什么是网络拓扑?
网络拓扑是对网络中节点（例如交换机和路由器）和连接的布置的描述，通常以图形表示.
无论两个组织多么相同，两个网络都不完全相同。但是，许多组织都依赖完善的网络拓扑模型。网络拓扑概述了设备如何连接在一起以及如何将数据从一个节点传输到另一个节点.
一种 逻辑网络拓扑 是设备如何在特定抽象层进行操作的概念性表示。一种 物理拓扑 详细说明设备的物理连接方式。逻辑和物理拓扑都可以表示为可视化图.
一种 网络拓扑图 是一个 地图，使管理员可以查看连接设备的物理布局. 掌握网络拓扑图对于了解设备如何相互连接以及故障排除的最佳技术非常有用。.
企业网络现在和过去都建立了许多不同类型的拓扑。我们将要研究的一些网络拓扑包括 总线拓扑, 环形拓扑, 星型拓扑, 网格拓扑, 和 混合拓扑.
总线拓扑
总线拓扑是一种网络，其中每个设备都连接到一根电缆，该电缆从网络的一端延伸到另一端。这种类型的拓扑通常称为 线路拓扑. 在总线拓扑中，数据仅在一个方向上传输。如果总线拓扑具有两个端点，则称为 线性总线拓扑.
具有此类拓扑的小型网络使用同轴电缆或RJ45电缆将设备链接在一起。但是，总线拓扑布局已过时，您今天不太可能遇到使用总线拓扑的公司.
优点
总线拓扑通常用于较小的网络中。主要原因之一是 保持布局简单. 所有设备都通过一根电缆连接，因此您无需管理复杂的拓扑设置.
该布局还有助于使总线拓扑具有成本效益，因为它们 可以单根电缆运行. 如果需要添加更多设备，则只需将电缆连接到另一根电缆即可.
缺点
但是，依靠一根电缆确实意味着 总线拓扑具有单点故障. 如果电缆出现故障，则整个网络将中断。电缆故障将使组织在尝试恢复服务时花费大量时间。除此之外, 高网络流量会降低网络性能 因为所有数据都通过一根电缆传输.
此限制使总线拓扑仅适用于较小的网络。主要原因是您拥有的节点越多，传输速度就越慢。值得注意的是，总线拓扑在一定程度上受到限制 半双工, 这意味着数据不能同时在两个相反的方向上传输.
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环形拓扑
在具有环形拓扑的网络中，计算机以循环格式相互连接. 网络中的每个设备都会有两个邻居 而没有更多或更少。环形拓扑在过去是常用的，但是很难找到今天仍在使用它们的企业.
第一个节点连接到最后一个节点，以将环路链接在一起。由于采用这种格式进行布局，因此数据包需要在到达目的地的途中经过所有节点.
在此拓扑中，选择一个节点来配置网络并监视其他设备。环形拓扑是 半双工，但也可以制成全双工. 要使环形拓扑成为全双工，您需要在网络节点之间建立两个连接以形成一个 双环拓扑.
双环拓扑
如上所述，如果环形拓扑被配置为双向的，则它们被称为双环形拓扑。双环拓扑为每个节点提供两个连接，每个方向一个。因此，数据可以在 顺时针 要么 逆时针方向 方向.
优点
在环形拓扑中 数据包冲突的风险非常低 由于使用了基于令牌的协议，因此仅允许一个站点在给定的时间传输数据。事实是， 数据可以在节点间高速移动 当添加更多节点时可以扩展.
双环拓扑 提供了额外的保护层，因为它们 更能抵抗失败. 例如，如果一个环在一个节点内发生故障，则另一个环可以逐步上升并备份。环形拓扑也 安装成本低.
缺点
替换环形拓扑的原因之一是因为它们非常容易发生故障。的 F一个节点的故障会使整个网络无法运行. 这意味着需要不断管理环形拓扑网络，以确保所有节点都处于良好状态。但是，即使节点运行状况良好，您的网络 仍可能因传输线故障而导致离线!
环形拓扑也 引发了可扩展性问题. 例如，带宽由网络内的所有设备共享。此外, 添加的设备越多 到网络 通讯延迟更多 网络体验。这意味着需要仔细监视添加到网络拓扑中的设备数量，以确保网络资源不会超出其限制.
更改环形拓扑也很复杂，因为您 需要关闭网络进行更改 到现有节点 或添加新节点. 这远非理想，因为每次您要更改拓扑结构时都需要考虑停机时间!
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星型拓扑
星形拓扑是一种拓扑，其中网络中的每个节点都连接到一个中央交换机。网络中的每个设备都直接连接到交换机，并间接连接到每个其他节点。这些元素之间的关系是中央网络设备是服务器，而其他设备被视为客户端。中央节点负责管理跨网络的数据传输，并充当转发器。在星形拓扑中，计算机通过同轴电缆，双绞线或光纤电缆连接.
优点
星型拓扑是最常用的，因为您 可以从一个位置管理整个网络：中央开关。因此，如果不是中心节点的某个节点发生故障，则网络将保持正常运行。这为星形拓扑提供了一层保护，以防止其他拓扑设置并不总是出现故障。同样，你 可以添加新计算机而不必使网络脱机 就像您必须使用环形拓扑.
在物理结构方面，星形拓扑比其他拓扑类型需要更少的电缆。这使他们 易于设置和管理 从长远来看。总体设计的简单性使管理员在处理性能故障时更容易进行故障排除.
缺点
尽管星形拓扑可能相对安全，但不会出现故障, 如果中央交换机掉线了，那么整个网络都会掉线. 因此，管理员需要紧密管理中央节点的运行状况，以确保中央节点不会出现故障。网络的性能也 与中央节点的配置和性能相关. 星形拓扑在大多数情况下都易于管理，但设置和使用起来并不便宜.
