什么是网络拓扑:类型及其应用

在计算机网络，网络的性能由配置或拓扑的类型决定。在网络拓扑中，术语拓扑是从像Topo和Logy这样的希腊语术语获得的，其中'Topo'是'Place'和'Logy'是'学习'。

拓扑图解释了网络的结构，并显示了所有设备如何在逻辑上和物理上连接，以使用通信或传输链路相互交互或通信。计算机网络的拓扑结构分为物理拓扑和逻辑拓扑两种类型。本文简要介绍了网络拓扑结构及其类型。

什么是网络拓扑？

定义:网络拓扑被定义为网络的结构，其在物理上和逻辑上彼此互连，并描述了如何通过通信链路在节点之间传输数据。网络可能具有各种逻辑拓扑和单一物理拓扑，用于同时数据传输和通信。简单地单词，它是在网络上排列的所有节点，设备和连接的几何表示。

它也被称为网络的逻辑布局或物理布局。节点是一台计算机网络，它可以是一台打印机或计算机或任何其他网络设备，它能够发送和接收由其他网络设备产生的数据。

网络拓扑描述了所有网络组件和节点对所有网络组件和节点的映射的方式如何彼此通信。计算机网络中的网络拓扑是物理和逻辑等两类。

物理类型

计算机网络中的这种拓扑结构解释了所有节点或计算机是如何连接起来进行数据传输的。换句话说，它是网络中工作站、电缆、链路和节点的物理布局。它包括几个网络元素的连接，如节点、链接等，设备的位置，以及网络代码的安装。

它还指的是信号的传输介质。例子 -巴士拓扑、星型拓扑、环形拓扑、树型拓扑、网状拓扑、点对点拓扑和混合拓扑

逻辑类型

计算机网络中的这种拓扑显示了数据是如何从一个节点/计算机传输到另一个节点/计算机的，并且独立于物理连接的网络设备。数据传输的路径和数据在整个网络中的时刻取决于网络协议。它指的是网络设备之间的内部通信。双绞线以太网

计算机网络拓扑

计算机网络中的拓扑被定义为所有节点或计算机和网络设备如何连接和布置在网络上，以便从一个到另一个到另一个数据传输。是物理或逻辑的网络布局与网络的功能直接相关。

为组织或公司选择合适的网络拓扑，提高了性能和数据传输效率，分配网络资源的优化，并降低了维护和运营成本。

基于软件的网络拓扑对于诊断连接问题，检测网络停机时间和故障排除故障非常重要。在网络中选择的计算机网络中的拓扑类型取决于应用程序，设备，数据传输速率，成本和响应时间。

网络拓扑类型

网络拓扑是所有连接的节点和通过各种通信链路的网络布置的示意图。计算机网络中的网络拓扑分为物理网络和逻辑拓扑两种类型。

物理类型是指所有连接节点和外设的网络的物理布局。而逻辑类型描述了数据是如何在网络上连接的节点之间传输的。

基于物理拓扑的安全性和连接程度，计算机网络中的网络拓扑分为6种类型。他们是，

• 巴士网拓扑
• 星形网络拓扑结构
• 环网拓扑
• 树网络拓扑
• 网状网络拓扑
• 点对点网络拓扑
• 混合网络拓扑
• 多接入网络拓扑
• 智能电网网拓扑
• 边缘计算网络拓扑

巴士网拓扑

在此类型中，网络设备和节点/计算机顺序地连接到单个传输线。它也称为线性总线或骨干。它非常容易安装，经济高效，但由于单个骨干板或传输线，有可能的网络故障或故障。

在职的

当所有的节点或计算机和网络外围设备连接到一个单一的总线进行通信时，它被称为总线网络拓扑结构。在这里，总线作为整个网络的骨干电缆，连接网络中的每个节点和网络设备。

公共总线包含几个液滴和水龙头。液滴是通信电缆的地方，水龙头是连接器。这些将总线电缆与节点连接。所有节点之间的数据通信仅通过单个传输信道。

总线类型的设计如下图所示。为了将数据从一个节点单向传输到另一个节点，其中一个节点作为服务器工作。一旦数据到达目标节点或端点，总线上的数据就被终止程序删除。

沿着总线电缆的传输数据流过每个连接的节点。节点扫描目的地址以知道它是否相当于它们的地址。当节点的地址与数据的地址匹配时，它会接受该过程的数据，否则它忽略它。

计算机中使用的网卡类型决定了使用的骨干电缆的类型。节点之间通常使用RJ-45连接器和同轴电缆连接。在总线网络拓扑中连接的每个节点都独立地与网络上的另一个节点通信。

