什麼是網絡拓撲？ 類型、圖表和優勢

任何網絡的結構都會直接影響其功能。 考慮交通網絡（公路、高速公路、鐵路）的比喻。 如果這些鏈接中的任何一個意外中斷，向其“最終用戶”（其居民）運送食物、衣服和商品的能力將受到嚴重阻礙。

同樣，考慮到商業網絡，可以肯定地說它們極其重要。

系統管理員需要網絡管理工具來密切關注大型組織的網絡設備，而網絡拓撲是實現此目的的重要工具。 但它是什麼？ 拓撲在網絡中如何工作？ 企業如何利用它來更好地進行網絡管理？

讓我們找出答案！

網絡拓撲定義網絡佈局和流量的相對位置。 使用網絡拓撲圖，管理員可以有效地放置每個節點以實現成功的數據傳輸。

網絡的架構會顯著影響其執行預期功能、保持連接和防止中斷的能力。 問題是“什麼是網絡拓撲？” 可以通過了解網絡拓撲中的兩組來解決。

1. 物理：物理網絡拓撲是指網絡構建的連接（電線、電纜等）。 物理網絡涉及設置、維護和部署。
2. 邏輯：邏輯網絡拓撲是對網絡結構的總體理解，包括連接哪些節點以及數據如何在網絡中傳輸。 邏輯網絡的拓撲包括物理、虛擬和雲組件。

有效的物聯網安全、網絡監控和管理需要對網絡的物理和邏輯拓撲結構有深入的了解，以確保網絡高效可靠。

為什麼網絡拓撲很重要？

網絡的性能受其拓撲結構的顯著影響。 精心選擇並定期維護的網絡拓撲可提高能效和數據傳輸速率等性能指標。

網絡拓撲圖是網絡架構和設計的可視化表示和交互工具。 由於多種原因，這些插圖必不可少，但最重要的是，它們能夠可視化物理和邏輯佈局，因此管理員可以在進行故障排除時識別設備之間的連接。

網絡拓撲的類型取決於網絡結構。 有多種網絡配置可供選擇，各有優缺點； 在某些條件下，有些比其他的更優化。

網絡拓撲類型

構建局域網 (LAN) 拓撲可以成就或破壞業務。 無論您的網絡範圍和目標是什麼，您都可以從各種網絡拓撲中進行選擇，每種拓撲都有優缺點。

1、星型拓撲

最常見的是星形拓撲結構，其中每個節點都通過同軸電纜、雙絞線或光纖電纜直接連接到一個中央集線器。 這個中心節點是一個服務器。 它控制數據傳輸並用作中繼器以最大程度地減少數據丟失。 中繼器是計算機網絡組件，可在重新傳輸入站信號之前重新生成或放大入站信號。

星型拓撲的優點：星型拓撲可以方便地從一個位置管理整個網絡。 這是一個強大而安全的網絡設計，因為每個節點都單獨連接到中央集線器； 如果一個失敗，網絡的其餘部分將繼續照常運行。 您還可以在不使網絡脫機的情況下添加、刪除和修改設備。

星型拓撲的缺點：如果中央集線器發生故障，網絡的其餘部分將停止工作。 中心節點的配置和技術規格限制了整個網絡的帶寬和性能。 這使得星形拓撲的設置和運行成本很高。

2.環形拓撲

環形拓撲中的節點設置在一個圓（或環）中。 由於每個設備恰好有兩個鄰居，因此數據可以沿任一方向通過環形網絡。

環形拓撲的優點：環形拓撲通常具有成本效益且易於設置。 節點之間複雜的點對點連接使得識別缺陷或錯誤配置變得容易。 此外，網絡上一次只有一個站點可以發送數據。 這降低了數據包衝突的機會，並使環形拓撲在無錯誤數據傳輸方面更加高效。

環形拓撲的缺點：由於數據只能在每個環上的節點之間沿一個方向移動，因此如果一個節點出現故障，它將佔用整個網絡。 此外，如果您想更改其工作方式或添加或刪除節點，則必須使整個網絡脫機。 雖然這不是世界末日，但規劃網絡停機時間可能既費力又昂貴。

