2010年一级建造师辅导：通信网的类型及拓扑结构_中大网校
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2010年一级建造师辅导：通信网的类型及拓扑结构
发表时间：日15:38 来源：中大网校
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通信网的类型及拓扑结构
（一）通信网的类型
1．按业务类型分，可分为电话通信网（如PSTN、移动通信网等）、数据通信网（如X.25, Internet、帧中继网等）、广播电视网等。
2．按空间距离和覆盖范围分，可分为广域网、城域网和局域网。
3．按信号传输方式分，可分为模拟通信网和数字通信网。
4．按运营方式分，可分为公用通信网和专用通信网。
（二）通信网的拓扑结构
在通信网中，所谓拓扑结构是指构成通信网的节点之间的互连方式。
基本的拓扑结构有：网状网、星形网、环形网、总线型网、复合型网等。
1． 网状网：
.结构：所形成的网络链路较多，形成的拓扑结构象网状。
.具有代表性的网形网就是完全互连网(网内任意两节点间均由直达线路连接)。
.具有N 个节点的完全互连网需要有1/2?N?（N 一1 ）条传输链路。
.优点：线路冗余度大，网络可靠性高，任意两点间可直接通信；
.缺点: 线路利用率低(N 值较大时传输链路数将很大)，网络成本高，另外网络的扩容也不方便，每增加一个节点，就需增加N条线路。
.适用场合：通常用于节点数目少，又有很高可靠性要求的场合。
2．星形网又称辐射网
.结构：星形结构由一个功能较强的转接中心S以及一些各自连到中心的从节点组成。
.具有N 个节点的星形网共需（N 一1 ）条传输链路。
.优点：与网形网相比，降低了传输链路的成本，提高了线路的利用率
.缺点: 网络的可靠性差，一旦中心转接节点发生故障或转接能力不足时，全网的通信都会受到影响。
.适用场合：传输链路费用高于转接设备、可靠性要求又不高的场合，以降低建网成本。
3．复合型网
.结构：是由网状网和星形网复合而成的。它以星形网为基础，在业务量较大的转接交换中心之间采用网状网结构.
.优点：兼并了网状网和星形网的优点。整个网络结构比较经济，且稳定性较好。
.适用场合：规模较大的局域网和电信骨干网中广泛采用分级的复合型网络结构。
4．总线型网属于共享传输介质型网络
.结构：网中的所有节点都连至一个公共的总线上，任何时候只允许一个用户占用总线发送或接送数据。
.优点：需要的传输链路少，节点间通信无需转接节点，控制方式简单，增减节点也很方便；
.缺点：网络服务性能的稳定性差，节点数目不宜过多，网络覆盖范围也较小。
.适用场合：主要用于计算机局域网、电信接入网等网络中。
.结构：网中所有节点首尾相连，组成一个环。
.N个节点的环网需要N条传输链路。环网可以是单向环，也可以是双向环。
.优点：是结构简单，容易实现，双向自愈环结构可以对网络进行自动保护；
.缺点：是节点数较多时转接时延无法控制，并且环形结构不好扩容。
.适用场合：目前主要用于计算机局域网、光纤接入网、城域网、光传输网等网络中。
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课程名称 网络设备
授课年级 高一
学校 电子职校
章节名称 网络拓扑结构 计划学时 1课时
学会识别不同的网络拓扑结构。
能分别判断出网络拓扑结构的异同处。
学会不同网络拓扑结构的使用场合。
设计思路 通过模拟构建的工作场景，使学生能够以工作过程的形式进行学习。
教学环节 教学内容、所用时间、教师活动、学生活动
作为学校的网络管理员，必须对园区网的整个网络结构了如指掌，这样在工作时可以快速的进行分析与判断，通过阅读网络拓扑图，网络管理员可以对校园园区网有一个全面的了解。
新课教学 一、网络拓扑
网络拓扑定义了各种计算机、网络终端、网络设备的连接方式。换句话说，网络拓扑就是描述了通行用的线缆和网络设备的布局以及数据传输时所采用的路径。网络拓扑会在很大程度上影响网络如何工作。
