網絡拓撲結構:傳輸媒體互連設備的物理布局-中文百科頻道

星型

星型結構是最古老的一種連接方式，大家每天都使用的電話屬于這種結構。現在一般網絡環境都被設計成星型拓樸結構。星型網是現在廣泛而又首選使用的網絡拓樸設計之一。

星型結構是指各工作站以星型方式連接成網。網絡有中央節點，其他節點（工作站、服務器）都與中央節點直接相連，這種結構以中央節點為中心，因此又稱為集中式網絡。

星型拓撲結構便于集中控制，因為端用戶之間的通信必須經過中心站。由于這一特點，也帶來了易于維護和安全等優點。端用戶設備因為故障而停機時也不會影響其它端用戶間的通信。同時星型拓撲結構的網絡延遲時間較小，傳輸誤差較低。但這種結構非常不利的一點是，中心系統必須具有極高的可靠性，因為中心系統一旦損壞，整個系統便趨于癱瘓。對此中心系統通常采用雙機熱備份，以提高系統的可靠性。

在星型拓撲結構中，網絡中的各節點通過點到點的方式連接到一個中央節點(又稱中央轉接站，一般是集線器或交換機)上，由該中央節點向目的節點傳送信息。中央節點執行集中式通信控制策略，因此中央節點相當複雜，負擔比各節點重得多。在星型網中任何兩個節點要進行通信都必須經過中央節點控制。

現有的數據處理和聲音通信的信息網大多采用星型網，現在流行的專用小交換機PBX(Private Branch Exchange)，即電話交換機就是星型網拓撲結構的典型實例。它在一個單位内為綜合語音和數據工作站交換信息提供信道，還可以提供語音信箱和電話會議等業務，是局域網的一個重要分支。

在星型網中任何兩個節點要進行通信都必須經過中央節點控制。因此，中央節點的主要功能有三項：當要求通信的站點發出通信請求後，控制器要檢查中央轉接站是否有空閑的通路，被叫設備是否空閑，從而決定是否能建立雙方的物理連接；在兩台設備通信過程中要維持這一通路；當通信完成或者不成功要求拆線時，中央轉接站應能拆除上述通道。

由于中央節點要與多機連接，線路較多，為便于集中連線，現在多采用一種稱為集線器(HUB)或交換設備的硬件作為中央節點。

這種結構便于集中控制，因為端用戶之間的通信必須經過中心站。由于這一特點，也帶來了易于維護和安全等優點。端用戶設備因為故障而停機時也不會影響其它端用戶間的通信。同時它的網絡延遲時間較小，傳輸誤差較低。但這種結構非常不利的一點是，中心系統必須具有極高的可靠性，因為中心系統一旦損壞，整個系統便趨于癱瘓。對此中心系統通常采用雙機熱備份，以提高系統的可靠性。

總線

總線型

總線上傳輸信息通常多以基帶形式串行傳遞，每個結點上的網絡接口闆硬件均具有收、發功能，接收器負責接收總線上的串行信息并轉換成并行信息送到PC工作站；發送器是将并行信息轉換成串行信息後廣播發送到總線上，總線上發送信息的目的地址與某結點的接口地址相符合時，該結點的接收器便接收信息。由于各個結點之間通過電纜直接連接，所以總線型拓撲結構中所需要的電纜長度是最小的，但總線隻有一定的負載能力，因此總線長度又有一定限制，一條總線隻能連接一定數量的結點。

因為所有的結點共享一條公用的傳輸鍊路，所以一次隻能由一個設備傳輸。需要某種形式的訪問控制策略、來決定下一次哪一個站可以發送．通常采取分布式控制策略。發送時，發送站将報文分成分組．然後一次一個地依次發送這些分組。有時要與其它站來的分組交替地在介質上傳輸。當分組經過各站時，目的站将識别分組的地址。然後拷貝下這些分組的内容。這種拓撲結構減輕了網絡通信處理的負擔，它僅僅是一個無源的傳輸介質，而通信處理分布在各站點進行。

