你不知道這6種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(你不知道這6種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn))
網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是指用傳輸媒體把計(jì)算機(jī)等各種設(shè)備互相連接起來的物理布局,是指互連過程中構(gòu)成的幾何形狀,它能表示出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站的網(wǎng)絡(luò)配置和互相之間的連接。
沒有兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)和構(gòu)建是相同的。一家企業(yè)的網(wǎng)絡(luò)部署目標(biāo)可能與另一家企業(yè)截然不同。網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人員需要根據(jù)業(yè)務(wù)目標(biāo)定制每個(gè)系統(tǒng)以滿足訪問、控制和性能級(jí)別。
這就是說,企業(yè)級(jí)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有其自身的局限性,因此網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人員必須根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行方式來構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)。大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?包括網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和補(bǔ)充軟件)都是靈活的,但它們也有一些特定的部署方法。
以下是六種流行的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)漕愋汀S行﹤鹘y(tǒng)拓?fù)浜苌偈褂茫硪恍﹦t更新并提供更高的性能、可靠性和安全性。讓我們看一下每種拓?fù)漕愋鸵约懊糠N拓?fù)涞倪\(yùn)行方式。
一、總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
總線型結(jié)構(gòu)是將網(wǎng)絡(luò)中的所有設(shè)備通過相應(yīng)的硬件接口直接連接到公共總線上,結(jié)點(diǎn)之間按廣播方式通信,一個(gè)結(jié)點(diǎn)發(fā)出的信息,總線上的其它結(jié)點(diǎn)均可“收聽”到。 總線型結(jié)構(gòu)就像一張樹葉,有一條主干線,主干線上面由很多分支。
總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下:
總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)如下:
結(jié)構(gòu)簡單,可擴(kuò)充性好;
當(dāng)需要增加節(jié)點(diǎn)時(shí),只需要在總線上增加一個(gè)分支接口便可與分支節(jié)點(diǎn)相連,當(dāng)總線負(fù)載不允許時(shí)還可以擴(kuò)充總線;
使用的電纜少,且安裝容易;
使用的設(shè)備相對(duì)簡單,可靠性高;
維護(hù)難,分支節(jié)點(diǎn)故障查找難。
總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下:
(1)組網(wǎng)費(fèi)用低:從示意圖可以這樣的結(jié)構(gòu)根本不需要另外的互聯(lián)設(shè)備,是直接通過一條總線進(jìn)行連接,所以組網(wǎng)費(fèi)用較低;
(2)這種網(wǎng)絡(luò)因?yàn)楦鞴?jié)點(diǎn)是共用總線帶寬的,所以在傳輸速度上會(huì)隨著接入網(wǎng)絡(luò)的用戶的增多而下降;
(3)網(wǎng)絡(luò)用戶擴(kuò)展較靈活:需要擴(kuò)展用戶時(shí)只需要添加一個(gè)接線器即可,但所能連接的用戶數(shù)量有限;
(4)維護(hù)較容易:單個(gè)節(jié)點(diǎn)失效不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常通信。但是如果總線一斷,則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)或者相應(yīng)主干網(wǎng)段就斷了。
(5)這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的缺點(diǎn)是一次僅能一個(gè)端用戶發(fā)送數(shù)據(jù),其它端用戶必須等待到獲得發(fā)送權(quán)。
二、星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
星型拓?fù)洌卜Q為中心輻射型拓?fù)洌褂弥醒牍?jié)點(diǎn)——通常是路由器或第2層或第3層交換機(jī)。與將傳輸?shù)膸唵蔚貜V播到所有連接的端點(diǎn)的總線拓?fù)洳煌切瓮負(fù)涫褂镁哂蓄~外內(nèi)置智能級(jí)別的組件。
第2層交換機(jī)在星型拓?fù)洳渴鹬芯S護(hù)動(dòng)態(tài)媒體訪問控制 (MAC) 地址表。該表將設(shè)備的MAC地址映射到其連接的物理交換機(jī)端口。當(dāng)數(shù)據(jù)包傳輸?shù)絃AN上的特定MAC地址時(shí),交換機(jī)會(huì)執(zhí)行MAC地址表查找以確定幀的目標(biāo)端口。這顯著減少了可能造成瓶頸的不必要的廣播流量。
