计算机网络拓扑结构课件
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计算机网络拓扑结构课件
混合型拓扑结构
“星-环”式混合 型拓扑
“星-总”式混合 型拓扑
混合拓扑是将上述某两 种单一拓扑结构混合起来, 取 两者的优点构成的拓扑结构。 常用的混合拓扑有两种, 一种 是由星型拓扑和环型拓扑混 合成的“星—环”式拓扑结 构；另一种则由星型拓扑和 总线型拓扑混合成的“星— 总”式拓扑结构。
网状拓扑
星型 拓扑结构
总线型 拓扑结构
环型 拓扑结构
其他型 拓扑结构
星型拓扑结构简介
定义
星型拓扑结构由中央 节点和通过点到点通 信链路连接到中央节 点的各个站点组成, 中央节点执行集中式 通信控制策略。因此, 星型又称集中型
星型拓扑网络采用的交 换方式有电路交换和报 文交换, 其中, 尤以电 路交换更为普遍。这种 结构一旦建立了通道连 接, 就可以无延迟地在 连通的两个站点之间传 送数据。
网状拓扑结构中, 由于节点之间有许多条 路径相连, 可以为数据流的传输选择最佳 路由, 从而避开有故障的部件或过忙的节 点。但是, 这种结构比较复杂, 成本也比 较高, 提供上述功能的网络协议也较复杂。 这种拓扑结构一般在可靠性要求高、不 计较成本的场合下使用, 例如, 军用网, 其 故障排除比较复杂, 不适宜常用不线方案。
总之, 一个网络拓扑结构, 应根据需求, 综合诸因素作出合适选择； 要整体磨合, 不能顾此失彼。
THANKS
常以单向为多见。
环型拓扑结构优点
增加或减少工作站时,
03
仅需作简单连接。
02
01
电缆长度短。环型 拓扑结构的网络所 需的电缆长度与总 线型拓扑结构网络 相似, 电缆长度比
较短。
可使用光纤作传输媒 体。光纤的传输速率 很高, 既适合环型拓 扑的单方向传输, 更 适合于双环的两个方
计算机网络的拓扑结构ppt课件
知识结构
计算机网络的发展 计算机网络的定义 计算机网络的功能 计算机网络的特点 计算机网络的应用
按覆盖范围分类 按传播方式分类 按传输介质分类 按传输技术分类
国际组织与机构 美国组织与机构 欧洲组织与机构 中国国家2标准局
网络的逻辑结构 网络的拓扑结构 网络软件的组成 网络硬件的组成
计算机网络支撑技术 计算机网络的关键技术 计算机网络的研究热点
经营者提 供商品 或者服 务有欺 诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
§1.1 计算机网络的基本概念
计算机网络是计算机技术与通信技术相结合的产物，它 的诞生使计算机的体系结构发生了巨大变化。在当今社会 发展中，计算机网络起着非常重要的作用，并对人类社会 的进步做出了巨大贡献。
ISO于1977年成 立了专门的机构 来研究该问题， 并且在1984年正 式颁布了“开放 系统互联基本参 考模型” 的国际 标准OSI,这就产 生了第三代计算 机网络。
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经营者提 供商品 或者服 务有欺 诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
1.1.3 计算机网络的主要功能
3、分布处理 把要处理的任务分散到各个计算机上运行，而不是集中在
一台大型计算机上。这样，不仅可以降低软件设计的复杂性， 而且还可以大大提高工作效率和降低成本。
4、集中管理 对地理位置分散的组织和部门,可通过计算机网络来实现集 中管理,如数据库情报检索系统、交通运输部门的定票系统、军 事指挥系统等。
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经营者提 供商品 或者服 务有欺 诈行为 的，应 当按照 消费者 的要求 增加赔 偿其受 到的损 失，增 加赔偿 的金额 为消费 者购买 商品的 价款或 接受服 务的费 用
计算机网络的拓扑结构
计算机网络的拓扑结构
