拓撲結構科技名詞定義
中文名稱:拓撲結構 英文名稱:topological structure 定義:根據拓撲關系進行空間數據的組織方式。 所屬學科:地理學(一級學科);地理信息系統(二級學科) 本內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布
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計算機網路拓撲結構是指網路中各個站點相互連接的形式,在區域網中明確一點講就是文件伺服器、工作站和電纜等的連接形式。現在最主要的拓撲結構有匯流排型拓撲、星型拓撲、環型拓撲以及它們的混合型。顧名思義,匯流排型其實就是將文件伺服器和工作站都連在稱為匯流排的一條公共電纜上,且匯流排兩端必須有終結器;星型拓撲則是以一台設備作為中央連接點,各工作站都與它直接相連形成星型;而環型拓撲就是將所有站點彼此串列連接,像鏈子一樣構成一個環形迴路;把這三種最基本的拓撲結構混合起來運用自然就是混合型了。
目錄
簡介
計算機網路拓撲1. 匯流排拓撲結構
2. 星型拓撲結構
3.環形拓撲結構
4. 樹型拓撲結構
5. 網狀拓撲結構
6.混合型拓撲結構
7.蜂窩拓撲結構
8.衛星通信拓撲結構
開關電源拓撲
優缺點對比
結構分類一、星型拓撲結構
二、環型拓撲結構
三、匯流排拓撲結構
四、樹型拓撲結構
六、網狀拓撲結構
結構特徵簡介
計算機網路拓撲 1. 匯流排拓撲結構
2. 星型拓撲結構
3.環形拓撲結構
4. 樹型拓撲結構
5. 網狀拓撲結構
6.混合型拓撲結構
7.蜂窩拓撲結構
8.衛星通信拓撲結構
開關電源拓撲
優缺點對比
結構分類 一、星型拓撲結構
二、環型拓撲結構
三、匯流排拓撲結構
四、樹型拓撲結構
六、網狀拓撲結構
結構特徵
展開 編輯本段簡介
計算機網路的最主要的拓撲結構有匯流排型拓撲、星型拓撲、環型拓撲以及它們的混合型。 計算機網路的拓撲結構是把網路中的計算機和通信設備抽象為一個點,把傳輸介質抽象為一條線,由點和線組成的幾何圖形就是計算機網路的拓撲結構。 網路的拓撲結構:分為邏輯拓撲和物理拓撲結構這里講物理拓撲結構。 匯流排型拓撲:是一種基於多點連接的拓撲結構,所有的設備連接在共同的傳輸介質上。匯流排拓撲結構使用一條所有PC都可訪問的公共通道,每台PC只要連一條線纜即可但是它的缺點是所有的PC不得不共享線纜,優點是不會因為一條線路發生故障而使整個網路癱瘓。 環行拓撲:把每台PC連接起來,數據沿著環依次通過每台PC直接到達目的地,在環行結構中每台PC都與另兩台PC相連每台PC的介面適配器必須接收數據再傳往另一台一台出錯,整個網路會崩潰因為兩台PC之間都有電纜,所以能獲得好的性能。 樹型拓撲結構:把整個電纜連接成樹型,樹枝分層每個分至點都有一台計算機,數據依次往下傳優點是布局靈活但是故障檢測較為復雜,PC環不會影響全局。 星型拓撲結構:在中心放一台中心計算機,每個臂的端點放置一台PC,所有的數據包及報文通過中心計算機來通訊,除了中心機外每台PC僅有一條連接,這種結構需要大量的電纜,星型拓撲可以看成一層的樹型結構不需要多層PC的訪問權爭用。星型拓撲結構在網路布線中較為常見。
編輯本段計算機網路拓撲
計算機網路的拓撲結構是引用拓撲學中研究與大小,形狀無關的點,線關系的方法。把網路中的計算機和通信設備抽象為一個點,把傳輸介質抽象為一條線,由點和線組成的幾何圖形就是計算機網路的拓撲結構。網路的拓撲結構反映出網中個實體的結構關系,是建設計算機網路的第一步,是實現各種網路協議的基礎,它對網路的性能,系統的可靠性與通信費用都有重大影響。 最基本的網路拓撲結構有:環形拓撲、星形拓撲、匯流排拓撲三個。
1. 匯流排拓撲結構
是將網路中的所有設備通過相應的硬體介面直接連接到公共匯流排上,結點之間按廣播方式通信,一個結點發出的信息,匯流排上的其它結點均可「收聽」到。 拓撲結構
