什么是拓撲結構

　　計算機網絡拓撲結構是指網絡中各個站點相互連接的形式，在局域網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。現在最主要的拓撲結構有總線型拓撲、星形拓撲、環形拓撲、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；而環形拓撲就是將所有站點彼此串行連接，像鏈子一樣構成一個環形回路；把這三種最基本的拓撲結構混合起來運用自然就是混合型了！

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

　　拓撲結構的分類

　　1、總線型拓撲

　　總線型拓撲是一種基于多點連接的拓撲結構，　是將網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上。總線拓撲結構使用一條所有PC都可訪問的公共通道，每臺PC只要連一條線纜即可。在總線型拓撲結構中，所有網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，故總線型網絡也被稱為廣播式網絡。 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量的結點。 最著名的總線拓撲結構是以太網（Ethernet）。

　　總線布局的特點：結構簡單靈活，非常便于擴充；可靠性高，網絡響應速度快；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，即一個結點發送所有結點都可接收。

　　在總線兩端連接的器件稱為端結器（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生不必要的干擾。總線型網絡結構是目前使用最廣泛的結構，也是最傳統的一種主流網絡結構，適合于信息管理系統、辦公自動化系統領域的應用。

　　2、環型拓撲

　　環形網中各結點通過環路接口連在一條首尾相連的閉合環形通信線路中，就是把每臺PC連接起來，數據沿著環依次通過每臺PC直接到達目的地，環路上任何結點均可以請求發送信息。請求一旦被批準，便可以向環路發送信息。環形網中的數據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。 由于環線公用，一個結點發出的信息必須穿越環中所有的環路接口，信息流中目的地址與環上某結點地址相符時，信息被該結點的環路接口所接收，而后信息繼續流向下一環路接口，一直流回到發送該信息的環路接口結點為止。 特別適合實時控制的局域網系統。 在環行結構中每臺PC都與另兩臺PC相連每臺PC的接口適配器必須接收數據再傳往另一臺。因為兩臺PC之間都有電纜，所以能獲得好的性能。 最著名的環形拓撲結構網絡是令牌環網（Token Ring）。

　　3、樹形拓撲結構

　　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。 它是總線型結構的擴展，它是在總線網上加上分支形成的，其傳輸介質可有多條分支，但不形成閉合回路，樹形網是一種分層網，其結構可以對稱，聯系固定，具有一定容錯能力，一般一個分支和結點的故障不影響另一分支結點的工作，任何一個結點送出的信息都可以傳遍整個傳輸介質，也是廣播式網絡。一般樹形網上的鏈路相對具有一定的專用性，無須對原網做任何改動就可以擴充工作站。 它是一種層次結構，結點按層次連結，信息交換主要在上下結點之間進行，相鄰結點或 同層結點之間一般不進行數據交換。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，數據依次往下傳優點是布局靈活但是故障檢測較為復雜，PC環不會影響全局。

　　4、星形拓撲結構

　　星形拓撲結構是一種以中央節點為中心，把若干外圍節點連接起來的輻射式互聯結構，各結點與中央結點通過點與點方式連接，中央結點執行集中式通信控制策略，因此中央結點相當復雜，負擔也重。 這種結構適用于局域網，特別是近年來連接的局域網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，所有的數據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，這種結構需要大量的電纜，星形拓撲可以看成一層的樹形結構，不需要多層PC的訪問權爭用。星形拓撲結構在網絡布線中較為常見。

　　以星形拓撲結構組網，其中任何兩個站點要進行通信都要經過中央結點控制。中央節點的主要功能有：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。由于這種拓撲結構，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、網狀拓撲

　　網狀拓撲又稱作無規則結構，結點之間的聯結是任意的，沒有規律。就是將多個子網或多個局域網連接起來構成網際拓撲結構。在一個子網中，集線器、中繼器將多個設備連接起來，而橋接器、路由器及網關則將子網連接起來。根據組網硬件不同，主要有三種網際拓撲。

　　總線型拓撲結構優缺點

　　優點：

　　（1）網絡結構簡單，節點的插入、刪除比較方便，易于網絡擴展。

　　（2）設備少、造價低，安裝和使用方便。

　　（3）具有較高的可靠性。因為單個節點的故障不會涉及整個網絡。

　　缺點：

　　（1）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。當節點發生故障，隔離起來還比較方便，一旦傳輸介質出現故障時，就需要將整個總線切斷。

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

　　（4）分布式協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。

　　總線型拓撲結構適用場景

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