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1 计算机网络的拓扑结构
1.1 网络拓扑的概念
拓扑学由图论演变而来,在拓扑学中,先将实体抽象为与大小、形状无关的点,再将连接实体的线路抽象为线,进而研究点、线之间的特性,它是一种橡皮泥技术。而计算机网络的拓扑结构,是研究网络中各节点之间的连线(链路)的物理布局(只考虑节点的位置关系而不考虑节点间的距离和大小)。
网络拓扑结构,是将网络中的具体设备,如计算机、交换机等网络单元抽象为节点,而把网络中的传输介质抽象为线。这样从拓扑学的角度看计算机网络就变成了点和线组成的几何图形,也就说网络拓扑结构是一个网络的通信链路和节点的几何排列或物理图形布局。
计算机网络中的节点有两类:
- 一类是转接和交换信息的转接节点,如交换机、集线器和终端控制器等
- 一类是访问节点,如主计算机和终端等,它们是信息交换的源节点和目标节点
网络的拓扑结构表示网络的整体结构和外貌,反映了网络中节点与链路之间相互连接的不同物理形态。它影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通信费用等问题,同时还是实现各种协议的基础,是研究计算机网络的主要环节之一。
1.2 通信子网的信道类型
通信子网的信道类型也称线路配置,它是指两个或两个以上的通信设备连接到链路的方式,主要有点到点式网络和广播式网络两种。
1、点到点式网络
通信子网的点到点连接,是指每条物理线路仅连接一对设备(如计算机或节点交换机),发送的数据在另一端只有一个设备接收。如果两台设备之间不是直接相连,而是通过中间节点的接收、存储、转发直至目的节点,那么这条线路结构可能会很复杂。因此,从源节点到目的节点可能存在多条路由。所以,我们需要路由算法来决定数据分组从通信子网的源节点到达目的节点的过程。采用分组存储转发是点到点式网络与广播式网络的一个重要区别。下图是一个点对点网络。
点到点式拓扑结构的特点:1)没有信道竞争,几乎不存在访问控制的问题;2)相对的会浪费一些带宽。一般广域网都采用这种模式
2、广播式网络
广播式网络,也可以叫作多点共享网络。在