网络拓扑类型：总线、环形、星形、网状、树状图

什么是拓扑学？

网络拓扑描述了网络中所有元素的映射方式。拓扑一词既指网络的物理布局，也指逻辑布局。

网络拓扑类型

计算机网络中网络拓扑的两种主要类型是 1) 物理拓扑 2) 逻辑拓扑

物理拓扑

此类网络是计算机电缆和其他网络设备的实际布局

逻辑拓扑

逻辑拓扑提供了网络物理设计的见解。

不同类型的物理拓扑是

• P2P 拓扑
• 总线拓扑
• 环形拓扑
• 星形拓扑
• 树状拓扑
• 网状拓扑
• 混合拓扑

让我们详细了解每种拓扑

点对点 (P2P)

点对点拓扑是所有网络拓扑中最简单的。在此方法中，网络由两台计算机之间的直接链接组成。

优点

• 由于是直接连接，因此它比其他类型的连接更快、更可靠。
• 无需网络操作系统
• 不需要昂贵的服务器，因为个人工作站用于访问文件
• 不需要任何专门的网络技术人员，因为每个用户都可以设置自己的权限

缺点

• 最大的缺点是它只能用于计算机彼此靠近的小区域。
• 无法集中备份文件和文件夹
• 除了权限之外，没有其他安全措施。用户通常不需要登录到他们的工作站。

总线拓扑

总线拓扑使用一根电缆连接所有节点。主电缆充当整个网络的骨干。网络中的一台计算机充当服务器。当它有两个端点时，它被称为线性总线拓扑。

优点

使用总线拓扑的优点/好处如下

• 电缆成本比其他拓扑低得多，因此广泛用于构建小型网络。
• 因其价格便宜且易于安装而成为局域网的著名选择。
• 当网络安装规模小、简单或临时时，它被广泛使用。
• 它是无源拓扑之一。因此，总线上的计算机仅监听传输的数据，它们不负责将数据从一台计算机传输到其他计算机。

缺点

总线拓扑的缺点/劣势如下

• 如果公共电缆发生故障，整个系统将崩溃。
• 当网络流量很大时，它会在网络中产生冲突。
• 当网络流量很大或节点太多时，网络的性能时间会显着下降。
• 电缆的长度总是有限的。

环形拓扑

在环形网络中，每个设备都有两个相邻的设备用于通信。由于其形成方式类似于环，因此称为环形拓扑。在此拓扑中，每台计算机都连接到另一台计算机。最后一个节点与第一个节点连接。

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。在此拓扑中，所有消息在环中沿同一方向传输。

优点

环形拓扑的优点/好处如下

• 易于安装和重新配置。
• 在环形拓扑中添加或删除设备只需要移动两个连接。
• 环形拓扑的故障排除过程很困难。
• 一台计算机的故障可能会扰乱整个网络。
• 为网络中的所有计算机提供平等的访问机会
• 错误检查和确认更快。

缺点

环形拓扑的缺点/劣势如下

• 单向流量。
• 单一环路的中断可能会导致整个网络中断。
• 当今高速局域网使得此拓扑不再流行。
• 在环形拓扑中，信号一直在循环，这会导致不必要的功耗。
• 环形网络的故障排除非常困难。
• 添加或删除计算机可能会干扰网络活动。

星形拓扑

在星形拓扑中，所有计算机都通过集线器连接。这根电缆称为中心节点，所有其他节点都通过此中心节点连接。它在局域网中最受欢迎，因为它们价格便宜且易于安装。

优点

星形拓扑的优点/好处如下

• 易于故障排除、设置和修改。
• 只有发生故障的节点会受到影响。其他节点仍然可以工作。
• 节点少且网络流量非常低时性能更快。
• 在星形拓扑中，设备的添加、删除和移动很容易。

