計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu) 教學(xué)課件

1.1.4計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇性必修2《網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)》溫故知新計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的概念計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)：多臺(tái)地理上分散的、具有獨(dú)立功能的計(jì)算機(jī)通過傳輸介質(zhì)和通信設(shè)備連接，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)通信和資源共享的系統(tǒng)。溫故知新計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的基本結(jié)構(gòu)包括多臺(tái)地理上分散的獨(dú)立計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通信協(xié)議傳輸介質(zhì)和傳輸設(shè)備溫故知新計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的物理結(jié)構(gòu)上，可分為網(wǎng)絡(luò)硬件和網(wǎng)絡(luò)軟件組成:藝體中心行政樓高三樓高二樓高一樓實(shí)驗(yàn)樓宿舍樓局域網(wǎng)一般來說，校園網(wǎng)應(yīng)滿足如下需求：1、連通較多的地點(diǎn)，如教學(xué)樓、辦公樓、藝術(shù)樓、圖書館、宿舍樓等2、支持電子教學(xué)、網(wǎng)絡(luò)化管理、因特網(wǎng)訪問和無線接入3、軟件應(yīng)用系統(tǒng)包括辦公系統(tǒng)、教務(wù)管理系統(tǒng)、多媒體教學(xué)系統(tǒng)、電子閱覽系統(tǒng)等，同時(shí)為網(wǎng)絡(luò)上的每個(gè)用戶提供E-mail、WWW瀏覽等服務(wù)校園網(wǎng)應(yīng)滿足何種需求?4、對(duì)網(wǎng)絡(luò)安全性有一定的要求需求分析一、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)|1.拓?fù)鋵W(xué)(Topology)

是幾何學(xué)的一個(gè)分支，把物理實(shí)體抽象成與其大小形狀無關(guān)的點(diǎn)，把連接實(shí)體的線路抽象成線，進(jìn)而研究點(diǎn)、線、面之間的關(guān)系，所構(gòu)成的幾何形狀稱之為拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。案例：哥尼斯堡七橋問題哥尼斯堡七橋問題能否在一次散步中每座橋都走一次，而且只能走一次，最后又回到原來的出發(fā)點(diǎn)？2.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)概念：網(wǎng)上計(jì)算機(jī)或設(shè)備與傳輸媒介形成的結(jié)點(diǎn)與線的物理構(gòu)成模式網(wǎng)絡(luò)的結(jié)點(diǎn)有兩類：一類是轉(zhuǎn)換和交換信息的轉(zhuǎn)接結(jié)點(diǎn)，包括結(jié)點(diǎn)交換機(jī)、集線器和終端控制器等；另一類是訪問結(jié)點(diǎn)，包括計(jì)算機(jī)主機(jī)和終端等。線則代表各種傳輸媒介，包括有形的和無形的。點(diǎn)線抽象成抽象成抽象成抽象成抽象之后的點(diǎn)和線構(gòu)成的幾何圖形，稱為計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)代表計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中通信線路與節(jié)點(diǎn)相互連接的幾何排列方法和模式。節(jié)點(diǎn)（工作站或服務(wù)器等）通信線路3.拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成4.拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的選擇拓?fù)浣Y(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(guān)。在選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)該考慮的主要因素有下列幾點(diǎn):可靠性費(fèi)用靈活性響應(yīng)時(shí)間和吞吐量二、常見網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)|特點(diǎn)：由所有節(jié)點(diǎn)連接到一條傳輸介質(zhì)上

優(yōu)點(diǎn)：電纜長度短，布線容易

易于擴(kuò)充

缺點(diǎn)：節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障將導(dǎo)致整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓—故障擴(kuò)散，可靠性不高

故障定位排除困難

1、總線型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：首尾相連的總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

優(yōu)缺點(diǎn)與總線型拓?fù)漕愃?/p>

優(yōu)點(diǎn)：拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡單，控制簡便，結(jié)構(gòu)對(duì)稱性好缺點(diǎn)：

對(duì)環(huán)路的可靠性依賴性強(qiáng)，查找故障點(diǎn)不易環(huán)中節(jié)點(diǎn)的加入和撤出過程都比較復(fù)雜

2、環(huán)型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：由中央節(jié)點(diǎn)和通過點(diǎn)到點(diǎn)鏈路連接到中央節(jié)點(diǎn)的各節(jié)點(diǎn)所組成。它是目前局域網(wǎng)中最基本的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)簡單，建網(wǎng)靈活

