网络规划设计的拓扑图如何讲解

拓扑 (Topology) 是一种不考虑物体的大小、形状等物理属性，而仅仅使用点或线描述多个物体实际位置与关系的抽象表示方法。拓扑不关心事物的细节，也不在乎相互的比例关系，而只是以图的形式来表示一定范围内多个物体之间的相互关系。

在实际生活中，计算机与网络设备要实现互联，就必须使用一定的组织结构进行连接，这种组织结构就叫做“拓扑结构”。网络拓扑结构形象地描述了网络的安排和配置方式，以及各种节点之间的相互关系，通俗地说，“拓扑结构”就是指这些计算机与通信设备是如何连接在一起的。了解网络的拓扑结构是认识网络的基础，也是设计、组建计算机网络时必须考虑的问题。

网络拓扑结构主要有星型结构、总线型结构、环线型结构、树型结构和网状结构5种类型。下面，将从拓扑结构的形状、特点等方面，分别对这5种网络拓扑结构进行简单介绍。

一、星型拓扑结构

星型拓扑以中央节点为中心，其他各节点与中央节点通过点与点的方式进行连接。例如，使用集线器组建而成的局域网便是一种典型的星型结构网络，如图4－7所示。

图4－7 星型拓扑结构

在星型拓扑结构中，由于任何两台计算机要进行通信都必须经过中央节点，因此中央节点需要执行集中式的通信控制策略，以保证网络的正常运行，这使得中央节点的负担往往较重。其优点是网络结构简单、便于集中控制与管理、组网较为容易; 其缺点是网络的共享能力较差、通信线路的利用率较低，且中央节点负担较重，一旦出现故障便会导致整个网络的瘫痪。

注意: 根据中央节点设备的不同，星型网络能够使用双绞线和光纤作为传输介质，甚至可以将两种传输介质混合使用。

二、环型拓扑结构

环型网内的各节点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环型通信线路中，其结构如图4－8所示。在环型网络中，一个节点发出的信息会穿越环内的所有环路接口，并最终流回至发送该信息的环路接口。而在这一过程中，环型网内的各节点 (信息发送节点除外) 通过对比信息流内的目的地址来决定是否接收该信息。

环型拓扑结构的优点是由于信息在网络内沿固定方向流动，并且两个节点间仅有唯一的通路，简化了路径选择的控制。

图4－8 环型拓扑结构

环型拓扑结构的缺点是由于使用串行方式传递信息，因此当网络内的节点过多时，将严重影响数据传输效率，使网络响应时间变长。此外，环型网的扩展较为麻烦。

注意: 环型网是局域网内较为常用的拓扑结构之一，较为适合信息处理系统和工厂自动化系统。在众多的环型网络中，由IBM公司于1985年推出的令牌环网 (IBM Token Ring) 是环型网络的典范。

三、总线型拓扑结构

使用一条中央主电缆将相互间无直接连接的多台计算机联系起来的布局方式，称为总线型拓扑，其中的中央主电缆便称为“总线”，其结构如图4－9所示。

图4－9 总线型拓扑结构

在总线型网络中，所有计算机都必须使用专用的硬件接口直接连接在总线上，任何一个节点的信息都能沿着总线向两个方向进行传输，并且能被总线上的任何一个节点所接收。由于总线型网络内的信息向四周传播，类似于广播电台，因此总线型网络也被称为广播式网络。

注意: 总线型网络只能使用同轴电缆作为传输介质。并且，为了避免传输至总线两端的信号反射回总线产生不必要的干扰，总线两端还需要分别安装一个与总线阻抗相匹配的终结器 (末端阻抗匹配器，或称终止器)，以最大限度地吸收传输至总线端部的能量。

四、树型拓扑结构

树型结构是一种层次结构，由最上层的根节点和多个分支组成，各节点按层次进行连接，数据交换主要在上下节点之间进行，相邻节点或同层节点之间一般不进行数据交换，其结构如图4－10所示。

图4－10 树型拓扑结构

树型拓扑结构的优点是连接简单，维护方便。树型拓扑结构的缺点是资源共享能力较弱，可靠性比较差，任何一个节点或链路的故障都会影响整个网络的运行，并且对根节点的依赖过大。

注意: 在组建树型网络的过程中，分支与分支间不能相互连接，以避免因环路而产生网络误。

五、网状拓扑结构

将多个子网或多个网络连接起来构成网状拓扑结构。在一个子网中，集线器、中继器将多个设备连接起来，而桥接器、路由器及网关则将子网连接起来，如图4－11所示。

图4－11 网状拓扑结构

这种拓扑结构中各节点通过传输线互联连接起来，并且每一个节点至少与其他两个节点相连。网状拓扑结构具有较高的可靠性，但其结构复杂，实现起来费用较高，不易管理和维护，不常用于局域网。