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  • 常见的四种拓扑结构图
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    2021-07-31 08:37:14

    局域网拓扑结构是指网络中结点的互连构形,是网络的接线图

    大多数局域网使用以下三种基本拓扑之一:1.环形 2.总线形 3.星形

    其他许多的拓扑,例如星形连接环,星形总线,树,或分布式网络,是三种基本拓扑结构的混合组合或者变种。

    (一)环形拓扑:由一些中继器和连接中继器的点到点链路组成一个闭合环。

    每个中继器都与两条链路相连。中继器是一种比较简单的设备,它能够接受从一条链路上传下来的数据,将信号再生放大,并以相同的速度串行地把该数据送到另一条链路上,而不再中继器中缓存。

    这种链路是单向的,也就是说,只能在一个方向上传输数据,而且所有的链路都按照同一个方向传输,这样,数据就在一个方向上围绕着环进行循环。

    由于多个设备共享一个环,因此需要对此进行控制,以便确定每个站在什么时候可以把分组放在环上。这种功能是用分布控制的形式完成的,每个站都有控制发送和接受的访问逻辑。

    环形拓扑的优点:

    1.电缆长度短。

    2.无需接线盒。

    3.可用光纤。

    环形拓扑缺点:

    1.结点故障引起全网故障。

    2.诊断故障困难。

    3.不易重新配置网络。

    4.拓扑结构影响介质访问协议。

    常用环形拓扑的网络有令牌环网,FDDI(光纤分布式数据接口)和CDDI(铜线电缆分布式数据接口)网络。

    (二)总线拓扑总线拓扑结构采用单根传输线作为传输介质,所有站点都通过相应的硬件接口直接连接到传输介质上,或称总线上。任何一个站点发送的信号都可以沿着介质双向传播,而且能被其他所有站接受(广播方式)。

    所有站点共享一条公用的传输链路,所以一次只能有一个设备传输信号,这就需要有一种访问控制策略,来决定下一次那个站可以发送,通常采用分布式控制策略。

    这种拓扑结构减轻了网络的通信处理负担,他仅仅是一个无源的传输介质,而通信处理分布在各站点进行。

    总线拓扑的优点:

    1.电缆长度短,容易布线。

    2.可靠性高。

    3.易于扩充。

    总线拓扑的缺点:1.故障诊断困难。

    2.故障隔离困难。

    3.中继器配置。

    4.站点必须是智能的。

    采用总线拓扑的最常用的网络有10Base2 以太网,10Base5以太网以及ARCnet网。

    (三)星形拓扑

    星形拓扑是由中央结点和通过点到点链路接到中央结点的各站点组成。

    中央结点执行集中式通信控制策略,因此,中央结点相当复杂,而各个站的通信处理负担都很小。一个站要传送数据首先向中央结点发出请求,要求与目的站建立连接,连接建立后,该站才向目的站发送数据。这种拓扑采用集中式通信控制策略,所有的通信均由中央结点控制,中央结点必须建立和维持许多并行数据通路。中央结点的结构非常复杂,而每个站的通信处理负担很小,只需要满足点到点链路简单的通信要求,结构简单。

    采用星形拓扑的交换方式有线路交换和报文交换,尤其以线路交换更为普遍。现有的数据处理和声音通信的信息网大都采用这种拓扑结构。目前流行的PBX(专用交换机)就是星形拓扑的典型实例。一旦建立了通道连接,可以没有延迟地在连通的两个站之间传送数据。

    星形拓扑的优点:1、配置方便

    2.每个连接点只接一个设备

    3.集中控制和故障诊断容易

    4.简单的介质访问协议

    星形拓扑缺点:1.电缆长度长,安装复杂。

    2.扩展困难。

    3.依赖于中央结点。

    常见的物理布局采用星形拓扑的网络有10BaseT以太网,100BaseT以太网,令牌环网,ARCnet网,FDDI网络,CDDI网络,ATM网等。

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    第十期安防弱电资料包内容

    后台有朋友问到计算机的拓扑结构,今天我们就来看下几种常见的计算机网络结构。

    拓扑结构一般指点和线的几何排列或组成的几何图形。

    计算机网络的拓扑结构是指一个网络的通信链路和结点的几何排列或物理布局图形。

    链路是网络中相邻两个结点之间的物理通路,结点指计算机和有关的网络设备,甚至指一个网络。

    按拓扑结构,计算机网络可分为以下五类。

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    一、总线型

    这种网络拓扑结构中所有设备都直接与总线相连,它所采用的介质一般也是同轴电缆(包括粗缆和细缆),不过现在也有采用光缆作为总线型传输介质的,如ATM网、Cable Modem所采用的网络等都属于总线型网络结构。

