第七章 拓扑.ppt

1、第七章 拓扑,拓扑 物理层描述的局域网结构 总线形拓扑 星形拓扑 扩展星形拓扑,一、总线形拓扑,总线形拓扑 局域网上所有设备都连接到一个线性的网络介质上，这 个线性的网络介质通常称为中继线、总线或母线。 总线的末端必须连接到一个终端电阻上，即终接器，它能吸收抵达的电信号，避免电信号在总线上产生反弹、反射或往返波动。,1、信号在总线拓扑上的传输 当信源发送数据时，信号从源向两个方向传播，局域网上所有设备都获得此信号。每个设备会检查经过它的数据，如数据的MAC地址和IP地址和它的相同时，复制数据并传输到OSI模型上层。总线上原始数据并不消失，继续在总线上传输；最后到达电缆末端终结器被吸收。 两个信

2、源同时发送数据会怎样？ 产生冲突，形成冲突域 解决： a、CSMA/CD （载波侦听多路访问/冲突检测） b、某个网络设备检测到有冲突，网卡发出回退信号（backoff）。因其 基于一个算法，网络上每个设备被迫重发时的延迟长度不同，从而 减少另一次冲突的可能性。,2、总线拓扑的优缺点 优点： a、线路布局简单，使用的网络介质较短，实施费用相对较低。 b、网络介质不经过连接在它上面的节点，网络上一台设备发生故障 不会影响其他设备。 缺点： a、只有较少的几个集中点，难以进行网络错误诊断和隔离网络问 题；管理费用高。 b、只使用一根单一的电缆作总线，如总线网络介质中断，所有设备 都无法进行数据交换

3、。,二、星形拓扑,星形拓扑 网络介质从中心处的集线器向外连接到网络的各个设备； 各设备间的通信是通过与中心连接或集线器的点到点的连 线进行。 中心处的集线器： 有源：可增强信号，起多端口中继器 作用，有时被称为集中器，数 据传输距离增大。 无源：简单的连接网络的介质设备。,1、星形拓扑的优缺点 优点：a、易于设计和安装。 b、网络唯一的集中区位于集线器处，易于维护。 c、网络介质布局使得易于对网络进行修改，并更容易对发生的问题 进行诊断。 d、可较容易的把工作站连接到此类网络中。 e、如某段介质发生中断，只影响此介质连接的设备，其余区域仍正 常工作。网络具有更大可靠性。 缺点：a、对网络介质数

4、量的需求更大，实施成本升高。 b、如中心集线器出现故障，整个网络无法使用。,星形拓扑能够覆盖的区域 从配线室到工作站或从集线器到任意工作站的网络连接介质，即通常所说的水平电缆，其最大长度为100m。 200 x 200 m ？ 258 x 300 m ？,三、扩展星形拓扑,扩展星形拓扑 增加星形拓扑的有效传输距离。 中继器 物理层设备 网 桥 数据链路设备 交换机 数据链路层设备 路由器 网络层设备,四、环型网络拓扑,环型网络拓扑 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，直到将所有的端用户连成环型。此结构消除了端用户通信时对中心系统的依赖性。,环行结构的特点是：

5、每个端用户都与两个相临的端用户相连，因而存在着点到点链路，但总是以单向方式操作，于是便有上游端用户和下游端用户之称；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。,六、分布式拓扑结构,分布式拓扑结构 网络中的用户管理功能和用户业务处理都交给相应功能域的通信控制处理机（如子服务器、交换机等）、集中器完成，而中心节点交换机/

6、服务器群只负责网络的总体控制和管理。 分布式拓扑结构很明显是从功能 上进行描述的，也就是功能上分布。,分布式拓扑结构的优点是由于采用分散控制，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。它的缺点是连接线路用电缆长，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。,分散式拓扑结构,分散式拓扑结构种拓扑结构 按照一定的地理范围和用户数来确定通控制处理机（如交换机/服务器群、用户复用器）设置,关键 字“分散”

7、，它与前面介绍的“分布式拓扑结构”的区别也就在于“分布”与“分散”之间的区别了。“分布”是根据功能划分，把总体业务处理功能根据具体业务类型移植在多个下级通信处理机，或集中器完成，以减轻主干交换机/服务器的负担，使得整个网络，从业务处理上来看显得更为“平坦”；而“分散”则不是根据业务功能来划分的，而纯粹是根据地理位置分布来划分的，它是按照一定的地理范围和用户数来确定通控制处理机（如交换机/服务器群、用户复用器）设置的。,七、全互连拓扑结构,全互连拓扑结构也就是我们通常所说的“网状拓扑结构”。它与分布式拓扑结构类似，只是网中的所有交换机、集中器或复用器节点都相互连接 。,在全互连式网络结构中，各交