例子：以太网电缆。

这总线网络拓扑的功能Y在下面给出。

• 数据仅在一个方向上传输
• 如果它只包含两个端点，那么它被称为线性总线。
• 如果它包含两个以上的端点，则它被称为分布式总线网络
• 它在节点和通信信道之间提供单个连接。
• 它可靠、灵活、可扩展性好，性能一般。

星形网络拓扑结构

在这种类型的网络配置中，所有网络设备和节点都被馈送到中央控制器或中央节点，称为集线器或开关或转发器通过电缆。如果在任何单个节点或设备或电缆中发生任何故障，那么中央节点可能会发生故障。各个节点中的故障不会影响其他节点或不会创建网络停机时间。这种类型的拓扑在所有其他拓扑中最广泛使用，非常流行。

在职的

当所有的节点/计算机和网络设备都连接到一个中心枢纽时，就形成了星型网络拓扑。中心集线器或交换机充当连接节点之间的中央控制器或中心节点。如果任何一个连接的节点希望将数据传输到拓扑中的另一个节点，那么它应该首先将数据传输到中心hub，然后中心hub将数据发送到指定的节点

中央节点或中心集线器或开关提供节点之间的点对点通信链路。因此，其他节点（来自另一个网络）无法访问这些节点。数据或消息的广播取决于所使用的中心集线器的类型。如果将交换机用作中心节点，则它将在交换机表的帮助下单次数据。如果使用了集线器，则它将广播数据。如果广播增加，则网络上的数据流量可能会增加。

在星形类型中，中央集线器和切换器作为服务器，而节点和其他网络外围设备充当客户端。它包含一个输入和一个输出端口，其中一个电缆连接节点和中心集线器。它使用RJ-45电缆或同轴电缆进行连接。

由于使用了集线器和开关，它也被称为物理星型。它提供了比其他拓扑更高的安全性，因为数据不会流经所有节点。这种拓扑结构用于高速局域网(lan)。星型网络的拓扑结构如下图所示。

这星型网络拓扑结构的特点在计算机网络中

• 连接到中心集线器的每个节点都有自己的专用链接。
• 为了在连接的节点之间传输数据，中心集线器充当中继器。
• 它使用光纤，同轴电缆或双绞线安装。

环网拓扑

在这种拓扑结构中，所有的网络设备和计算机通过形成一个环顺序地连接到主干或传输线上。除了主干在起始节点结束外，它与总线网络的拓扑结构相似。这意味着每个节点或计算机连接到另一个节点或计算机，最后一个节点连接到第一个节点，形成一个环。它使用了更多的中继器，而且传输方式是单向的。

在职的

当网络中的每个节点或计算机通过形成一个环的方式连接到另一个节点时，就称为环型。为了形成环形网络，最后一个网络节点与第一个网络节点相连。因此，数据流将是单向和循环的。环状网络拓扑结构如下图所示。

计算机网络中的环形类型处于确定性性质，因为每个节点将以预定的时间间隔具有数据传输的访问。整个网络工作基于令牌系统。由于所有节点都连接在闭环中，令牌在闭环中以一个特定方向移动。

在这种类型中，当令牌释放并在网络周围移动时，节点捕获令牌并将数据和目标地址添加到它，然后将其留成通信。当令牌到达目的地时，接收器会删除附加的数据和地址，然后可以自由携带和传输下一个数据。

例子：令牌环。

这环形网络拓扑结构的特点在计算机网络中。

否。该网络拓扑所需的中继器更加不复。节点。例如，考虑带有100个节点的环形拓扑。要将数据传输到最后一个或第100节，那么数据应该流过所有99个节点，然后最后到达第100节点。为了防止在此过程中丢失数据，网络中需要多个中继器。

数据传输模式是单向的。通过在网络中的节点之间创建两个连接，可以进行双向。这被称为双环网拓扑

• 在双环类型中，两个环网络之间的数据在相反方向上。如果一个环失败，则另一个环用作备份以避免网络停机时间。
• 它提供了顺序数据传输（按比特比特）。传输的数据应通过网络中的所有节点移动到达目标节点。

树网络拓扑

这种类型的网络拓扑包含一个根节点，所有其他节点以层次结构连接到它。它也称为层次结构类型。所有节点和设备直接或间接连接到主线缆。它主要用于广域网。它是星型网络和总线网络拓扑的结合。

