星型网络拓朴结构详述

1、星型网络拓朴结构详述教学重点：1、星型网络拓朴结构的运用高考考点：常见的网络拓朴结构知识点地位：高考核心知识教学难点：1、复杂星型网络的构建教学过程:2一、复习知识1、网络拓朴结构的概念 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。 2、常见的网络拓朴结构 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31、星形拓扑的概念： 是由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成。 本节课复习的内容：4三、运用概况： 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

2、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 四、网络拓朴结构图示 5 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廉价，如目前正品五类双绞线每米也仅1.5元左右，而同轴电缆最廉价的也要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

3、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采用播送信息传送方式：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。五、星型网络拓扑结构网络的根本特点6六、星型网络拓扑结构的主要特点 各节点与中心节点连接，网络中任意两个结点的通信都要通过中心结点转接。单个结点故障不影响整体，但中心结点故障可导致整个网络瘫痪。 7七、星型网络拓扑结构运用实例1根本

4、星型结构单元 星型结构是目前应用最广、实用性最好的一种拓扑结构。无论在局域网中，还是在广域网中都可以见到它的身影(具体后面将介绍到)，但主要应用于有线双绞线以太局域网中。如以下图所示的是最简单的单台集线器或交换机(目前集线器已根本不用了，所以后面不再提及了)星型结构单元。它采用的传输介质是常见的双绞线和光纤，担当集中连接的设备是具有双绞线RJ一45以太网端口，或者各种光纤端口的集线器或交换机。89在上图中的星型网络结构单元中，所有效劳器和工作站等网络设备都集中连接在同一台交换机上。1现在的固定端口交换机最多可以有48个，或以上交换端口，所以这样一个简单的星型网络完全可以适用于用户节点数在40个

5、以内的小型企业，或者分支办公室选用。2模块式的交换机端口数可达1 00个以上，可以满足一个小型企业连接。但实际上这种连接方式是比较少见的，因为单独用一台模块式的交换机连接本钱还要远高于采用多台低端口密度的固定端口交换机级联方式。模块式交换机通常用于大中型网络的核心(骨干层)，或会聚层，小型网络很少使用。 103扩展交换端口的另一种有效方法就是堆叠了。有一些固定端口配置的交换机支持堆叠技术，通过专用的堆叠电缆连接，所有堆叠在一起的交换机都可作为单一交换机来管理，不仅可以使端口数量得到大幅提高(通常最多堆叠8台)，而且还可提高堆叠交换机中各端口实际可用的背板带宽，提高了交换机的整体交换性能。112

6、多级星型结构 复杂的星型网络就是在如图1所示的根底上通过多台交换机级联形成的，从而形成多级星型结构，满足更多、不同地理位置分布的用户连接和不同端口带宽需求。如以下图所示的是一个包含两级交换机结构的星型网络，其中的两层交换机通常为不同档次的，可以满足不同需求，核心(或骨干层)交换机要选择档次较高的，用于连接下级交换机、效劳器和高性能需求的工作站用户等，下面各级那么可以依次降低要求，以便于工作最大限度地节省投资。1213 当然，在实际的大中型企业网络中，其网络结构可能要比上图所示的复杂得多，还可能有三级，甚至四级交换机的级联(通常最多部署四级)，还可能有交换机的堆栈，如以下图所示网络结构中SS3

7、Switch 4400位置就是由两台这样的交换机堆栈组成的。 14153星型结构传输介质简介 因为在星型网络中通常是采用双绞线作为传输介质的(高档网络也有采用光纤的)，而单段双绞线的最大长度为1 OO米，集线设备放置在中心点，这样每一个采用此种结构的集线设 备所能连接的网络范围最大直径就到达200米，超过这个范围都将要采用级联或者中继方法。 采用光纤作为传输介质时传输距离可以长许多，各种连接电缆电缆长度限制如表31所不， 1 OOOBASESX网络的光纤长度限制参见表32所示。后面介绍的同轴电缆总线型和环型网络 结构的传输距离限制也参见表31。16表31 各种以太网电缆长度限制 以太网标准电缆

8、类型最大长度接头类型1 0BASE-T3、4、5类1 OO欧姆UTP(非屏蔽双绞线)1 OO米RJ-451 00BASE-T 5类1 OO欧姆UTPl OO米RJ-451 000BASE-SX50125或625125微米多模光纤(MMF)550米SC或ST1 000BASE-LH 9125微米单模光纤(SMF) 70千米SC或ST1 000BASE-LX 9125微米SMF 5千米SC或ST1 000BASE-T5类、超5类或6类UTP1 OO米RJ一4517321000BASE-SX光纤长度限制光纤直径光纤宽带最大长度62.5/125微米MMF160MHz/km220米200MHz/km27

9、5米50/125微米MMF400MHz/km500米500MHz/km550米18八、星形拓扑结构具有以下优点和缺点： 星型拓扑结构的主要优点表达在以下几个方面。(1)网络传输数据快因为整个网络呈星型连接，网络的上行通道不是共享的，所以每个节点的数据传输对其他节点的数据传输影响非常之小，这样就加快了网络数据传输速度。不同于下面将要介绍的环型网络所有节点的上、下行通道都共享一条传输介质，而同一时刻只允许一个方向的数据传输。其他节点要进行数据传输只有等到现有数据传输完毕后才可。另外，星型结构所对应的双绞线和光纤以太网标准的传输速率可以非常高，如普通的5类、超5类都可以通过4对芯线实现1 OOOmp

