第三章 网络技术基础
第一节 网络的拓扑结构
一、认识拓扑结构
1.定义：
①网络节点和链路的几何图形；
②网络中网络单元的地理分布和互联关系的几何构型；
③通信子网的拓扑结构。
2.三要素：可靠性、扩充性、费用高低。
3.影响因素：传输介质、介质访问控制方法。
二、总线型拓扑结构
1.描述：任一节点的收发信号都可以沿传输介质传播而且能被其他所有节点接收，一次只能由一个设备传输并在总线的两端有终结器以吸收信号干扰。
2.通信方式：半双工。
3.控制策略：分布式。
4.访问控制方式：CSMA/CD、令牌。
5.应用：适用在局域网中，如以太网。
6.优缺点：
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| ①电缆长度短，易于布线和维护； ②可靠性高； ③可扩充性强； ④费用开支少。 | ①故障诊断难； ②故障隔离难； ③中继器等配置成本较高； ④实时性不强。 |
三、星型拓扑结构
1.描述：任一节点的信号经传播介质收发给具有中继交换和数据处理功能的中央节点。
2.交换方式：一般有电路交换和报文交换。
3.控制策略：集中式。
4.访问控制方法：CSMA/CD。
5.应用：适用在智能集中在中央节点的网络、传统的数据通信。
6.优缺点：
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| ①方便服务； ②故障影响小； ③集中控制和便于故障诊断； ④简单的访问协议。 | ①电缆长度长，安装成本高； ②扩展困难； ③依赖于中央节点。 |
四、环状拓扑结构
1.描述：任一节点的收发信号经过相邻两节点连接成的封闭回路进行传输，收发给其他节点。
2.控制策略：分散式、集中式。
3.访问控制方式：令牌。
4.应用：适用于局域网。
5.优缺点：
| 优点 | 缺点 |
|---|---|
| ①电缆长度短； ②适用于光纤； ③网络的实时性好。 | ①网络扩展配置困难； ②节点故障引起全网故障； ③故障诊断困难； ④拓扑结构影响访问协议。 |
五、其他
1.常见网络拓扑结构比较
| 类型 | 特点 | 优点 | 缺点 | 应用 |
|---|---|---|---|---|
| 星形 | 各节点之间必须经过中心节点才可进行通信 | 结构简单、 协议简单、 易检测和隔离故障 | 费用高、 中心节点故障会导致整个网络瘫痪 | 智能大厦、各节点之间交换数据较少的网络 |
| 总线型 | 只有一条信道，一个时刻只能有一个节点发送数据 | 费用低、 易布线、 易维护 | 故障检测困难 | 局域网、使用分布处理的网络 |
| 环型 | 沿环路单向传输 | 结构简单、 性能好、 适合用光纤连接 | 可靠性差、 中心配置较难 | 局域网 |
| 树形 | 星型网络的扩展，根节点和子树节点均可作为转接节点 | 性能同星型网，费用较星型低 | 时延大 | 适用于分层管理的网络 |
| 网状型 | 每个节点至少两条链路与其他节点相连 | 性能好、 可靠性高 | 结构复杂、 控制繁琐 | 大型广域网 |
2.拓扑结构选择因素
①可靠性；
②扩充性；
③费用高低。