在职的

当所有节点直接或间接连接到主总线电缆时，该配置称为树网络拓扑。它是明星和巴士网络拓扑的扩展版本。使用树网络拓扑的节点的排列如下图所示。

它包含一个根节点，它是顶部节点，所有其他节点都是分级连接的子节点。任何两个节点之间的数据传输只存在一条路径或路由。在这种类型下，整个网络可以通过连接到节点的主集线器和子集线器分组，便于维护和管理。如果总线电缆或骨干电缆失效，那么整个网络就会崩溃。

在树网络拓扑中，使用一个中央集线器来允许更多要连接的节点。但由于它们之间的距离增加，因此需要更多的时间来将数据传输到所有其他节点。它更昂贵，因为它需要更多的布线。如果中央集线器或其失败发生任何故障，则整个网络可能会破坏。它隔离并从不同节点中排序网络。

例如，公司公司使用树网络拓扑来组织计算机数据。

以下是树形网络拓扑结构的特点，

• 如果工作站是分组连接的，那么树状拓扑结构将是理想的。
• 用于WAN（广域网）
• 它提供了一个多点连接，用于节点之间的数据传输。
• 它是一种非鲁棒网络拓扑。
• 更灵活和可扩展。

网状网络拓扑

在这种类型中，所有节点或计算机彼此互连，以便在计算机网络中直接通信。它由n（n-1）/ 2物理通道组成，用于链接'n'网络设备或节点。有两种类型的网状拓扑。它们是完整的网状拓扑和部分网格拓扑。要通过此网络配置传输数据，请遵循这两种技术，例如路由和泛洪。

在职的

计算机网络中的网状网络拓扑是通过专用通信链路互连所有节点/计算机和网络设备。它提供网络中的节点之间的直接通信。网格网络拓扑的配置分为两种类型。他们是，

全网状拓扑

在这种类型中，每个节点都连接到网络中的每个其他节点。网络中的每个节点之间将通过专用的通信链路进行点对点连接。当网络中有' n '个节点时，则每个节点包含' (n-1) '的通信链路和输入输出端口。

部分网状拓扑

在这种类型中，特定节点连接到网络中的每个节点以频繁通信。

该网络拓扑中使用了两种类型的通信链路：Simplex链接和双工链接。在Simplex链路中，数据仅在一个方向上传输。在双面链接中，同时数据流将在两个方向上。两个单纯x链接可以用一个双工链路替换。

如果使用Simplex链接，则需要“N”网络设备的“N（N-1）”通信链路。如果在网状拓扑中使用双面链路，则需要“n（n-1）/ 2”通信链路。下图说明了网格类型。

例子：互联网或湾

使用路由逻辑将数据传输到目的地时，它在网状网络拓扑中称为路由。路由逻辑用于确定将数据指向目标节点的最短路径。它包含有关网络上的通信链接和节点的失败信息。

当数据通过连接到网络的所有节点传输时，在不使用任何路由逻辑的情况下，它被称为网格类型的洪水。由于网络中的不需要的数据，可能会发生网络过载。

这网状网络拓扑结构的特点是

• 与节点和网络设备完全连接，
• 在配置中强大
• 不灵活的
• 广泛用于无线网络
• 性能低于总线和树网络拓扑。

点对点网络拓扑

与其他拓扑相比，这种类型的网络拓扑非常容易。它提供了直接链接，以将数据从一个节点/计算机传输到另一个节点/计算机。它不需要任何网络操作系统。节点之间的直接通信是由于它们之间的直接连接。

在职的

点对点网络拓扑是计算机网络中最简单的网络拓扑之一，其通过公共通信链路在两个节点或计算机或网络设备之间提供直接连接。

传输链路的总带宽仅用于两个节点或设备或计算机之间的点对点通信。电缆或电线的实际长度被用来提供节点之间的点对点连接。也可以使用卫星连接或微波连接。

下图说明了计算机网络中的点对点类型。它由两个节点组成，例如计算机或路由器或服务器或者中继器或使用单个通信链路或电缆顺序连接的任何其他外围设备。这意味着一个节点的接收端连接到另一节点的发送端。当节点用点对点连接逻辑地连接时，它们包含多个中间网络设备。

