通过相应的接口直接连接到总线上，并通过总线进行数据传输。对总线结构而言，其通信网络中只有传输媒体，没有交换机等网络设备，所有网络站点都通过介质连接部件直接与传输媒体相连，如图1-8所示。
图1-8 总线型拓扑结构
采用总线型结构的网络使用广播式传输技术，总线上的所有节点都可以发送数据到总线上，数据沿总线传播。但是，由于所有节点共享同一条公共通道，所以在任何时候只允许一个节点发送数据。当一个节点发送数据，并在总线上传播时，数据可以被总线上的其他所有节点接收。各节点在接收数据后，分析目的物理地址再决定是接收还是丢弃该数据。这种结构的典型代表就是使用粗、细同轴电缆所组成的以太网。
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总线型拓扑结构的特点如下：
1) 结构简单，易于扩展。
2) 共享能力强，便于广播式传输。
3) 网络响应速度快；但负荷重时则性能迅速下降。
4) 易于安装，费用低。
5) 网络效率和带宽利用率低。
6) 采用分布控制方式，各节点通过总线直接通信。
7) 各工作节点平等，都有权争用总线，不受某节点仲裁。
⑶环型拓扑结构
在环型拓扑结构中，各个网络节点通过环节点连在一条首尾相接的闭合环状通信线路中。环节点通过点到点链路连接成一个封闭的环，每个环节点都有两条链路与其他环节点相连，如图1-9所示。环型拓扑结构有两种类型，单环结构和双环结构。令牌环(Token Ring)网采用单环结构，而光纤分布式数据接口(FDDI)是双环结构的典型代表。
知识链接： 环型拓扑结构的主要特点如下：
1) 各工作站间无主从关系，结构简单。
2) 信息流在网络中沿环单向传递，延迟固定，实时性较好。
3) 两个节点之间仅有惟一的路径，简化了路径选择。
4) 可靠性差，任何线路或节点的故障，都有可能引起全网故障，且故障检测困难。
5) 可扩充性差。
图1-9 环型拓扑结构
⑷树型拓扑结构
树型拓扑结构是从总线型和星型演变而来的。它有两种类型，一种是由总线型拓扑结构派生出来的，它由多条总线连接而成，传输媒体不构成闭合环路而是分支电缆。另一种是星型拓扑结构的扩展，各节点按一定的层次连接起来，信息交换主要在上、下节点之间进行。在树型拓扑结构中，顶端有一个根节点，它带有分支，每个分支还可以有子分支，其几何形状像一棵倒置的树，故得名树型拓扑结构，如图1-10所示。
图1-10 树型拓扑结构
知识链接： 树型拓扑结构的主要特点如下：
1) 天然的分级结构，各节点按一定的层次连接。
2) 易于扩展。
3) 易进行故障隔离，可靠性高。
4) 对根节点的依赖性大，一旦根节点出现故障，将导致全网瘫痪。
5) 电缆成本高。
⑸网状拓扑结构
网状拓扑结构又称完整结构。在网状拓扑结构中，网络节点与通信线路互连成不规则的形状，节点之间没有固定的连接形式。一般每个节点至少与其他两个节点相连，也就是说每个节点至少有两条链路连到其他节点，如图1-11所示。这种结构的最大优点是可靠性高，最大的问题是管理复杂。因此，一般在大型网络中采用这种结构。有时，园区网的主干网也会采用节点较少的网状拓扑结构。我国教育科研示范网CERNET的主干网(如图1-12所示)和国际互联网 Internet的主干网都采用网状结构。
图1-11 网状拓扑结构 图1-12 CERNET主干网拓扑结构
⑹网状拓扑结构
混合状拓扑结构是由以上几种拓扑结构混合而成的，如环星型结构，它是令牌环网和
FDDI网常用的结构，还有总线型和星型的混合结构等。
