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  • 剖析局域网拓扑结构

    2013-01-17 17:41:09
    2010-10-27 16:00通过对局域网内所采用的操作系统分析,我们可以发现目前常用的主要有两种基本的局域网类型...... p>一、局域网的类型 通过对局域网内所采用的操作系统分析,我们可以发现目前常用的主要有两种基本的...


    2010-10-27 16:00通过对局域网内所采用的操作系统分析,我们可以发现目前常用的主要有两种基本的局域网类型...... p>一、局域网的类型

      通过对局域网内所采用的操作系统分析,我们可以发现目前常用的主要有两种基本的局域网类型:

      ●对等网络(Peer-to-Peer Networks)

      没有指定服务器的网络,每一台连接在此网络上的电脑既是服务器,又是客户机,每台电脑都可由用户自行决定如何与网络内的其他用户分享资源。举个实际例子来说,一个办公室内每台机电脑均采用Windows 95/98操作系统,大家在同一个工作组内,彼此分享资源,没有特定的服务器。

      ●基于服务器的网络(Server-based Networks)

      至少有一台电脑主机用于服务器功能的网络,其余电脑不用分享任何信息,全部数据都存储于中央服务器,其中服务器可以扮演几个角色:文件和打印服务器、应用服务器、电子邮件服务器、传真服务器、通信服务器等等。例如:一个网络内有一台或多台电脑主机采用WINNT/Netware/UNIX/LINUX操作系统,担当服务器的角色,其他连接在这个网络中的电脑将需要与别人分享的信息上传至服务器中,服务器负责设定网络内其余电脑访问共享资源的不同权限,保证共享资源的安全。

    二、局域网的拓扑结构(Network Toplogy)

      拓扑结构的含义:在设计局域网时,根据网络不同的用途以及布线实际现场的情况所决定的局域网以何种物理方式连接。目前常见的局域网拓扑结构有如下几种:

      总线网(Bus network)
      星型网(Star network)
      环形网(Ring network)
      双环形网(Dual-ring network)

      1、总线网(Bus network)

    剖析局域网拓扑结构 - 梦幻骑士 - 梦幻骑士

     总线网是局域网结构中最简单的连接办法,这种网络内所有的电脑主机、打印机等等左右的外设都连在同一根电缆线上,连接缆线常使用同轴电缆。如图所示:
      两台在一个总线型局域网内的电脑主机通信时,其中的一台主机将数据发送到总线网络上时,它附带了一个目标主机的网卡MAC地址,只有网卡MAC与这个数据包内所带地址一样的主机才能接收到这个数据包。
      由于所有计算机的信息都必须在同一根电缆线上传输,难免会出现信息冲突堵塞的情况,这意味着同一时刻,在一个总线网上只能有一个主机可以发送数据。因此? 最常见的总线型局域网形式以太网(Ethernet)为例,为了保证能够实现这个前提,它采用了载波检测多路侦听(Carries Sense Multiple Access with Collision Detection,简称CSMA/CD)方法来进行冲突检测。举个例子说明其工作方式:假如总线型网络上一个主机想要传输数据,但是它检测到总线网上已经有数据了,那么它必须等到网络清除数据以后方才能够发送,如果同一时间内网络上有两个主机同时发送数据,那么就会产生冲突(Collision),此时,CSMA/CD检测机制将会让其中的一台主机发出一个"通道拥挤"信号,这个信号将使冲突时间延长至该局域网上所有主机均检测到此冲突。然后,两台发生冲突的主机都将随机等待一段时间后再次尝试发送数据,避免再次发生信息冲突情况。总线形网络的弱点在于网路上任何一台主机发生故障则全网随之瘫痪。

      总线型网络上的布缆标准

      ●10BASE2 也称为窄以太网,允许同轴缆线网络的最长距离达到185米。
      ●10BASE5 也成为宽以太网,允许同轴缆线网络的最长距离达到500米。

      总线型网络常用的网络硬件

      ●BNC连接器

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      BNC全称为英国海军连接器(British Naval Connector),它使总线型网络中不同粗细的同轴线缆可以连接在一起,每一台主机都通过网卡和T型连接器连接到网络上。需要注意的是,在总线型网络的末端必须使用一个阻抗为50欧姆的终结器吸收废弃的数据包,保证整个网络的完整性。

