在计算机网络中, 拓扑 指连接设备的布局。本文介绍了网络的标准拓扑。
网络设计中的拓扑
将拓扑视为网络的虚拟形状或结构。该形状不一定对应于网络上设备的实际物理布局。例如,家庭网络上的计算机可以布置在家庭活动室中的圆圈中,但是在那里找到环形拓扑结构是非常不可能的。
网络拓扑分为以下基本类型:
- 总线
- 环
- 星
- 树
- 啮合
可以将更复杂的网络构建为两个或更多个上述基本拓扑的混合。
总线拓扑
总线网络(不要与计算机的系统总线混淆)使用公共骨干网连接所有设备。单个电缆,主干用作设备连接或接入接口连接器的共享通信介质。想要与网络上的另一设备通信的设备将广播消息发送到所有其他设备看到的线路上,但只有预期的接收者实际接受并处理该消息。
以太网总线拓扑相对易于安装,与替代方案相比不需要太多布线。多年前,10Base-2(“ThinNet”)和10Base-5(“ThickNet”)都是流行的以太网布线选项,用于总线拓扑。但是,总线网络在有限数量的设备上运行最佳。如果将多于几台计算机添加到网络总线中,则可能会导致性能问题。此外,如果主干电缆发生故障,整个网络实际上变得无法使用。
环形拓扑
在环形网络中,每个设备恰好有两个邻居用于通信目的。所有消息都以相同的方向通过环(“顺时针”或“逆时针”)。任何电缆或设备发生故障都会导致环路中断,从而导致整个网络崩溃。
为了实现环形网络,通常使用FDDI,SONET或令牌环技术。在一些办公楼或学校校园中可以找到环形拓扑。
星形拓扑
许多家庭网络使用星形拓扑。星型网络具有称为“中枢节点”的中央连接点,其可以是网络集线器,交换机或路由器。设备通常使用非屏蔽双绞线(UTP)以太网连接到集线器。
与总线拓扑相比,星形网络通常需要更多的电缆,但任何星形网络电缆的故障只会导致一台计算机的网络访问,而不是整个局域网。 (但是,如果集线器出现故障,整个网络也会出现故障。)
树拓扑
树形拓扑将多个星形拓扑结合在一起到总线上。在最简单的形式中,只有集线器设备直接连接到树总线,每个集线器作为设备树的根。这种总线/星型混合方法比单独支持网络的未来扩展(由于其产生的广播流量而受限于设备数量)或星形(仅受到集线器连接点的数量限制)支持。
网状拓扑
网状拓扑引入了路由的概念。与以前的每种拓扑不同,在网状网络上发送的消息可以采用从源到目的地的任何可能路径。 (回想一下,即使在环中,虽然存在两条电缆路径,但消息只能在一个方向上传播。)有些WAN,尤其是Internet,采用网状路由。
每个设备彼此连接的网状网络称为全网状网络。如下图所示,还存在部分网状网络,其中一些设备仅间接连接到其他设备。
摘要
拓扑仍然是网络设计理论的重要组成部分。您可以在不了解总线设计和星形设计之间的差异的情况下构建家庭或小型企业计算机网络,但熟悉标准拓扑可以让您更好地了解重要的网络概念,如集线器,广播和路由。