使用第3層設(shè)備作為星形拓?fù)渲行墓?jié)點(diǎn)可以使IP尋址和路由表以流量轉(zhuǎn)發(fā)為目標(biāo)并將其發(fā)送到單個(gè)目的地。
星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下:
星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下:
(1)控制簡單。任何一站點(diǎn)只和中央節(jié)點(diǎn)相連接,因而介質(zhì)訪問控制方法簡單,致使訪問協(xié)議也十分簡單。易于網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控和管理。
(2)故障診斷和隔離容易。中央節(jié)點(diǎn)對(duì)連接線路可以逐一隔離進(jìn)行故障檢測(cè)和定位,單個(gè)連接點(diǎn)的故障只影響一個(gè)設(shè)備,不會(huì)影響全網(wǎng)。
(3)方便服務(wù)。中央節(jié)點(diǎn)可以方便地對(duì)各個(gè)站點(diǎn)提供服務(wù)和網(wǎng)絡(luò)重新配置。
總的來說星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)相對(duì)簡單,便于管理,建網(wǎng)容易,是目前局域網(wǎng)普采用的一種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。采用星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的局域網(wǎng),一般使用雙絞線或光纖作為傳輸介質(zhì),符合綜合布線標(biāo)準(zhǔn),能夠滿足多種寬帶需求。
盡管物理星型拓?fù)涞膶?shí)施費(fèi)用高于物理總線拓?fù)洌欢切屯負(fù)涞膬?yōu)勢(shì)卻使其物超所值。每臺(tái)設(shè)備通過各自的線纜連接到中心設(shè)備,因此某根電纜出現(xiàn)問題時(shí)只會(huì)影響到那一臺(tái)設(shè)備,而網(wǎng)絡(luò)的其他組件依然可正常運(yùn)行。這個(gè)優(yōu)點(diǎn)極其重要,這也正是所有新設(shè)計(jì)的以太網(wǎng)都采用的物理星型拓?fù)涞脑蛩凇?/p>
三、環(huán)形網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
環(huán)形結(jié)構(gòu)各結(jié)點(diǎn)通過通信線路組成閉合回路,環(huán)中數(shù)據(jù)只能單向傳輸,信息在每臺(tái)設(shè)備上的延時(shí)時(shí)間是固定的,特別適合實(shí)時(shí)控制的局域網(wǎng)系統(tǒng)。環(huán)形結(jié)構(gòu)就如一串珍珠項(xiàng)鏈,環(huán)形結(jié)構(gòu)上的每臺(tái)計(jì)算機(jī)就是項(xiàng)鏈上的一個(gè)個(gè)珠子。
環(huán)形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下:
實(shí)際上大多數(shù)情況下這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)不會(huì)是所有計(jì)算機(jī)真的要連接成物理上的環(huán)型,一般情況下,環(huán)的兩端是通過一個(gè)阻抗匹配器來實(shí)現(xiàn)環(huán)的封閉的,因?yàn)樵趯?shí)際組網(wǎng)過程中因地理位置的限制不方便真的做到環(huán)的兩端物理連接。
環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)如下:
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,故簡化了路徑選擇的控制;
環(huán)路上各節(jié)點(diǎn)都是自舉控制,故控制軟件簡單;
由于信息源在環(huán)路中是串行地穿過各個(gè)節(jié)點(diǎn),當(dāng)環(huán)中節(jié)點(diǎn)過多時(shí),勢(shì)必影響信息傳輸速率,使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間延長;
環(huán)路是封閉的,不便于擴(kuò)充;
可靠性低,一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障,將會(huì)造成全網(wǎng)癱瘓;
維護(hù)難,對(duì)分支節(jié)點(diǎn)故障定位較難。
環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下:
(1)這種網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)一般僅適用于IEEE 802.5的令牌網(wǎng)(Token ring network),在這種網(wǎng)絡(luò)中,"令牌"是在環(huán)型連接中依次傳遞。所用的傳輸介質(zhì)一般是同軸電纜。
(2)這種網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)也非常簡單,投資最小。可以從其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)示意圖中看出,組成這個(gè)網(wǎng)絡(luò)除了各工作站就是傳輸介質(zhì)--同軸電纜,以及一些連接器材,沒有價(jià)格昂貴的節(jié)點(diǎn)集中設(shè)備,如集線器和交換機(jī)。但也正因?yàn)檫@樣,所以這種網(wǎng)絡(luò)所能實(shí)現(xiàn)的功能最為簡單,僅能當(dāng)作一般的文件服務(wù)模式;
