什么是拓撲結(jié)構(gòu)

　　計算機網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡中各個站點相互連接的形式，在局域網(wǎng)中明確一點講就是文件服務器、工作站和電纜等的連接形式?，F(xiàn)在最主要的拓撲結(jié)構(gòu)有總線型拓撲、星形拓撲、環(huán)形拓撲、樹形拓撲（由總線型演變而來）以及它們的混合型。顧名思義，總線型其實就是將文件服務器和工作站都連在稱為總線的一條公共電纜上，且總線兩端必須有終結(jié)器；星形拓撲則是以一臺設備作為中央連接點，各工作站都與它直接相連形成星型；而環(huán)形拓撲就是將所有站點彼此串行連接，像鏈子一樣構(gòu)成一個環(huán)形回路；把這三種最基本的拓撲結(jié)構(gòu)混合起來運用自然就是混合型了！

　　計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)是引用拓撲學中研究與大小、形狀無關的點、線關系的方法，把網(wǎng)絡中的計算機和通信設備抽象為一個點，把傳輸介質(zhì)抽象為一條線，由點和線組成的幾何圖形就是計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)。

　　拓撲結(jié)構(gòu)的分類

　　1、總線型拓撲

　　總線型拓撲是一種基于多點連接的拓撲結(jié)構(gòu)，　是將網(wǎng)絡中的所有的設備通過相應的硬件接口直接連接在共同的傳輸介質(zhì)上?？偩€拓撲結(jié)構(gòu)使用一條所有PC都可訪問的公共通道，每臺PC只要連一條線纜即可。在總線型拓撲結(jié)構(gòu)中，所有網(wǎng)上微機都通過相應的硬件接口直接連在總線上， 任何一個結(jié)點的信息都可以沿著總線向兩個方向傳輸擴散，并且能被總線中任何一個結(jié)點所接收。由于其信息向四周傳播，類似于廣播電臺，故總線型網(wǎng)絡也被稱為廣播式網(wǎng)絡。 總線有一定的負載能力，因此，總線長度有一定限制，一條總線也只能連接一定數(shù)量的結(jié)點。 最著名的總線拓撲結(jié)構(gòu)是以太網(wǎng)（Ethernet）。

　　總線布局的特點：結(jié)構(gòu)簡單靈活，非常便于擴充；可靠性高，網(wǎng)絡響應速度快；設備量少、價格低、安裝使用方便；共享資源能力強，非常便于廣播式工作，即一個結(jié)點發(fā)送所有結(jié)點都可接收。

　　在總線兩端連接的器件稱為端結(jié)器（末端阻抗匹配器、或終止器），主要與總線進行阻抗匹配，最大限度地吸收傳送端部的能量，避免信號反射回總線產(chǎn)生不必要的干擾?？偩€型網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)是目前使用最廣泛的結(jié)構(gòu)，也是最傳統(tǒng)的一種主流網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，適合于信息管理系統(tǒng)、辦公自動化系統(tǒng)領域的應用。

　　2、環(huán)型拓撲

　　環(huán)形網(wǎng)中各結(jié)點通過環(huán)路接口連在一條首尾相連的閉合環(huán)形通信線路中，就是把每臺PC連接起來，數(shù)據(jù)沿著環(huán)依次通過每臺PC直接到達目的地，環(huán)路上任何結(jié)點均可以請求發(fā)送信息。請求一旦被批準，便可以向環(huán)路發(fā)送信息。環(huán)形網(wǎng)中的數(shù)據(jù)可以是單向也可是雙向傳輸。信息在每臺設備上的延時時間是固定的。 由于環(huán)線公用，一個結(jié)點發(fā)出的信息必須穿越環(huán)中所有的環(huán)路接口，信息流中目的地址與環(huán)上某結(jié)點地址相符時，信息被該結(jié)點的環(huán)路接口所接收，而后信息繼續(xù)流向下一環(huán)路接口，一直流回到發(fā)送該信息的環(huán)路接口結(jié)點為止。 特別適合實時控制的局域網(wǎng)系統(tǒng)。 在環(huán)行結(jié)構(gòu)中每臺PC都與另兩臺PC相連每臺PC的接口適配器必須接收數(shù)據(jù)再傳往另一臺。因為兩臺PC之間都有電纜，所以能獲得好的性能。 最著名的環(huán)形拓撲結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡是令牌環(huán)網(wǎng)（Token Ring）。

　　3、樹形拓撲結(jié)構(gòu)

