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硬核好文!网络拓扑类型:总线、环形、星形、网状、树形、点对点、混合

网络技术联盟站 | 学习技术,永不停止! 2021/11/05 14:10

大家好,这里是网络技术联盟站。

在网络世界中,经常会看到各种各样的网络拓扑,网络拓扑主要就是描述网络中各个元素的对应关系,那么网络中包含哪些类型的拓扑呢?

如上图所示,网络拓扑一般有两大类型:

  • 物理拓扑

  • 逻辑拓扑

物理拓扑主要包含了计算机电缆和其他网络设备。

逻辑拓扑主要包含网络物理设计。

如上图,不同类型的物理拓扑包括:

  • P2P拓扑

  • 总线拓扑

  • 环形拓扑

  • 星形拓扑

  • 树形拓扑

  • 网状拓扑

  • 混合拓扑

下面让我们详细的了解一下每一种物理拓扑!

P2P拓扑

点对点拓扑是所有网络拓扑中 最简单的 ,这种拓扑中的网络由两台计算机 点对点 直接连接。

点对点拓扑

优点:

  • 连接更快、更可靠,因为是直接连接。

  • 不需要网络操作系统。

  • 不需要昂贵的服务器,因为使用单个工作站就可以访问文件。

  • 不需要任何专门的网络技术人员,因为每个用户都设置了自己的权限。

缺点:

  • 只适用于计算机距离很近的小区域,这是最大的缺点。

  • 不能集中备份文件和文件夹。

  • 除了权限之外,没有任何安全性。

总线拓扑

总线拓扑使用一根电缆连接所有的节点,主缆充当整个网络的主干,网络中的一台计算机充当计算机服务器,当它有两个端点时,称为 线性总线拓扑

总线拓扑

优点:

  • 电缆的成本非常低,因此被广泛用于构建小型网络。

  • 既便宜又易于安装。

  • 广泛适用于规模较小、简单或临时的网络。

总线上的计算机只监听正在发送的数据,而不负责将数据从一台计算机移动到另一台计算机。

缺点:

  • 链路上一台设备发生故障,则整个系统将崩溃。

  • 当网络流量很大时,很容易在网络中产生冲突。

  • 当网络流量较大或节点过多时,网络的性能会显著降低。

  • 电缆的长度总是有限的,所以不利于扩展。

环形拓扑

在这种拓扑中,每台设备正好有两台相邻设备用于通信,之所以被称为环形拓扑,因为它的形成类似于环。

在此拓扑中,每台计算机都连接到另一台计算机,都是最后一个节点与第一个节点组合在一起。

此拓扑使用 令牌 将信息从一台计算机传递到另一台计算机,所有消息都以相同的方向通过环。

优点:

  • 易于安装和重新配置。

  • 添加或删除环内设备拓扑只需要移动两个连接。

  • 所有计算机都是平等访问的。

  • 更快的错误检查和确认。

缺点:

  • 单向流量。

  • 单环中断可能会导致整个网络中断。

  • 在环中,拓扑信号一直在循环,这会产生不必要的功耗。

  • 故障排除非常困难。

  • 添加或删除计算机可能会干扰网络活动。

星形网络

在星型拓扑中,所有计算机都在集线器的帮助下连接,中心的机器被称为 中心节点 ,所有其他节点都使用此中心节点连接,它在局域网上最受欢迎,因为它们既便宜又易于安装。

优点:

  • 易于故障排除、设置和修改。

  • 某些节点即使发生故障,其他节点仍可正常工作。

  • 性能快,节点少,网络流量极低。

  • 添加、删除和移动设备很容易。

缺点:

  • 集线器或集中器出现故障,连接的节点将被禁用。

  • 安装星型拓扑的成本很高。

  • 繁忙的网络流量有时会显著降低总线速度。

  • 性能取决于集线器的容量。

  • 电缆损坏或端接不正确可能会导致网络瘫痪。

网状拓扑

在网状拓扑中,网络上的每台计算机相互连接,所有设备之间建立 点对点 连接,提供高级别的 冗余 ,因此即使一条链路出现故障,数据也可以通过另一条路径到达目的地。

网状拓扑类型

部分网状拓扑:

在这种类型的拓扑中,大多数设备的连接方式几乎与完全拓扑相似,唯一的区别是,很少有设备只连接两到三个设备。

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部分网状拓扑

全网状拓扑:

在此拓扑中,每个节点或设备都直接相互连接。

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完全连通的网状拓扑

优点:

  • 可以在不中断当前用户的情况下扩展网络。

  • 由于节点有专用链路,因此没有流量问题。

  • 专用链路可帮助您消除流量问题。

  • 网状拓扑是健壮的。

  • 它有多条链路,因此如果任何一条路由被阻塞,还可以使用其他路由进行数据通信。

  • P2P链路使得故障识别和隔离过程变得容易。

  • 通过将所有系统连接到一个中心节点来帮助您避免网络故障。

  • 每个系统都有其私密性和安全性。

缺点:

  • 安装很复杂,因为每个节点都连接到每个节点。

  • 由于使用了更多的电缆,所以价格昂贵。

  • 复杂的实现。

  • 它需要更多空间用于专用链路。

  • 由于布线的数量和输入输出的数量,它的实施成本很高。

  • 需要很大的空间来铺设电缆。

树形网络

树形拓扑有一个根节点,所有其他节点都连接在一起,形成一个层次结构,因此,它也称为 分层拓扑

此拓扑将各种星形拓扑集成到一条总线中,因此称为 星形总线拓扑

树型拓扑是一种非常常见的网络,类似于 总线 星型 拓扑。

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优点:

  • 一个节点的故障永远不会影响网络的其余部分。

  • 节点扩展既快捷又简单。

  • 很容易错误检测。

  • 易于管理和维护。

缺点:

  • 布线密集扑。

  • 如果添加更多的节点,则其维护困难。

  • 如果集线器或集中器出现故障,连接的节点也会被禁用。

混合拓扑

混合拓扑 组合了两个或多个拓扑 ,如下图所示,该网络不能以一个标准拓扑来衡量。

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例如,您可以在上图中看到,在一个部门的办公室中,使用的是星型拓扑和P2P拓扑,当两个不同的基本网络拓扑连接时,就会产生混合拓扑。

优点:

  • 提供最简单的错误检测和故障排除方法。

  • 高效灵活的网络拓扑。

  • 可扩展的。

缺点:

  • 混合拓扑结构的设计比较复杂。

  • 成本最高

1 如何选择网络拓扑?

  • 总线拓扑肯定是安装网络成本最低的。

  • 如果您想使用更短的电缆或您计划扩展网络是未来,那么星形拓扑是您的最佳选择。

  • 全网状拓扑理论上是理想的选择,因为每个设备都连接到每个其他设备。

  • 如果要使用双绞线进行组网,则应构建星型拓扑。

2 总结

1、点对点

由两台计算机直接连接组成

2、总线

使用一根电缆连接所有包含的节点

3、环形

每个设备都有两个相邻的设备用于通信

4、星形

所有计算机都在集线器的帮助下连接

5、网状

网络上的每台计算机都相互连接

6、树形

有一个根节点,所有其他节点相互连接,形成一个层次结构

7、混合

结合了两种或多种拓扑



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