     ●AUI连接器
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      用于宽以太网线和窄以太网间的连接缆线的转接。
      2、星形网
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      星形网中所有的主机和其他设备均通过一个中央连接单元或是集线器(HUB)连接在一起,因其连接模型形状酷似发光的星星而得名。它的优势在于扩充简单方便、网络内可以混用多种传输媒体、分支线路故障不会影响全网的安全稳定运行、多台主机可以同时发送信息等。
      星型网络上的布缆标准
      星型网络的布线标准采用10BASE -T,也就是采用较为便宜双绞线代替同轴电缆作为整个网络的连接缆线。
      星型网络中的常用的网络硬件
      ●1类双绞线:使用普通的UTP电话线,只能运载声音信号,不能运载数据信号。
      ●2类双绞线:保证数据传输速率可以最高可以达到4Mbps
      ●3类双绞线:保证数据传输速率可以最高可以达到10Mbps
      ●4类双绞线:保证数据传输速率可以最高可以达到16Mbps
      ●5类双绞线:保证数据传输速率可以最高可以达到100Mbps
      ●超5类双绞线:保证数据传输速率可以最高可以达到1000Mbps或以上
      3、环形网(Ring Network)
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    环形局域网中全部的计算机连接成一个逻辑环,数据沿着环传输,通过每一台计算机。环形局域网数据传输的模式比较特殊:逻辑环路内始终存在一个"令牌(token passing)"信号,它沿着整个逻辑环路传输,需要发送信息的源主机首先需要捕捉到这个"令牌"信号,然后将其状态标示变为"令牌忙",宣布占用网络传输数据,然后将"令牌"原有的数据替换其想要传输的数据,然后加上目标主机的网卡MAC地址发送出去,此数据包通过网络上的一台台主机传送到目的主机,目的主机收到数据后将"令牌"数据修改表明其已经成功收到数据,当此"令牌"沿环形网络回传到源主机时,源主机将"令牌"状态恢复为"令牌空闲",清除数据,并将"令牌"交给逻辑环路中的下一台主机。环形网的优点在于网络数据传输不会出现冲突和堵塞情况,但同时也有物理链路资源浪费多,而且环路构架脆弱,环路中任何一台主机故障即造成整个环路崩溃。

      4、双环形网(Dual Ring Network)

      双环形网弥补了环形网容易崩溃的弱点,它一般采用光纤分布式数据接口(Fiber Distributed Data Interface,简称FDDI),它可以用于局域网和城域网,其最大传输速率达100Mbps,最大环长度62公里。在运行原理上,双环形网与环形网不完全一样,它可以拥有多个帧同时在环内传输,因此速率得到大幅度提高。

      双环网其中的一个称为主环,一个称为二环,一般情况下主环传输所有的数据二环空闲,只有当主环有了故障之后二环才开始启用。

      FDDI网使用的主要介质是光纤电缆,其优点在于:

      ●FDDI网更加安全,应为不反射可能被窃听的电磁信号;
      ●FDDI网不使用重复器来加强信号也能使信号传输很长的距离;
      ●FDDI网没有电磁噪声。

     

     

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  • 一、常见的局域网拓扑结构 网络中计算机等设备要实现互联,就需要以一定结构方式进行连接,这种连接方式就叫做"拓扑结构",通俗地讲这些网络设备如何连接在一起。目前常见网络拓扑结构主要有以下四大类: ...