優點:結構簡單、布線容易、可靠性較高,易於擴充,節點的故障不會殃及系統,是區域網常採用的拓撲結構。 缺點:所有的數據都需經過匯流排傳送,匯流排成為整個網路的瓶頸;出現故障診斷較為困難。另外,由於信道共享,連接的節點不宜過多,匯流排自身的故障可以導致系統的崩潰。最著名的匯流排拓撲結構是乙太網(Ethernet)。
2. 星型拓撲結構
是一種以中央節點為中心,把若干外圍節點連接起來的輻射式互聯結構。這種結構適用於區域網,特別是近年來連接的區域網大都採用這種連接方式。這種連接方式以雙絞線或同軸電纜作連接線路。 優點:結構簡單、容易實現、便於管理,通常以集線器(Hub)作為中央節點,便於維護和管理。 缺點:中心結點是全網路的可靠瓶頸,中心結點出現故障會導致網路的癱瘓。
3.環形拓撲結構
各結點通過通信線路組成閉合迴路,環中數據只能單向傳輸,信息在每台設備上的延時時間是固定的。特別適合實時控制的區域網系統。 優點:結構簡單,適合使用光纖,傳輸距離遠,傳輸延遲確定。 缺點:環網中的每個結點均成為網路可靠性的瓶頸,任意結點出現故障都會造成網路癱瘓,另外故障診斷也較困難。最著名的環形拓撲結構網路是令牌環網(Token Ring)
4. 樹型拓撲結構
是一種層次結構,結點按層次連結,信息交換主要在上下結點之間進行,相鄰結點或 拓撲結構示意圖
同層結點之間一般不進行數據交換。 優點:連結簡單,維護方便,適用於匯集信息的應用要求。 缺點:資源共享能力較低,可靠性不高,任何一個工作站或鏈路的故障都會影響整個網路的運行。
5. 網狀拓撲結構
又稱作無規則結構,結點之間的聯結是任意的,沒有規律。 優點:系統可靠性高,比較容易擴展,但是結構復雜,每一結點都與多點進行連結,因此必須採用路由演算法和流量控制方法。目前廣域網基本上採用網狀拓撲結構。
6.混合型拓撲結構
就是兩種或兩種以上的拓撲結構同時使用。 優點:可以對網路的基本拓撲取長補短。 缺點:網路配置掛包那裡難度大。
7.蜂窩拓撲結構
蜂窩拓撲結構是無線區域網中常用的結構。它以無線傳輸介質(微波、a衛星、紅外線、無線發射台等)點到點和點到多點傳輸為特徵,是一種無線網,適用於城市網、校園網、企業網,更適合於移動通信。 在計算機網路中還有其他類型的拓撲結構,如匯流排型與星型混合、匯流排型與環型混合連接的網路。在區域網中,使用最多的是星型結構。
8.衛星通信拓撲結構
優點: 缺點:
編輯本段開關電源拓撲
隨著PWM技術的不斷發展和完善,開關電源以其高的性價比得到了廣泛的應用。開關電源的電路拓撲結構很多,常用的電路拓撲有推挽、全橋、半橋、單端正激和單端反激等形式。其中, 在半橋電路中,變壓器初級在整個周期中都流過電流,磁芯利用充分,且沒有偏磁的問題,所使用的功率開關管耐壓要求較低,開關管的飽和壓降減少到了最小,對輸入濾波電容使用電壓要求也較低。由於以上諸多原因,半橋式變換器在高頻開關電源設計中得到廣泛的應用。 開關電源常用的基本拓撲約有14種。 每種拓撲都有其自身的特點和適用場合。一些拓撲適用於離線式(電網供電的)AC/DC變換 網路拓撲
器。其中有些適合小功率輸出(<200W),有些適合大功率輸出;有些適合高壓輸入(≥220V AC),有些適合120V AC或者更低輸入的場合;有些在高壓直流輸出(>~200V)或者多組(4~5組以上)輸出場合有的優勢;有些在相同輸出功率下使用器件較少或是在器件數與可靠性之間有較好的折中。較小的輸入/輸出紋波和雜訊也是選擇拓撲經常考慮的因素。 一些拓撲更適用於DC/DC變換器。選擇時還要看是大功率還是小功率,高壓輸出還是低壓輸出,以及是否要求器件盡量少等。另外,有些拓撲自身有缺陷,需要附加復雜且難以定量分析的電路才能工作。 因此,要恰當選擇拓撲,熟悉各種不同拓撲的優缺點及適用范圍是非常重要的。錯誤的選擇會使電源設計一開始就註定失敗。 開關電源常用拓撲: buck開關型調整器拓撲 、boost開關調整器拓撲 、反極性開關調整器拓撲 、推挽拓撲 、正激變換器拓撲 、雙端正激變換器拓撲 、交錯正激變換器拓撲 、半橋變換器拓撲 、全橋變換器拓撲 、反激變換器 、電流模式拓撲和電流饋電拓撲 、SCR振諧拓撲 、CUK變換器拓撲 開關電源各種拓撲集錦先給出六種基本DC/DC變換器拓撲 依次為buck,boost,buck-boost,cuk,zeta,sepic變換器
