[科普中国]-局域网络拓扑结构

定义

局域网，顾名思义，就是局部区域的网络。将较小地理范围内的几台到数百台小型计算机或微型计算机通过通信线缆连接而形成的计算机系统称为计算机局域网络。局域网简称LAN，是local area network的缩写。

通常来说，一个局域网络是由一台服务器和若干台终端计算机组成的。当然，在一个局域网络中，允许有多台服务器。这里强调的是，局域网络覆盖的地理范围有限，一般为不超过lOkm；连接的终端计算机的数量也有限，一般不超过1000台。

计算机网络的连接方式叫作“网络拓扑结构”。网络拓扑是指用传输介质互联各种鼋备的物理布局。

计算机科学家通过采用从图论演变而来的“拓扑”(topology)方法，抛开网络中的个体设备，把像工作站、服务器等网络单元抽象为“点”，把网络中的电缆等通信媒体(含有线介质和无线介质)抽象为“线”，这样从拓扑学的观点看计算机和网络系统，就形成了点和线组成的平面几何图形，从而抽象出了网络系统的具体结构。称这种采用拓扑学方法抽象出来的结构为汁算机网络的拓扑结构。拓扑是一种研究与大小和形状无关的点、线、自特点的方法。

故而局域网络拓扑结构是是在一个局部的地理范围内(如一个学校、工厂和机关内)，将各种计算机、外部设备和数据库等互相联接起来组成的计算机通信网的网络形状。1

拓扑结构总线结构总线结构是使用同一介质或电缆连接所有用户端的一种方式，也就是说，连接用户端的物理介质由所有设备共享，总线结构通常用同轴电缆相连接。同轴电缆有两种，粗同轴电缆和细同轴电缆，分别用以组建细线网络和粗线网络。

环形拓扑结构环型网，正如名字所描述的那样，是使用一个连续的环将每台计算机设备连接在一起，它能够保证一台设备上发送的信号可以被环上其他所有的计算机设备都收到。在简单的环型网中，网络中任何部件的损坏都将导致系统出现故障，这样将阻碍整个系统进行正常工作。而高级结构的环型网则在很大程度上改善了这一缺陷。

环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输介质从一个用户端连接到另一个用户端，直到将所有用户端连成环型。显而易见，这种结构消除了用户端通信时对中心系统的依赖性。

实质上，环型网络结构是在粗同轴电缆总线结构的基础上，去掉线缆两端的终结器后，将线缆两头连接起来而形成的一个环。

环型结构的特点是，每个用户端都与两个相邻的用户端相连，因而存在着点到点的链路，但总是以单向方式操作，于是便有上游用户端和下游用户端之称。例如用户N是用户N+1的上游用户端，用户N+1是用户N的下游用户端。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。

星型拓扑结构星型结构是最古老的一种连接方式，大家所熟悉的电话系统就属于这种结构，还有早期的联机方式也属于星型结构。星型结构网络上的每一台终端计算机都各自使用一条线缆连接到网络服务器上。用于构建星型网络的主要网络设备称为集线器，英文名为hub。

网络服务器以及所有上网的终端计算机都连接在这一台集线器上。

这种结构便于集中控制，因为用户端之间的通信必须经过中心站。由于这一特点，带来了易于维护和安全等优点。用户端设备因为故障而停机时也不会影响其他用户端的通信。这种网络最大的弊病在于，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。为此，中心系统通常采用高性能计算机或双机热备份，以提高系统的可靠性。

树型结构树型结构主要用hub连接实现，即用多级hub通过双绞线级联进行组网(这种方式又叫级联组网方式)。

半网状结构在环型结构网的基础上，增加部分结点之间的连线后，即得到半网状结构网络。它的优点是提高了系统的可靠性和稳定性。缺点是线路耗量大，不易于结点扩充。

全网状结构如果一个网络只连接几台设备，最简单而且最有效的方法是将它们相互之间都直接相连在一起，这种连接称为点对点连接。用这种方式形成的网络称为全互联网络，也就是全网状结构网络。它的优点是网络系统的可靠性和稳定性最好，数据传输效率也极高。缺点是线缆耗量太大，成本太高，网络建设难度大，结点的增加难以实现。

全网状结构只是一种理想中的结构模型，由于网络的成本高、建设难度大、不易扩充和维护，在现实中极少使用全网状结构建立局域网络。1