计算机网络中，网络设备之间的连接方 式称为网络拓扑。计算机网络拓扑是通过网 中结点与通信线路之间的几何关系表示网络 结构，反映出网络中各实体间的结构关系,主 要是指通信子网的拓扑构型。
主要的网络拓扑结构有总线型结构、星 形结构、环形结构、网状形结构。
计算机网络的拓扑结构
1.总线型拓扑结构 总线形结构采用单线传输（或称总线）作为公共的
• 这种网络的优点是节点间路径多，碰撞和阻塞可大大减少 ，局部的故障不会影响整个网络的正常工作，可靠性高； 网络扩充和主机入网比较灵活、简单。但这种网络关系复 杂，建网和网络控制机制复杂。广域网中一般用不完全连 接网状结构。
小结提高
针对课本第6页所提出的组网要求，回答下 面问题：
1、你的组网策略是_对__等_网___。 2、决定你组网策略的原因是 _对__等_网__成_本__低_，__实__现_方__便_，__满_足__组_网__的_所__有_要__求_。 3、用户网络传输要求_传_输__速__率_小__于_1_0_0_M___。 4、组网用户的最大距离是_小__于_1_0_0_米__。 5、组网需要用的传输介质是_双__绞_线__。 6、组网需要的网络设备是交__换_机__、_路__由__器__。 7、网络的拓扑结构是_星__形_结__构__。
计算机网络的拓扑结构
3.环型拓扑结构图 环形结构是网络中各个节点通过环路连接在一条首
尾相接的闭合的环形通信线路中。
3.环型拓扑结构图
优点：一次通信信息在网中传输的最大传输延迟是固定的、 每个网上结点只与其他两个结点有物理链路直接互连。因 此，传输控制机制较为简单，实时性强。
缺点：环中任何一个结点出现故障都可能会终止全网运行， 因此可靠性较差。为了克服可靠性差的问题，有的网络采 用具有自愈功能的双环结构，一旦一个结点不工作，可自 动切换到另一环路上工作。此时，网络需对全网进行拓扑 和访问控制机制进行调整，因此较为复杂。
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状
结
构
它生活在沙漠里，不需要水源也可以 生存， 它的形 状像手 掌一样 ，并且 满身长 着细细 的像针 一样的 刺。记 得上次 妈妈刚 买回的 仙人掌 ，不知 道是谁 把它放 在凳子 上了， 我也没 注意一 屁股坐 上去了 疼得我 嗷嗷大 叫。
它生活在沙漠里，不需要水源也可以 生存， 它的形 状像手 掌一样 ，并且 满身长 着细细 的像针 一样的 刺。记 得上次 妈妈刚 买回的 仙人掌 ，不知 道是谁 把它放 在凳子 上了， 我也没 注意一 屁股坐 上去了 疼得我 嗷嗷大 叫。
A．总线型 B．树型 C．环型
D．星型
例题：
例3：所有计算机都连接到一个中心节点上，传输数据时，节点
首先将数据传输到中心节点上，然后由中心节点转发到目的节
点 的 网 络 拓 扑 结 构 是 （C ）
A．总线结构
B．环形结构
C
．
星
型
结
构 D ． 网 它生活在沙漠里，不需要水源也可以生存，它的形状像手掌一样，并且满身长着细细的像针一样的刺。记得上次妈妈刚买回的仙人掌，不知道是谁把它放在凳子上了，我也没注意一屁股坐上去了疼得我嗷嗷大叫。
容
易
造
成
拥
塞
它生活在沙漠里，不需要水源也可以 生存， 它的形 状像手 掌一样 ，并且 满身长 着细细 的像针 一样的 刺。记 得上次 妈妈刚 买回的 仙人掌 ，不知 道是谁 把它放 在凳子 上了， 我也没 注意一 屁股坐 上去了 疼得我 嗷嗷大 叫。 它生活在沙漠里，不需要水源也可以 生存， 它的形 状像手 掌一样 ，并且 满身长 着细细 的像针 一样的 刺。记 得上次 妈妈刚 买回的 仙人掌 ，不知 道是谁 把它放 在凳子 上了， 我也没 注意一 屁股坐 上去了 疼得我 嗷嗷大 叫。
完整计算机网络ppt课件
物理层的基本概念与传输介质
物理层的基本概念
物理层是计算机网络体系结构中的最 底层，负责建立、管理和释放物理连 接，提供透明的比特流传输服务。
传输介质
物理层接口与标准
物理层接口规定了物理层设备与传输 介质之间的电气、机械和功能特性， 常见的物理层接口标准有EIA/TIA232、EIA/TIA-499等。