一般意义上的网络拓扑是指物理拓扑。物理拓扑是指物理结构上各种设备和传输介质的布局。常见的网络物理拓扑有：总线型、环型、星型、扩展星型、树型、网状等。
1：总线型拓扑结构
总线型（bus topology）也称为线性总线，它使用一根线缆来连接所有设备，如图所示。线缆相继连接各台计算机，就像一条公交线路穿越一个城市。在主线缆末端必须有终结器，阻止电信号从末端反射回线缆中形成无码。
2：环形拓扑结构
环型（ring topology）是LAN连接中另一种重要的拓扑结构，所有主机都连成一个环或圆。网络中所有设备共享一条线缆，并且数据只沿一个方向传输，如图所示。每台设备必须等待直到轮到它发送数据的时候才能发送数据。早期的令牌环网络就是一种环型网络，但随着以太星型和扩展星型的发展，令牌环网络已经被逐步的取代。
3：星型拓扑结构
星型（star topology）是以太网中最普遍使用的物理拓扑结构，如图所示。星型拓扑结构有一个中心汇集点（如集线器、交换机、路由器等），所有的线缆分段都在这个设备上集中。网络中每台主机都通过独立的线缆连接到中心设备。
星型拓扑的特点是每台主机都是通过独立线缆连接中心设备，该线缆的故障只影响连接的主机，而不会影响到网络中其他的主机，所以在以太网中大都使用星型拓扑结构组网。
4：扩展星型拓扑结构
扩展星型（extended-star topology）是星型网络扩展到包含连接到其他主要网络设备的额外网络设备，如图所示。可以这么说，扩展星型拓扑就是把一个个小的星型拓扑再组成一个大的星型拓扑。
5：树型拓扑结构
树型（Hierarchical topology）和扩展星型拓扑类似。它们的主要不同之处在于树型拓扑没有一个中心节点，而是使用一个根节点。其他节点再从该节点引出，如图所示。
6：网状拓扑结构
网状（mesh topology）结构中，所有设备或节点都两两相连以提供冗余性和容错型，如图所示。这种网络结构可以确保每个设备在连接的其中一条线路故障时，仍能用过其他链路进行数据传输，但是相对的需要事先铺设的线路随着网络节点的增多而变的异常之大。这种网络拓扑的成本较高，只有在路由器之间的WAN中才采用。
二、网络的发展
1、计算机网络的起源
计算机网络技术从它诞生之日起，就以惊人的速度和广泛的应用在不断的发展。计算机网络的发展是伴随着社会需求的不断增加和通信技术的不断完善、成熟而出现。虽然从20世纪中期出现计算机网络到现在不过几十年的历史，但它经历了简单到复杂、从低级到高级、从局部地区到全球共建、从专业领域到社会生活的发展过程。
最早的计算机网络通信是出现在20世纪五六时年代，计算机具有了通信功能。当时人们需要将分散不同地理位置的多个终端，通过通信线路连接到一台中心计算机上，以集中处理的方式来处理不同地域的用户数据。
第二阶段是以美国的ARPANET 的组建为标识，并伴随着分组技术的发展。ARPANET是现代计算机网络的雏形，它使用户可以通过本地终端使用本地计算机上的所有资源，也可以使用网络中任何其他地理位置上的计算机资源，从而达到计算机资源的共享。
第三阶段是20世纪70年代开始。随着ARPANET技术的不断成熟与推广，局域网、广域网、公用分组交换网等发展迅速，各大计算机生产厂商和独立的研究机构纷纷发展自己的计算机网络，计算机网络在社会生活中的应用出现了第一次的飞跃。但随之而来的就是各种网络体系和网络协议各自为政，难以融合，从而限制了计算机网络的进一步发展。直到国际标准化组织提出了ISO/OSI七层网络参考模型后，网络结构与技术才有了一个全球统一的标准。
第四个阶段从上世纪90年代开始，迅速发展的信息高速公路、国际互联网、无线网络和网络安全等，是计算机网络出现了第二次的飞跃。Internet作为全球的网际网和大型信息系统，在现代社会的经济
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16页12页12页16页18页15页14页13页14页15页什么的网络拓扑结构,常见的有哪几种?_百度知道
什么的网络拓扑结构,常见的有哪几种?
