集线器?什么是拓扑结构

由忘记我姓名 分享时间：2023-09-17 00:42:49 收藏本文

【简介】感谢网友“忘记我姓名”参与投稿，下面是小编为大家整理的集线器?什么是拓扑结构（共9篇），供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

篇1：集线器・什么是拓扑结构

集线器・什么是拓扑结构

拓扑（Topology）是将各种物体的位置表示成抽象位置。在网络中，拓扑形象地描述了网络的安排和配置，包括各种结点和结点的相互关系。拓扑不关心事物的细节也不在乎什么相互的比例关系，只将讨论范围内的`事物之间的相互关系表示出来，将这些事物之间的关系通过图表示出来。网络中的计算机等设备要实现互联，就需要以一定的结构方式进行连接，这种连接方式就叫做“拓扑结构”，通俗地讲这些网络设备如何连接在一起的。

目前常见的网络拓扑结构主要有以下四大类：

（1）总线型结构

（2）星型结构

（3）环型结构

（4）星型和总线型结合的复合型结构

篇2：拓扑结构

是指网络中各个站点相互连接的形式，主要有总线型拓扑、星型拓扑、环型拓扑以及它们的混合型，

拓扑结构

，

篇3：什么是集线器

集线器，英文名又称Hub，在OSI模型中属于数据链路层，价格便宜是它最大的优势，但由于集线器属于共享型设备，导致了在繁重的网络中，效率变得十分低下，所以我们在中、大型的网络中看不到集线器的身影。如今的集线器普遍采用全双工模式，市场上常见的集线器传输速率普遍都为100Mbps。接下来我们了解一下集线器的几个概念：

共享型

集线器最大的特点就是采用共享型模式，就是指在有一个端口在向另一个端口发送数据时，其他端口就处于“等待”状态。为什么会“等待”呢？举个例子来说，其实在单位时间内A向B发送数据包时，A是发送给B、C、D三个端口的(该现象即紧接下文介绍的IP广播)，但是只有B接收，其他的端口在第一单位时间判断不是自己需要的数据后将不会再去接收A发送来的数据。直到A再次发送IP广播，在A再次发送IP广播之前的单位时间内，C，D是闲置的，或者CD之间可以传输数据。我们可以理解为集线器内部只有一条通道(即公共通道)，然后在公共通道下方就连接着所有端口。

IP广播

所谓IP广播(也称：群发)，是指集线器在发送数据给下层设备时，不分原数据来自何处，将所得数据发给每一个端口，如果其中有端口需要来源的数据，就会处于接收状态，而不需要的端口就处于拒绝状态，

举个例子来说：在网内时，当客户端A发送数据包给客户端B时，集线器便将来自A的数据包群发给每一个端口，此时B就处于接收状态，其它端口则处于拒绝状态；在网外也如此，当客户端A发送域名“www.163.com”时，通过集线器，然后经过DNS域名解析把IP地址(202.108.36.172)发回给集线器。此时，集线器便群发给所有接入的端口，需要此地址的机器便处于接收状态(客户端A处于接收状态)，不需要则处于拒绝状态。

单位时间

这应该是最简单的一个名词了，也可以理解为Hub的工作频率，比如工作频率为33MHz的Hub，那么在单位时间内Hub能做什么事呢？上面在解释共享型的时候已经举了个例子，但是有一点在这需要解释的是，比如我们有的时候会看到A在向B发送数据的“同时”，C也在向D传送数据，这看起来似乎有点矛盾，也确实是这样，那为什么会看起来2者同时在进行呢？因为A在第一个单位时间内发送数据给B的时候，由于广播的原因，B、C、D在第一个单位时间内会同时接受广播，但是C，D会从第2个单位时间开始拒绝接收A发来的数据，因为C和D已经判断出这些数据不是他们需要的数据。而且在第2个单位时间的时候C也发送一个数据广播，A，B，D都接受，但是只有D会接收这些数据。这些操作只用2到3个单位时间，但是我们却很难察觉到，感觉上就是在同时“进行”一样。

篇4：网络拓扑结构

计算机网络拓扑：通过网络中节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，

计算机网络拓扑主要是指通信子网的拓扑构型。

计算机网络拓扑根据通信子网中通信信道类型分为两类：

点到点线路通信子网的拓扑：星型、树型、环型和网型。

广播信道通信子网的拓扑：总线型、环型、树型、无线通信与卫星通信型。

三种主要的拓扑结构：

星型拓扑结构

星型拓扑中各节点都与中心节点连接，呈辐射状排列在中心节点周围。网络中任意两个节点的通信都要通过中心节点转接。星型结构的优点是控制简单，单个节点的故障不会影响到网络的其它部分，但中心节点的任务重，形成广系统的瓶颈、另外中心节点的故障会导致整个网络的瘫痪，

