計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)

　　當我們組建計算機我網(wǎng)絡時，要考慮網(wǎng)絡的布線方式，這也就涉及到了網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)的內(nèi)容。網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)指網(wǎng)路中計算機線纜，以及其他組件的物理布局。下面是計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)，為大家詳細介紹。

　　局域網(wǎng)常用的拓樸結(jié)構(gòu)有：總線型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、星型結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)。拓撲結(jié)構(gòu)影響著整個網(wǎng)絡的設計、功能、可靠性和通信費用等許多方面，是決定局域網(wǎng)性能優(yōu)劣的重要因素之一。

　　1、總線型拓撲結(jié)構(gòu)

　　總線型拓撲結(jié)構(gòu)是指：網(wǎng)絡上的所有計算機都通過一條電纜相互連接起來

　　總線上的通信：在總線上，任何一臺計算機在發(fā)送信息時，其他計算機必須等待。而且計算機發(fā)送的信息會沿著總線向兩端擴散，從而使網(wǎng)絡中所有計算機都會收到這個信息，但是否接收，還取決于信息的目標地址是否與網(wǎng)絡主機地址相一致，若一致，則接受；若不一致，則不接收。

　　信號反射和終結(jié)器：在總線型網(wǎng)絡中，信號會沿著網(wǎng)線發(fā)送到整個網(wǎng)絡。當信號到達線纜的端點時，將產(chǎn)生反射信號，這種發(fā)射信號會與后續(xù)信號發(fā)送沖突，從而使通信中斷。為了防止通信中斷，必須在線纜的兩端安裝終結(jié)器，以吸收端點信號，防止信號反彈。

　　特點：其中不需要插入任何其他的連接設備。網(wǎng)絡中任何一臺計算機發(fā)送的信號都沿一條共同的總線傳播，而且能被其他所有計算機接收。有時又稱這種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)為點對點拓樸結(jié)構(gòu)。

　　優(yōu)點：連接簡單、易于安裝、成本費用低

　　缺點：① 傳送數(shù)據(jù)的速度緩慢：共享一條電纜，只能有其中一臺計算機發(fā)送信息，其他接收。

　�、诰S護困難：因為網(wǎng)絡一旦出現(xiàn)斷點，整個網(wǎng)絡將癱瘓，而且故障點很難查找。

　　2、星型拓撲結(jié)構(gòu)：

　　每個節(jié)點都由一個單獨的通信線路連接到中心節(jié)點上。中心節(jié)點控制全網(wǎng)的通信，任何兩臺計算機之間的通信都要通過中心節(jié)點來轉(zhuǎn)接。因些中心節(jié)點是網(wǎng)絡的瓶頸，這種拓樸結(jié)構(gòu)又稱為集中控制式網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，這種拓撲結(jié)構(gòu)是目前使用最普遍的拓撲結(jié)構(gòu)，處于中心的網(wǎng)絡設備跨越式集線器（Hub）也可以是交換機。

　　優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、便于維護和管理，因為當中某臺計算機或頭條線纜出現(xiàn)問題時，不會影響其他計算機的正常通信，維護比較容易。

　　缺點：通信線路專用，電纜成本高；中心結(jié)點是全網(wǎng)絡的'可靠瓶頸，中心結(jié)點出現(xiàn)故障會導致網(wǎng)絡的癱瘓。

　　3、環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)：

　　環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)是以一個共享的環(huán)型信道連接所有設備，稱為令牌環(huán)。在環(huán)型拓撲中，信號會沿著環(huán)型信道按一個方向傳播，并通過每臺計算機。而且，每臺計算機會對信號進行放大后，傳給下一臺計算機。同時，在網(wǎng)絡中有一種特殊的信號稱為令牌。令牌按順時針方向傳輸。當某臺計算機要發(fā)送信息時，必須先捕獲令牌，再發(fā)送信息。發(fā)送信息后在釋放令牌。

　　環(huán)型結(jié)構(gòu)有兩種類型，即單環(huán)結(jié)構(gòu)和雙環(huán)結(jié)構(gòu)。令牌環(huán)（Token Ring）是單環(huán)結(jié)構(gòu)的典型代表，光纖分布式數(shù)據(jù)接口（FDDI）是雙環(huán)結(jié)構(gòu)的典型代表。

　　環(huán)型結(jié)構(gòu)的顯著特點是每個節(jié)點用戶都與兩個相鄰節(jié)點用戶相連。

　　優(yōu)點：電纜長度短：環(huán)型拓撲網(wǎng)絡所需的電纜長度和總線拓撲網(wǎng)絡相似，但比星型拓撲結(jié)構(gòu)要短得多。

　　增加或減少工作站時，僅需簡單地連接�？墒褂霉饫w；它的傳輸速度很高，十分適用一環(huán)型拓撲的單向傳輸。傳輸信息的時間是固定的，從而便于實時控制。

　　缺點：節(jié)點過多時,影響傳輸效率。環(huán)某處斷開會導致整個系統(tǒng)的失效，節(jié)點的加入和撤出過程復雜。

　　檢測故障困難：因為不是集中控制，故障檢測需在網(wǎng)個各個節(jié)點進行，故障的檢測就不很容易。

　　4、樹型拓撲結(jié)構(gòu)

