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网络拓扑

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  • 发布时间:2013/9/17 8:59:56
  • 作者:银河电气

一、网络拓扑的定义

  网络拓扑(Topology)结构是指用传输介质互连各种设备的物理布局。指构成网络的成员间特定的物理的即真实的、或者逻辑的即虚拟的排列方式。计算机连接的方式叫做“网络拓扑结构”(Topology)。网络拓扑是指用传输媒体互连各种设备的物理布局,特别是计算机分布的位置以及电缆如何通过它们。设计一个网络的时候,应根据自己的实际情况选择正确的拓扑方式。每种拓扑都有它自己的优点和缺点。在实际生活中,计算机与网络设备要实现互联,就必须使用一定的组织结构进行连接,这种组织结构就叫做“拓扑结构”。网络拓扑结构形象地描述了网络的安排和配置方式,以及各节点之间的相互关系,通俗地说,“拓扑结构”就是指这些计算机与通讯设备是如何连接在一起的。

  在设计网络拓扑结构时,我们经常会遇到如“节点”、“结点”、“链路”和“通路”这四个术语。

1、节点

  一个“节点”其实就是一个网络端口。节点又分为“转节点”和“访问节点”两类。“转节点”的作用是支持网络的连接,它通过通信线路转接和传递信息,如交换机、网关、路由器、防火墙设备的各个网络端口等;而“访问节点”是信息交换的源点和目标  点,通常是用户计算机上的网卡接口。如我们在设计一个网络系统时,通常所说的共有××个节点,其实就是在网络中有多个要配置IP地址的网络端口。

2、结点

  一个“结点”是指一台网络设备,因为它们通常连接了多个“节点”,所以称之为“结点”。在计算机网络中的结点又分为链路结点和路由结点,它们就分别对应的是网络中的交换机和路由器。从网络中的结点数多少就可以大概知道你的计算机网络规模和基本结构了。

3、链路

  “链路”是两个节点间的线路。链路分物理链路和逻辑链路(或称数据链路)两种,前者是指实际存在的通信线路,由设备网络端口和传输介质连接实现;后者是指在逻辑上起作用的网络通路,由计算机网络体系结构中的数据链路层标准和协议来实现。如果链路层协议没有起作用,数据链路也就无法建立起来。

4、通路

  “通路”从发出信息的节点到接收信息的节点之间的一串节点和链路的组合。也就是说,它是一系列穿越通信网络而建立起来的节点到节点的链路串连。它与“链路”的区别主要在于一条“通路”中可能包括多条“链路”。

二、网络拓扑的分类

1、星型结构

  星型结构是指各工作站以星型方式连接成网。网络有中央节点,其他节点(工作站、服务器)都与中央节点直接相连,这种结构以中央节点为中心,因此又称为集中式网络。它具有如下特点:结构简单,便于管理;控制简单,便于建网;网络延迟时间较小,传输误差较低。但缺点也是明显的:成本高、可靠性较低、资源共享能力也较差。

2、环型结构

  环型结构由网络中若干节点通过点到点的链路首尾相连形成一个闭合的环,这种结构使公共传输电缆组成环型连接,数据在环路中沿着一个方向在各个节点间传输,信息从一个节点传到另一个节点。

3、总线型结构

  总线结构是指各工作站和服务器均挂在一条总线上,各工作站地位平等,无中心节点控制,公用总线上的信息多以基带形式串行传递,其传递方向总是从发送信息的节点开始向两端扩散,如同广播电台发射的信息一样,因此又称广播式计算机网络。各节点在接受信息时都进行地址检查,看是否与自己的工作站地址相符,相符则接收网上的信息。

4、混合拓扑结构

  混合拓扑结构是由星型结构或环型结构和总线型结构结合在一起的网络结构,这样的拓扑结构更能满足较大网络的拓展,解决星型网络在传输距离上的局限,而同时又解决了总线型网络在连接用户数量上的限制。

5、分布式结构

  分布式结构的网络是将分布在不同地点的计算机通过线路互连起来的一种网络形式,分布式结构的网络具有如下特点:由于采用分散控制,即使整个网络中的某个局部出现故障,也不会影响全网的操作,因而具有很高的可靠性;网中的路径选择最短路径算法,故网上延迟时间少,传输速率高,但控制复杂;各个节点间均可以直接建立数据链路,信息流程最短;便于全网范围内的资源共享。缺点为连接线路用电缆长,造价高;网络管理软件复杂;报文分组交换、路径选择、流向控制复杂;在一般局域网中不采用这种结构。

  DMC300分布式测控系统是湖南银河电气针对电力自动化及工控领域日益复杂的电磁环境而研发的一种基于现场光纤总线技术、前端数字化技术的集散式测控系统(DCS系统)。

  DMC300分布式测控系统由我公司自主研发的DM系列分布式测试子站DC系列分布式I/O子站DMC300数字主机及其安装在上位机的DMC300分布式测控系统软件等组成。输入信号在前端由分布式测控子站转化成数字信号,经光纤与DMC300数字主机之间进行数据交换,通讯采用自主研发的AnyWay-bus现场光纤总线技术,与上位机测控管理软件可迅速构建高性能、可灵活扩展的虚拟仪器测控系统。为了能够更好的满足新一代物联网的需要, 该系统可通过网络接口与外部互联网进行连接,实现数据交互与资源共享。

6、树型结构

  树型结构是分级的集中控制式网络,与星型相比,它的通信线路总长度短,成本较低,节点易于扩充,寻找路径比较方便,但除了叶节点及其相连的线路外,任一节点或其相连的线路故障都会使系统受到影响。

7、网状拓扑结构

  在网状拓扑结构中,网络的每台设备之间均有点到点的链路连接,这种连接不经济,只有每个站点都要频繁发送信息时才使用这种方法。它的安装也复杂,但系统可靠性高,容错能力强。有时也称为分布式结构。

8、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、红外等)点到点和多点传输为特征,是一种无线网,适用于城市网、校园网、企业网。 

  作者:vfecc

  单位:湖南银河电气有限公司(www.vfe.cc


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