点对点类型的最佳例子是用遥控器换电视频道。遥控器与电视控制网络之间建立点对点连接，实现电视频道的切换和电视的开/关。

跨计算机网络的点对点类型中的节点之间的数据传输可以是3个模式，例如Simplex模式，半双工模式和全双工模式。

单工模式

在这种模式下，数据或信号只能单向传输。也就是说，当一个节点发送数据时，接收端的另一个节点就会接收数据。因此，交流方式是单向的。

半双工模式

在此模式下，点对点网络上的每个节点都可以接收和发送数据但不同时接收和发送数据。

全双工模式

在此模式下，节点之间的数据传输是同时的。因此，通信方式是双向的。

这种类型的网络拓扑结构在计算机网络中是非常快速、简单和可靠的，与其他网络拓扑结构相比。它为节点之间的快速数据传输提供了直接连接。而是用于节点或计算机连接非常紧密的小地理区域。

混合网络拓扑

计算机网络中的这种类型的网络拓扑由两种或更多种不同类型的组合形成。它非常可靠，灵活，可以根据应用修改，可以处理大量节点和设备。由于其复杂的设计，很难安装。例如，可以组合总线拓扑和星形拓扑以形成混合拓扑。

在职的

将一个或多个不同拓扑结构组合的网络拓扑称为混合型。它用于通过在各种网络链路和节点之间提供连接来传输数据。

这些类型的网络拓扑应用用于较大的组织和公司，以有效地转移数据。混合型的结构包含两个或更多个不同的网络拓扑，如下图所示。它显示了星，总线和环形网络拓扑的组合。

例子：互联网。

不同的网络拓扑通过利用它们的特征来互连，以形成高效的混合网络拓扑。

树状网络拓扑也被称为混合网络，因为它是星形网络和总线网络拓扑的组合。根据公司的需要，将两种或两种以上不同的网络拓扑进行组合，形成混合拓扑。

混合网络的特征包括

• 更可靠的
• 灵活的
• 可伸缩的
• 复杂配置
• 它是各种网络拓扑的优点和缺点的组合。

多访问类型

它也被称为NBMA（非广播多址网络），因为它包括链接的多个主机，以直接通过交换结构或虚拟电路将数据从一个节点/计算机传送到另一个单个主机。

智能电网类型

在这种类型中，需要网络配置来促进系统中系统的操作和功能。它通常是具有各种智能仪表的电网拓扑，有2021欧洲杯足球竞猜官方平台效的能源，用于控制电力的分配和生产。

边缘计算类型

这种类型的网络拓扑属于去中心化计算类型，用于在远程数据源生成的数据上或附近进行操作，减少了从客户端到服务器的时间旅行，并缩短了洞察时间。它由云中心或数据中心组成，可以连接网关边缘节点或边缘服务器，然后连接传感器和loT控制设备，如已连接的风力涡轮机和石油平台。

哪个网络拓扑需要中央控制器或集线器？

星型和树型需要一个中央控制器或集线器。而环形、网状、点对点和总线网络拓扑不需要任何集线器。每个网络设备或节点都连接到一个中央控制器(中心节点)，称为集线器或路由器，或星型交换机。在这里，集线器或交换机充当服务器，连接到它的所有网络组件充当客户端。

它是办公室和家庭中使用最广泛的网络拓扑之一。它设计有一个中心节点，作为数据传输的通道或媒介。在计算机网络的这种拓扑结构中，所有的节点或计算机和网络外围设备都连接到一个中央控制器，并以星形表示。这个中心节点作为连接到它的所有设备和节点的公共连接点，也称为集线器。

所有节点和设备都连接到使用扭曲电缆，光纤电缆和同轴电缆配置的中心集线器，以提供点对点连接。数据通过中央节点/中央集线器/中央控制器发送到所有连接的主机或目的地。中心集线器充当服务器或转发器，确保最小的数据传输丢失。

通过向中心集线器添加或删除网络设备，这种类型非常容易修改和安装。网络的性能取决于中央控制器的效率、配置和功率。如果中心集线器发生任何故障，连接到中心集线器的所有节点都将禁用。与其他网络拓扑相比，它非常容易发现故障并排除故障。

这网络拓扑图通信设备如节点、网络设备、节点之间的连接、以及节点之间的传输链路的可视化表示网络节点或计算机。它示出了节点之间的数据传输的路径，并示出了在计算机网络中互连互连的所有网络设备的布置。