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    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。

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    总线型结构的网络特点如下:结构简单,可扩充性好;

    当需要增加节点时,只需要在总线上增加一个分支接口便可与分支节点相连,当总线负载不允许时还可以扩充总线;

    使用的电缆少,且安装容易;

    使用的设备相对简单,可靠性高;

    维护难,分支节点故障查找难。

    这种结构具有以下几个方面的特点:(1)组网费用低:从示意图可以这样的结构根本不需要另外的互联设备,是直接通过一条总线进行连接,所以组网费用较低;

    (2)这种网络因为各节点是共用总线带宽的,所以在传输速度上会随着接入网络的用户的增多而下降;

    (3)网络用户扩展较灵活:需要扩展用户时只需要添加一个接线器即可,但所能连接的用户数量有限;

    (4)维护较容易:单个节点失效不影响整个网络的正常通信。但是如果总线一断,则整个网络或者相应主干网段就断了。

    (5)这种网络拓扑结构的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。

    二、环形结构

    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。

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    这种结构的网络形式主要应用于令牌网中,在这种网络结构中各设备是直接通过电缆来串接的,最后形成一个闭环,整个网络发送的信息就是在这个环中传递,通常把这类网络称之为"令牌环网"。

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    实际上大多数情况下这种拓扑结构的网络不会是所有计算机真的要连接成物理上的环型,一般情况下,环的两端是通过一个阻抗匹配器来实现环的封闭的,因为在实际组网过程中因地理位置的限制不方便真的做到环的两端物理连接。

    这种拓扑结构的网络主要有如下几个特点:(1)这种网络结构一般仅适用于IEEE 802.5的令牌网(Token ring network),在这种网络中,"令牌"是在环型连接中依次传递。所用的传输介质一般是同轴电缆。

    (2)这种网络实现也非常简单,投资最小。可以从其网络结构示意图中看出,组成这个网络除了各工作站就是传输介质--同轴电缆,以及一些连接器材,没有价格昂贵的节点集中设备,如集线器和交换机。但也正因为这样,所以这种网络所能实现的功能最为简单,仅能当作一般的文件服务模式;

    (3)传输速度较快:在令牌网中允许有16Mbps的传输速度,它比普通的10Mbps以太网要快许多。当然随着以太网的广泛应用和以太网技术的发展,以太网的速度也得到了极大提高,目前普遍都能提供100Mbps的网速,远比16Mbps要高。

    (4)维护困难:从其网络结构可以看到,整个网络各节点间是直接串联,这样任何一个节点出了故障都会造成整个网络的中断、瘫痪,维护起来非常不便。另一方面因为同轴电缆所采用的是插针式的接触方式,所以非常容易造成接触不良,网络中断,而且这样查找起来非常困难,这一点相信维护过这种网络的人都会深有体会。

    (5)扩展性能差:也是因为它的环型结构,决定了它的扩展性能远不如星型结构的好,如果要新添加或移动节点,就必须中断整个网络,在环的两端作好连接器才能连接。

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    环型结构具有如下特点:信息流在网中是沿着固定方向流动的,两个节点仅有一条道路,故简化了路径选择的控制;

    环路上各节点都是自举控制,故控制软件简单;

    由于信息源在环路中是串行地穿过各个节点,当环中节点过多时,势必影响信息传输速率,使网络的响应时间延长;

    环路是封闭的,不便于扩充;

    可靠性低,一个节点故障,将会造成全网瘫痪;

    维护难,对分支节点故障定位较难。

    星型结构

    星型拓扑结构是用一个节点作为中心节点,其他节点直接与中心节点相连构成的网络。中心节点可以是文件服务器,也可以是连接设备。常见的中心节点为集线器。

    星型拓扑结构的网络属于集中控制型网络,整个网络由中心节点执行集中式通行控制管理,各节点间的通信都要通过中心节点。每一个要发送数据的节点都将要发送的数据发送中心节点,再由中心节点负责将数据送到目地节点。因此,中心节点相当复杂,而各个节点的通信处理负担都很小,只需要满足链路的简单通信要求。

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    优点:(1)控制简单。任何一站点只和中央节点相连接,因而介质访问控制方法简单,致使访问协议也十分简单。易于网络监控和管理。

