【评测计算机网络基础知识】4网络结构与通信

计算机网络的结构

• 计算机网络的结构&＃xff0c;又称为拓扑结构&＃xff0c;通常包括以下三种基本形式&＃xff1a;

1. 总线型拓扑
2. 星型拓扑 
3. 环形拓扑

• 其他的拓扑形式都是从这三种拓扑结构中衍生出来的。

总线型拓扑结构

• 定义&＃xff1a;简而言之&＃xff0c;就是指在这种拓扑结构中&＃xff0c;所有的电脑用电缆将整个网络从头串到尾。这是所有的网络拓扑结构中最基本和最简单的一种。
•  优点&＃xff1a;所需电缆少&＃xff0c;布线容易&＃xff0c;单点可靠性高&＃xff1b;
• 缺点&＃xff1a;

1. 故障诊断困难&＃xff1a;只要有一个节点失效&＃xff0c;将引起整个网络失效&＃xff0c;需要一个个地行行节点排查&＃xff1b;
2. 对站点要求高&＃xff1a;接在总线上的所有站点发送和接收的数据都通过公用的总线&＃xff0c;每个站点都要有介质访问控制功能&＃xff0c;以便不其他站点有序地共享总线&＃xff0c;因此增加了每个站点的软硬件费用。

星型拓扑结构

• 结构&＃xff1a;由中央结点和通过点到点链路接到中央节点的各站点组成。它是现在使用最多的一种网络拓扑结构。
• 工作原理&＃xff1a;整个网络由中央结点执行集中式通信控制管理&＃xff0c;因此中央结点相当复杂&＃xff0c;而各个站点的通信处理负担都很小。一般在星型拓扑结构的中央结点一般都是一个集线器或者交换机&＃xff0c;负责将各个站点广播转发&＃xff0c;或直接转发给接受方结点。工作结构如图所示&＃xff1a;

星型拓扑结构的优点

• 整体可靠性高&＃xff1a;每一个连接指向一个设备&＃xff0c;当连接出现故障的时候&＃xff0c;不会像总线一样全线瘫痪&＃xff0c;只是影响一个设备&＃xff0c;是的整个网络具有较高的可靠性。
• 故障诊断容易&＃xff1a;由于每个站点都是直接连接到中央结点上去的&＃xff0c;所以故障十分容易检测和隔离的&＃xff0c;只要确定那个站点出现问题&＃xff0c;就能确定故障的通信连接。
• 对站点要求不高&＃xff1a;每个站点都占用了一条与用的连接&＃xff0c;不存在控制如何访问传输媒介的问题&＃xff0c;不像总线型网络需要增加这方面的软件。

星型拓扑结构的不足

• 所需电缆多&＃xff1a; 由于每个站点都需要与有的电缆与中央结点连接&＃xff0c;所以整个网络需要使用更多的电缆。
• 可靠性依赖中央结点&＃xff1a;如果中央结点出现故障&＃xff0c;整个网络将不能正常工作。

环形拓扑结构

•  结构&＃xff1a;所有站点被围绕成一圈的电缆连接起来&＃xff0c;整个结构看起来像是一个圆圈。结构如图所示&＃xff1a;
• 结构分析&＃xff1a;整个网络的电缆绕成一圈&＃xff0c;没有头尾之分。从串接的方式上看&＃xff0c;与总线的拓扑结构相当类似&＃xff0c;同样是由一条条电缆将相邻的两个站点连接起来&＃xff0c;但它的信号传递方式是不一样的。在环形拓扑结构中&＃xff0c;环中有一个控制发送数据权利的“令牌”在环中流动。
• 工作原理&＃xff1a;如果站点要发送数据&＃xff0c;要先等待空的“令牌”到来&＃xff0c;然后将要发送的数据附在后面&＃xff0c;绕环传送&＃xff0c;经过的每一个站点都接收、判断&＃xff0c;如果发给它的则接收&＃xff0c;否则将数据再次送往环中的下一站&＃xff0c;周而复始。

环形拓扑的优点

• 所需电缆较少&＃xff1a;共享传输介质&＃xff0c;所需电缆与总线型拓扑结构类似&＃xff0c;比较节省。
• 适用于光纤&＃xff1a;环形拓扑结构是单方向传输数据的。

环形拓扑结构的缺点

• 整体可靠性差&＃xff1a;由于所有的站点都是一个挨着一个相连的&＃xff0c;如果每一个结点之间的连接出了故障&＃xff0c;则整个网络通信就中断了。
• 故障诊断困难&＃xff1a;不总线型拓扑结构类似&＃xff0c;只要有一个节点失效&＃xff0c;将引起整个网络失效&＃xff0c;需要一个个地进行节点排查&＃xff1b;
• 对站点要求高&＃xff1a;由于在数据传输中&＃xff0c;“令牌”起到了决定性作用&＃xff0c;因而它的所有网络接入设备较复杂&＃xff0c;也比其他网络接入设备昂贵。

拓扑结构的选择

• 其他拓扑结构&＃xff1a;除了以上三种&＃xff0c;还有其他的拓扑结构&＃xff0c;但是都是衍生出来的混合拓扑结构&＃xff0c;例如星型总线拓扑结构和星型环拓扑结构等。
• 拓扑结构的选择&＃xff1a;

1. 如果规划的网络中设备数量不多&＃xff0c;所在位置相对集中&＃xff0c;网络间传输量不大&＃xff0c;则不必费心思在拓扑结构的选择上&＃xff0c;因为差别不会太大。
2. 如果确定有规划的必要性&＃xff0c;则必须清楚每一种结构有其自身的优点&＃xff0c;同时也存在不足&＃xff0c;一旦按照规划建立完毕&＃xff0c;都会有一个较长的生命周期。具体考虑的因素有以下三种&＃xff1a;

                 &＃xff08;1&＃xff09;总成本  &＃xff08;2&＃xff09;灵活性  &＃xff08;3&＃xff09;可靠性