    一、常见的局域网拓扑结构  

      网络中的计算机等设备要实现互联,就需要以一定的结构方式进行连接,这种连接方式就叫做"拓扑结构",通俗地讲这些网络设备如何连接在一起的。目前常见的网络拓扑结构主要有以下四大类:

        (1)星型结构  

        (2)环型结构  

        (3)总线型结构  

        (4)星型和总线型结合的复合型结构  

     

     

      下面我们分别对这几种网络拓朴结构进行一一介绍。  

     

     

      1. 星型结构  

      这种结构是目前在局域网中应用得最为普遍的一种,在企业网络中几乎都是采用这一方式。星型网络几乎是Ethernet(以太网)网络专用,它是因网络中的各工作站节点设备通过一个网络集中设备(如集线器或者交换机)连接在一起,各节点呈星状分布而得名。这类网络目前用的最多的传输介质是双绞线,如常见的五类线、超五类双绞线等。  

      这种拓扑结构网络的基本特点主要有如下几点:   

      (1)容易实现:它所采用的传输介质一般都是采用通用的双绞线,这种传输介质相对来说比较便宜,如目前正品五类双绞线每米也仅1.5元左右,而同轴电缆最便宜的也要2.00元左右一米,光缆那更不用说了。这种拓扑结构主要应用于IEEE 802.2、IEEE 802.3标准的以太局域网中;  

      (2)节点扩展、移动方便:节点扩展时只需要从集线器或交换机等集中设备中拉一条线即可,而要移动一个节点只需要把相应节点设备移到新节点即可,而不会像环型网络那样"牵其一而动全局";  

      (3)维护容易;一个节点出现故障不会影响其它节点的连接,可任意拆走故障节点;  

      (4)采用广播信息传送方式:任何一个节点发送信息在整个网中的节点都可以收到,这在网络方面存在一定的隐患,但这在局域网中使用影响不大;  

      (5)网络传输数据快:这一点可以从目前最新的1000Mbps到10G以太网接入速度可以看出。  

      其实它的主要特点远不止这些,但因为后面我们还要具体讲一下各类网络接入设备,而网络的特点主要是受这些设备的特点来制约的,所以其它一些方面的特点等我们在后面讲到相应网络设备时再补充。

     

     

      

      2. 环型结构 

      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"。  

      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。

     

     

       
          3. 总线型结构  

      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,如后面我们将要讲的ATM网、Cable Modem所采用的网络等都属于总线型网络结构。  

      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。

     

     

     

    4. 混合型拓扑结构  

      这种网络拓扑结构是由前面所讲的星型结构和总线型结构的网络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的限制。这种网络拓扑结构同时兼顾了星型网与总线型网络的优点,在缺点方面得到了一定的弥补。

     

      

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  • 1、星形网络拓扑结构: 以一台中心处理机(通信设备)为主而构成网络,其它入网机器仅与该中心处理机之间有直接物理链路,中心处理机采用分时或轮询方法为入网机器服务,所有数据必须经过中心处理机。 星...
    1、星形网络拓扑结构:    
    
    以一台中心处理机(通信设备)为主而构成的网络,其它入网机器仅与该中心处理机之间有直接的物理链路,中心处理机采用分时或轮询的方法为入网机器服务,所有的数据必须经过中心处理机。
    星形网的特点:
    
    (1)网络结构简单,便于管理(集中式);
    
    (2)每台入网机均需物理线路与处理机互连,线路利用率低;
    
    (3)处理机负载重(需处理所有的服务),因为任何两台入网机之间交换信息,都必须通过中心处理机;
    
    (4)入网主机故障不影响整个网络的正常工作,中心处理机的故障将导致网络的瘫痪。
    
    适用场合:局域网、广域网。
    
    2、总线形网络拓扑结构:
    所有入网设备共用一条物理传输线路,所有的数据发往同一条线路,并能够由附接在线路上的所有设备感知。入网设备通过专用的分接头接入线路。总线网拓扑是局域网的一种组成形式。
    总线网的特点:
    
    (1)多台机器共用一条传输信道,信道利用率较高;
    
    (2)同一时刻只能由两台计算机通信;
    
    (3)某个结点的故障不影响网络的工作;
    
    (4)网络的延伸距离有限,结点数有限。
    
    适用场合:局域网,对实时性要求不高的环境。
    3、环形网络拓扑结构: 
        入网设备通过转发器接入网络,每个转发器仅与两个相邻的转发器有直接的物理线路。环形网的数据传输具有单向性,一个转发器发出的数据只能被另一个转发器接收并转发。所有的转发器及其物理线路构成了一个环状的网络系统。
    环形网特点:
    