总线型拓扑结构

总线型拓扑通过一根传输线路将网络中所有节点连接起来，这根线路称为总线。网络中各节点都通过总线进行通信，在同一时刻只能允许一对节点占用总线通信。总线型拓扑所需电缆数量少，结构简单有较高的可靠性，另外易于扩充，增减用户方便。缺点是传输距离有限．通信范围受到限制；故障诊断和隔离困难；分布式协议不保证信息及时传送．不具实时功能。

环型拓扑结构

环型拓扑中各节点首尾相连形成—个闭合的环，环中的数据沿着一个方向绕环逐站传输。环型拓扑的优点是抗故障性能好，电缆长度短；缺点是一但网络中的任意一个节点或一条传输介质出现故障都将导致整个网络的故障，因此故障难以检测。

注意：拓扑结构的选择往往与传输介质的选择及介质访问控制方法的确定紧密相关。在选择网络拓扑结构时，应考虑到可靠性、费用、灵活性以及相应时间和吞吐量几个因素。

篇5：网络拓扑结构

③ 总线型拓扑结;

1.星型拓扑结构

星型结构是最古老的一种连接方式，大家每天都使用的电话都属于这种结构，如下图所示。其中,图(a)为电话网的星型结构,图(b)为目前使用最普遍的以太网(Ethernet)星型结构,处于中心位置的网络设备称为集线器,英文名为Hub。

(a)电话网的星行结构(b)以Hub为中心的结构

这种结构便于集中控制,因为端用户之间的通信必须经过中心站。由于这一特点,也带来了易于维护和安全等优点。端用户设备因为故障而停机时也不会影响其它端用户间的通信但这种结构非常不利的一点是,中心系统必须具有极高的可靠性,因为中心系统一旦损坏，整个系统便趋于瘫痪。对此中心系统通常采用双机热备份,以提高系统的可靠性。

这种网络拓扑结构的一种扩充便是星行树,如下图所示。每个Hub与端用户的连接仍为星型,Hub的级连而形成树。然而,应当指出,Hub级连的个数是有限制的,并随厂商的不同而有变化。

还应指出,以Hub构成的网络结构,虽然呈星型布局,但它使用的访问媒体的机制却仍是共享媒体的总线方式。

2.环型网络拓扑结构

环型结构在LAN中使用较多。这种结构中的传输媒体从一个端用户到另一个端用户,直到将所有端用户连成环型,如图5所示。这种结构显而易见消除了端用户通信时对中心系统的依赖性。

环行结构的特点是,每个端用户都与两个相临的端用户相连,因而存在着点到点链路,但总是以单向方式操作。于是,便有上游端用户和下游端用户之称。例如图5中,用户N是用户N+1的上游端用户,N+1是N的下游端用户。如果N+1端需将数据发送到N端，则几乎要绕环一周才能到达N端。

环上传输的任何报文都必须穿过所有端点,因此,如果环的某一点断开,环上所有端间的通信便会终止。为克服这种网络拓扑结构的脆弱,每个端点除与一个环相连外，还连接到备用环上,当主环故障时,自动转到备用环上。

3.总线拓扑结构

总线结构是使用同一媒体或电缆连接所有端用户的一种方式,也就是说，连接端用户的物理媒体由所有设备共享，如下图所示。使用这种结构必须解决的一个问题是确保端用户使用媒体发送数据时不能出现冲突。在点到点链路配置时,这是相当简单的。如果这条链路是半双工操作，只需使用很简单的机制便可保证两个端用户轮流工作。在一点到多点方式中,对线路的访问依靠控制端的探询来确定。然而，在LAN环境下,由于所有数据站都是平等的,不能采取上述机制。对此，研究了一种在总线共享型网络使用的媒体访问方法:带有碰撞检测的载波侦听多路访问,英文缩写成CSMA/CD。

这种结构具有费用低、数据端用户入网灵活、站点或某个端用户失效不影响其它站点或端用户通信的优点。缺点是一次仅能一个端用户发送数据，其它端用户必须等待到获得发送权。媒体访问获取机制较复杂。尽管有上述一些缺点,但由于布线要求简单,扩充容易,端用户失效、增删不影响全网工作,所以是网络技术中使用最普遍的一种。