在總線兩端連接有端結器(或終端匹配器)，主要與總線進行阻抗匹配，最大限度吸收傳送端部的能量，避免信号反射回總線産生不必要的幹擾。

總線結構是使用同一媒體或電纜連接所有端用戶的一種方式，也就是說，連接端用戶的物理媒體由所有設備共享，各工作站地位平等，無中央結點控制，公用總線上的信息多以基帶形式串行傳遞，其傳遞方向總是從發送信息的結點開始向兩端擴散，如同廣播電台發射的信息一樣，因此又稱廣播式計算機網絡。各結點在接受信息時都進行地址檢查，看是否與自己的工作站地址相符，相符則接收網上的信息。

使用這種結構必須解決的一個問題是确保端用戶使用媒體發送數據時不能出現沖突。在點到點鍊路配置時，這是相當簡單的。如果這條鍊路是半雙工操作，隻需使用很簡單的機制便可保證兩個端用戶輪流工作。在一點到多點方式中，對線路的訪問依靠控制端的探詢來确定。然而，在LAN環境下，由于所有數據站都是平等的，不能采取上述機制。對此，研究了一種在總線共享型網絡使用的媒體訪問方法：帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問，英文縮寫成CSMA/CD。

這種結構具有費用低、數據端用戶入網靈活、站點或某個端用戶失效不影響其它站點或端用戶通信的優點。缺點是一次僅能一個端用戶發送數據，其它端用戶必須等待到獲得發送權；媒體訪問獲取機制較複雜；維護難，分支結點故障查找難。盡管有上述一些缺點，但由于布線要求簡單，擴充容易，端用戶失效、增删不影響全網工作，所以是LAN技術中使用最普遍的一種。

分布式

分布式結構的網絡是将分布在不同地點的計算機通過線路互連起來的一種網絡形式。

分布式結構的網絡具有如下特點：由于采用分散控制，即使整個網絡中的某個局部出現故障，也不會影響全網的操作，因而具有很高的可靠性；網中的路徑選擇最短路徑算法，故網上延遲時間少，傳輸速率高，但控制複雜；各個結點間均可以直接建立數據鍊路，信息流程最短；便于全網範圍内的資源共享。缺點為連接線路用電纜長，造價高；網絡管理軟件複雜；報文分組交換、路徑選擇、流向控制複雜；在一般局域網中不采用這種結構。

樹型拓撲結構

樹型結構是分級的集中控制式網絡，與星型相比，它的通信線路總長度短，成本較低，節點易于擴充，尋找路徑比較方便，但除了葉節點及其相連的線路外，任一節點或其相連的線路故障都會使系統受到影響。

網狀

網狀拓撲結構主要指各節點通過傳輸線互聯連接起來,并且每一個節點至少與其他兩個節點相連.網狀拓撲結構具有較高的可靠性,但其結構複雜,實現起來費用較高,不易管理和維護,不常用于局域網!

将多個子網或多個網絡連接起來構成網狀拓撲結構。在一個子網中,集線器、中繼器将多個設備連接起來，而橋接器、路由器及網關則将子網連接起來。根據組網硬件不同,主要有三種網狀拓撲：

網狀網：在一個大的區域内，用無線電通信鍊路連接一個大型網絡時，網狀網是最好的拓撲結構。通過路由器與路由器相連，可讓網絡選擇一條最快的路徑傳送數據,如圖5-4所示。

主幹網：通過橋接器與路由器把不同的子網或LAN連接起來形成單個總線或環型拓撲結構，這種網通常采用光纖做主幹線。

星狀相連網：利用一些叫做超級集線器的設備将網絡連接起來，由于星型結構的特點，網絡中任一處的故障都可容易查找并修複

蜂窩

蜂窩拓撲結構是無線局域網中常用的結構。它以無線傳輸介質（微波、衛星、紅外等）點到點和多點傳輸為特征，是一種無線網，适用于城市網、校園網、企業網。

混合型拓撲結構

将兩種或幾種網絡拓撲結構混合起來構成的一種網絡拓撲結構稱為混合型拓撲結構（也有的稱之為雜合型結構）。

這種網絡拓撲結構是由星型結構和總線型結構的網絡結合在一起的網絡結構，這樣的拓撲結構更能滿足較大網絡的拓展，解決星型網絡在傳輸距離上的局限，而同時又解決了總線型網絡在連接用戶數量的限制。這種網絡拓撲結構同時兼顧了星型網與總線型網絡的優點，在缺點方面得到了一定的彌補。