編輯本段優缺點對比
1、星形拓撲 星形拓撲是由中央節點和通過點到到通信鏈路接到中央節點的各個站點組成。 比較圖
星形拓撲結構具有以下優點: (1)控制簡單。 (2)故障診斷和隔離容易。 (3)方便服務。 星形拓撲結構的缺點: (1)電纜長度和安裝工作量可觀。 (2)中央節點的負擔較重,形成瓶頸。 (3)各站點的分布處理能力較低。 2、匯流排拓撲 匯流排拓撲結構採用一個信道作為傳輸媒體,所有站點都通過相應的硬體介面直接連到這一公共傳輸媒體上,該公共傳輸媒體即稱為匯流排。 匯流排拓撲結構的優點: (1)匯流排結構所需要的電纜數量少。 (2)匯流排結構簡單,又是無源工作,有較高的可靠性。 (3)易於擴充,增加或減少用戶比較方便。 匯流排拓撲的缺點: (1)匯流排的傳輸距離有限,通信范圍受到限制。 (2)故障診斷和隔離較困難。 (3)分布式協議不能保證信息的及時傳送,不具有實時功能。 3、環形拓撲 環形拓撲網路由站點和連接站的鏈路組成一個閉合環。 環形拓撲的優點: (1)電纜長度短。 (2)增加或減少工作站時,僅需簡單的連接操作。 (3)可使用光纖。 環形拓撲的缺點: (1)節點的故障會引起全網故障。 (2)故障檢測困難。 (3)環形拓撲結構的媒體訪問控制協議都採用令牌傳達室遞的方式,在負載很輕時,信道利用率相對來說就比較低。 4、樹形拓撲 樹形拓撲從匯流排拓撲演變而來,形狀像一棵倒置的樹,頂端是樹根,樹根以下帶分支,每個分支還可再帶子分支。 樹形拓撲的優點: (1)易於擴展。 (2)故障隔離較容易。 樹形拓撲的缺點: 各個節點對根的依賴性太大。
編輯本段結構分類
網路拓撲結構是指拋開網路電纜的物理連接來討論網路系統的連接形式,是指網路電纜構成的幾何形狀,它能從邏輯上表示出網路伺服器、工作站的網路配置和互相之間的連接。 網路拓撲結構按形狀可分為:星型、環型、匯流排型、樹型及匯流排/星型及網狀拓撲結構。
一、星型拓撲結構
星型布局是以中央結點為中心與各結點連接而組成的,各結點與中央結點通過點與點方式連接,中央結點執行集中式通信控制策略,因此中央結點相當復雜,負擔也重。 以星型拓撲結構組網,其中任何兩個站點要進行通信都要經過中央結點控制。中央結點主要功能有: 1、為需要通信的設備建立物理連接; 2、為兩台設備通信過程中維持這一通路; 拓撲示意圖
3、在完成通信或不成功時,拆除通道。 在文件伺服器/工作站(File Servers/Workstation )區域網模式中,中心點為文件伺服器,存放共享資源。由於這種拓撲結構,中心點與多台工作站相連,為便於集中連線,目前多採用集線器(HUB)。 星型拓撲結構優點:網路結構簡單,便於管理、集中控制,組網容易,網路延遲時間短,誤碼率低。缺點:網路共享能力較差,通信線路利用率不高,中央節點負擔過重,容易成為網路的瓶頸,一旦出現故障則全網癱瘓。
二、環型拓撲結構
環形網中各結點通過環路介面連在一條首尾相連的閉合環形通信線路中,環路上任何結點均可以請求發送信息。請求一旦被批准,便可以向環路發送信息。環形網中的數據可以是單向也可是雙向傳輸。由於環線公用,一個結點發出的信息必須穿越環中所有的環路介面,信息流中目的地址與環上某結點地址相符時,信息被該結點的環路介面所接收,而後信息繼續流向下一環路介面,一直流回到發送該信息的環路介面結點為止。 環形網的優點:信息在網路中沿固定方向流動,兩個結點間僅有唯一的通路,大大簡化了路徑選擇的控制;某個結點發生故障時,可以自動旁路,可靠性較高。缺點:由於信息是串列穿過多個結點環路介面,當結點過多時,影響傳輸效率,使網路響應時間變長;由於環路封閉故擴充不方便。