篇6：什么是网络的“拓扑结构”? [网络知识]

网络的“拓扑结构”是指网络的几何连接形状，画成图就叫网络“拓扑图”，目前应用最多的网络拓扑结构是星形结构，此外还有总线形和环形等网络结构。现在流行的网络布线拓扑结构是总线型和星型。

总线形网络:是将所有电脑连接在一条线上，使用同轴电缆连接，就像一条线上栓着的几只蚂蚱，只适合使用在电脑不多的局域网上，因为电缆中的一段出了问题，其他电脑也无法接通，会导致整个网络瘫痪，

系统中要使用BNC接口网卡、BNC－T型接头、终结器和同轴细缆。

星形网络:使用双绞线连接，结构上以集线器(HUB)为中心，呈放射状态连接各台电脑。由于HUB上有许多指示灯，遇到故障时很容易发现出故障的电脑，而且一台电脑或线路出现问题不影响其他电脑，这样网络系统的可靠性大大增强。另外，如果要增加一台电脑，只需连接到HUB上就可以，很方便扩充网络，所以星形结构的网络现在非常流行。

篇7：集线器・什么是集线器

集线器・什么是集线器

集线器的英文称为“Hub”。“Hub”是“中心”的意思，集线器的主要功能是对接收到的信号进行再生整形放大，以扩大网络的传输距离，同时把所有节点集中在以它为中心的节点上。它工作于OSI(开放系统互联参考模型)参考模型第一层，即“物理层”。集线器与网卡、网线等传输介质一样，属于局域网中的基础设备，采用CSMA/CD（一种检测协议）访问方式。

集线器属于纯硬件网络底层设备，基本上不具有类似于交换机的“智能记忆”能力和“学习”能力。它也不具备交换机所具有的MAC地址表，所以它发送数据时都是没有针对性的，而是采用广播方式发送。也就是说当它要向某节点发送数据时，不是直接把数据发送到目的节点，而是把数据包发送到与集线器相连的所有节点，如图所示。

这种广播发送数据方式有两方面不足：（1）用户数据包向所有节点发送，很可能带来数据通信的不安全因素，一些别有用心的人很容易就能非法截获他人的数据包；（2）由于所有数据包都是向所有节点同时发送，加上以上所介绍的共享带宽方式，就更加可能造成网络塞车现象，更加降低了网络执行效率。（3）非双工传输，网络通信效率低。集线器的同一时刻每一个端口只能进行一个方向的数据通信，而不能像交换机那样进行双向双工传输，网络执行效率低，不能满足较大型网络通信需求。

正因如此，尽管集线器技术也在不断改进，但实质上就是加入了一些交换机（SWITCH）技术，发展到了今天的`具有堆叠技术的堆叠式集线器，有的集线器还具有智能交换机功能。可以说集线器产品已在技术上向交换机技术进行了过渡，具备了一定的智能性和数据交换能力。但随着交换机价格的不断下降，仅有的价格优势已不再明显，集线器的市场越来越小，处于淘汰的边缘。尽管如此，集线器对于家庭或者小型企业来说，在经济上还是有一点诱惑力的，特别适合家庭几台机器的网络中或者中小型公司作为分支网络使用。

篇8：集线器・什么是以太网

集线器・什么是以太网

以太网最早是由Xerox（施乐）公司创建的，在1980年由DEC、Intel和Xerox三家公司联合开发为一个标准。最开始以太网只有10Mbps的吞吐量，它所使用的是CSMA／CD（带有冲突检测的载波侦听多路访问）的访问控制方法，通常把这种最早期的10Mbps以太网称之为标准以太网。以太网主要有两种传输介质，那就是双绞线和同轴电缆。所有的以太网都遵循IEEE 802.3标准，下面列出是以太网和IEEE 802.3之间的`区别以及不同IEEE 802.3物理层协议之间的区别，在这些标准中前面的数字表示传输速度，单位是“Mbps”，最后的一个数字表示单段网线长度（基准单位是100m），Base表示“基带”的意思，Broad代表“带宽”。

篇9：计算机网络拓扑结构研究论文

计算机网络拓扑结构研究论文

计算机网络拓扑结构研究论文【1】

摘要：通过对计算机网络拓扑结构的概念、分类、特点的介绍，在分析其复杂网络结构的基础上，探讨出计算机网络拓扑结构模型的有效构建，对其在实际应用中的冗余设计进行了研究，提高了网络系统设计的可靠性、安全性。