　　樹形拓撲從總線拓撲演變而來，形狀像一棵倒置的樹，頂端是樹根，樹根以下帶分支，每個分支還可再帶子分支。 它是總線型結(jié)構(gòu)的擴展，它是在總線網(wǎng)上加上分支形成的，其傳輸介質(zhì)可有多條分支，但不形成閉合回路，樹形網(wǎng)是一種分層網(wǎng)，其結(jié)構(gòu)可以對稱，聯(lián)系固定，具有一定容錯能力，一般一個分支和結(jié)點的故障不影響另一分支結(jié)點的工作，任何一個結(jié)點送出的信息都可以傳遍整個傳輸介質(zhì)，也是廣播式網(wǎng)絡。一般樹形網(wǎng)上的鏈路相對具有一定的專用性，無須對原網(wǎng)做任何改動就可以擴充工作站。 它是一種層次結(jié)構(gòu)，結(jié)點按層次連結(jié)，信息交換主要在上下結(jié)點之間進行，相鄰結(jié)點或 同層結(jié)點之間一般不進行數(shù)據(jù)交換。把整個電纜連接成樹型，樹枝分層每個分至點都有一臺計算機，數(shù)據(jù)依次往下傳優(yōu)點是布局靈活但是故障檢測較為復雜，PC環(huán)不會影響全局。

　　4、星形拓撲結(jié)構(gòu)

　　星形拓撲結(jié)構(gòu)是一種以中央節(jié)點為中心，把若干外圍節(jié)點連接起來的輻射式互聯(lián)結(jié)構(gòu)，各結(jié)點與中央結(jié)點通過點與點方式連接，中央結(jié)點執(zhí)行集中式通信控制策略，因此中央結(jié)點相當復雜，負擔也重。 這種結(jié)構(gòu)適用于局域網(wǎng)，特別是近年來連接的局域網(wǎng)大都采用這種連接方式。這種連接方式以雙絞線或同軸電纜作連接線路。在中心放一臺中心計算機，每個臂的端點放置一臺PC，所有的數(shù)據(jù)包及報文通過中心計算機來通信，除了中心機外每臺PC僅有一條連接，這種結(jié)構(gòu)需要大量的電纜，星形拓撲可以看成一層的樹形結(jié)構(gòu)，不需要多層PC的訪問權爭用。星形拓撲結(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡布線中較為常見。

　　以星形拓撲結(jié)構(gòu)組網(wǎng)，其中任何兩個站點要進行通信都要經(jīng)過中央結(jié)點控制。中央節(jié)點的主要功能有：為需要通信的設備建立物理連接；為兩臺設備通信過程中維持這一通路；在完成通信或不成功時，拆除通道。在文件服務器/工作站（File Servers/Workstation）局域網(wǎng)模式中，中心點為文件服務器，存放共享資源。由于這種拓撲結(jié)構(gòu)，中心點與多臺工作站相連，為便于集中連線，目前多采用集線器（HUB）。

　　5、網(wǎng)狀拓撲

　　網(wǎng)狀拓撲又稱作無規(guī)則結(jié)構(gòu)，結(jié)點之間的聯(lián)結(jié)是任意的，沒有規(guī)律。就是將多個子網(wǎng)或多個局域網(wǎng)連接起來構(gòu)成網(wǎng)際拓撲結(jié)構(gòu)。在一個子網(wǎng)中，集線器、中繼器將多個設備連接起來，而橋接器、路由器及網(wǎng)關則將子網(wǎng)連接起來。根據(jù)組網(wǎng)硬件不同，主要有三種網(wǎng)際拓撲。

　　總線型拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)缺點

　　優(yōu)點：

　　（1）網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)簡單，節(jié)點的插入、刪除比較方便，易于網(wǎng)絡擴展。

　?。?）設備少、造價低，安裝和使用方便。

　?。?）具有較高的可靠性。因為單個節(jié)點的故障不會涉及整個網(wǎng)絡。

　　缺點：

　?。?）總線傳輸距離有限，通信范圍受到限制。

　　（2）故障診斷和隔離比較困難。故障隔離困難。當節(jié)點發(fā)生故障，隔離起來還比較方便，一旦傳輸介質(zhì)出現(xiàn)故障時，就需要將整個總線切斷。

　　（3）易于發(fā)生數(shù)據(jù)碰撞，線路爭用現(xiàn)象比較嚴重。分布式協(xié)議不能保證信息的及時傳送，不具有實時功能，站點必須有介質(zhì)訪問控制功能，從而增加了站點的硬件和軟件開銷。

　?。?）分布式協(xié)議不能保證信息的及時傳送，不具有實時功能，站點必須有介質(zhì)訪問控制功能，從而增加了站點的硬件和軟件開銷。

　　總線型拓撲結(jié)構(gòu)適用場景

　　總線型拓撲結(jié)構(gòu)適用于計算機數(shù)目相對較少的局域網(wǎng)絡，通常這種局域網(wǎng)絡、的傳輸速率在100Mbps，網(wǎng)絡連接選用同軸電纜。主要適用于家庭、宿舍等網(wǎng)絡規(guī)模較小的場所。總線型拓撲結(jié)構(gòu)曾流行了一段時間，典型的總線型局域網(wǎng)有以太網(wǎng)。