我有更好的答案
应该是3种网络拓扑结构是指用传输媒体互连各种设备的物理布局。将参与LAN工作的各种设备用媒 体互连在一起有多种方法,实际上只有几种方式能适合LAN的工作。 如果一个网络只连接几台设备,最简单的方法是将它们都直接相连在一起，这种连接称为点对点连接。用这种方式形成的网络称为全互连网络,如图1所示。图中有6个设备，在全互连 情况下,需要15条传输线路。如果要连的设备有n个,所需线路将达到n(n-1)/2条!显而易见,这 种方式只有在涉及地理范围不大，设备数很少的条件下才有使用的可能。即使属于这种环境, 在LAN技术中也不使用。这里所以给出这种拓扑结构，是因为当需要通过互连设备(如路由器) 互连多个LAN时,将有可能遇到这种广域网(WAN)的互连技术。 目前大多数LAN使用的拓扑结构有3种: ① 星行拓扑结构 ② 环行拓扑结构 ③ 总线型拓扑结构 1.星型拓扑结构 星型结构是最古老的一种连接方式，大家每天都使用的电话都属于这种结构，如图3所示。其中,图2(a)为电话网的星型结构,图2(b)为目前使用最普遍的以太网星型结构,处于 中心位置的网络设备称为集线器,英文名为Hub。 电话网的星行结构 以Hub为中心的结构 这种结构便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点,也带来了易于维护和安全等优点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信但这种结构非常不利的一点是,中心系统必须具有极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份,以提高系统的可靠性。 2.环型网络拓扑结构 环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户,直到将所有端用户连成环型,如图3所示。这种结构显而易见消除了端用户通信时对中心系统的依赖性。 环行结构的特点是,每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作。于是,便有上游端用户和下游端用户之称。例如图5中,用户N是用户N+1的上游端用户,N+1是N的下游端用户。如果N+1端需将数据发送到N端，则几乎要绕环一周才能到达N端。 3.总线拓扑结构 总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式,也就是说，连接端用户的物理媒体由所有设备共享，如图4所示。使用这种结构必须解决的一个问题是确保端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。在点到点链路配置时,这是相当简单的。如果这条链路是半双工操作，只需使用很简单的机制便可保证两个端用户轮流工作。在一点到多点方式中,对线路的访问依靠控制端的探询来确定。然而，在LAN环境下,由于所有数据站都是平等的,不能采取上述机制。对此，研究了一种在总线共享型网络使用的媒体访问方法:带有碰撞检测的载波侦听多路访问,英文缩写成CSMA/CD。 这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据，其它端用户必须等待到获得发送权。媒体访问获取机制较复杂。尽管有上述一些缺点,但由于布线要求简单,扩充容易,端用户失效、增删不影响全网工作,所以是LAN技术中使用最普遍的一种。
此时，网络需对全网进行拓扑和访问控制机制的调整。全连接网状中，每一个节点和网中其它节点均有链路连接，网络延伸距离有限，网络容纳节点数有限。在总线上只要有一个点出现连接问题，它们之间的通信.树型结构树型结构实际上是星型结构的一种变形，都会影响网上的所有设备、建网容易、控制相对简单，各种类型的入网机器均与该中心节点有物理链路直接相连，或逆时针方向。
环型结构的优点是一次通信信息在网中传输的最大传输延迟是固定的；每个网上节点只与其他两个节点有物理链路直接互连，因此，能够较好地处理。总线拓扑网络通常是用T型BNC连接器将计算机直接连到同轴电缆主干上。其结构如图1-4所示。3.环型结构 环型结构是将各台连网的计算机用通信线路连接成一个闭合的环，如图1-3所示。在环型结构的网络中，信息按固定方向流动，或顺时针方向，就可进行网络重新配置。由于星型网络上的所有数据都要通过中心设备，在单环系统上出现的任何错误，传输控制机制较为简单，实时性强，并在中心设备汇集，星型拓扑维护起来比较容易，要将错误隔离到某个网段，一旦一个节点不工作。其缺点是属集中控制，很容易增加或删除节点，但当可接受的分支点达到极限时.网状结构网状结构分为全连接网状和不完全连接网状两种形式，比其他拓扑结构使用的电缆要少。配置简单。但这种网络关系复杂。总线拓扑网络通常把短电缆（分支电缆）用电缆接头连接到一条长电缆（主干）上去。不完全连接网中，就必须重新敷设主干电缆，主节点负载过重。4，依靠其它节点转接。这种网络的优点是节点间路径多.总线结构总线结构是比较普遍采用的一种方式，它将所有的入网计算机均接入到一条通信线上，任一节点或连线的故障均影响其所在支路网络的正常工作、红外等）点到点和多点传输为特征，为防止信号反射、增加或改变集线器某个端口的连接。每台设备都直接连到环上。缺点是一个节点出现故障可能会终止全网运行，因此可靠性较差。为了克服可靠性差的问题，有的网络采用具有自愈功能乃?结构，可靠性低，通信线路利用率低1.星型结构星型结构的优点是结构简单，碰撞和阻塞可大大减少，局部的故障不会影响整个网络的正常工作。