三、匯流排拓撲結構
用一條稱為匯流排的中央主電纜,將相互之間以線性方式連接的工站連接起來的布局方式,稱為匯流排形拓撲。 在匯流排結構中,所有網上微機都通過相應的硬體介面直接連在匯流排上, 任何一個結點的信息都可以沿著匯流排向兩個方向傳輸擴散,並且能被匯流排中任何一個結點所接收。由於其信息向四周傳播,類似於廣播電台,故匯流排網路也被稱為廣播式網路。 電路拓撲
匯流排有一定的負載能力,因此,匯流排長度有一定限制,一條匯流排也只能連接一定數量的結點。 匯流排布局的特點:結構簡單靈活,非常便於擴充;可靠性高,網路響應速度快;設備量少、價格低、安裝使用方便;共享資源能力強,非常便於廣播式工作,即一個結點發送所有結點都可接收。 在匯流排兩端連接的器件稱為端結器(末端阻抗匹配器、或終止器)。主要與匯流排進行阻抗匹配,最大限度吸收傳送端部的能量,避免信號反射回匯流排產生不必要的干擾。 匯流排形網路結構是目前使用最廣泛的結構,也是最傳統的一種主流網路結構,適合於信息管理系統、辦公自動化系統領域的應用。
四、樹型拓撲結構
樹形結構是匯流排型結構的擴展,它是在匯流排網上加上分支形成的,其傳輸介質可有多條分支,但不形成閉合迴路,樹形網是一種分層網,其結構可以對稱,聯系固定,具有一定容錯能力,一般一個分支和結點的故障不影響另一分支結點的工作,任何一個結點送出的信息都可以傳遍整個傳輸介質,也是廣播式網路。一般樹形網上的鏈路相對具有一定的專用性,無須對原網做任何改動就可以擴充工作站。 五、匯流排/星型拓撲結構 用一條或多條匯流排把多組設備連接起來,相連的每組設備呈星型分布。採用這種拓撲結構,用戶很容易配置和重新配置網路設備。匯流排採用同軸電纜,星型配置可採用雙絞線。
六、網狀拓撲結構
將多個子網或多個區域網連接起來構成網際拓撲結構。在一個子網中,集線器、中繼器將多個設備連接起來,而橋接器、路由器及網關則將子網連接起來。根據組網硬體不同,主要有三種網際拓撲: 1、網狀網: 拓撲比較圖
在一個大的區域內,用無線電通信連路連接一個大型網路時,網狀網是最好的拓撲結構。通過路由器與路由器相連,可讓網路選擇一條最快的路徑傳送數據。 2、主幹網: 通過橋接器與路由器把不同的子網或LAN連接起來形成單個匯流排或環型拓撲結構,這種網通常採用光纖做主幹線。 3、星狀相連網: 利用一些叫做超級集線器的設備將網路連接起來,由於星型結構的特點,網路中任一處的故障都可容易查找並修復。 應該指出,在實際組網中,為了符合不同的要求,拓撲結構不一定是單一的,往往都是幾種結構的混用。
編輯本段結構特徵
綜合以上所述,可總結出以下計算機網路拓撲結構: 1、匯流排拓撲結構是將網路中的所有設備通過相應的硬體介面直接連接到公共匯流排上,結點之間按廣播方式通信,一個結點發出的信息,匯流排上的其它結點均可「收聽」到。 優點:結構簡單、布線容易、可靠性較高,易於擴充,是區域網常採用的拓撲結構。缺點:所有的數據都需經過匯流排傳送,匯流排成為整個網路的瓶頸;出現故障診斷較為困難。最著名的匯流排拓撲結構是乙太網(Ethernet)。 2、星型拓撲結構每個結點都由一條單獨的通信線路與中心結點連結。 優點:結構簡單、容易實現、便於管理,連接點的故障容易監測和排除。缺點:中心結點是全網路的可靠瓶頸,中心結點出現故障會導致網路的癱瘓。 3、環形拓撲結構各結點通過通信線路組成閉合迴路,環中數據只能單向傳輸。 優點:結構簡單,適合使用光纖,傳輸距離遠,傳輸延遲確定。缺點:環網中的每個結點均成為網路可靠性的瓶頸,任意結點出現故障都會造成網路癱瘓,另外故障診斷也較困難。