缺点

使用星形的缺点/劣势如下

• 如果集线器或集线器发生故障，连接的节点将无法使用。
• 星形拓扑的安装成本很高。
• 繁重的网络流量有时会大大减慢总线的速度。
• 性能取决于集线器的容量
• 损坏的电缆或不正确的端接可能会导致网络中断。

网状拓扑

网状拓扑具有独特的网络设计，网络中的每个计算机都连接到其他所有计算机。它在网络的所有设备之间建立 P2P（点对点）连接。它提供了高级别的冗余，因此即使一条网络电缆发生故障，数据仍然可以通过替代路径到达目的地。

网状拓扑的类型

• 部分网状拓扑：在此类拓扑中，大多数设备都以与完整拓扑几乎相同的方式连接。唯一的区别是少数设备仅与两到三个设备连接。

• 完整网状拓扑：在此拓扑中，所有节点或设备都直接相互连接。

优点

网状拓扑的优点/好处如下

• 网络可以在不中断当前用户的情况下进行扩展。
• 比其他局域网拓扑需要更多功能。
• 没有流量问题，因为节点具有专用链接。
• 专用链接可帮助您消除流量问题。
• 网状拓扑非常稳定。
• 它有多个链接，所以如果任何一条路径被阻塞，则可以使用其他路径进行数据通信。
• P2P 链接使故障识别隔离过程变得容易。
• 通过将所有系统连接到中心节点，它可以帮助您避免网络故障。
• 每个系统都有其隐私和安全。

缺点

• 安装复杂，因为每个节点都连接到每个节点。
• 由于使用了更多的电缆，因此成本昂贵。系统未得到充分利用。
• 实现复杂。
• 它需要更多空间来运行专用链接。
• 由于布线量和输入输出的数量，实施成本很高。
• 它需要大量的空间来运行电缆。

树状拓扑

树状拓扑有一个根节点，所有其他节点都连接形成一个层次结构。因此，它也被称为分层拓扑。这种拓扑将各种星形拓扑集成到一个总线中，因此它被称为星形总线拓扑。树状拓扑是一种非常常见的网络，类似于总线和星形拓扑。

优点

树状拓扑的优点/好处如下

• 一个节点的故障永远不会影响网络的其余部分。
• 节点扩展快速简便。
• 错误检测是一个简单的过程
• 易于管理和维护

缺点

树状拓扑的缺点/劣势如下

• 它是一个布线量很大的拓扑
• 如果添加更多节点，则其维护会很困难
• 如果集线器或集线器发生故障，连接的节点也将无法使用。

混合拓扑

混合拓扑结合了两种或多种拓扑。您可以在上述架构中看到，由此产生的网络不呈现一种标准的拓扑。

例如，正如您在上面的图像中看到的，在一个部门的办公室中，使用了星形和 P2P 拓扑。当连接两种不同的基本网络拓扑时，总是会产生混合拓扑。

优点

混合拓扑的优点/好处如下

• 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
• 它是可扩展的，因此您可以增加网络大小

缺点

• 混合拓扑的设计很复杂
• 它是最昂贵的流程之一

如何选择网络拓扑？

以下是一些在组织中创建网络时选择最佳拓扑的重要考虑因素

• 总线拓扑安装网络肯定是最便宜的。
• 如果您想使用较短的电缆或计划将来扩展网络，那么星形拓扑是您的最佳选择。
• 完整网状拓扑在理论上是理想的选择，因为每个设备都连接到其他所有设备。
• 如果您想在网络中使用双绞线电缆，那么您应该构建星形拓扑。

摘要

拓扑	是什么	图片
P2P	网络由两台计算机之间的直接链接组成
总线	使用一根电缆连接所有节点
环形	每个设备都有两个相邻的设备用于通信
星形	所有计算机都通过集线器连接。
网状	网状拓扑具有独特的网络设计，网络中的每台计算机都与其他所有计算机连接。
树状	树状拓扑有一个根节点，所有其他节点都连接形成层次结构。
混合拓扑	混合拓扑结合了两种或多种拓扑