便于集中式控制

除中央節(jié)點(diǎn)外其它節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障不擴(kuò)散，易

定位排除

缺點(diǎn)：

電纜長度長難安裝

依賴于中央節(jié)點(diǎn)，中心節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)重3、星型結(jié)構(gòu)(集中式網(wǎng)絡(luò))特點(diǎn)：分級(jí)的集中控制式網(wǎng)絡(luò)，節(jié)點(diǎn)按層次進(jìn)行連接，信息交換主要

在上下節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行，其實(shí)質(zhì)是星型結(jié)構(gòu)的層次堆疊。優(yōu)點(diǎn)：

通信線路連接簡單，維護(hù)方便擴(kuò)展方便故障隔離容易缺點(diǎn)：

高層節(jié)點(diǎn)性能要求高4、樹型結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：各節(jié)點(diǎn)通過傳輸線路相互連接起來，每一節(jié)點(diǎn)至少與其他兩個(gè)節(jié)點(diǎn)相連，它既沒有一個(gè)自然的“中心”，數(shù)據(jù)流向也沒有固定的方向。優(yōu)點(diǎn)：

可靠性高

缺點(diǎn)：

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通信線路冗余

不便于管理和維護(hù)5、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：混合型拓?fù)涫菍煞N單一拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)混合起來，取兩者的優(yōu)點(diǎn)構(gòu)成的拓?fù)?。一種是星型拓?fù)浜铜h(huán)型拓?fù)浠旌铣傻?星-環(huán)"拓?fù)?，另一種是星型拓?fù)浜涂偩€拓?fù)浠旌铣傻?星-總"拓?fù)?。?yōu)點(diǎn)：故障診斷和隔離較為方便易于擴(kuò)展安裝方便缺點(diǎn)：需選用智能網(wǎng)絡(luò)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)建設(shè)成本比較高6、混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)……教學(xué)樓……服務(wù)器計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)……辦公樓計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)……公寓樓計(jì)算機(jī)計(jì)算機(jī)……實(shí)驗(yàn)樓[校園網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖]核心

交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)交換機(jī)路由器互聯(lián)網(wǎng)常見網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)實(shí)例1.以主交換機(jī)為中心，與其他交換機(jī)等網(wǎng)絡(luò)設(shè)備構(gòu)成一個(gè)星型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，其他交換機(jī)又分別與工作站形成了數(shù)個(gè)星型結(jié)構(gòu)。2.除了包含工作站、傳輸介質(zhì)、服務(wù)器、通信連接設(shè)備等硬件設(shè)備外，還有局域網(wǎng)防火墻設(shè)備，保障本地網(wǎng)絡(luò)的安全。該網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

防火墻是網(wǎng)絡(luò)建設(shè)中重要的安全工具。局域網(wǎng)大多選用硬件作為防火墻，因?yàn)橛布阑饓π阅芨臃€(wěn)定。硬件防火墻放置在局域網(wǎng)對(duì)外的通道上，以保證內(nèi)部、外部網(wǎng)絡(luò)之間傳輸?shù)臄?shù)據(jù)都會(huì)經(jīng)過它。軟件防火墻一般會(huì)放置在路由器上。實(shí)例主交換機(jī)選擇網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，要考慮可靠性、靈活性、經(jīng)濟(jì)性。三、典型例題講解|1、屬于集中控制方式的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是（）A、星型結(jié)構(gòu)B、環(huán)型結(jié)構(gòu)C、總線型結(jié)構(gòu)D、樹型結(jié)構(gòu)2、若網(wǎng)絡(luò)形狀是由站點(diǎn)和連接站點(diǎn)的鏈路組成的一個(gè)閉合環(huán)，則稱這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為（）A、星型結(jié)構(gòu)B、環(huán)型結(jié)構(gòu)C、總線型結(jié)構(gòu)D、樹型結(jié)構(gòu)鞏固練習(xí)AB3、下列哪種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)工作時(shí)，網(wǎng)上信息要穿過所有節(jié)點(diǎn)，一個(gè)用戶發(fā)生故障可能整個(gè)網(wǎng)絡(luò)癱瘓（）A、星型結(jié)構(gòu)B、環(huán)型結(jié)構(gòu)C、總線型結(jié)構(gòu)D、樹型結(jié)構(gòu)B|知識(shí)點(diǎn)小結(jié)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)：