这个图表说明了OSI（打开系统互连）组合以形成媒体层的物理层，数据链路层和网络层等参考模型。

网络拓扑结构和设计基于网络的要求和功能。软件生成的类型图表在视觉上表示网络拓扑的物理和逻辑布局。它允许管理员观察节点之间的连接并在故障排除时监视性能。

可以创建该图以在视觉上示出网络的基础架构。例如，网络拓扑映射器软件工具是创建图表的最佳工具之一。

的优点和缺点

计算机网络中的网络拓扑描述了节点和网络的方式组件相互连接以相互通信。它显示了节点/计算机和其他网络外围设备在网络上的逻辑和物理安排。

下面讨论了计算机网络中各种类型的网络拓扑的优点和缺点。

这点对点网络拓扑的优点是，

• 由于节点/计算机之间的直接连接，它比其他网络拓扑结构更快、更可靠。
• 它不需要任何网络操作系统
• 单个节点/计算机可以很容易地访问这些文件。这样就不需要使用昂贵的服务器。
• 每个用户都可以设置自己的权限，以避免技术人员的帮助。

以下是点对点类型的缺点。

• 主要缺点是，只有当计算机在小地理区域附近连接时才使用。
• 无法备份文件和文件夹。
• 没有为用户登录其工作站的安全性和权限问题。

少数总线网络拓扑的优势是的，

• 设计、安装、使用方便
• 任何一个节点中的故障都不会影响其他节点，并且可以非常容易地删除该节点
• 它广泛应用于小型网络，如局域网
• 电缆的成本较少
• 它是一种被动类型，总线上的节点仅负责发送数据，而不是将数据从一个节点移动到另一个节点。

以下是总线网络的缺点

• 由于电缆长度有限，连接的节点和网络组件数量有限。
• 总线上连接网络设备的增加降低了它的效率。
• 仅适用于低流量网络。
• 故障的检测是困难的。
• 骨干线或总线中的故障，整个网络都失败了。
• 当数据传输到所有节点时的安全问题。
• 与其他网络拓扑相比，性能很慢。

这环形网络拓扑结构的优点如下面所述

• 最小化数据包冲突，因为数据流在圆形方向上
• 它是单向的，工作速度快
• 即使网络上的节点增加，它也比总线类型提供更好的性能
• 它可以处理网络中节点数量大、流量大的节点
• 故障的维护和排除非常简单
• 它用于长途通信，无需任何网络服务器来控制数据流
• 与其他拓扑相比，成本较少

以下是环型在计算机网络中的缺点

• 如果网线断裂或故障，则会影响整个网络的性能，有可能导致网络崩溃
• 由于是单向环形网络拓扑结构，数据应该通过所有网络节点移动
• 添加和删除节点非常困难
• 它比以太网网络慢。

这星型网络拓扑结构的优点如下所示

• 单独的电缆用于每个节点，可以很容易地维护和管理整个网络
• 易于识别电缆故障，在不干扰整个网络的情况下进行网络扩展。
• 中心集线器或中央控制器的管理和控制非常简单
• 易于删除故障节点并添加新节点
• 数据传输速度非常快

下面给出了星网拓扑的缺点。

• 整个网络的性能取决于中心集线器
• 如果中央集线器未能接收并将数据发送到相应的节点，则整个网络崩溃。
• 与总线和环形网络拓扑结构相比，它需要更多的布线和布线。

这网状网络拓扑的优点如下所述。

• 由于节点之间的专用点对点连接，没有网络流量问题。
• 它有多个用于数据传输的通信链接。如果有任何人的路径被阻止，则可以访问其他路径以进行数据传输。
• 易于识别故障并排除故障。
• 没有安全和隐私问题。

网格类型的缺点如下所示。

• 数据传输需要更多的电缆和输入输出接口。
• 难以安装
• 成本非常高昂。

树状网络拓扑结构的优点如下:

• 由star和bus组合而成
• 由于分层模型，具有高可扩展性。
• 故障节点不会影响连接到树网络的其他节点
• 维护和故障检测很容易
• 为各个段提供点对点链接。

计算机网络中树网络拓扑的缺点是，

• 需要大型布线
• 如果中央设备或中央集线器失败，则整个网络突破。
• 复杂的网络配置。

这混合网拓扑的优点在计算机网络中，

• 它包含了将不同的网络拓扑组合在一起形成混合网络的优点
• 根据公司的要求，易于修改配置。
• 更灵活
• 更可靠的
• 可伸缩性是容易的

混合型计算机网络的缺点是:

• 由于其复杂的设计，非常昂贵
• 硬件的变化，因为一种类型的网络拓扑连接到另一种类型的网络拓扑

因此，这一切都是关于网络拓扑概述-定义，计算机网络拓扑，图表，类型如总线，点对点，星，网，树，环，优点和缺点。该拓扑结构旨在配置电信网络，其中包括控制和命令无线网络、计算机网络和工业现场总线。这里有一个问题要问您，“计算机网络中不同类型的网络拓扑之间有什么区别?””