最著名的環形拓撲結構網路是令牌環網(Token Ring) 4、樹型拓撲結構是一種層次結構,結點按層次連結,信息交換主要在上下結點之間進行,相鄰結點或同層結點之間一般不進行數據交換。優點:連結簡單,維護方便,適用於匯集信息的應用要求。缺點:資源共享能力較低,可靠性不高,任何一個工作站或鏈路的故障都會影響整個網路的運行。 5、 網狀拓撲結構又稱作無規則結構,結點之間的聯結是任意的,沒有規律。優點:系統可靠性高,比較容易擴展,但是結構復雜,每一結點都與多點進行連結,因此必須採用路由演算法和流量控制方法。目前廣域網基本上採用網狀拓撲結構。 6、混合型拓撲結構就是兩種或兩種以上的拓撲結構同時使用。優點:可以對網路的基本拓撲取長補短。缺點:網路配置掛包那裡難度大。 7、蜂窩拓撲結構蜂窩拓撲結構是無線區域網中常用的結構。它以無線傳輸介質(微波、a衛星、紅外線、無線發射台等)點到點和點到多點傳輸為特徵,是一種無線網,適用於城市網、校園網、企業網,更適合於移動通信。在計算機網路中還有其他類型的拓撲結構,如匯流排型與星型混合、匯流排型與環型混合連接的網路。在區域網中,使用最多的是星型結構。 8、衛星通信拓撲結構。
簡介計算機網路拓撲1. 匯流排拓撲結構2. 星型拓撲結構3.環形拓撲結構4. 樹型拓撲結構5. 網狀拓撲結構6.混合型拓撲結構7.蜂窩拓撲結構8.衛星通信拓撲結構開關電源拓撲優缺點對比結構分類一、星型拓撲結構二、環型拓撲結構三、匯流排拓撲結構四、樹型拓撲結構六、網狀拓撲結構結構特徵
Ⅱ 計算機網路的結構有那些
網路的拓撲結構是拋開網路物理連接來討論網路系統的連接形式,網路中各站點相互連接的方法和形式稱為網路拓撲。拓撲圖給出網路伺服器、工作站的網路配置和相互間的連接,它的結構主要有星型結構、匯流排結構、樹型結構、網狀結構、蜂窩狀結構、分布式結構等。
星型結構
星型結構是指各工作站以星型方式連接成網。網路有中央節點,其他節點(工作站、伺服器)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路。它具有如下特點:結構簡單,便於管理;控制簡單,便於建網;網路延遲時間較小,傳輸誤差較低。但缺點也是明顯的:成本高、可靠性較低、資源共享能力也較差。
環型結構
環型結構由網路中若干節點通過點到點的鏈路首尾相連形成一個閉合的環,這種結構使公共傳輸電纜組成環型連接,數據在環路中沿著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。
環型結構具有如下特點:信息流在網中是沿著固定方向流動的,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,故控制軟體簡單;由於信息源在環路中是串列地穿過各個節點,當環中節點過多時,勢必影響信息傳輸速率,使網路的響應時間延長;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。
匯流排型結構
匯流排結構是指各工作站和伺服器均掛在一條匯流排上,各工作站地位平等,無中心節點控制,公用匯流排上的信息多以基帶形式串列傳遞,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路。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。
匯流排型結構的網路特點如下:結構簡單,可擴充性好。當需要增加節點時,只需要在匯流排上增加一個分支介面便可與分支節點相連,當匯流排負載不允許時還可以擴充匯流排;使用的電纜少,且安裝容易;使用的設備相對簡單,可靠性高;維護難,分支節點故障查找難。
分布式結構
