计算机网络拓扑结构 计算机网络拓扑(Computer Network Topology)是指由计算机组成的网络之间设备的分布情况以及连接状态. 把它两画在图上就成了拓朴图. 一般在图上要标明设备所处的位置, 设备的名称类型, 以及设备间的连接介质类型. 它分为物理拓朴和逻辑拓朴两种。
计算机网络的拓扑结构，即是指网上计算机或设备与传输媒介形成的结点与线的物理构成模式。网络的结点有两类：一类是转换和交换信息的转接结点，包括结点交换机、集线器和终端控制器等；另一类是访问结点，包括计算机主机和终端等。线则代表各种传输媒介，包括有形的和无形的。
一、网络拓扑结构的组成
每一种网络结构都由结点、链路和通路等几部分组成。
1.1、结点：又称为网络单元，它是网络系统中的各种数据处理设备、数据通信控制设备和数据终端设备。常见的结点有服务器、工作站、集线路和交换机等设备。
1.2、链路：两个结点间的连线，可分为物理链路和逻辑链路两种，前者指实际存在发通信线路，后者指在逻辑上起作用的网络通路。
1.3、通路：是指从发出信息的结点到接受信息的结点之间的一串结点和链路，即一系列穿越通信网络而建立起的结点到结点的链。
二、选择性
拓扑结构的选择往往与传输媒体的选择及媒体访问控制方法的确定紧密相关。在选择网络拓扑结构时, 应该考虑的主要因素有下列几点:
2.1、可靠性。尽可能提高可靠性, 以保证所有数据流能准确接收; 还要考虑系统的可维护性, 使故障检测和故障隔离较为方便。
2.2、费用。建网时需考虑适合特定应用的信道费用和安装费用。
2.3、灵活性。需要考虑系统在今后扩展或改动时, 能容易地重新配置网络拓扑结构, 能方便地处理原有站点的删除和新站点的加入。
2.4、响应时间和吞吐量。要为用户提供尽可能短的响应时间和最大的吞吐量。
三、常见类型
计算机网络的拓扑结构主要有：总线型拓扑、星型拓扑、环型拓扑、树型拓扑和混合型拓扑。
3.1 星型拓扑
星形拓扑是由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成。中央节点执行集中式通信控制策略, 因此中央节点相当复杂, 而各个站点的通信
处理负担都很小。星型网采用的交换方式有电路交换和报文交换, 尤以电路交换更为普遍。这种结构一旦建立了通道连接, 就可以无延迟地在连通的两个站点之间传送数据。目前流行的专用交换机PBX (Private Branch exchange)就是星形拓扑结构的典型实例。
优点
（1）结构简单，连接方便，管理和维护都相对容易，而且扩展性强。
（2）网络延迟时间较小，传输误差低。
（3）在同一网段内支持多种传输介质，除非中心结点故障，否则网络不会轻易瘫痪。因此，星型网络拓扑结构是目前应用最广泛的一种网络拓扑结构。
3.2、总线拓扑
总线拓扑结构采用一个信道作为传输媒体, 所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输媒体上, 该公共传输媒体即称为总线。任何一个站发送的信号都沿着传输媒体传播, 而且能被所有其它站所接收。
因为所有站点共享一条公用的传输信道, 所以一次只能由一个设备传输信号。通常采用分布式控制策略来确定哪个站点可以发送。发送时, 发送站将报文分成分组, 然后逐个依次发送这些分组, 有时还要与其它站来的分组交替地在媒体上传输。当分组经过各站时, 其中的目的站会识别到分组所携带的目的地址, 然后复制下这些分组的内容。
总线拓扑结构的优点：
(1)总线结构所需要的电缆数量少，线缆长度短，易于布线和维护。
(2)总线结构简单, 又是元源工作, 有较高的可靠性。传输速率高，可达
1~100Mbps。
(3)易于扩充, 增加或减少用户比较方便，结构简单，组网容易，网络扩展方便
(4)多个结点共用一条传输信道，信道利用率高。
3．3、环型拓扑
环形拓扑网络由站点和连接站点的链路组成一个闭合环。每个站点能够接收从一条链路传来的数据, 并以同样的速率串行地把该数据沿环送到另一端链路上。这种链路可以是单向的, 也可以是双向的。数据以分组形式发送, 例如图中的A 站希望发送一个报文到C 站, 就先要把报文分成为若干个分组, 每个分组除了数据还要加上某些控制信息, 其中包括C 站的地址。A 站依次把每个分组送到环上, 开始沿环传输,C 站识别到带有它自己地址的分组时, 便将其中的数据复制下来。由于多个设备连接在一个环上, 因此需要用分布式控制策略来进行控制。