(3)傳輸速度較快:在令牌網(wǎng)中允許有16Mbps的傳輸速度,它比普通的10Mbps以太網(wǎng)要快許多。當(dāng)然隨著以太網(wǎng)的廣泛應(yīng)用和以太網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,以太網(wǎng)的速度也得到了極大提高,目前普遍都能提供100Mbps的網(wǎng)速,遠(yuǎn)比16Mbps要高。
(4)維護(hù)困難:從其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)可以看到,整個(gè)網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)間是直接串聯(lián),這樣任何一個(gè)節(jié)點(diǎn)出了故障都會(huì)造成整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的中斷、癱瘓,維護(hù)起來非常不便。另一方面因?yàn)橥S電纜所采用的是插針式的接觸方式,所以非常容易造成接觸不良,網(wǎng)絡(luò)中斷,而且這樣查找起來非常困難,這一點(diǎn)相信維護(hù)過這種網(wǎng)絡(luò)的人都會(huì)深有體會(huì)。
(5)擴(kuò)展性能差:也是因?yàn)樗沫h(huán)型結(jié)構(gòu),決定了它的擴(kuò)展性能遠(yuǎn)不如星型結(jié)構(gòu)的好,如果要新添加或移動(dòng)節(jié)點(diǎn),就必須中斷整個(gè)網(wǎng)絡(luò),在環(huán)的兩端作好連接器才能連接。
四、樹型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
樹形拓?fù)涫且环N層次結(jié)構(gòu),當(dāng)以網(wǎng)絡(luò)圖的形式繪制時(shí),節(jié)點(diǎn)像樹一樣鏈接和排列。網(wǎng)絡(luò)專業(yè)人員通常會(huì)部署具有核心層、分布層和接入層的樹形拓?fù)洹?/p>
樹的頂部是核心層,它負(fù)責(zé)從網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)部分到另一個(gè)部分的高速傳輸。樹中間的分布層執(zhí)行與核心類似的傳輸職責(zé),但在更本地化的級(jí)別上。分布層也是網(wǎng)絡(luò)管理員應(yīng)用訪問控制列表和服務(wù)質(zhì)量策略的地方。樹的底部是訪問層,端點(diǎn)設(shè)備在此連接到網(wǎng)絡(luò)。
葉脊網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涫且环N樹形拓?fù)洌跀?shù)據(jù)中心越來越流行。葉脊拓?fù)鋱?jiān)持樹的層次結(jié)構(gòu)e 模型但只有兩層,而不是傳統(tǒng)的三層。 葉脊網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)組件負(fù)責(zé)整個(gè)數(shù)據(jù)中心的高速傳輸; 葉交換機(jī)與主干節(jié)點(diǎn)完全匹配,負(fù)責(zé)將應(yīng)用程序、數(shù)據(jù)庫和存儲(chǔ)服務(wù)器連接到數(shù)據(jù)中心。
樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下:??????
樹形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)如下:
網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)簡單,便于管理;
控制簡單,建網(wǎng)容易;
網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間較短,誤碼率較低;
網(wǎng)絡(luò)共享能力較差;
通信線路利用率不高;
中央結(jié)點(diǎn)負(fù)荷太重。
樹型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下:
(1)易于擴(kuò)充。樹形結(jié)構(gòu)可以延伸出很多分支和子分支,這些新節(jié)點(diǎn)和新分支都能容易地加入網(wǎng)內(nèi)。
(2)故障隔離較容易。如果某一分支的節(jié)點(diǎn)或線路發(fā)生故障,很容易將故障分支與整個(gè)系統(tǒng)隔離開來。
(3)各個(gè)節(jié)點(diǎn)對(duì)根節(jié)點(diǎn)的依賴性太大。如果根發(fā)生故障,則全網(wǎng)不能正常工作。
五、網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
網(wǎng)狀拓?fù)涫橇硪环N非分層結(jié)構(gòu),其中每個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)直接連接到所有其他節(jié)點(diǎn)。網(wǎng)狀拓?fù)浯_保了巨大的網(wǎng)絡(luò)彈性,因?yàn)槿绻B接斷開,既不會(huì)發(fā)生中斷也不會(huì)丟失連接。相反,流量只是沿著不同的路徑重新路由。
使用網(wǎng)狀拓?fù)涞娜秉c(diǎn)是它增加了架構(gòu)的復(fù)雜性。如果網(wǎng)格使用有線鏈路,這也會(huì)顯著增加所需的網(wǎng)絡(luò)電纜數(shù)量。為避免布線問題,企業(yè)通常將網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)歸入無線系統(tǒng),例如基于Wi-Fi的網(wǎng)狀部署。
網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖如下:???????
