1.4.3 网络拓扑结构的设计

完成校园网的需求分析后，就可以进行校园网的结构设计了。为了满足用户的弹性目标需求，在选择网络产品或技术之前，构造校园网拓扑结构是很重要的。优良的拓扑结构是网络稳定运行的基础。校园网拓扑结构设计主要指网络的物理结构设计和逻辑结构设计。在设计拓扑结构时，要确定网段和互连点，明确网络的大小和范围，在此基础上，还要进一步进行网络设备的选型工作，确定所需的网络互连设备类型，而不是实际的设备型号。

拓扑结构设计要将网络中的主机高效合理地连接在一起，画出相应的拓扑结构图，画拓扑结构图的目的是要说明校园网络的几何形状，而不是它的物理位置或实现技术。对于同样数量、同样位置分布、同样用户类型的主机，采用不同的拓扑结构会得到不同的网络性能。因此，要进行科学的拓扑结构设计。

1.设计网络拓扑结构应考虑的具体因素

1）分段能力

设计合理的网络拓扑结构应具有分解成较小网段的能力，这样可以改善网络的支持能力和可靠性。

2）诊断和故障检测能力

设计成功的网络拓扑应具有诊断软件和硬件的综合能力，这样可以提高网络故障的分析、查找和处理的能力。

3）带宽

带宽直接关系到网络传输介质的通信质量。好的传输设计可以使网络数据流在传输介质中通行顺利，畅通无阻，没有数据的瓶颈问题和数据的碰撞、阻塞等。

4）可管理性

网络拓扑应具有较强的管理控制能力，以确保用户及其应用程序的可靠存取、安全保密和管理的可控性。

5）桥接能力

在设计网络拓扑时，还应考虑到未来网络的发展，允许新的局域网、小型机和大型机接入网络。

6）扩展和维护能力

好的网络拓扑设计应方便加入或移出节点，这样将方便扩充和维护网络。

2.网络拓扑结构选型

抛开网络的具体设备，把服务器、工作站及网络互连设备等抽象为点，把网络中的通信介质抽象为线，由这些点和线组成的几何图形称为网络拓扑图。网络拓扑结构按形状可分为星形、环形、总线型、树形、总线形/星形及网状拓扑结构。目前最常用的就是星形、环形和总线型。

1）星形网络拓扑结构

星形布局是以中央节点为中心与各节点连接而组成的，各节点与中央节点通过点与点方式连接，中央节点执行集中式通信控制策略。以星形拓扑结构组网，其中任何两个站点要进行通信都要经过中央节点控制。由于这种拓扑结构，中心点与多台工作站相连，为便于集中连线，目前多采用集线器（Hub）。

2）环形网络拓扑结构

环形网中信息在网络中沿固定的单向流动，两个节点间仅有唯一的通路，大大简化了路径选择的控制。某个节点发生故障时，可以自动绕行，可靠性较高。但由于信息串行穿过多个节点环路接口，当节点过多时，会影响传输效率，使网络响应时间变长。由于环路封闭，故扩充不方便。

3）总线型网络拓扑结构

总线型网络结构简单灵活，非常便于扩充，可靠性高，网络响应速度快，设备量少，价格低，安装使用方便，共享资源能力强，非常便于广播式工作，即一个节点发送，所有节点都可接收。总线型拓扑结构优点是用线少，但若其中一台的线路出问题，其余的计算机都将连不上。所以在一般的普通机房大多采用总线型/星形拓扑结构，即用一条或多条总线把多组设备连接起来，相连的每组设备呈星形分布。采用这种拓扑结构，用户很容易配置和重新配置网络设备。

其实在实际组网中，为了符合不同的要求，拓扑结构不一定是单一的，往往都是几种结构的混用。