树形拓扑
顾名思义，树形拓扑是一种网络结构，其形状像具有许多分支的树。树形拓扑 有一个根节点 它连接到其他节点层次结构。的 等级是亲子 两个连接的节点之间只有一个相互连接的地方。通常，树拓扑需要对层次结构具有三个级别才能进行这种分类。这种拓扑形式是 在广域网中使用 维持大量分散设备.
优点
树形拓扑之所以如此的主要原因 用于扩展总线和星形拓扑. 在这种分层格式下，随着组织规模的扩大，很容易向网络添加更多节点。这种格式也 非常适合发现错误和故障排除 因为您可以在整个树中系统地检查性能问题.
缺点
树拓扑的最显着弱点是根节点. 如果根节点发生故障，则其所有子树都将被分区. 除故障节点的父节点等其他设备外，网络内仍将存在部分连接.
维护网络也不容易，因为 添加的节点越多，管理起来就越困难 网络。树形拓扑的另一个缺点是所需的电缆数量。需要电缆来连接整个层次结构中的每个设备，与更简单的拓扑结构相比，这会使布局更加复杂.
网格拓扑
网格拓扑是节点互连的点对点连接。以这种形式的拓扑, 数据通过两种方法传输： 路由 和 洪水. 路由是节点使用路由逻辑计算出到数据包目的地的最短距离的地方。相反，泛洪是将数据发送到网络内所有节点的位置。泛洪不需要任何形式的路由逻辑即可工作.
有 两种形式的网状拓扑： 部分网格拓扑 和 F全网格拓扑. 对于部分网格拓扑，大多数节点是互连的，但只有少数节点仅连接到两个或三个其他节点。全网状拓扑是每个节点相互连接的地方.
优点
首先使用网状拓扑是因为它们是可靠的。的 节点的互连性使其极强地抵抗故障. 没有任何一台机器故障会导致整个网络瘫痪。没有单点故障是为什么它是流行的拓扑选择的原因之一。此设置还可以防止受到破坏.
缺点
但是，网状拓扑远非完美。他们 需要大量的配置 一旦部署。拓扑布局比许多其他拓扑更复杂，这反映在建立所需的时间上。您需要容纳大量的新布线，这些布线加起来非常昂贵.
混合拓扑
当拓扑由两个或多个不同的拓扑组成时，称为混合拓扑。混合拓扑是 大型企业中最常见的情况 各个部门的网络拓扑不同于组织中的其他拓扑。将这些拓扑连接在一起将产生混合拓扑。结果，功能和漏洞取决于捆绑在一起的拓扑类型.
优点
使用混合拓扑的原因有很多，但是它们都有一个共同点： 灵活性. 混合拓扑无法适应的结构上几乎没有限制，您可以 可以将多个拓扑合并到一个混合设置中. 结果，混合拓扑非常可扩展。混合设置的可伸缩性使其非常适合大型网络.
缺点
不幸的是，混合拓扑 可能很复杂, 取决于您决定使用的拓扑。混合拓扑中的每个拓扑都必须根据其独特的要求进行管理。这使管理员的工作更加困难，因为他们将不得不尝试管理多个拓扑而不是一个拓扑。此外，设置混合拓扑 最终可能会花很多钱.
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我应该选择哪种拓扑?
选择使用哪种拓扑时，需要考虑多种因素。在选择拓扑之前，您需要仔细考虑以下几点：
- 所需电缆长度
- 电缆类型
- 成本
- 可扩展性
首先，您需要 考虑到您需要的电缆长度 为您的所有网络设备提供服务。就电缆需求而言，总线拓扑是最轻便的。从这个意义上讲，这将是安装和购买电缆的最简单拓扑。这与第二个因素有关，您需要 考虑您要使用的电缆类型. 电缆类型从双绞线到同轴电缆和光纤电缆.
安装拓扑的成本也非常重要。选择的拓扑越复杂，就需要花费更多的资源和时间来创建该设置.
您要考虑的最后一个因素是可扩展性. 如果您打算升级 您未来的网络基础架构要确保 使用易于添加设备的网络. 星形拓扑网络非常适合此操作，因为您可以以最小的中断添加节点。这在环形网络中并不是那么简单，因为如果添加任何节点，都会导致停机.
网络拓扑映射软件
既然我们知道了不同类型的拓扑，是时候考虑如何从头开始设计网络了。有许多软件产品可让您创建自己的网络拓扑图。网络拓扑图向您显示了网络连接方式的图表，并帮助您创建有效的网络设计。它还为您提供参考点，在您尝试运行故障排除以修复故障时可以为您提供帮助.
目前有许多不同的网络拓扑映射产品，但使用最广泛的产品之一是 微软Visio. 使用Microsoft Visio，可以通过将网络元素添加到画布来绘制网络。该程序使您可以设计一个详细说明网络的图表。当然，绘制自己的网络并不总是理想的，特别是当您尝试映射更大的网络时.
因此，您可能要考虑使用其他工具，例如 SolarWinds网络拓扑映射器 可以自动发现连接到网络的设备。自动发现会派上用场，因为这意味着您不必手动绘制网络结构.
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网络拓扑综述
您为企业选择的网络拓扑应该深深植根于您的使用要求中。网络中节点的数量将决定是否可以通过使用总线拓扑结构来实现它，或者是否需要部署更复杂的网格或混合设置.
请记住 所有拓扑都有其优缺点 取决于它们所应用的环境（甚至已经过时的！）。一旦考虑了要使用的拓扑，就可以着手部署它.
提前计划的一种好方法是 使用网络拓扑映射工具 绘制要使用的布局。使用类似的工具 SolarWinds网络拓扑映射器 将允许您在图表上绘制网络以在一处查看拓扑结构.
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