網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下:
(1) 網(wǎng)絡(luò)可靠性高,一般通信子網(wǎng)中任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)交換機(jī)之間,存在著兩條或兩條以上的通信路徑,這樣,當(dāng)一條路徑發(fā)生故障時(shí),還可以通過另一條路徑把信息送至節(jié)點(diǎn)交換機(jī)。
(2) 網(wǎng)絡(luò)可組建成各種形狀,采用多種通信信道,多種傳輸速率。
(3) 網(wǎng)內(nèi)節(jié)點(diǎn)共享資源容易。
(4) 可改善線路的信息流量分配。
(5) 可選擇最佳路徑,傳輸延遲小。
網(wǎng)狀形網(wǎng)是廣域網(wǎng)中最常采用的一種網(wǎng)絡(luò)形式,是典型的點(diǎn)到點(diǎn)結(jié)構(gòu)。在網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中,網(wǎng)絡(luò)的每臺(tái)設(shè)備之間均有點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路連接,這種連接不經(jīng)濟(jì),只有每個(gè)站點(diǎn)都要頻繁發(fā)送信息時(shí)才使用這種方法。它的安裝也復(fù)雜,但系統(tǒng)可靠性高,容錯(cuò)能力強(qiáng)。有時(shí)也稱為分布式結(jié)構(gòu)。
六、混合網(wǎng)絡(luò)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
混合型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是指同時(shí)使用上面的5種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)種兩種或兩種以上的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是由星型結(jié)構(gòu)和總線型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)合在一起的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),這樣的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)更能滿足較大網(wǎng)絡(luò)的拓展,解決星型網(wǎng)絡(luò)在傳輸距離上的局限,而同時(shí)又解決了總線型網(wǎng)絡(luò)在連接用戶數(shù)量的限制。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)同時(shí)兼顧了星型網(wǎng)與總線型網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn),在缺點(diǎn)方面得到了一定的彌補(bǔ)。
混合型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下:
(1)應(yīng)用廣泛
這主要是因它解決了星型和總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的不足,滿足了大公司組網(wǎng)的實(shí)際需求。目前在一些智能化的信息大廈中的應(yīng)用非常普遍。在一幢大廈中,各樓層間采用光纖作為總線傳輸介質(zhì),一方面可以保證網(wǎng)絡(luò)傳輸距離,另一方面,光纖的傳輸性能要遠(yuǎn)好于同軸電纜, 所以,在傳輸性能上也給予了充分保證。當(dāng)然投資成本會(huì)有較大增加,在一些較小建筑物中 也可以采用同軸電纜作為總線傳輸介質(zhì)。各樓層內(nèi)部仍普遍采用使用雙絞線星型以太網(wǎng)。
(2)擴(kuò)展靈活
這主要是繼承了星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。但由于仍采用廣播式的消息傳送方式,所以在總 線長度和節(jié)點(diǎn)數(shù)量上也會(huì)受到限制,不過在局域網(wǎng)中的影響并不是很大。
(3)性能差
因?yàn)槠涔歉删W(wǎng)段(總線段)采用總線網(wǎng)絡(luò)連接方式,所以各樓層和各建筑物之間的網(wǎng)絡(luò) 互聯(lián)性能較差,仍局限于最高1 6Mbps的速率。這種結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)具有總線型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的 弱點(diǎn),網(wǎng)絡(luò)速率會(huì)隨著用戶的增多而下降。當(dāng)然在采用光纖作為傳輸介質(zhì)的混合型網(wǎng)絡(luò)中, 這些影響還是比較小的。
(4)較難維護(hù)
這主要受到總線型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的制約,如果總線斷,則整個(gè)網(wǎng)絡(luò)也就癱瘓了,但是如果是分支網(wǎng)段出了故障,則不影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的正常運(yùn)作。再一個(gè)就是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)非常復(fù)雜,維 護(hù)起來不容易。