讨论拓扑结构的优缺点?

拓扑（Topology）是将各种物体的位置表示成抽象位置.在网络中,拓扑形象地描述了网络的安排和配置,包括各种结点和结点的相互关系.拓扑不关心事物的细节也不在乎什么相互的比例关系,只将讨论范围内的事物之间的相互关系表示出来,将这些事物之间的关系通过图表示出来.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）总线型结构
（2）星型结构
（3）环型结构
（4）星型和总线型结合的复合型结构
目前大多数LAN使用的拓扑结构有3种:
① 星行拓扑结构;
② 环行拓扑结构;
③ 总线型拓扑结;
1.星型拓扑结构
星型结构是最古老的一种连接方式,大家每天都使用的电话都属于这种结构,如图3所示.
其中,图3(a)为电话网的星型结构,图3(b)为目前使用最普遍的以太网(Ethernet)星型结构,处于
中心位置的网络设备称为集线器,英文名为Hub.
这种结构便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过中心站.由于这一特点,也带来了
易于维护和安全等优点.端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信但这种
结构非常不利的一点是,中心系统必须具有极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏,整个系统便
趋于瘫痪.对此中心系统通常采用双机热备份,以提高系统的可靠性.
这种网络拓扑结构的一种扩充便是星行树,如图4所示.每个Hub与端用户的连接仍为星型,
Hub的级连而形成树.然而,应当指出,Hub级连的个数是有限制的,并随厂商的不同而有变化.
还应指出,以Hub构成的网络结构,虽然呈星型布局,但它使用的访问媒体的机制却仍是共
享媒体的总线方式.
2.环型网络拓扑结构
环型结构在LAN中使用较多.这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户,直到
将所有端用户连成环型,如图5所示.这种结构显而易见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,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.例如图5中,用户N是用户N+1的
上游端用户,N+1是N的下游端用户.如果N+1端需将数据发送到N端,则几乎要绕环一周才能到
达N端.
环上传输的任何报文都必须穿过所有端点,因此,如果环的某一点断开,环上所有端间的通
信便会终止.为克服这种网络拓扑结构的脆弱,每个端点除与一个环相连外,还连接到备用环
上,当主环故障时,自动转到备用环上.
3.总线拓扑结构
总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式,也就是说,连接端用户的物
理媒体由所有设备共享,如图6所示.使用这种结构必须解决的一个问题是确保端用户使用媒
体发送数据时不能出现冲突.在点到点链路配置时,这是相当简单的.如果这条链路是半双工
操作,只需使用很简单的机制便可保证两个端用户轮流工作.在一点到多点方式中,对线路的
访问依靠控制端的探询来确定.然而,在LAN环境下,由于所有数据站都是平等的,不能采取上
述机制.对此,研究了一种在总线共享型网络使用的媒体访问方法:带有碰撞检测的载波侦听
多路访问,英文缩写成CSMA/CD.
这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端
用户通信的优点.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.
媒体访问获取机制较复杂.尽管有上述一些缺点,但由于布线要求简单,扩充容易,端用户失效、
增删不影响全网工作,所以是LAN技术中使用最普遍的一种.