3.網狀拓撲

網狀網絡是一種複雜的結構，包括節點相遇的點對點連接。 網狀網絡可以是完整的或部分的。 在部分網格中，節點只有兩個或三個連接，而在整個網格拓撲中，所有節點都是互連的。

網狀拓撲結構看起來像一張網； 他們有兩種發送數據的方式：路由和泛洪。 路由數據時，節點使用邏輯來查找從源到目的地的最短路徑。 當數據泛洪時，信息被發送到網絡中的所有節點，而不使用路由邏輯。

網狀拓撲的優點：網狀拓撲可靠且穩定。 由於所有節點連接，網絡不太可能失敗。 例如，如果一台設備出現故障，它不會導致整個網絡癱瘓。

網狀拓撲的缺點：網狀拓撲需要大量工作。 部署後，節點之間的每條鏈路都需要電纜和配置，這需要時間來設置。 與其他拓撲結構一樣，佈線成本會迅速增加，並且說網狀網絡需要大量佈線是輕描淡寫的說法！

4. 總線拓撲

在總線拓撲中，網絡上的所有設備都沿著從網絡一端運行到另一端的單根電纜設置。 這通常稱為“線拓撲”或“主幹拓撲”。 網絡上數據流的方向與電纜的方向相同。

總線拓撲的優點：總線拓撲對於小型網絡來說是一種有價值且廉價的選擇，因為它們具有簡單的佈局，可以讓所有設備通過一根同軸或 RJ45 電纜連接。 如果需要更多節點，通過連接電纜添加更多節點很容易。

星形拓撲的缺點：不幸的是，它們不如其他拓撲安全，因為它們只使用一根電纜來發送數據。 如果電纜斷了，整個網絡就沒了。 修復可能需要很長時間和很多錢。

5.樹形拓撲

顧名思義，核心節點在樹形拓撲結構中充當網絡主幹，其他節點以樹枝狀向外輻射。 樹形拓撲是總線和星形拓撲的組合。 樹形拓撲以其節點的父子排列為特徵。 兩個鏈接節點僅共享一個相互連接，因為連接到中央集線器的節點與其他節點線性鏈接。

廣域網經常採用樹形拓撲結構來容納大量分散的設備。

樹形拓撲的優點：結合星形和總線拓撲的組件可以輕鬆添加節點並使網絡更大。 找出網絡問題也很簡單，因為管理員可以自行測試每個分支的性能問題。

樹形拓撲的缺點：根節點的健康狀況影響樹形拓撲中的整個網絡。 如果中央集線器發生故障，節點分支之間的連接中斷，但分支系統之間的連接保持不變。 此外，當您向樹形拓撲中添加更多節點時，它很快就會變得難以管理，並且這樣做會花費很多錢。 這是因為網絡佈局是分層的和線性的。

混合網絡拓撲

混合拓撲集成了兩種或多種不同的拓撲結構。 例如，樹形拓撲結合了總線和星形模式。 混合架構在每個部門根據其需求和網絡消耗具有網絡拓撲的組織中最為流行。

混合架構的根本優勢在於其靈活性，因為幾乎沒有混合配置無法支持的網絡建設限制。

映射網絡拓撲

當您開始設計網絡時，拓撲圖很有用。 它們讓您觀察信息將如何傳播，從而讓您預測可能的瓶頸。 視覺表示有助於創建高效的網絡設計，同時還可以作為故障排除的有用參考點。

拓撲圖會告訴您有關您自己的網絡的操作。 它可以幫助您查看哪些設備或節點需要監控、更新或更換。

實時網絡映射和清單示例
圖片來源： Auvik

此過程應從所有網絡設備的列表開始。 此列表包括路由器、防火牆和服務器。 然後您應該確定網絡拓撲，這將有助於繪製網絡拓撲圖。 確保設備位於對數據交換最有意義的區域至關重要，之後可以從網絡設備引出線路。 這些線表示網絡節點之間的連接。