這種網絡拓撲結構主要用于較大型的局域網中，如果一個單位有幾棟在地理位置上分布較遠（當然是同一小區中），如果單純用星型網來組整個公司的局域網，因受到星型網傳輸介質--雙絞線的單段傳輸距離（100m）的限制很難成功；如果單純采用總線型結構來布線則很難承受公司的計算機網絡規模的需求。結合這兩種拓撲結構，在同一棟樓層我們采用雙絞線的星型結構，而不同樓層我們采用同軸電纜的總線型結構，而在樓與樓之間我們也必須采用總線型，傳輸介質當然要視樓與樓之間的距離，如果距離較近（500m以内）我們可以采用粗同軸電纜來作傳輸介質，如果在180m之内還可以采用細同軸電纜來作傳輸介質。但是如果超過500m我們隻有采用光纜或者粗纜加中繼器來滿足了。這種布線方式就是我們常見的綜合布線方式。

無線電通信

傳輸線系統除同軸電纜、雙絞線、和光纖外，還有一種手段是根本不使用導線，這就是無線電通信，無線電通信利用電磁波或光波來傳輸信息，利用它不用敷設纜線就可以把網絡連接起來。無線電通信包括兩個獨特的網絡：移動網絡和無線LAN網絡。利用LAN網，機器可以通過發射機和接收機連接起來；利用移動網，機器可以通過蜂窩式通信系統連接起來，該通信系統由無線電通信部門提供。

網絡可采用以太網的結構,物理上由服務器，路由器，工作站，操作終端通過集線器形成星型結構共同構成局域網。

網吧拓樸結構

網吧網絡拓樸結構：網吧采用的是星型拓撲結構的網絡。

網吧這個新興的産業，帶動了很多業務的發展，網吧路由器作為網吧的關鍵接入設備，必須要非常适合網吧使用的特點，具體情況如下：一般的網吧機器數量少則一百多台，多則幾百台，而運營商給的接入帶寬在很多地方都不大，需要精打細算使用。網吧内部使用有遊戲，浏覽，聊天，視頻，下載等。其中網絡遊戲和即時聊天程序的數據包比較小，在網絡比較擁堵的情況下必須有優先通過權限，才不至于卡機。

不同收費分區采用不同的網絡速度。現在網吧基本上分了多個不同的收費價格，這時候應不光在服務内容上有不同，在網絡接入速度上也應有不同。因此将一條接入線路劃分成多個層次比較合理。

P2P軟件的限制或者禁止。P2P軟件成了網絡帶寬的殺手，不但占用很大帶寬，還要消耗大量接入線程。應從接入層上直接對這一軟件進行限制或者禁止。

智能化的管理。網吧這樣的服務性行業，應突出服務的人性化。而在網絡服務上，智能化管理就是人性化的體現。比如在網絡不繁忙的情況下，應該取消對客戶機使用網絡帶寬限制，達到對網絡帶寬的最大化利用。而在網絡繁忙的情況下，又應該啟動限制，從而保證所有人都能使用到最大的網絡帶寬。當然還有更多的人性化服務功能。

網絡安全要求高；由于每個機器的操作者經常變化，因此，有些攻擊是不可避免，接入設備需要有強的抗擊打能力，同時還需要數據隔離功能。

需要比較強的管理和監控功能。可以從衆多機器中找出不健康者。從海一樣的數據包中裡面找出特定對象。上網者不固定，有問題的時候查找問題，而不是采用頻繁重啟設備的方式。設備的實時網絡管理和監控功能對健康穩定運行非常重要。

吞吐量、處理能力和穩定性要求高；網吧是一個商業的運營環境，這些是最基本的要求。

多線路接入和擴展帶寬。由于ADSL接入的帶寬局限性，一些地區的網吧需要多個線路接入，所以也需要有負載均衡和線路冗餘備份的能力。

實施細節：

1、設置數據包級别，對網絡遊戲的數據包進行優先轉發！

2、按程序對帶寬進行分層管理，比如QQ程序隻能占用的帶寬為2M帶寬，IE浏覽器隻能占用3M帶寬。

3、對每台機器進行了帶寬與線程數限制，如果網絡不繁忙則不限制。

4、對普通上網區的電腦進行了網絡占用限制，每台機帶寬點用不能超過30KBps/s。