ATM的特点：支持多种业务类型（如语音、数据 、视频等）、高速传输、低延迟、QoS保障。
ATM在网络中的应用：作为骨干网传输技术，提 供高速、可靠的数据传输服务。
帧中继技术
帧中继（Frame Relay）的基本概念
一种简化的、面向连接的数据链路层协议，采用变长帧作为传输单位 。
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包括前导码、帧起始定界符、目的地址、源地址、类型/长度字
段、数据字段和帧校验序列等。
无线局域网技术
无线局域网（Wireless Local Area Network，WLAN）的概念：利用无线通信技 术构建的局域网，摆脱了有线网络的束缚。
无线局域网的标准：IEEE 802.11系列标准，包括802.11a、802.11b、802.11g、 802.11n、802.11ac和802.11ax等。
01
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应用层的基本概念
应用层是计算机网络体系 结构中的最高层，负责为 用户提供各种网络服务和 应用程序接口。
应用层的功能
实现用户与网络之间的交 互，包括网络应用、数据 传输、资源共享等。
应用层协议
HTTP、FTP、SMTP、 DNS等协议都属于应用层 协议，用于实现不同的网 络应用。
DNS域名系统
传输层
向用户提供可靠的端到端的差错和 流量控制，保证报文的正确传输， 同时向高层屏蔽下层数据通信的细 节。
网络工作原理PPT课件
表表示示层层头头
应应用用层层数数据据
传传输输层层头头
表表示示层层数数据据
网网络络层层头头
网络传层输数层据数据
数数据据链链路 层路头层头
网络网层络数层据数据
0101110101001000010
--应用层--
应用层数据
--表示层--
表示层头 表应示用层层数数据据
--传输层--
传输层头
传表输示层数据
--网络层-- 网络层头
• 由中央设备充当计算机通 信的中介
• 一台计算机发生故障，不 会影响到其他计算机；故 障容易排除；可扩展性好
• 中央设备发生故障时将导 致整个网络不能通信
• 成本高于总线型；最流行 的基本拓扑结构
4.4环形
• 环形拓扑：把计算机连成环状
• 原理：
• 优点： • 缺点： • 应用：
信号沿环的一个方向传播，依次通过每 台计算机，每台计算机都是一个中继器， 把信号重写一遍并传给下一台计算机
INTERNET保留的三 组为私网使用的IP地
址
• 10.0.0.0
IP地址的分配方法
• 手工分配/静态 • 自动分配/动态
• 6.4.6 ICMP：INTERNET控制消息协议
• 负责诊断和报告数据传输错误
• 6.4.7 IGMP：INTERNET组管理协议
• 用于多路广播，维护一组多路广播的IP地址列表
• C 192-223 28-2=254
• D 224-239 组播地址
• E 240-247 实验地址
几组特殊的IP地址
• 127.0.0.0——用于测试连接的内循环地址
• （网络ID）×××.（主机ID）255 ——广播 地址
计算机网络的拓扑结构
1.5计算机网络的拓扑结构拓扑结构一般指点和线的几何排列或组成的几何图形。
计算机网络的拓扑结构是指一个网络的通信链路和结点的几何排列或物理布局图形。
链路是网络中相邻两个结点之间的物理通路，结点指计算机和有关的网络设备，甚至指一个网络。
按拓扑结构，计算机网络可分为以下五类。
1．总线形网络由一条高速公用总线连接若干个结点所形成的网络即为总线形网络，拓扑结构如图1-9（a）所示。
图1-9 总线形和环形网络拓扑（a）总线形网络（b）环形网络总线形网络的特点主要是结构简单灵活，便于扩充，是一种很容易建造的网络。
由于多个结点共用一条传输信道，故信道利用率高，但容易产生访问冲突；传输速率高，可达1～100Mbps；但总线形网常因一个结点出现故障（如接头接触不良等）而导致整个网络不通，因此可靠性不高。