8、换机/服务器群和复用器节点都负责网络中所有用户的所有业务处理，相互连接后，就相当于起到均衡和冗余的双重作用，当某一节点繁忙时，它可以把本来连接在该节点上的用户业务处理交给网络中互连的其他节点来处理；当网络中互连的某节点失效时，它原来的业务可由原来互连节点中仍正常工作的其他几个节点分担。所以这种网络结构可用性比较好，但是网络布线复杂，特别是在相距比较远的多节点之间。,全互连拓扑结构的主要优点有如下几个方面。（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

9、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。 全互连拓扑结构的缺点是网络控制和软件功能配置复杂；线路费用高，不易扩充。,八、树型拓扑结构,树型拓扑结构可以认为是多级星型结构组成的，只不过这种多级星型结构自上而下（从核心交换机（或骨干层）到会聚层，再到边缘层）是呈三角形分布的，也就是上层的终端和集中交换节点少，中层的终端和集中交换节点多些，而下层的终端和集中交换节点最多。,大中型网络通常采用树型拓扑结构，它的可折叠性非常适用于构建网络主干。由于树型拓扑具有非常好的可扩展性，并可通过更换集线设备使网络性能迅速得以升级，极

10、大地保护了用户的布线投资，因此非常适宜于作为网络布线系统的网络拓扑。 树型拓扑结构除了具有星型结构的所有优点外，还具有以下自身优点。（1）扩展性能好其实这也是星型结构的主要优点，通过多级星型级联，就可以十分方便地扩展原有网络，实现网络的升级改造。只需简单地更换高速率的集线设备，即可平滑地从l0Mbps升级至100Mbps、1000Mbps甚至10Gbps，实现网络的升级。正是由于这两条重要的特点，星型网络才会成为网络布线的当然之选。,（2）易于网络维护 集线设备居于网络或子网络的中心，这也正是放置网络诊断设备的绝好位置。就实际应用来看，利用附加于集线设备中的网络诊断设备，可以使得故障的诊断和定

11、位变得简单而有效。 这种结构的缺点就是对根（核心，或者骨干层）交换机的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能正常工作。同时，大量数据要经过多级传输，系统的响应时间较长。,习题 1、以下对拓扑的描述哪一项是正确的 A、为了进行通信而将计算机、打印机和其它一些设备进行的连接 B、企业网络结构中网络节点和介质的物理布局 C、一种预防数据包冲突的网络类型 D、减少网络瓶颈和网络拥塞而对网络流量进行过滤的一种方法 2、对以下星形拓扑的描述哪一项是正确的 A、一种局域网拓扑，在这种结构中中心集线器通过垂直电缆连接到其它集线器上 B、一种局域网拓扑，在这种结构中工作站的信息可以传遍整个网络，其他所有的工作站

12、都能收到该信息。 C、一种局域网拓扑，在这种结构中网络的终结点通过点到点链接连接到中央集线器上 D、一种局域网拓扑，在这种结构中网络的中央节点通过线性链接连接到中央交换机上,3、以下对扩展星形拓扑描述正确的是 A、一种局域网拓扑，在这种结构中中心集线器通过垂直电缆连接到其它集线器上 B、一种局域网拓扑，在这种结构中工作站的信息可以传遍整个网络，其他所有的工作站都能收到该信息。 C、一种局域网拓扑，在这种结构中网络的终结点通过点到点链接连接到中央集线器上。 D、一种局域网拓扑，在这种结构中网络的中央节点通过线性链接连接到中央交换机上 4、以下对终结器的描述哪一项是正确的 A、只具有一条出入路由的

13、网段 B、终止到昂贵设备连接的装置 C、网络终点用于反射信号的装置 D、为吸收信号而在传输线路终点提供电阻的装置 5、信号是怎样在总线拓扑上传输的 A、在总线拓扑上，当信息源在网络介质上传输数据时，信号以线性方式传输 B、在总线拓扑中，当信息源在网络介质上传送数据时，信号是双向传输的 C、总线拓扑的局域网中的信号只能由目的设备接收到 D、在总线拓扑中，当信息源在网络介质上传送数据时，信号是单向传输的,6、在总线型拓扑的网络中，退避是怎样被处理的 A、通过距离冲突最近的网桥处理 B、通过终结器处理 C、通过发生冲突的网段上每一网络设备上的网卡处理 D、通过距离冲突最近的路由器处理 7、星形网络的一个优点是什么 A、高可靠性 B、自然冗余 C、低成本 D、只需较少的网络介质 8、星形拓扑所能覆盖的最大范围是多少 A、99m*99m B、