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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。
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。
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,类似于总线和星型拓扑。
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。
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
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。
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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