10、s传输，7类屏蔽双绞线那么可以实现1 0Gbps，光纤那么更是可以轻松实现千兆位、万兆位的传输速率。而后将要介绍的环型、总线型结构中所对应的标准速率都在16Mbps以内，明显低了许多。19(2)实现容易，本钱低 星型结构所采用的传输介质通常采用常见的双绞线(也可以采用光纤)，这种传输介质相对其他传输介质(如同轴电缆和光纤)来说比较廉价。如目前常用的主流品牌的5类(或超5类) 非屏蔽双绞线(UTP)每米也仅15元左右，而同轴电缆最廉价的细同轴电缆也要18元以上。(3)节点扩展、移动方便 在这种星型网络中，节点的扩展时只需要从交换机等集中设备空余端口中拉一条电缆即可；而要移动一个节点只需要把相应节

11、点设备连接网线从设备端口拔出，然后移到新设备端口即可，并不影响其他任何已有设备的连接和使用，不会像下面将要介绍的环型网络那样“牵一发而动全身。20(4)维护容易在星型网络中，每个节点都是相对独立的，一个节点出现故障不会影响其他节点的连接，可任意拆走故障节点。正因如此，这种网络结构受到用户的普遍欢送，成为应用最广的一种拓扑结构类型。但如果集线设备出现了故障，也会导致整个网络的瘫痪。21星型拓扑结构的主要缺点表达在如下几个方面。(1)核心交换机工作负荷重 虽然说各工作站用户连接的是不同的交换机，但是最终还是要与连接在网络中央核心交换机上的效劳器进行用户登录和网络效劳器访问的，所以，中央核心交换机的

12、工作负荷相当繁重，要求担当中央设备的交换机的性能和可靠性非常高。其他各级集线器和交换机也连接多个用户，其工作负荷同样非常重，也要求具有较高的可靠性。22(2)网络布线较复杂每个计算机直接采用专门的网线电缆与集线设备相连，这样整个网络中至少就需要所有计算机及网络设备总量以上条数的网线电缆，使得本身结构就非常复杂的星型网络变得更加复杂了。特别是在大中型企业网络的机房中，太多的电缆无论对维护、管理，还是机房平安都是一个威胁。这就要求我们在布线时要多加注意，一定要在各条电缆和集线器和交换机端口上做好相应的标记。同时最建议做好整体布线书面记录，以备曰后出现布线故障时能迅速找到故障发生点。另外，由于这种星

13、型网络中的每条电缆都是专用的，利用率不高，在较大的网络中，这种浪费还是相当大的。23(3)播送传输，影响网络性能 其实这是以太网的一个缺乏，但因星型网络结构主要应用于以太网中，所以相应也就成了星型网络的一个缺点。因为在以太网中，当集线器收到节点发送的数据时，采取的是播送发送方式，任何一个节点发送信息在整个网中的节点都可以收到，严重影响了网络性能的发挥。虽然说交换机具有MAC地址“学习功能，但对于那些以前没有识别的节点发送来的数据，同样是采取播送方式发送的，所以同样存在播送风暴的负面影响，当然交换机的播送影响要远比集线器的小，在局域网中使用影响不大。24综上所述，星型拓扑结构是一种应用广泛的有线

14、局域网拓扑结构，由于它采用的是廉价的双绞线，而且非共享传输通道，传输性能好，节点数不受技术限制，扩展和维护容易，所以它又是一种经济、实用的网络拓扑结构。但受到单段双绞线长度1 00米的限制，所以它仅应用于小范围(如同一楼层)的网络部署。超过这个距离，对照表31和表32可知，要么用到本钱较高的光纤作为传输介质(不仅是传输介质的改变，相应设备也要有相应接口)，要么用到后面将要介绍的同轴电缆，但采用同轴电缆作为传输介质时，已不是星型结构网络了，况且同轴电缆的价格也较双绞线的贵不少，特别是粗同轴电缆。251、100Base-TX 采用的传输介质是_ 。A.双绞线B. 光纤 C. 无线电波D. 同轴电缆

15、九、稳固性练习题2、常见的网络拓扑结构有 A、总线型 B、星型 C、环型 D、树型 E、网状型3、目前，实际存在与使用的广域网根本都是采用 A、树型拓扑 B、网状拓扑 C、星型拓扑 D、环型拓扑 4、以太网拓朴结构的实质是 。A、星型 B、总线型 C、环型 D、网状265、以下关于计算机网络拓扑的讨论中，哪一个观点是错误的_。A计算机网络拓扑通过网中结点与通信线路之间的几何关系表示网络结构B计算机网络拓扑反映出网络中各实体间的结构关系C拓扑设计是建设计算机网络的第一步，也是实现各种网络协议的根底D计算机网络拓扑反映出网络中客户/效劳器的结构关系6、lOBASET使用标准的RJ45接插件与3类或5类非屏蔽双绞线连接网卡与集线器。网卡与集线器之间的双绞线长度最大为 。 A15m B50m C100m D500m7、计算机网络适用于集中管理的拓扑结构是_A 网状形结构 B 总线型结构 C 环形结构 D 星形结构