　　樹型結(jié)構(gòu)是星型結(jié)構(gòu)的擴展，它由根結(jié)點和分支結(jié)點所構(gòu)成，如圖所示。

　　優(yōu)點：結(jié)構(gòu)比較簡單，成本低。擴充節(jié)點方便靈活。

　　缺點：對根結(jié)點的依賴性大，一旦根結(jié)點出現(xiàn)故障，將導致全網(wǎng)不能工作；電纜成本高。

　　5、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)與混合型結(jié)構(gòu)

　　網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)是指將各網(wǎng)絡結(jié)點與通信線路連接成不規(guī)則的形狀，每個結(jié)點至少與其他兩個結(jié)點相連，或者說每個結(jié)點至少有兩條鏈路與其他結(jié)點相連，如圖（a）所示。大型互聯(lián)網(wǎng)一般都采用這種結(jié)構(gòu)，如我國的教育科研網(wǎng)CERNET（b）、Internet的主干網(wǎng)都采用網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)

　�。╝）網(wǎng)狀拓撲結(jié)構(gòu) （b） CERNET主干網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)

　　優(yōu)點：可靠性高；因為有多條路徑，所以可以選擇最佳路徑，減少時延，改善流量分配，提高網(wǎng)絡性能，但路徑選擇比較復雜。

　　缺點：結(jié)構(gòu)復雜，不易管理和維護；線路成本高；適用于大型廣域網(wǎng)。

　　混合型結(jié)構(gòu)是由以上幾種拓撲結(jié)構(gòu)混合而成的，如環(huán)星型結(jié)構(gòu)，它是令牌環(huán)網(wǎng)和FDDI網(wǎng)常用的結(jié)構(gòu)。再如總線型和星型的混合結(jié)構(gòu)等。

　　開關電源拓撲

　　隨著PWM技術的不斷發(fā)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(jié)構(gòu)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。由于以上諸多原因，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。一些拓撲適用于離線式(電網(wǎng)供電的)AC/DC變換器。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(yōu)勢；有些在相同輸出功率下使用器件較少或是在器件數(shù)與可靠性之間有較好的折中。較小的輸入/輸出紋波和噪聲也是選擇拓撲經(jīng)�？紤]的因素。

　　一些拓撲更適用于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(yōu)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注定失敗。

　　開關電源常用拓撲：

　　buck開關型調(diào)整器拓撲 、boost開關調(diào)整器拓撲 、反極性開關調(diào)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

　　樹型拓撲的缺點：

　　各個節(jié)點對根的依賴性太大。

　　計算機網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)

　　計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)，即是指網(wǎng)上計算機或設備與傳輸媒介形成的結(jié)點與線的物理構(gòu)成模式。網(wǎng)絡的結(jié)點有兩類：一類是轉(zhuǎn)換和交換信息的轉(zhuǎn)接結(jié)點，包括結(jié)點交換機、集線器和終端控制器等；另一類是訪問結(jié)點，包括計算機主機和終端等。線則代表各種傳輸媒介，包括有形的和無形的。

　　組成

　　每一種網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)都由結(jié)點、鏈路和通路等幾部分組成。

　　1、結(jié)點：又稱為網(wǎng)絡單元，它是網(wǎng)絡系統(tǒng)中的各種數(shù)據(jù)處理設備、數(shù)據(jù)通信控制設備和數(shù)據(jù)終端設備。常見的結(jié)點有服務器、工作站、集線路和交換機等設備。

　　2、鏈路：兩個結(jié)點間的連線，可分為物理鏈路和邏輯鏈路兩種，前者指實際存在發(fā)通信線路，后者指在邏輯上起作用的網(wǎng)絡通路。

　　3、通路：是指從發(fā)出信息的結(jié)點到接受信息的結(jié)點之間的一串結(jié)點和鏈路，即一系列穿越通信網(wǎng)絡而建立起的結(jié)點到結(jié)點的鏈。

　　選擇性

　　拓撲結(jié)構(gòu)的選擇往往與傳輸媒體的選擇及媒體訪問控制方法的確定緊密相關。在選擇網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu)時,應該考慮的主要因素有下列幾點:

　　(1)可靠性。盡可能提高可靠性,以保證所有數(shù)據(jù)流能準確接收;還要考慮系統(tǒng)的可維護性,使故障檢測和故障隔離較為方便。

　　(2)費用。建網(wǎng)時需考慮適合特定應用的信道費用和安裝費用。

　　(3)靈活性。需要考慮系統(tǒng)在今后擴展或改動時,能容易地重新配置網(wǎng)絡拓撲結(jié)構(gòu),能方便地處理原有站點的刪除和新站點的加入。

　　(4)響應時間和吞吐量。要為用戶提供盡可能短的響應時間和最大的吞吐量。

　　常見類型

　　計算機網(wǎng)絡的拓撲結(jié)構(gòu)主要有：總線型拓撲、星型拓撲、環(huán)型拓撲、樹型拓撲、網(wǎng)狀拓撲和混合型拓撲。