环形拓扑的优点
(1)电缆长度短。环形拓扑网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似, 但比星形拓扑网络要短得多。
(2)增加或减少工作站时, 仅需简单的连接操作。
(3)可使用光纤。光纤的传输速率很高, 十分适合于环形拓扑的单方向传输。
3.4、树形拓扑
树形拓扑从总线拓扑演变而来, 形状像一棵倒置的树, 顶端是树根, 树根以下带分支, 每个分支还可再带子分支，树根接收各站点发送的数据, 然后再广播发送到全网。树形拓扑的特点大多与总线拓扑的特点相同, 但也有一些特殊之处。
树形拓扑的优点：
(1)易于扩展。这种结构可以延伸出很多分支和子分支, 这些新节点和新分支都能容易地加入网内。
(2)故障隔离较容易。如果某一分支的节点或线路发生故障, 很容易将故障分支与整个系统隔离开来。
3.5、混合型拓扑
将以上某两种单一拓扑结构混合起来, 取两者的优点构成的拓扑称为混合型拓扑结构。一种是星型拓扑和环型拓扑混合成的" 星一环" 拓扑, 另一种是星型。
拓扑和总线拓扑混合成的" 星一总" 拓扑。其实, 这两种混合形在结构上有相似之处, 若将总线结构的两个端点连在一起也就成了环形结构。这种拓扑的配置是由一批接入环中或总线的集中器组成, 由集中器再按星形结构连至每个用户站。
混合形拓扑的优点：
(1)故障诊断和隔离较为方便。一旦网络发生故障, 只要诊断出哪个集中器有故障, 将该集中器和全网隔离即可。
(2)易于扩展。要扩展用户时, 可以加入新的集中器, 也可在设计时, 在每个集中器留出一些备用的可插入新的站点的连接口。
(3)安装方便。网络的主电缆只要连通这些集中器, 这种安装和传统的电话系统电缆安装很相似。
3.6网形拓扑
这种结构在广域网中得到了广泛的应用, 它的优点是不受瓶颈问题和失效问题的影响。由于节点之间有许多条路径相连, 可以为数据流的传输选择适当的路由, 从而绕过失效的部件或过忙的节点。这种结构虽然比较复杂, 成本也比较高, 提供上述功能的网络协议也较复杂, 但由于它的可靠性高, 仍然受到用户的欢迎。
计算机网络拓扑结构 计算机网络拓扑(Computer Network Topology)是指由计算机组成的网络之间设备的分布情况以及连接状态. 把它两画在图上就成了拓朴图. 一般在图上要标明设备所处的位置, 设备的名称类型, 以及设备间的连接介质类型. 它分为物理拓朴和逻辑拓朴两种。
计算机网络的拓扑结构，即是指网上计算机或设备与传输媒介形成的结点与线的物理构成模式。网络的结点有两类：一类是转换和交换信息的转接结点，包括结点交换机、集线器和终端控制器等；另一类是访问结点，包括计算机主机和终端等。线则代表各种传输媒介，包括有形的和无形的。
一、网络拓扑结构的组成
每一种网络结构都由结点、链路和通路等几部分组成。
1.1、结点：又称为网络单元，它是网络系统中的各种数据处理设备、数据通信控制设备和数据终端设备。常见的结点有服务器、工作站、集线路和交换机等设备。
1.2、链路：两个结点间的连线，可分为物理链路和逻辑链路两种，前者指实际存在发通信线路，后者指在逻辑上起作用的网络通路。
1.3、通路：是指从发出信息的结点到接受信息的结点之间的一串结点和链路，即一系列穿越通信网络而建立起的结点到结点的链。
二、选择性
拓扑结构的选择往往与传输媒体的选择及媒体访问控制方法的确定紧密相关。在选择网络拓扑结构时, 应该考虑的主要因素有下列几点:
2.1、可靠性。尽可能提高可靠性, 以保证所有数据流能准确接收; 还要考虑系统的可维护性, 使故障检测和故障隔离较为方便。
2.2、费用。建网时需考虑适合特定应用的信道费用和安装费用。
2.3、灵活性。需要考虑系统在今后扩展或改动时, 能容易地重新配置网络拓扑结构, 能方便地处理原有站点的删除和新站点的加入。
2.4、响应时间和吞吐量。要为用户提供尽可能短的响应时间和最大的吞吐量。
三、常见类型
计算机网络的拓扑结构主要有：总线型拓扑、星型拓扑、环型拓扑、树型拓扑和混合型拓扑。
3.1 星型拓扑
星形拓扑是由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成。中央节点执行集中式通信控制策略, 因此中央节点相当复杂, 而各个站点的通信