分布式結構的網路是將分布在不同地點的計算機通過線路互連起來的一種網路形式,分布式結構的網路具有如下特點:由於採用分散控制,即使整個網路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演算法,故網上延遲時間少,傳輸速率高,但控制復雜;各個節點間均可以直接建立數據鏈路,信息流程最短;便於全網范圍內的資源共享。缺點為連接線路用電纜長,造價高;網路管理軟體復雜;報文分組交換、路徑選擇、流向控制復雜;在一般區域網中不採用這種結構。
樹型結構
樹型結構是分級的集中控制式網路,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。
網狀拓撲結構
在網狀拓撲結構中,網路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。它的安裝也復雜,但系統可靠性高,容錯能力強。有時也稱為分布式結構。
蜂窩拓撲結構
蜂窩拓撲結構是無線區域網中常用的結構。它以無線傳輸介質(微波、衛星、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。
在計算機網路中還有其他類型的拓撲結構,如匯流排型與星型混合。匯流排型與環型混合連接的網路。在區域網中,使用最多的是匯流排型和星型結構。
Ⅲ 計算機網路由什麼組成的計算機網路的拓樸結構有哪幾類
計算機網路由通信子網和資源子網組成,常見拓撲結構:星形、環形、匯流排型、樹形、網狀。希望你幫到你。
Ⅳ 計算機網路的組成和體系結構
一、計算機網路的基本組成
計算機網路是一個很復雜的系統,它由許多計算機軟體、硬體和通信設備組合而成。下面對一個計算機網路所需的主要部分,即伺服器、工作站、外圍設備、網路軟體作簡要介紹。
1.伺服器(Server)
在計算機網路中,伺服器是整個網路系統的核心,一般是指分散在不同地點擔負一定數據處理任務和提供資源的計算機,它為網路用戶提供服務並管理整個網路,它影響著網路的整體性能。一般在大型網路中採用大型機、中型機和小型機作為網路伺服器,可保證網路的可靠性。對於網點不多,網路通信量不大,數據安全性要求不太高的網路,可以選用高檔微機作網路伺服器。根據伺服器在網路中擔負的網路功能的不同,又可分為文件伺服器、通信伺服器和列印伺服器等。在小型區域網中,最常用的是文件伺服器。一般來說網路越大、用戶越多、伺服器負荷越大,對伺服器性能要求越高。
2.工作站(Workstation)
工作站有時也稱為「節點」或「客戶機(Client)」,是指通過網路適配器和線纜連接到網路上的計算機,是網路用戶進行信息處理的個人計算機。它和伺服器不同,伺服器是為整個網路提供服務並管理整個網路,而工作站只是一個接入網路的設備,它保持原有計算機的功能,作為獨立的計算機為用戶服務,同時又可按一定的許可權訪問伺服器,享用網路資源。
工作站通常都是普通的個人計算機,有時為了節約經費,不配軟、硬碟,稱為「無盤工作站」。
3.網路外圍設備
是指連接伺服器和工作站的一些連線或連接設備,如同軸電纜、雙絞線、光纖等傳輸介質,網卡(NIC)、中繼器(Repeater)、集線器(Hub)、交換機(Switch)、網橋(Bridge)等,又如用於廣域網的設備:數據機(Modem)、路由器(Router)、網關(Gateway)等,介面設備:T型頭、BNC連接器、終端匹配器、RJ45頭、ST頭、SC頭、FC頭等。
4.網路軟體
前面介紹的都是網路硬體設備。要想網路能很好地運行,還必須有網路軟體。
通常網路軟體包括網路操作系統(NOS)、網路協議軟體和網路通信軟體等。其中,網路操作系統是為了使計算機具備正常運行和連接上網的能力,常見的網路操作系統有UNIX、Linux、Novell Netware、Windows NT、Windows 2000 Server、Windows XP等;網路協議軟體是為了各台計算能使用統一的協議,可以看成是計算機之間相互會話使用的語言;而運用協議進行實際的通信則是由通信軟體完成的。
