硬核好文！网络拓扑类型：总线、环形、星形、网状、树形、点对点、混合

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在网络世界中，经常会看到各种各样的网络拓扑，网络拓扑主要就是描述网络中各个元素的对应关系，那么网络中包含哪些类型的拓扑呢？

如上图所示，网络拓扑一般有两大类型：

• 物理拓扑
• 逻辑拓扑

物理拓扑主要包含了计算机电缆和其他网络设备。

逻辑拓扑主要包含网络物理设计。

如上图，不同类型的物理拓扑包括：

• P2P拓扑
• 总线拓扑
• 环形拓扑
• 星形拓扑
• 树形拓扑
• 网状拓扑
• 混合拓扑

下面让我们详细的了解一下每一种物理拓扑！

P2P拓扑

点对点拓扑是所有网络拓扑中最简单的，这种拓扑中的网络由两台计算机点对点直接连接。

优点：

• 连接更快、更可靠，因为是直接连接。
• 不需要网络操作系统。
• 不需要昂贵的服务器，因为使用单个工作站就可以访问文件。
• 不需要任何专门的网络技术人员，因为每个用户都设置了自己的权限。

缺点：

• 只适用于计算机距离很近的小区域，这是最大的缺点。
• 不能集中备份文件和文件夹。
• 除了权限之外，没有任何安全性。

总线拓扑

总线拓扑使用一根电缆连接所有的节点，主缆充当整个网络的主干，网络中的一台计算机充当计算机服务器，当它有两个端点时，称为线性总线拓扑。

优点：

• 电缆的成本非常低，因此被广泛用于构建小型网络。
• 既便宜又易于安装。
• 广泛适用于规模较小、简单或临时的网络。

总线上的计算机只监听正在发送的数据，而不负责将数据从一台计算机移动到另一台计算机。

缺点：

• 链路上一台设备发生故障，则整个系统将崩溃。
• 当网络流量很大时，很容易在网络中产生冲突。
• 当网络流量较大或节点过多时，网络的性能会显著降低。
• 电缆的长度总是有限的，所以不利于扩展。

环形拓扑

在这种拓扑中，每台设备正好有两台相邻设备用于通信，之所以被称为环形拓扑，因为它的形成类似于环。

在此拓扑中，每台计算机都连接到另一台计算机，都是最后一个节点与第一个节点组合在一起。

此拓扑使用令牌将信息从一台计算机传递到另一台计算机，所有消息都以相同的方向通过环。

优点：

• 易于安装和重新配置。
• 添加或删除环内设备拓扑只需要移动两个连接。
• 所有计算机都是平等访问的。
• 更快的错误检查和确认。

缺点：

• 单向流量。
• 单环中断可能会导致整个网络中断。
• 在环中，拓扑信号一直在循环，这会产生不必要的功耗。
• 故障排除非常困难。
• 添加或删除计算机可能会干扰网络活动。

星形网络

在星型拓扑中，所有计算机都在集线器的帮助下连接，中心的机器被称为中心节点，所有其他节点都使用此中心节点连接，它在局域网上最受欢迎，因为它们既便宜又易于安装。

优点：

• 易于故障排除、设置和修改。
• 某些节点即使发生故障，其他节点仍可正常工作。
• 性能快，节点少，网络流量极低。
• 添加、删除和移动设备很容易。

缺点：

• 集线器或集中器出现故障，连接的节点将被禁用。
• 安装星型拓扑的成本很高。
• 繁忙的网络流量有时会显著降低总线速度。
• 性能取决于集线器的容量。
• 电缆损坏或端接不正确可能会导致网络瘫痪。

网状拓扑

在网状拓扑中，网络上的每台计算机相互连接，所有设备之间建立点对点连接，提供高级别的冗余，因此即使一条链路出现故障，数据也可以通过另一条路径到达目的地。

网状拓扑类型

部分网状拓扑：

在这种类型的拓扑中，大多数设备的连接方式几乎与完全拓扑相似,唯一的区别是，很少有设备只连接两到三个设备。

全网状拓扑：

在此拓扑中，每个节点或设备都直接相互连接。

优点：

• 可以在不中断当前用户的情况下扩展网络。
• 由于节点有专用链路，因此没有流量问题。
• 专用链路可帮助您消除流量问题。
• 网状拓扑是健壮的。
• 它有多条链路，因此如果任何一条路由被阻塞，还可以使用其他路由进行数据通信。
• P2P链路使得故障识别和隔离过程变得容易。
• 通过将所有系统连接到一个中心节点来帮助您避免网络故障。
• 每个系统都有其私密性和安全性。

缺点：

• 安装很复杂，因为每个节点都连接到每个节点。
• 由于使用了更多的电缆，所以价格昂贵。
• 复杂的实现。
• 它需要更多空间用于专用链路。
• 由于布线的数量和输入输出的数量，它的实施成本很高。
• 需要很大的空间来铺设电缆。

树形网络

树形拓扑有一个根节点，所有其他节点都连接在一起，形成一个层次结构，因此，它也称为分层拓扑。

此拓扑将各种星形拓扑集成到一条总线中，因此称为星形总线拓扑。

树型拓扑是一种非常常见的网络，类似于总线和星型拓扑。

优点：

• 一个节点的故障永远不会影响网络的其余部分。
• 节点扩展既快捷又简单。
• 很容易错误检测。
• 易于管理和维护。

缺点：

• 布线密集扑。
• 如果添加更多的节点，则其维护困难。
• 如果集线器或集中器出现故障，连接的节点也会被禁用。

混合拓扑

混合拓扑组合了两个或多个拓扑，如下图所示，该网络不能以一个标准拓扑来衡量。

例如，您可以在上图中看到，在一个部门的办公室中，使用的是星型拓扑和P2P拓扑，当两个不同的基本网络拓扑连接时，就会产生混合拓扑。

优点：

• 提供最简单的错误检测和故障排除方法。
• 高效灵活的网络拓扑。
• 可扩展的。

缺点：

• 混合拓扑结构的设计比较复杂。
• 成本最高

如何选择网络拓扑？

• 总线拓扑肯定是安装网络成本最低的。
• 如果您想使用更短的电缆或您计划扩展网络是未来，那么星形拓扑是您的最佳选择。
• 全网状拓扑理论上是理想的选择，因为每个设备都连接到每个其他设备。
• 如果要使用双绞线进行组网，则应构建星型拓扑。

总结

1、点对点

由两台计算机直接连接组成

2、总线

使用一根电缆连接所有包含的节点

3、环形

每个设备都有两个相邻的设备用于通信

4、星形

所有计算机都在集线器的帮助下连接

5、网状

网络上的每台计算机都相互连接

6、树形

有一个根节点，所有其他节点相互连接，形成一个层次结构

7、混合

结合了两种或多种拓扑