    (2)故障诊断和隔离容易。中央节点对连接线路可以逐一隔离进行故障检测和定位,单个连接点的故障只影响一个设备,不会影响全网。

    (3)方便服务。中央节点可以方便地对各个站点提供服务和网络重新配置。

    缺点:(1)需要耗费大量的电缆,安装、维护的工作量也骤增。

    (2)中央节点负担重,形成“瓶颈”,一旦发生故障,则全网受影响。

    (3)各站点的分布处理能力较低。

    总的来说星型拓扑结构相对简单,便于管理,建网容易,是目前局域网普采用的一种拓扑结构。采用星型拓扑结构的局域网,一般使用双绞线或光纤作为传输介质,符合综合布线标准,能够满足多种宽带需求。

    尽管物理星型拓扑的实施费用高于物理总线拓扑,然而星型拓扑的优势却使其物超所值。每台设备通过各自的线缆连接到中心设备,因此某根电缆出现问题时只会影响到那一台设备,而网络的其他组件依然可正常运行。这个优点极其重要,这也正是所有新设计的以太网都采用的物理星型拓扑的原因所在。

    扩展星型拓扑:

    如果星型网络扩展到包含与主网络设备相连的其它网络设备,这种拓扑就称为扩展星型拓扑。

    纯扩展星型拓扑的问题是:如果中心点出现故障,网络的大部分组件就会被断开。

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    4、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。

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    星形网络的特点是:网络结构简单,便于管理;

    控制简单,建网容易;

    网络延迟时间较短,误码率较低;

    网络共享能力较差;

    通信线路利用率不高;

    中央结点负荷太重。

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    某大学校园网结构示意图

    1. 优点

    易于扩充。树形结构可以延伸出很多分支和子分支,这些新节点和新分支都能容易地加入网内。

    故障隔离较容易。如果某一分支的节点或线路发生故障,很容易将故障分支与整个系统隔离开来。

    2. 缺点

    各个节点对根节点的依赖性太大。如果根发生故障,则全网不能正常工作。

    5、分布式结构 / 网状结构

    网状形网络如下图所示,其为分组交换网示意图。图种虚线以内部分为通信子网,每个结点上的计算机称为结点交换机。图中虚线以外的计算机(Host)和终端设备统称为数据处理子网或资源子网。

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    网状形网是广域网中最常采用的一种网络形式,是典型的点到点结构。

    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。

    网状拓扑的优点:

    (1) 网络可靠性高,一般通信子网中任意两个节点交换机之间,存在着两条或两条以上的通信路径,这样,当一条路径发生故障时,还可以通过另一条路径把信息送至节点交换机。

    (2) 网络可组建成各种形状,采用多种通信信道,多种传输速率。

    (3) 网内节点共享资源容易。

    (4) 可改善线路的信息流量分配。

    (5) 可选择最佳路径,传输延迟小。

    网状拓扑的缺点:

    (1) 控制复杂,软件复杂。

    (2) 线路费用高,不易扩充。

    网状拓扑结构一般用于Internet骨干网上,使用路由算法来计算发送数据的最佳路径。

    总结

    以上介绍了五种基本的网络拓扑结构,事实上以此为基础,还可构造出一些复合型的网络拓扑结构。例如,中国教育科研计算机网络(CERNET)可认为是网状形网、树形网和环形网的复合,如下图所示。其主干网为网状形结构,连接的每一所大学大多是树形结构或环形结构。

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    中国教育科研计算机网络拓扑图

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  • 常见神经网络结构拓扑图

    千次阅读 2021-03-19 11:38:18
    神经网络的结构呈指数型增长的趋势,下展示了多部分神经网络经典的拓扑结构。 P --> FF : 增加了一层隐藏层,所有节点为全连接 FF --> RBF : 使用径向基函数(Radical Basis Function,RBF)作为激活函数...