关键词：计算机网络;拓扑结构;网络协议;冗余设计

0引言

计算机网络的拓扑结构分析是指从逻辑上抽象出网上计算机、网络设备以及传输媒介所构成的线与节点间的关系加以研究。

1计算机网络拓扑结构的概念和分类

计算机网络的拓扑结构是指网上计算机或网络设备与传输媒介所构成的线与节点的物理构成模式。

计算机网络的节点一般有两大类：一是交换和转换网络信息的转接节点，主要有：终端控制器、集线器、交换机等;二是各访问节点，主要是终端和计算机主机等。

其中线主要是指计算机网络中的传输媒介，其有有形的，也有无形的，有形的叫“有线”，无形的叫“无线”。

根据节点和线的连接形式，计算机网络拓扑结构主要分为：总线型、星型、树型、环型、网状型、全互联型拓扑结构。

如图1所示。

图1计算机网络拓扑结构图

总线型主要是由一条高速主干电缆也就是总线跟若干节点进行连接而成的网络形式。

此网络结构的主要优点在于其灵活简单，容易构建，性能较好;缺点是总线故障将对整个网络产生影响，即主干总线将决定着整个网络的命运。

星型网络主要是通过中央节点集线器跟周围各节点进行连接而构成的网络。

此网络通信必须通过中央节点方可实现。

星型结构的优点在于其构网简便、结构灵活，便于管理等;缺点是其中央节点负担较重，容易形成系统的“瓶颈”，线路的利用率也不高。

树型拓扑是一种分级结构。

在树型结构的网络中，任意两个节点之间不产生回路，每条通路都支持双向传输。

这种结构的特点是扩充方便、灵活，成本低，易推广，适合于分主次或分等级的层次型管理系统。

环型拓扑结构主要是通过各节点首尾的彼此连接从而形成一个闭合环型线路，其信息的传送是单向的，每个节点需安装中继器，以接收、放大、发送信号。

这种结构的优点是结构简单，建网容易，便于管理;其缺点是当节点过多时，将影响传输效率，不利于扩充。

网状型主要用于广域网，由于节点之间有多条线路相连，所以网络的可靠性较高。

由于结构比较复杂，建设成本较高。

2计算机网络拓扑的特点

随着网络技术的发展，计算机网络拓扑结构越来越呈现出一种复杂性。

近些年来对于计算机拓扑的研究，越来越趋向于计算机拓扑节点度的幂律分布特点。

这种分布在规模不同的网络拓扑中表现出一定的稳定性，也就是指，在规模不同的计算机拓扑中，它们的节点度表现出一种幂律分布，即：P(k)=k-β。

其中，β一般在2―3这个小范围内进行波动，k是指节点度，P(k)表示度为k的节点出现的概率，即分布率。

计算机网络作为一个复杂网络，从其通信网络的优化目的来说，其实现节点间平均距离最小化、网络边数最小化是其拓扑优化的主要目标，即未来通信网络的趋势就是小世界网络。

可是计算机网络所覆盖的范围非常巨大，具有全球性，其拓扑结构的发展还面临着许多技术上的问题。

所以，对于计算机网络拓扑结构的优化目标的实现有点不大可能。

但尽管计算机的发展并不能实现拓扑设计的整体优化，它的小世界、较少边、高聚集等特性足以表明其还是具有小范围优化的特点，这些特点的产生可表现出其一些规律，即计算机网络具有优先连接和生长的规律。

生长表示的是计算机具有动态增长的特性，所以计算机的拓扑结构也是一个动态的过程。

优先连接规律表示新节点进入计算机网络的规则，即在新节点加入网络时会选择拥有较大连接数的节点进行连接。

3计算机网络拓扑模型的构建

3.1一种复杂网络拓扑模型

在世人发现计算机网络节点度具有幂律分布的规律之后，计算机网络拓扑模型的构建产生巨大的转变。

大家更多的选择从优先连接和生长等这一网络拓扑规律入手进行计算机网络的拓扑建模，其主要是为了让符合现实计算机拓扑性质的模型通过一些简单规则的演化让其自动地产生出来。

利用优先连接来对新节点加入网络的过程进行描述还比较粗糙，首先是因为新节点在加入之前，对网络全局的信息进行了解和把握具有很大的难度，其次一个原因是单一的优先连接不能够描述复杂的加入决策过程，而且在全网中容易形成少量的集散节点。