在創建總體輸入的初步草圖後，我們可以使用圖表工具來幫助可視化它。 軟件中可能包含網絡圖模板。 可以標記網絡節點，並且可以對線條進行顏色編碼以獲得清晰的圖表。

映射網絡拓撲的好處

定義明確的網絡拓撲使網絡管理員可以更輕鬆地加強規劃、解決問題、加強安全性和分配網絡資源。

• 改進規劃：網絡拓撲提供了對所有網絡組件的利用模式的透徹洞察。 您可以根據特定資產的使用過多或過少來添加或刪除其他資產。
• 故障排除的可見性：用戶可以通過映射物理和邏輯網絡來了解他們的網絡。 物理網絡圖顯示設備之間的連接，包括電纜、服務器、機架和路由器。 邏輯網絡顯示數據流點，例如交換機、路由器、防火牆和網關。 這有助於通過幫助用戶可視化其網絡架構的物理和邏輯組件來準確查明問題的位置。
• 簡化安全增強：實時網絡映射允許用戶發現錯誤或可疑的連接並阻止它們進入網絡。

網絡映射的挑戰

儘管有很多好處，但開發和維護網絡地圖並不像看起來那麼簡單。 它涉及勞動密集型的手工工作、持續的網絡探測和定期的狀態報告。 企業在開發有效的網絡拓撲圖時經常面臨障礙。

• 如何一致地更新網絡變化。 因為大多數網絡都是動態的，所以您的網絡地圖也應該隨著您的網絡而發展。 只有更新的網絡地圖才有助於實現其預期目的，而過時的網絡地圖可能會產生誤導。
• 如何訪問和洞察許多網絡地圖。 網絡管理員使用各種地圖和映射方法來完全覆蓋他們的網絡。 他們必須在許多工具和解決方案之間跳來跳去來構建、檢查和更改這些地圖，這既耗時又低效。
• 如何跟上新技術。 網絡管理員應確保他們的工具定期更新和修補以支持新技術並降低新出現的網絡漏洞的風險，即使在使用有效的網絡自動化軟件時也是如此。

如何選擇最佳網絡拓撲

沒有網絡拓撲是完美的，甚至從根本上優於其他拓撲。 您將通過考慮網絡的需求和規模來確定最適合您組織的結構。 這些是需要考慮的主要因素。

• 電纜長度：網絡拓撲中使用的電纜越多，設置所需的勞動力就越多。
• 電纜類型：根據您公司網絡的需求選擇電纜，例如應用、傳輸距離和所需性能。 例如，雙絞線電纜的成本低於同軸電纜，但前者的帶寬較小。 光纖電纜工作良好，發送數據的速度比雙絞線或同軸電纜快。 但是，它們的安裝成本通常要高得多。
• 成本支出：鑑於更複雜的網絡拓撲需要更多的時間和資源，安裝成本是一個重要的考慮因素。
• 可擴展性：如果您計劃發展您的網絡和業務，最初使用易於調整的網絡拓撲將為您節省時間和麻煩。

網絡拓撲工具和軟件

隨著越來越多的網絡設備被添加到公司的資產中，對具有可視化功能的網絡管理工具的投資需求也在增長。 可以使用不同的工具，例如設置和管理工具、網絡性能軟件和網絡映射軟件。

例如，網絡配置軟件可自動執行重複性活動。 該技術可以自動發現網絡節點，突出風險，並經常有助於創建複雜的網絡拓撲。

根據具體的公司目標，鑑於市場上有大量此類解決方案，尋找更直接的軟件可能具有挑戰性。 以下是尋找一流網絡管理軟件的買家名單。

您的網絡就是您的淨資產

您的網絡拓撲圖必須與公司網絡的消費需求密切相關。 配置管理、可視化映射和一般性能監控是拓撲管理的基本組成部分。 主要目標是了解您正確開發和維護組織網絡架構的目標。

通過明確定義和規劃的網絡拓撲，您的公司可以快速識別和解決問題，提高數據傳輸和傳輸的效率。

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