2．环形网络环形网中各结点通过环路接口连在一条首尾相连的闭合环形通信线路中，拓扑结构如图1-9（b）所示，环上任何结点均可请求发送信息。
环形网络的主要特点是信息在网络中沿固定方向流动，两个结点间仅有唯一的通路，大大简化了路径选择的控制；某个结点发生故障时，可以自动旁路，可靠性较高；由于信息是串行穿过多个结点环路接口，当结点过多时，使网络响应时间变长。
但当网络确定时，其延时固定，实时性强。
环形网也是微机局域网常用的拓扑结构之一，如企业实时信息处理系统和工厂自动系统，以及某些校园网的主干网常采用环网，如图1-10是某大学学校网的主干网，其三个校区通过路由器以环形网的形式连接起来。
图1-10 某大学主干网3．星形网络星形拓扑是由中央结点为中心与各结点连接组成的，多结点与中央结点通过点到点的方式连接。
拓扑结构如图1-11（a）所示，中央结点执行集中式控制策略，因此中央结点相当复杂，负担比其他各结点重得多。
图1-11 星形和树形网络拓扑（a）星形网络（b）树形网络星形网络的特点是：网络结构简单，便于管理；控制简单，建网容易；网络延迟时间较短，误码率较低；网络共享能力较差；通信线路利用率不高；中央结点负荷太重。
计算机网络的拓扑结构
混合型拓扑结构
这种网络拓扑结构是由前面所讲的星 型拓扑结构和总线型拓扑结构的网络结合 在一起的网络结构，这样的拓扑结构更能 满足较大网络的拓展，解决星型网络在传 输距离上的局限，而同时又解决了总线型 网络在连接用户数量的限制。这种网络拓 扑结构同时兼顾了星型网与总线型网络的 优点，在缺点方面得到了一定的弥补。
网络拓扑结构
授课教师：郑立云
网络拓扑结构的定义
计算机网络的拓扑结构是指网络中的计 算机、线缆以及其他组件的物理布局，是 一种研究与大小、形状无关的构成图形 （线、面）的方法。
基本的网络拓扑结构
• 总线型拓扑结构 • 星型拓扑结构 • 环形拓扑结构
总线型拓扑结构
• 总线型拓扑结构中所有联网设备共用一条物理传输线路， 并连接终结器，所有的节点都通过相应的接口连接在总 线上，所有数据都在一条线路上传输，并能够被连接在 线路上的所有设备感知。
总线型拓扑结构
总线型拓扑结构的优点 • 结构简单，易于扩充。 • 共享能力强，便于广播式传输 • 易于布线、安装，费用低。 总线型拓扑结构的缺点 • 故障诊断困难 • 故障隔离维护困难
星形拓扑结构
星形拓扑结构中，每个节点都有一条点到点链路与 公共中心节点相连，任意两个节点之间的通信都必须通 过中心节点，并且只能通过中心节点进行通信。
课后作业
观察我们学校所使用的网络，看 看这个网络的拓扑结构属于哪一种， 并画出图片结构图。
环形拓扑结构
环形拓扑结构的优点 • 各工作站间无主从关系，结构简单 • 信息在网中沿固定方向流动，延迟固定，实时性较好。 • 两个节点间仅有唯一的路径，简化了路径选择 环形拓扑结构的缺点 • 可靠性差，任何线路或节点出现故障，都有可能引起全 网故障，可充性也比较困难。
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总线型拓扑结构采用一个信 道作为传输媒体，所有站点 都通过相应的硬件接口 直接连到这一公共媒 体上，公共传 输媒体就是 总线
总线型拓扑结构优点
1 2 3
总线结构所需的电缆数量少
总线结构简单，是无源工 作，有较高可靠性；
易于扩充，增加或减少 用户比较方便。
$
总线型拓扑结构缺点
总线的传输距离有限，
通信范围受到限制
交换方式
星型拓扑结构优点
1、控制简单：在星型网络中，任何站点只和 中央节点连接，因而媒体访问控制方法简单， 也导致访问协议十分简单。
电话 交换机
2、故障诊断和隔离容易：在星型网络中，中央 节点对连接线路可以逐一地隔离开来进行故障检 测和定位，单个连接点的故障只影响一个设备， 不会影响全网。
局域网
3、方便服务：中央节点可以方便地对各个站 点提供服务和对网络提供重新配置。
星型 拓扑结构
总线型 拓扑结构
环型 拓扑结构
其他型 拓扑结构
星型拓扑结构简介
定义