所以要建立更加符合现实计算机拓扑特征的网络模型则需要考虑更完善的加入规则。

现在对于构建计算机模型主要是依据自治域级和路由器级，但由于计算机网络拓扑特性在不同层次和不同规模中表现出某种本质上的相似性，所以，本拓扑模型的构建都适应于这两个级。

此模型主要的规则是前面提到的通过生长和局部优先连接，来形成计算机拓扑模型，这种形成机制就好像一个层次化比较强的选举过程，如图2所示：

图2计算机网络拓扑模型

此模型首先假设在一个平面中分布着n个节点，并存在着一个离散的均匀走动的时钟，这些节点都清楚自己是何时进入网络的，这些节点进入网络的时刻分布是从零时刻开始至具体某一特定时刻内的随机分布。

每个节点进入网络前后的动作就是接收和发送消息及依据所接收的消息产生响应。

发送和接收的消息中包括了自己的优先度以及消息传达的范围等内容。

并且这些节点优先度将对其消息传送的范围即辐射半径产生直接的影响。

在节点接收消息之后往往是按照消息源的优先度来确定其是否跟发送消息的节点建立连接，若所接收到的许多消息源节点存在相近的优先度，其将会随机地选择一个消息源节点进行连接。

通过这种规则进行不断的演化和发展，将会得出图2的结果。

其中a图表示计算机网络形成的初始阶段，那时仅仅只有一小部分节点进行活动，每个节点度都比较小，其发送和接收消息的范围还比较小，所以这些节点往往只跟自己相邻的节点进行连接。

而随着时间的不断推进，节点度的不断增加，各个节点的消息所能到达的距离越来越远，即所形成的连接会越来越大、越来越多。

在局部区域胜出的节点代表整个区域参与更大范围的竞争，以致形成更大区域的代表。

这个过程将持续下去，直到网络中形成几个较大的聚集中心。

如图2(b)、(c)所示，这种自组织的层次网络并不具有预先设置的层次数。

这就是计算机网络拓扑结构的形成模型，是一种消息自组织和传递接收的模型。

3.2网络拓扑结构体系与网络协议的设置

由于网络拓扑类型的多样性，使得计算机网络结构复杂多变。

在这个系统中，网络服务供给者和请求者之间的通信是在一个复杂网络中进行的。

对于复杂网络中的问题，必须建立起符合计算机网络拓扑结构体系的网络协议。

具体问题如下：①语言不同的网络实体如何才可实现彼此通信?②如何才能保证网络实体正确接收数据?③怎样实现网络中各实体之间的联系?④数据怎样传送给指定的接收者?⑤怎样避免网络上数据传输冲突问题，怎样对数据流进行控制以避免数据信息丢失?⑥如何通过介质进行网络数据信息的传输?⑦在物理上的各种传输线路是如何建立的?

对于上述问题的解决，建立计算机网络拓扑结构体系是一种有效途径。

计算机网络拓扑结构体系主要是对网络结构系统功能进行有效的分解，接着对各种分解后的功能进行设定，以满意用户的需求。

这种网络拓扑结构体系其实就是一个层次结构，它的特点主要是任何一层都是在前一层的基础上建立起来的，其低层总是为高层服务。

比如，第N层中的实体在实现自身定义的功能时，就充分利用N-1层提供的服务，由于N-1层同样使用了N-2层的服务，所以N层也间接利用了N-2 层提供的功能。

N层是将以下各层的功能“增值”，即加上自己的功能，为N+1提供更完善的服务，同时屏蔽具体实现这些功能的细节。

其中，最低层是只提供服务而不使用其他层服务的'基本层;而最高层肯定是应用层，它是系统最终目标的体现。

因此，计算机网络拓扑结构体系的核心是如何合理地划分层次，并确定每个层次的特定功能及相邻层次之间的接口。

由于各种局域网的不断出现，迫切需要不同机种互联，以满足信息交换、资源共享及分布式处理等需求，这就要求计算机网络体系结构标准化。

在计算机网络分层结构体系中，通常把每一层在通信中用到的规则与约定称为协议。

协议是一组形式化的描述，它是计算机通信的语言，也是计算机网络软硬件开发的依据。

网络中的计算机如果要相互“交谈”，它们就必须使用一种标准的语言，有了共同的语言，交谈的双方才能相互“沟通”。

考虑到环境及通信介质的不可靠性，通信双方要密切配合才能完成任务。