    神经网络的结构呈指数型增长的趋势,下图展示了多部分神经网络经典的拓扑结构。
    在这里插入图片描述
    P --> FF : 增加了一层隐藏层,所有节点为全连接


    FF --> RBF : 使用径向基函数(Radical Basis Function,RBF)作为激活函数,而不是逻辑函数。这使得神经网络可以处理连续的值。


    FF --> DFF : 使用了多层隐藏层,开启了深度学习的纪元。
    DFF --> RNN : 在神经网络中传递状态等信息,适用于上下文非常重要的情况。例如当过去的迭代或样本的决策会影响当前的决策时,常见的如文本信息。
    RNN --> LSTM : LSTM引入记忆单元,可以控制信息的记录和遗忘,可以处理长依赖信息。不仅可以处理文本,还可以处理视频,语音等。
    LSTM --> GRU : GRU是一种门结构不同的LSTM。与LSTM相比,它们消耗的资源更少,并且效果几乎相同。


    FF --> AE : 自动编码器用于分类,聚类和特征压缩,是一种无监督学习。
    AE --> VAE : 与AE相比,VAE压缩的是概率而不是特征。VAE关注的是两个事件中的连接性等问题。
    AE --> DAE : AE往往只是适应输入数据(这实际上是过度拟合的一个例子)。DAE在输入单元上增加了一点噪声—通过随机位,随机切换输入中的位等方式改变数据。
    AE --> SAE : 结构与AE中相同,但隐藏的单元数大于输入/输出层单元数。在某些情况下可以显示数据中某些隐藏的分组模式。


    FF --> MC : 马尔可夫链是非常古老的图概念,其中每个边都有一个概率。 在过去,它们被用来构造文本,如预测下一句话。MC可以用于基于概率的分类(例如贝叶斯过滤器),聚类(某种形式)以及有限状态机。


    DFF --> DCN : 引入了卷积核、池化层等操作。在图像处理领域较为常用。


    DFF --> GAN : GAN代表了一个庞大的双重网络家族,它由生成器和鉴别器组成。


    不同的网络拓扑结构其中的差异:

    • 隐藏层
      • AE和SAE中的结构信息完全相同,但中间隐藏层单元的多少决定了是对输入的压缩还是放大。
      • 感知机到FF,以及FF到DFF也因为隐藏层的数量不同而不同
    • 神经元
      • 神经元具有多样的类型,每一种类型为不同的任务和目的而设定,由此组成了多种多样的神经网络结构
    • 激活函数
      • FF和RBF仅仅是激活函数不同

    模型结构判断依据

    • 隐藏层
      • 数量
      • 结构
    • 神经元
      • 循环单元
      • 记忆单元
      • ···
    • 激活函数
    • 特征表示
      • 欧式空间
        • 稀疏表示
        • 稠密的表示
      • 非欧空间(图)
        • 频谱
        • 空间
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    星型拓扑

    星型拓扑结构是一个中心,多个分节点。它结构简单,连接方便,管理和维护都相对容易,而且扩展性强。网络延迟时间较小,传输误差低。中心无故障,一般网络没问题。中心故障,网络就出问题,同时共享能力差,通信线路利用率不高。

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    总线拓扑

    总线拓扑结构所有设备连接到一条连接介质上。总线结构所需要的电缆数量少,线缆长度短,易于布线和维护。多个结点共用一条传输信道,信道利用率高。但不找诊断故障。

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    环形拓扑

    环形拓扑结构是节点形成一个闭合环。工作站少,节约设备。当然,这样就导致一个节点出问题,网络就会出问题,而且不好诊断故障。

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    树形拓扑

    树形拓扑结构从总线拓扑演变而来。形状像一棵倒置的树, 顶端是树根,树根以下带分支,每个分支还可再带子分支,树根接收各站点发送的数据,然后再广播发送到全网。好扩展,容易诊断错误,但对根部要求高。

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    网形拓扑

    网形拓扑结构是应用最广泛的,它的优点是不受瓶颈问题和失效问题的影响,一天线路出问题,可以做其他线路,但太复杂,成本高。

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  • 计算机网络:计算机网络拓扑结构的五分类方式

    万次阅读 多人点赞 2020-12-06 23:59:18
    对于这五种拓扑结构的优缺点及其适用场合进行了相关的介绍!
  • 2、增加网络节点数量 网络拓扑结构: 1、直线型: 优点:连接简单。 缺点:容易造成网络瘫痪;信息传输安全性较差。 2、环形拓扑: 优点:其特点为信息的流动方向是固定的,两个结点仅有一条通路, 路径控制简单;...
  • 计算机网络的分类和拓扑结构

    千次阅读 2021-06-18 06:20:25
    计算机网络分类(按范围):1.WAN(wide area network 广域网,范围大,速度慢);2.MAN(metropolitan area network城域网);...网络的五种拓扑结构一.星型拓扑二.总线拓扑三.环型拓扑.树型拓扑五.网型拓扑一.星型拓...

空空如也

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常见的四种拓扑结构图