網絡拓撲圖

網絡拓撲結構是指用傳輸媒體互連各種設備的物理佈局，就是用什麼方式把網絡中的計算機等設備連接起來。拓撲圖給出網絡服務器、工作站的網絡配置和相互間的連接，它的結構主要有星型結構、環型結構、總線結構、分佈式結構、樹型結構、網狀結構、蜂窩狀結構等。 ^[1] 

節點就是網絡單元。網絡單元是網絡系統中的各種數據處理設備、數據通信控制設備和數據終端設備。

節點分為：轉節點，它的作用是支持網絡的連接，它通過通信線路轉接和傳遞信息；訪問節點，它是信息交換的源點和目標。

鏈路是兩個節點間的連線。鏈路分“物理鏈路”和“邏輯鏈路”兩種，前者是指實際存在的通信連線，後者是指在邏輯上起作用的網絡通路。鏈路容量是指每個鏈路在單位時間內可接納的最大信息量。

通路是從發出信息的節點到接收信息的節點之間的一串節點和鏈路。也就是説，它是一系列穿越通信網絡而建立起的節點到節點的鏈路.

星型結構是最古老的一種連接方式，大家每天都使用的電話屬於這種結構。星型結構是指各工作站以星型方式連接成網。網絡有中央節點，其他節點（工作站、服務器）都與中央節點直接相連，這種結構以中央節點為中心，因此又稱為集中式網絡。

這種結構便於集中控制，因為端用户之間的通信必須經過中心站。由於這一特點，也帶來了易於維護和安全等優點。端用户設備因為故障而停機時也不會影響其它端用户間的通信。同時它的網絡延遲時間較小，傳輸誤差較低。但這種結構非常不利的一點是，中心繫統必須具有極高的可靠性，因為中心繫統一旦損壞，整個系統便趨於癱瘓。對此中心繫統通常採用雙機熱備份，以提高系統的可靠性。 ^[1] 

環型結構在LAN中使用較多。這種結構中的傳輸媒體從一個端用户到另一個端用户，直到將所有的端用户連成環型。數據在環路中沿着一個方向在各個節點間傳輸，信息從一個節點傳到另一個節點。這種結構顯而易見消除了端用户通信時對中心繫統的依賴性。

環行結構的特點是：每個端用户都與兩個相臨的端用户相連，因而存在着點到點鏈路，但總是以單向方式操作，於是便有上游端用户和下游端用户之稱；信息流在網中是沿着固定方向流動的，兩個節點僅有一條道路，故簡化了路徑選擇的控制；環路上各節點都是自舉控制，故控制軟件簡單；由於信息源在環路中是串行地穿過各個節點，當環中節點過多時，勢必影響信息傳輸速率，使網絡的響應時間延長；環路是封閉的，不便於擴充；可靠性低，一個節點故障，將會造成全網癱瘓；維護難，對分支節點故障定位較難。 ^[1] 

總線結構是使用同一媒體或電纜連接所有端用户的一種方式，也就是説，連接端用户的物理媒體由所有設備共享，各工作站地位平等，無中心節點控制，公用總線上的信息多以基帶形式串行傳遞，其傳遞方向總是從發送信息的節點開始向兩端擴散，如同廣播電台發射的信息一樣，因此又稱廣播式計算機網絡。各節點在接受信息時都進行地址檢查，看是否與自己的工作站地址相符，相符則接收網上的信息。

使用這種結構必須解決的一個問題是確保端用户使用媒體發送數據時不能出現衝突。在點到點鏈路配置時，這是相當簡單的。如果這條鏈路是半雙工操作，只需使用很簡單的機制便可保證兩個端用户輪流工作。在一點到多點方式中，對線路的訪問依靠控制端的探詢來確定。然而，在LAN環境下，由於所有數據站都是平等的，不能採取上述機制。對此，研究了一種在總線共享型網絡使用的媒體訪問方法：帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問，英文縮寫成CSMA/CD。

這種結構具有費用低、數據端用户入網靈活、站點或某個端用户失效不影響其它站點或端用户通信的優點。缺點是一次僅能一個端用户發送數據，其它端用户必須等待到獲得發送權；媒體訪問獲取機制較複雜；維護難，分支節點故障查找難。儘管有上述一些缺點，但由於佈線要求簡單，擴充容易，端用户失效、增刪不影響全網工作，所以是LAN技術中使用最普遍的一種。 ^[1] 

分佈式結構的網絡是將分佈在不同地點的計算機通過線路互連起來的一種網絡形式。

分佈式結構的網絡具有如下特點：由於採用分散控制，即使整個網絡中的某個局部出現故障，也不會影響全網的操作，因而具有很高的可靠性；網中的路徑選擇最短路徑算法，故網上延遲時間少，傳輸速率高，但控制複雜；各個節點間均可以直接建立數據鏈路，信息流程最短；便於全網範圍內的資源共享。缺點為連接線路用電纜長，造價高；網絡管理軟件複雜；報文分組交換、路徑選擇、流向控制複雜；在一般局域網中不採用這種結構。

樹型結構是分級的集中控制式網絡，與星型相比，它的通信線路總長度短，成本較低，節點易於擴充，尋找路徑比較方便，但除了葉節點及其相連的線路外，任一節點或其相連的線路故障都會使系統受到影響。

在網狀拓撲結構中，網絡的每台設備之間均有點到點的鏈路連接，這種連接不經濟，只有每個站點都要頻繁發送信息時才使用這種方法。它的安裝也複雜，但系統可靠性高，容錯能力強。有時也稱為分佈式結構。

蜂窩拓撲結構是無線局域網中常用的結構。它以無線傳輸介質（微波、衞星、紅外等）點到點和多點傳輸為特徵，是一種無線網，適用於城市網、校園網、企業網。

混合拓撲結構是由星型結構或環型結構和總線型結構結合在一起的網絡結構，這樣的拓撲結構更能滿足較大網絡的拓展，解決星型網絡在傳輸距離上的侷限，而同時又解決了總線型網絡在連接用户數量上的限制。

混合拓撲的優點：應用相當廣泛，它解決了星型和總線型拓撲結構的不足，滿足了大公司組網的實際需求。擴展相當靈活。速度較快：因為其骨幹網採用高速的同軸電纜或光纜，所以整個網絡在速度上應不受太多的限制。缺點是：由於仍採用廣播式的消息傳送方式，所以在總線長度和節點數量上也會受到限制。同樣具有總線型網絡結構的網絡速率會隨着用户的增多而下降的弱點。較難維護，這主要受到總線型網絡拓撲結構的制約，如果總線斷，則整個網絡也就癱瘓了。

大多數LAN使用的拓撲結構有3種:

星形拓撲結構的主要優點有：

1.結構簡單，容易管理維護；

2.重新配置靈活；

3.方便故障檢測與隔離；

4.控制簡單，便於建網；

5.網絡延遲時間較小，傳輸誤差較低；

星形拓撲結構的主要缺點有：

1.成本高、可靠性較低；

優點是由於每個節點都同時與兩個方向的各一個節點相連接，此路不通彼路通，因此環狀拓撲具有天然的容錯性。缺點是由於存在來自兩個方向的數據流，因此必須對這兩個方向加以區分，或者進行限制，以避免無法區分的冗餘數據流對正常通信的干擾。管理和維護比較複雜。

優點是結構簡單，可擴充性好。缺點是維護難、單點的結構可能會影響全網絡。