星型拓扑结构由中央 节点和通过点到点通 信链路连接到中央节 点的各个站点组成， 中央节点执行集中式 通信控制策略。因此， 星型又称集中型
星型拓扑网络采用的交 换方式有电路交换和报 文交换，其中，尤以电 路交换更为普遍。这种 结构一旦建立了通道连 接，就可以无延迟地在 连通的两个站点之间传 送数据。
总之， 一个网络拓扑结构，应根据需求， 综合诸因素作出合适选择； 要整体磨合，不能顾此失彼。
THANKS
星型拓扑结构缺点
1、电缆长度较长和安装工作量大。 因为每个站点都要和中央节点直接连 接，需要耗费大量的电缆，安装、维 护的工作量大。
2、中央节点的负担较重，形成瓶颈 效应。一旦发生故障，则全网受影响， 因此，对中央节点的可靠性和冗余度 方面的要求很高
总线型
拓扑结构
总线型拓扑结构简介
任何一个站发送 的信号都沿着传 输媒体传播，而 且能被所有其 他站接收
混合型拓扑结构
“星-环”式混合 型拓扑
“星-总”式混合 型拓扑
混合拓扑是将上述某两 种单一拓扑结构混合起来， 取两者的优点构成的拓扑结 构。常用的混合拓扑有两种， 一种是由星型拓扑和环型拓 扑混合成的“星—环”式拓 扑结构；另一种则由星型拓 扑和总线型拓扑混合成的 “星—总”式拓扑结构。
网状拓扑
增加或减少工作站时， 仅需作简单连接。
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电缆长度短。环型 拓扑结构的网络所 需的电缆长度与总 线型拓扑结构网络 相似，电缆长度比 较短。
可使用光纤作传输媒 体。光纤的传输速率 很高，既适合环型拓 扑的单方向传输，更 适合于双环的两个方 向传输。
环型拓扑结构缺点
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节点的故障会引起全网 故障。因为环上的数据 传输要通过接在环上的 每一个节点，一旦环中 某一节点发生故障就会 引起全网的故障
ADD YOUR TITLE
故障诊断 隔离较困难
环型
拓扑结构
环型拓扑结构
环形拓扑网络由 站点连接站点的 链路组成一个全 闭环路，其结构。
每个站点能够接收从 一条链路传来的数据， 并以同样的速率串行 地把该数据沿环送到 另一端链路上，这种 链路可以是单向的， 也可以是双向的，通 常以单向为多见。
环型拓扑结构优点
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故障检测困难。这与总 线型拓扑结构相似，因 为不是集中控制，故障 检测需在网上各个节点 进行，因此，实施起来 有困难。
其他类型
拓扑结构
树型拓扑结构
树型拓扑结构是从总线型拓 扑演变而来的，形状像一颗 倒立的树，顶端是根，树根 以下带分支，每个分支再带 分支。由树根接收各站发送 来的数据，然后再广播发送 到全网。树型拓扑的特点大 多与总线型拓扑的特点相同， 但也有其特殊之处。
计算机 网络拓扑结构
拓扑学是几何学的一个分支，它是从图论演变过来的。 拓扑学首先把实体的线路抽象成线，而研究点、线、面之间的关系。 计算机网络拓扑是通过网中节点或节点与通信线路之间的几何关系表示网络结构， 反映同一网络中各实体的结构关系。 拓扑设计是建设计算机网络的第一步，也是实现各种网络协议的基础， 它对网络的性能、系统可靠性与通信费用都有重大影响。
网状拓扑结构中，由于节点之间有许多 条路径相连，可以为数据流的传输选择
最佳路由，从而避开有故障的部件或过
忙的节点。但是，这种结构比较复杂， 成本也比较高，提供上述功能的网络协
议也较复杂。这种拓扑结构一般在可靠
性要求高、不计较成本的场合下使用， 例如，军用网，其故障排除比较复杂，
不适宜常用不线方案。
拓扑的选择
拓扑的选择需考虑的因素主要有： 1、网络既要易于安装，又要易于扩展。 2 、网络的可靠性是考虑选择的重要因素。 要易于故障诊断和隔离，以使网络的主 体在局部发生故障时仍能正常运行。 3 、网络拓扑的选择还会影响传输媒体的 选择和媒体访问控制方法的确定，这些 因素又会影响各个站点的运行速度和网 络软、硬件接口的复杂性。