    (1)实时性较好(信息在网中传输的最大时间固定); 
    
    (2)每个结点只与相邻两个结点有物理链路;
    
    (3)传输控制机制比较简单;
    
    (4)某个结点的故障将导致物理瘫痪;
    
    (5)单个环网的结点数有限。
     
    适用场合:局域网,实时性要求较高的环境。 
     
    4、网状网络拓扑结构: 
    
        利用专门负责数据通信和传输的结点机构成的网状网络,入网设备直接接入结点机进行通信。网状网络通常利用冗余的设备和线路来提高网络的可靠性,因此,结点机可以根据当前的网络信息流量有选择地将数据发往不同的线路。
    适用场合: 
    
        主要用于地域范围大、入网主机多(机型多)的环境,常用于构造广域网络。

    转载于:https://my.oschina.net/zouziwen/blog/713275

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  • 1.混合型结构概述 混合型网络拓扑结构是指多种结构(如星型结构、环型结构、总线型结构)单元组成结构,但常见是由星型结构和总线型结构结合在一起组成,如图3—1 O所示。   网络型拓扑结构更...
    1.混合型结构概述 

    混合型网络拓扑结构是指多种结构(如星型结构、环型结构、总线型结构)单元组成的结构,但常见的是由星型结构和总线型结构结合在一起组成的,如图3—1 O所示。

     

    网络型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(因为双绞线的单段最大长度要远小于同轴电缆和光纤),而同时又解决了总线型网络在连接用户数量的限制。如图3—10所示只是一种简单的混合型网络结构,实际上的混合结构网络主要应用于多层建筑物中。其中采用同轴电缆或光纤的“总线’’用于垂直布线,基本上不连接工作站,只是连接各楼层中各公司的核心交换机,而其中的星型网络则体现在各楼层中各用户网络中,如图3—11所示。

     

    这种网络拓扑结构主要用于较大型的局域网中,如果一个单位有几栋在地理位置上分布较远(当然是同一小区中)的建筑物,或者分布在多个楼层中。不过现在也基本上不用这种混合型的网络结构了,而都是采用分层星型(也就相当于树型结构)结构,因为在一般的20层以内的楼中,1 00米的双绞线就可以满足(通常采用大对数双绞线,如25对,每对的一端连接一个中心交换机端口,另一端连接各楼层交换机的端口),如图3—1 2所示。如果距离过远,如高楼层,或者多建筑物之间的网络互联,则可以用光纤作为传输介质,无论哪一种,传输性能均要比总线型连接方式好许多。

     

    2.混合型拓扑结构的主要特点

    混合型拓扑结构主要有以下几个方面的特点。

    应用广泛
    这主要是因它解决了星型和总线型拓扑结构的不足,满足了大公司组网的实际需求。目 前在一些智能化的信息大厦中的应用非常普遍。在一幢大厦中,各楼层间采用光纤作为总线 传输介质,一方面可以保证网络传输距离,另一方面,光纤的传输性能要远好于同轴电缆, 所以,在传输性能上也给予了充分保证。当然投资成本会有较大增加,在一些较小建筑物中 也可以采用同轴电缆作为总线传输介质。各楼层内部仍普遍采用使用双绞线星型以太网。 扩展灵活
    这主要是继承了星型拓扑结构的优点。但由于仍采用广播式的消息传送方式,所以在总 线长度和节点数量上也会受到限制,不过在局域网中的影响并不是很大。 性能差
    因为其骨干网段(总线段)采用总线网络连接方式,所以各楼层和各建筑物之间的网络 互联性能较差,仍局限于最高1 6Mbps的速率。另外,这种结构网络具有总线型网络结构的 弱点,网络速率会随着用户的增多而下降。当然在采用光纤作为传输介质的混合型网络中, 这些影响还是比较小的。 较难维护
    这主要受到总线型网络拓扑结构的制约,如果总线断,则整个网络也就瘫痪了,但是如 果是分支网段出了故障,则不影响整个网络的正常运作。再一个就是整个网络非常复杂,维 护起来不容易。
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局域网采用的拓扑结构