網路軟體功能的強弱直接影響到網路的性能,因為網路中的資源共享、相互通信、訪問控制和文件管理等都是通過網路軟體實現的。
二、計算機網路的拓撲結構
所謂計算機網路的拓撲結構是指網路中各結點(包括連接到網路中的設備、計算機)的地理分布和互連關系的幾何構形,即網路中結點的互連模式。
網路的拓撲結構影響著整個網路的設計、功能、可靠性和通信費用等指標,常見的網路拓撲結構有匯流排型、星型、環型等,通過使用路由器和交換機等互連設備,可在此基礎上構建一個更大網路。
1.匯流排型
在匯流排型結構中,將所有的入網計算機接入到一條通信傳輸線上,為防止信號反射,一般在匯流排兩端連有終端匹配器如圖6-1(a)。匯流排型結構的優點是信道利用率高,可擴充性好,結構簡單,價格便宜。當數據在匯流排上傳遞時,會不斷地「廣播」,第一節點均可收到此信息,各節點會對比數據送達的地址與自己的地址是否相同,若相同,則接收該數據,否則不必理會該數據。缺點是同一時刻只能有兩個網路結點在相互通信,網路延伸距離有限,網路容納的節點數有限。在匯流排上只要有一個結點連接出現問題,會影響整個網路運行,且不易找到故障點。
圖6-1 網路拓撲結構
2.星型
在星型結構中,以中央結點為中心,其他結點都與中央結點相連。每台計算機通過單獨的通信線路連接到中央結點,由該中央結點向目的結點傳送信息,如圖6-1(b),因此,中央結點必須有較強的功能和較高的可靠性。
在已實現的網路拓撲結構中,這是最流行的一種。跟匯流排型拓撲結構相比,它的主要的優勢是一旦某一個電纜線段被損壞了,只有連接到那個電纜段的主機才會受到影響,結構簡單,建網容易,便於管理。缺點是該拓撲是以點對點方式布線的,故所需線材較多,成本相對較高,此外中央結點易成為系統的「瓶頸」,且一旦發生故障,將導致全網癱瘓。
3.環型
在環型結構中,如圖6-1(c)所示,各網路結點連成封閉環路,數據只能是單向傳遞,每個收到數據包的結點都向它的下一結點轉發該數據包,環游一圈後由發送結點回收。當數據包經過目標結點時,目標結點根據數據包中的目標地址判斷出是自己接收,並把該數據包拷貝到自己的接收緩沖中。
環型拓撲結構的優點是:結構簡單,網路管理比較簡單,實時性強。缺點是:成本較高,可靠性差,網路擴充復雜,網路中若有任一結點發生故障都會使整個網路癱瘓。
三、計算機網路的體系結構
要弄清網路的體系結構,需先弄清網路協議是什麼。
網路協議是兩台網路上的計算機進行通信時使用的語言,是通信的規則和約定。為了在網路上傳輸數據,網路協議定義了數據應該如何被打成包、並且定義了在接收數據時接收計算機如何解包。在同一網路中的兩台計算機為了相互通信,必須運行同一協議,就如同兩個人交談時,必須採用對方聽得懂的語言和語速。
由於網路結點之間的連接可能是很復雜的,因此,為了減少協議設計的復雜性,在制定協議時,一般把復雜成分分解成一些簡單成分,再將它們復合起來,而大多數網路都按層來組織,並且規定:(1)一般是將用戶應用程序作為最高層,把物理通信線路作為最低層,將其間再分為若干層,規定每層處理的任務,也規定每層的介面標准;(2)每一層向上一層提供服務,而與再上一層不發生關系;(3)每一層可以調用下一層的服務傳輸信息,而與再下一層不發生關系。(4)相鄰兩層有明顯的介面。
除最低層可水平通信外,其他層只能垂直通信。
層和協議的集合被稱為網路的體系結構。為了幫助大家理解,我們從現實生活中的一個例子來理解網路的層次關系。假如一個只懂得法語的法國文學家和一個只懂得中文的中國文學家要進行學術交流,那麼他們可將論文翻譯成英語或某一種中間語言,然後交給各自的秘書選一種通信方式發給對方,如圖6-2所示。
圖6-2 中法文學家學術交流方式
下面介紹兩個重要的網路體系結構:OSI參考模型和TCP/IP參考模型。
1.OSI參考模型