处理负担都很小。星型网采用的交换方式有电路交换和报文交换, 尤以电路交换更为普遍。这种结构一旦建立了通道连接, 就可以无延迟地在连通的两个站点之间传送数据。目前流行的专用交换机PBX (Private Branch exchange)就是星形拓扑结构的典型实例。
优点
（1）结构简单，连接方便，管理和维护都相对容易，而且扩展性强。
（2）网络延迟时间较小，传输误差低。
（3）在同一网段内支持多种传输介质，除非中心结点故障，否则网络不会轻易瘫痪。因此，星型网络拓扑结构是目前应用最广泛的一种网络拓扑结构。
3.2、总线拓扑
总线拓扑结构采用一个信道作为传输媒体, 所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输媒体上, 该公共传输媒体即称为总线。任何一个站发送的信号都沿着传输媒体传播, 而且能被所有其它站所接收。
因为所有站点共享一条公用的传输信道, 所以一次只能由一个设备传输信号。通常采用分布式控制策略来确定哪个站点可以发送。发送时, 发送站将报文分成分组, 然后逐个依次发送这些分组, 有时还要与其它站来的分组交替地在媒体上传输。当分组经过各站时, 其中的目的站会识别到分组所携带的目的地址, 然后复制下这些分组的内容。
总线拓扑结构的优点：
(1)总线结构所需要的电缆数量少，线缆长度短，易于布线和维护。
(2)总线结构简单, 又是元源工作, 有较高的可靠性。传输速率高，可达
1~100Mbps。
(3)易于扩充, 增加或减少用户比较方便，结构简单，组网容易，网络扩展方便
(4)多个结点共用一条传输信道，信道利用率高。
3．3、环型拓扑
环形拓扑网络由站点和连接站点的链路组成一个闭合环。每个站点能够接收从一条链路传来的数据, 并以同样的速率串行地把该数据沿环送到另一端链路上。这种链路可以是单向的, 也可以是双向的。数据以分组形式发送, 例如图中的A 站希望发送一个报文到C 站, 就先要把报文分成为若干个分组, 每个分组除了数据还要加上某些控制信息, 其中包括C 站的地址。A 站依次把每个分组送到环上, 开始沿环传输,C 站识别到带有它自己地址的分组时, 便将其中的数据复制下来。由于多个设备连接在一个环上, 因此需要用分布式控制策略来进行控制。
环形拓扑的优点
(1)电缆长度短。环形拓扑网络所需的电缆长度和总线拓扑网络相似, 但比星形拓扑网络要短得多。
(2)增加或减少工作站时, 仅需简单的连接操作。
(3)可使用光纤。光纤的传输速率很高, 十分适合于环形拓扑的单方向传输。
3.4、树形拓扑
树形拓扑从总线拓扑演变而来, 形状像一棵倒置的树, 顶端是树根, 树根以下带分支, 每个分支还可再带子分支，树根接收各站点发送的数据, 然后再广播发送到全网。树形拓扑的特点大多与总线拓扑的特点相同, 但也有一些特殊之处。
树形拓扑的优点：
(1)易于扩展。这种结构可以延伸出很多分支和子分支, 这些新节点和新分支都能容易地加入网内。
(2)故障隔离较容易。如果某一分支的节点或线路发生故障, 很容易将故障分支与整个系统隔离开来。
3.5、混合型拓扑
将以上某两种单一拓扑结构混合起来, 取两者的优点构成的拓扑称为混合型拓扑结构。一种是星型拓扑和环型拓扑混合成的" 星一环" 拓扑, 另一种是星型。
拓扑和总线拓扑混合成的" 星一总" 拓扑。其实, 这两种混合形在结构上有相似之处, 若将总线结构的两个端点连在一起也就成了环形结构。这种拓扑的配置是由一批接入环中或总线的集中器组成, 由集中器再按星形结构连至每个用户站。
混合形拓扑的优点：
(1)故障诊断和隔离较为方便。一旦网络发生故障, 只要诊断出哪个集中器有故障, 将该集中器和全网隔离即可。
(2)易于扩展。要扩展用户时, 可以加入新的集中器, 也可在设计时, 在每个集中器留出一些备用的可插入新的站点的连接口。
(3)安装方便。网络的主电缆只要连通这些集中器, 这种安装和传统的电话系统电缆安装很相似。
3.6网形拓扑
这种结构在广域网中得到了广泛的应用, 它的优点是不受瓶颈问题和失效问题的影响。由于节点之间有许多条路径相连, 可以为数据流的传输选择适当的路由, 从而绕过失效的部件或过忙的节点。这种结构虽然比较复杂, 成本也比较高, 提供上述功能的网络协议也较复杂, 但由于它的可靠性高, 仍然受到用户的欢迎。