一个星型拓扑可以隐在另一个星型拓扑里而形成一个树型或层次型网络拓扑结构。
相对其他网络拓扑来说安装比较困难，比其他网络拓扑使用的电缆要多，它将原来用单独链路直接连接的节点通过多级处理主机进行分级连接，如图1-5所示。这种结构与星型结构相比降低了通信线路的成本，但增加了网络复杂性。网络中除最低层节点及其连线外。5，或通过一个接口设备和分支电缆连到环上。
在初始安装时，环型拓扑网络比较简单、企业网，可靠性高；网络扩充和主机入网比较灵活、简单。 星型结构是以一个节点为中心的处理系统。广域网中一般用不完全连接网状结构。6.蜂窝拓扑结构 蜂窝拓扑结构是无线局域网中常用的结构。它以无线传输介质（微波、卫星，一般在总线两端连有终结器匹配线路阻抗，总线结构的优点是信道利用率较高，结构简单。受故障影响的设备范围大。受故障影响的设备少。总线拓扑网络相对来说容易安装，只需敷设主干电缆，自动切换到另一环路工作，会影响整个网络的正常运行。目前在局域网中多采用此种结构。相对来说比较维护困难，因为在排除介质故障时。2，重新配置的难度也增加，对环的最大长度和环上设备总数有限制。可以很容易地找到电缆的故障点，建网不易，网络控制机制复杂，因此较为复杂。
环型拓扑是一个点到点的环型结构，两节点之间不一定有直接链路连接。受故障影响的设备范围大，价格相对便宜。缺点是同一时刻只能有两个网络节点相互通信。随着网上节点的增加。主干两端连有终结器匹配线路阻抗，是一种无线网，适用于城市网、校园网。容易进行重新配置，只需移去
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缺点：环网中的每个结点均成为网络可靠性的瓶颈，任意结点出现故障都会造成网络瘫痪。 2. 星型拓扑结构 每个结点都由一条单独的通信线路与中心结点连结，维护方便，适用于汇集信息的应用要求，环中数据只能单向传输。 优点：结构简单计算机网络的拓扑结构是指网络中各个站点相互连接的形式；出现故障诊断较为困难。最著名的总线拓扑结构是以太网（Ethernet）;星型拓扑则是以一台设备作为中央连接点,各工作站都与它直接相连形成星型;而环型拓扑就是将所有站点彼此串行连接.混合型拓扑结构 就是两种或两种以上的拓扑结构同时使用。优点，可靠性不高. 环形拓扑结构 各结点通过通信线路组成闭合回路、布线容易、可靠性较高，易于扩充。缺点：资源共享能力较低：中心结点是全网络的可靠瓶颈。顾名思义,总线型其实就是将文件服务器和工作站都连在称为总线的一条公共电缆上。优点：系统可靠性高：网络配置挂包那里难度大。 最基本的网络拓扑结构有：环形拓扑，是建设计算机网络的第一步，是实现各种网络协议的基础，比较容易扩展，但是结构复杂;把这三种最基本的拓扑结构混合起来运用自然就是混合型了。 计算机网络的拓扑结构是引用拓扑学中研究与大小，形状无关的点。 1. 总线拓扑结构 是将网络中的所有设备通过相应的硬件接口直接连接到公共总线上，结点之间按广播方式通信，一个结点发出的信息，总线上的其它结点均可“收听”到。 优点：结构简单，总线成为整个网络的瓶颈，线关系的方法。把网络中的计算机和通信设备抽象为一个点，把传输介质抽象为一条线，由点和线组成的几何图形就是计算机网络的拓扑结构。网络的拓扑结构反映出网中个实体的结构关系：所有的数据都需经过总线传送，另外故障诊断也较困难。最著名的环形拓扑结构网络是令牌环网（Token Ring） 4. 树型拓扑结构 是一种层次结构，结点按层次连结，信息交换主要在上下结点之间进行，相邻结点或同层结点之间一般不进行数据交换：可以对网络的基本拓扑取长补短。缺点. 网状拓扑结构 又称作无规则结构，结点之间的联结是任意的，没有规律，它对网络的性能。 优点,且总线两端必须有终结器。
6：结构简单、容易实现、星形拓扑、总线拓扑三个，每一结点都与多点进行连结，因此必须采用路由算法和流量控制方法。目前广域网基本上采用网状拓扑结构。优点：连结简单，任何一个工作站或链路的故障都会影响整个网络的运行。 5，是局域网常采用的拓扑结构。缺点,像链子一样构成一个环形回路,在局域网中明确一点讲就是文件服务器，适合使用光纤，传输距离远，传输延迟确定、工作站和电缆等的连接形式.现在最主要的拓扑结构有总线型拓扑，中心结点出现故障会导致网络的瘫痪。 3、便于管理，连接点的故障容易监测和排除。缺点，系统的可靠性与通信费用都有重大影响、星型拓扑、环型拓扑以及它们的混合型
采纳率：59%
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