信息技術(shù) 第一冊（五年制高職）教案 2.2.2 網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)-文檔

2.2.2網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)“拓?fù)洹币辉~來源于拓?fù)鋵W(xué)。拓?fù)鋵W(xué)是幾何學(xué)的一個(gè)分支，它是把實(shí)體抽象成與其大小、形狀無關(guān)的點(diǎn)，將點(diǎn)—點(diǎn)之間的連接抽象成線段，進(jìn)而研究它們之間的關(guān)系。也就是將計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備抽象成節(jié)點(diǎn)，將節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)之間的通信線路抽象成鏈路，因此，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)被抽象成由一組節(jié)點(diǎn)和若干鏈路組成，這種由節(jié)點(diǎn)和鏈路組成的幾何圖形稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是組建各種網(wǎng)絡(luò)的基礎(chǔ)。不同的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)涉及不同的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對網(wǎng)絡(luò)性能、系統(tǒng)可靠性與通信費(fèi)用等都有重要的影響。（1）星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種以中央節(jié)點(diǎn)為中心，把若干外圍節(jié)點(diǎn)連接起來的輻射式互聯(lián)結(jié)構(gòu)。如網(wǎng)絡(luò)中以集線器或交換機(jī)作為中央結(jié)點(diǎn)，其他入網(wǎng)的計(jì)算機(jī)工作站、服務(wù)器等節(jié)點(diǎn)都與中央結(jié)點(diǎn)直接相連。中心節(jié)點(diǎn)采用分時(shí)或輪詢的方法為入網(wǎng)機(jī)器服務(wù)，所有的數(shù)據(jù)都必須經(jīng)過中央節(jié)點(diǎn)。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖1所示：圖1星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖①優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、連接方便、管理和維護(hù)都相對容易，擴(kuò)展性強(qiáng)；一個(gè)站點(diǎn)出了問題，不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行。②缺點(diǎn)：中心結(jié)點(diǎn)是全網(wǎng)絡(luò)的可靠瓶頸，中心結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障會(huì)引起整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的癱瘓；每臺(tái)入網(wǎng)機(jī)均需物理線路與中心處理機(jī)互連，線路利用率低。③適用場合：局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)。（2）環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)入網(wǎng)設(shè)備通過轉(zhuǎn)發(fā)器接入網(wǎng)絡(luò)，每個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器僅與兩個(gè)相鄰的轉(zhuǎn)發(fā)器有直接的物理線路。環(huán)形網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸具有單向性，一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)出的數(shù)據(jù)只能被另一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器接收并轉(zhuǎn)發(fā)。所有的轉(zhuǎn)發(fā)器及其物理線路構(gòu)成了一個(gè)環(huán)狀的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖2所示：圖2環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖①優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動(dòng)的，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)僅有一條道路，簡化了路徑選擇的控制；實(shí)時(shí)性較好，信息在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)淖畲髸r(shí)間固定。②缺點(diǎn)：環(huán)路是封閉的，不便于擴(kuò)充；可靠性低，環(huán)網(wǎng)中的每個(gè)結(jié)點(diǎn)均成為網(wǎng)絡(luò)可靠性的瓶頸，任意結(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障都會(huì)造成網(wǎng)絡(luò)癱瘓；單個(gè)環(huán)網(wǎng)的節(jié)點(diǎn)數(shù)有限。③適用場合：局域網(wǎng)，實(shí)時(shí)性要求較高的環(huán)境。最著名的環(huán)形結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)是令牌環(huán)網(wǎng)（TokenRing）。（3）總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線型結(jié)構(gòu)是將所有入網(wǎng)設(shè)備通過相應(yīng)的硬件接口直接連接到一條公共物理傳輸線路上，網(wǎng)絡(luò)中所有的站點(diǎn)共享一條數(shù)據(jù)通道，所有的數(shù)據(jù)發(fā)往同一條線路。由于各個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通過電纜直接連接，所以總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中所需要的電纜長度是最小的，但總線只有一定的負(fù)載能力，因此總線長度又有一定限制，一條總線只能連接一定數(shù)量的節(jié)點(diǎn)?？偩€型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖3所示：圖3總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖①優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單、布線容易、成本低，易于擴(kuò)充；多臺(tái)機(jī)器共用一條傳輸信道，信道利用率較高；某個(gè)站點(diǎn)的故障一般不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。②缺點(diǎn)：同一時(shí)刻只能由兩臺(tái)計(jì)算機(jī)通信；所有的數(shù)據(jù)都需經(jīng)過總線傳送，總線成為整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的瓶頸；出現(xiàn)故障診斷較為困難；另外，由于信道共享，連接的節(jié)點(diǎn)不宜過多，總線自身的故障會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓。③適用場合：局域網(wǎng)，對實(shí)時(shí)性要求不高的環(huán)境。（4）樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)樹形拓?fù)鋸目偩€拓?fù)溲葑兌鴣恚螤钕褚豢玫怪玫臉?，頂端是樹根，樹根以下帶分?每個(gè)分支還可再帶子分支。樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一種層次結(jié)構(gòu)，結(jié)點(diǎn)按層次連結(jié)，信息交換主要在上下結(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，相鄰結(jié)點(diǎn)或同層結(jié)點(diǎn)之間一般不進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖4所示：圖4樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖①優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點(diǎn)擴(kuò)充方便靈活；管理維護(hù)方便，故障隔離較容易。②缺點(diǎn)：根節(jié)點(diǎn)依賴性大，如發(fā)生故障，則全網(wǎng)不能正常工作。③適合場景：局域網(wǎng)環(huán)境。（5）網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)利用專門負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)通信和傳輸?shù)墓?jié)點(diǎn)機(jī)構(gòu)成的網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，入網(wǎng)設(shè)備直接接入節(jié)點(diǎn)機(jī)進(jìn)行通信。網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)通常利用冗余的設(shè)備和線路來提高網(wǎng)絡(luò)的可靠性，因此，節(jié)點(diǎn)機(jī)可以根據(jù)當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)信息流量有選擇地將數(shù)據(jù)發(fā)往不同的線路。網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如圖5所示：圖5樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖①優(yōu)點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)可靠性高，一般通信子網(wǎng)任意兩