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网络拓扑结构

第十四章-数字通讯

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点对点

将两个数字设备通过网络连接起来,就会有一种被称为“点对点”的网络:

点对点拓扑

网络布线被符号化为两个设备之间的一条线。实际上,它可能是一对双绞线,a同轴电缆一根光纤,甚至一根七导体的假总线。现在,我们仅仅关注网络的“形状”,技术上称为它的拓扑结构。

包括更多的设备(有时称为节点)在这个网络上,我们有几个选项的网络配置选择:

总线拓扑结构
一种网络,它使用一种公共的传输介质,网络的所有节点都连接到它上面。

总线拓扑结构

明星拓扑

一种使用集线器、交换机或计算机作为中心网络的网络,所有节点都连接到它上面。所选集线器、交换机或计算机充当服务器

明星拓扑

环型拓扑

许多网络标准规定所使用的拓扑类型,而其他标准则更加通用。例如,以太网通常在“总线”拓扑中实现,但也可以通过适当的互连设备在“星形”或“环形”拓扑中实现。其他网络,如RS-232C,几乎完全是点对点的;令牌环(您可能已经猜到了)仅在环形拓扑中实现。

不同拓扑的优缺点

点对点

很明显,两个节点的唯一选择。比总线和星型更简单,而且拓扑在两个点之间以单向或双向的方式发送数据。

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非常容易安装和维护。可以很容易地添加或删除节点,只需最小的布线更改。另一方面,一个总线网络必须处理来自所有节点的所有通信信号。这被称为广播网络,类似于一群人交谈在电话一个连接,在只有一个人可以一次谈话(限制汇率数据),和每个人都可以听到其他人交谈时(这可以是数据安全问题)。此外,总线接线的中断可能导致节点被分组隔离。

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在网络的分支点上使用被称为“网关”的设备,可以限制节点之间的数据流,允许在特定的节点组之间进行私有通信。这解决了简单总线拓扑的一些速度和安全性问题。然而,如果其中一个网关发生故障,这些分支可以很容易地从“星型”网络的其余部分切断。也可以通过“交换机”实现,按需将单个节点连接到更大的网络。这种交换网络类似于标准电话系统。

环型拓扑

这种拓扑结构以最少的布线量提供了最佳的可靠性。由于每个节点都有两个连接环,环的任何部分的单个断裂都不会影响网络的完整性。然而,在设计设备时必须考虑到这种拓扑结构。此外,安装或移除节点时必须中断网络。与总线拓扑结构一样,环形网络本质上是广播的。

正如您可能猜测的那样,在一个特定的应用程序中,可以组合两个或更多的环形拓扑,以达到“两全其美”的目的。随着时间的推移,工业网络往往会以这种方式结束,仅仅是工程师和技术人员加入多个公司