拓补图

拓补图虽然在开发领域不是很常见，但是在运维领域绝对是最常见的图之一。网络拓补图，基本上是每个公司运维部门都必须掌握的一个最基础的图形。今天，我们看看这个拓补图相关的技术要点。

一、什么是拓补图

首先我们来解释一下拓扑的含义，所谓“拓扑”就是把实体抽象成与其大小、形状无关的“点”，而把连接实体的线路抽象成“线”，进而以图的形式来表示这些点与线之间关系的方法，其目的在于研究这些点、线之间的相连关系。

而拓扑图，也叫作拓扑结构图，就是表示点和线之间关系的图。在网络领域中，就是指由计算机、打印机、网络设备以及其他设备构成的网络结构图。其实就是将实物的连接方式用图形表现出来。拓扑图可以通过图形传递量化信息，数量对比非常直观，是量化图的一种有效表现形式。可以先来感受一下拓补图示例：

二、什么是网络拓扑

网络拓扑结构是指网络中通信线路和结点的几何排序，用于表示整个网络的结构外观，反映各结点之间的结构关系。它影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通信费用等重要方面，是计算机网络十分重要的要素。根据这些点和线组成的几何形状的不同，常用的网络拓扑结构有总线型、星型、环形、树型和分布式结构等。

总线型拓扑

总线型拓扑中采用单根传输线路作为传输介质，所有站点通过专门的连接器连到这个公共信道上，这个公共的信道称为总线。任何一个站点发送的数据都能通过总线传播，同时能被总线上的所有其他站点接收到。可见，总线型结构的网络是一种广播网络。

• 优点：无需中央处理器，故结构简单；结点的增、删和位置的变动较容易，变动中不影响网络的正常运行，系统扩充性能好；结点的接口通常采用无源线路，系统可靠性高；网络响应速度快；共享资源能力强；设备少、价格低、安装使用方便
• 缺点：由于电气信息延迟时间不确定，故障隔离和检测困难
• 使用场景：信息管理系统、办公自动化系统领域

星型拓扑

星型拓扑中有一个中心节点（中央交换单元），其他各节点通过各自的线路与中心节点相连，形成辐射型结构。各节点间的通信必须通过中心节点。中央单元采用电路交换方式以建立所希望通信的两结点间专用的路径。通常用双绞线将结点与中央单元进行连接。

• 优点：结构简单、易于建网和易于管理；重新配置灵话， 故障保离和检测容易；网络延迟时间短
• 缺点：各结点之间通信必须经过中央单元转换，中心节点的故障会直接造成整个网络的瘫痪；网络共享能力差；线路利用率低，中央单元负荷重；耗费大量的电缆
• 使用场景：PBX就是星型拓扑结构的典型实例，在文件服务器/工作站(File Server/Workstation )局域网模式

环型拓扑

在环型拓扑中，各节点（通过中继器连入网内）和通信线路连接形成的一个闭合的环。在环路中，数据按照一个方向传输。发送端发出的数据，延环绕行一周后，回到发送端，由发送端将其从环上删除。

• 优点：结构简单，容易实现，传输时延确定，路径选择简单，有旁路设备，结点一旦发生战障，系统自动旁路，可靠性高
• 缺点：信息要串行穿过多个结点，在网中结占过多时传输效率低，系统响应速度慢；任何一个节点出现故障都可能会造成网络的瘫痪；每一个节点或连接节点的通信线路都有可能成为网络可靠性的瓶颈；节点的加入和拆除过程比较复杂
• 使用场景：微机局域网，适合信息处理系统和工厂自动化系统；1985年IBM公司推出的令牌环形网(IBM Token Ring)是其典范

网状拓扑

在网状拓扑结构中，节点之间的连接是任意的，每个节点都有多条线路与其他节点相连，这样使得节点之间存在多条路径可选。在传输数据时可以灵活的选用空闲路径或者避开故障线路。

• 优点：充分、合理的使用网络资源，可靠性高
• 缺点：投资高，管理复杂
• 使用场景：广域网

一般情况下，根据部署网络的实际需求情况不同，会将这些基本的网络拓扑结构组合起来使用，以达到最佳的网络拓扑方案。关于网络拓补图方面的知识，就总结这些，你都学会了吗？

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