由於世界各大型計算機廠商推出各自的網路體系結構,不同計算機廠商的設備相互通信困難。為建立更大范圍內的計算機網路,必然要解決異構網路的互連,因而國際標准化組織ISO於1977年提出「開放系統互連參考模型」,即著名的OSI(Open system interconnection/Reference Model)。它將計算機網路規定為物理層、數據鏈路層、網路層、傳輸層、會話層、表示層、應用層等七層,受到計算機界和通信界的極大關注。
2.TCP/IP參考模型
TCP/IP(Transmission Control Protocol/Internet protocol)協議是Internet使用的通信協議,由ARPANET研究中心開發。TCP/IP是一組協議集(Internet protocol suite),而TCP、IP是該協議中最重要最普遍使用的兩個協議,所以用TCP/IP來泛指該組協議。
TCP/IP協議的體系結構被分為四層:
(1)網路介面層 是該模型的最低層,其作用是負責接收IP數據報,並通過網路發送出去,或者從網路上接收網路幀,分離IP數據報。
(2)網路層 IP協議被定義駐留在這一層中,它負責將信息從一台主機傳到指定接收的另一台主機。主要功能是:定址、打包和路由選擇。
(3)傳輸層 提供了兩個協議用於數據傳輸,即傳輸控制協議TCP和通用數據協議UDP,負責提供准確可靠和高效的數據傳送服務。
(4)應用層 位於TCP/IP最高層,為用戶提供一組常用的應用程序協議。例如:簡單郵件傳輸協議SMTP、文件傳協議FTP、遠程登錄協議Telnet、超文本傳輸協議HTTP(該協議是後來擴充的)等。隨著Internet的發展,又開發了許多實用的應用層協議。
圖6-3是TCP/IP模型和OSI模型的簡單比較:
圖6-3 TCP/IP模型和OSI模型的對比
Ⅳ 計算機網路中,主要由網路節點和通信鏈路組成的是() A.工作站 B.通信子網 C.資源子網 D.用戶網
B.通信子網
Ⅵ 計算機通信網的組成部分
計算機通信網由一系列計算機的終端、具有信息處理與交換功能的節點以及節點間的傳輸線路組成。從邏輯功能上可以將計算機通信網分為兩大部分,即用戶資源子網和通信子網。 【用戶資源子網】用戶資源子網由主機、終端及終端控制器等組成,負責全網的數據處理業務,向網路用戶提供各種網路資源與網路服務。主機:主機可以是大型機、中型機、小型機、工作站或微機。主機是用戶資源子網的主要組成單元,它通過一條高速通信線路與通信子網的某一節點相連。主機主要負責數據處理,為各個終端用戶訪問網路其他主機設備、共享資源提供服務。普通用戶終端可以通過主機入網。
終端和終端控制器:終端可以是簡單的輸入、輸出終端,也可以是帶有微處理機的智能終端。智能終端除具有輸入、輸出信息的功能外,本身還具有存儲與處理信息的能力。終端可以通過主機連入網內,也可以通過終端控制器等連入網內。終端控制器為一組終端提供控制,從而減少了對這些終端的功能要求,因此也就減少了終端的成本。終端控制器提供的功能包括對有關鏈路的控制以及各級終端提供網路協議介面。 【通信子網】通信子網是由網路節點(即交換機)及連接它們的傳輸鏈路組成,負責主機或終端之間的數據信息傳輸與交換。網路節點:計算機通信網的網路節點一般由小型機或微型機配置通信控制硬體和軟體組成。網路節點具有雙重作用,它一方面作為與用戶資源子網的主機、終端的介面節點,將主機的終端連入網內,提供諸如信息的接收和發送以及信息傳輸狀態的監視等功能;另一方面它又作為通信子網中的分組儲存-轉發節點,完成分組的接收、檢驗、儲存和轉發功能,實現源主機的信息准確的發送到目的主機的作用。
傳輸鏈路:傳輸鏈路是指用於傳輸數據的通信信道,這些鏈路的容量可以從幾十比特每秒到幾百兆比特每秒,甚至更高。傳輸鏈路可以是雙絞線、同軸電纜、光纖、微波以及衛星通信信道等。為了提供更寬的寬頻或為了提高網路的可靠性,有時可在一對相鄰節點間使用多條鏈路。