总线拓扑的优缺点

网络拓扑

为了在网络中建立可靠的通信，会通过网络连接多个设备。这些设备在网络中被视为节点。这些节点可以是计算机、打印机或参与网络通信的无线设备。这些节点可用于共享数据，从而增加节点的可用资源。

网络中的节点通过链路或电缆连接。建立网络连接后，这些节点的排列就被视为网络拓扑。局域网是网络拓扑的一个例子。

物理拓扑决定了网络中不同节点的实际位置。在此拓扑中，所有网络节点都通过物理电缆连接。当将这些物理连接进行几何映射时，并且映射呈现出某种几何图案，例如环形、星形，则表示网络的物理拓扑。网络中一些常见的物理拓扑示例包括总线、星形、网状和环形拓扑。

总线拓扑

总线拓扑是网络中的直线型或水平型拓扑。它是网络中最简单的节点物理布局。这种拓扑在局域网中最为常用，其中每个节点之间的链路是通过接口连接的单根连接线或电缆。因此，网络中的每个节点都可以与其他节点通信。连接整个节点网络的单根电缆被称为网络的骨干。如果骨干电缆损坏，那么整个网络很可能就会发生故障。

每个设备或工作站都有自己的唯一地址。为了访问网络中的特定节点，用户需要知道该节点的地址。总线拓扑中没有集中点。因此，网络分辨率方面存在严重问题。总线拓扑中的流量比其他拓扑更简单，因为该网络允许所有工作站接收通过总线发送的每次传输。因此，总线拓扑中的每个节点都可以将数据广播到多个工作站。

与网状或星形拓扑等相对复杂的拓扑相比，这种拓扑更容易建立和维护。它需要较少的电缆来连接节点，因为整个网络都通过一根连接线连接。总线拓扑的一个例子是以太网连接。在总线拓扑中，如果用户想与最后一个节点共享信息，则信息必须经过发送节点和接收节点之间的所有节点。使用总线拓扑的另一个缺点是，如果连接节点的中心电缆损坏，所有节点之间的连接都会丢失，或者网络会被分割。

用户可以使用网卡或同轴电缆来连接网络中的节点，而不是使用电缆。使用的连接类型取决于网络中的节点。当总线拓扑有两个终端节点时，该拓扑就被视为线性拓扑。在此拓扑中，数据以单方向传输，通信是单向的。

在网络中发送数据的节点被视为主机。连接到网络的所有计算机都会接收主机发送的数据。这会增加每个节点的网络流量。节点使用总线主控器等介质访问技术来通过总线传输数据。总线网络中的每个节点在发送数据时都具有相同的优先级。

总线拓扑的要求

总线拓扑是最简单的网络拓扑，可以连接网络节点。这种拓扑有多种用途。以下是一些实现总线拓扑的实际示例：

• 它用于实现基本的以太网网络。
• 如果用户想在客户端和服务器计算机之间共享数据，则这两个组件应连接到同一网络。
• 当用于建立连接有限节点并覆盖多个楼层的小型网络时，此拓扑是理想的。它可以用于将最终用户节点与网络中的服务器连接起来。
• 家用网络中使用的设备，如打印机、台式机或扫描仪，都通过总线拓扑连接。
• 无法负担集线器或交换机等中心设备的的中小型企业可以实施总线拓扑，而无需额外设备。
• 当网络中的节点不断增加时，该拓扑最适合。
• 它用于资源有限的组织。由于总线电缆不需要额外的电源，因此没有额外成本。此外，它们还可以轻松用于地下楼层并穿过吊顶。这节省了空间和办公室的美观。

总线拓扑的优点

使用总线拓扑建立网络有多种好处。以下是一些优点：

1. 比其他替代拓扑更便宜

与用于建立网络的网状、星形或树形拓扑等其他网络拓扑相比。它更便宜，因为它不需要任何额外的设备来设置。此外，建立总线拓扑所需的电缆长度也相对较短。

较小的地理范围限制了通过总线连接的节点数量。因此，它需要较少的外部连接，从而消除了连接集线器和交换机等设备的需要。

2. 不需要额外的电源

总线拓扑除了节点外，不需要任何额外的中心设备；因此，不需要额外的电源来运行网络。连接所有节点并将数据传输到整个网络的中心电缆不需要任何终端器。大多数组件都是被动的，在网络中使用电容器和电阻器。电缆不消耗任何电力。因此，如果存在电源限制，就可以实施此网络。

3. 易于建立总线拓扑

用户可以使用以太网电缆和一些连接器轻松地连接网络中的节点。建立总线拓扑很简单，因为节点是通过分接线与总线电缆连接的。节点呈线性连接，建立总线拓扑所需时间最少。

4. 易于扩展

更容易在网络中添加新节点，例如计算机、打印机和扫描仪。如果节点在同一位置，每个节点都有工作的网卡（NIC）。节点可以无缝连接，一旦连接建立，网络即可立即使用。

5. 线性结构

由于网络中的节点是线性连接的，如果网络中的任何节点发生故障或出现故障，都不会影响网络其余部分的性能。数据通过电缆传输。它确保在节点发生故障时不会中断传输。

6. 可扩展的网络

用户最多可以添加 5 个电缆段来增加网络的覆盖范围。通过使用电缆段，可以轻松地将网络扩展到相邻的物理位置。

一个电缆段最长可达 500 米。该拓扑可以在 2.5 公里的距离上实现。尽管如此，通过增加网络的长度或节点会损害网络的效率。可以通过在网络中使用中继器来纠正这一点。用户还可以将现有网络连接为总线电缆的扩展。

7. 易于连接多个节点

用户可以轻松地在网络中连接不同类型的节点。网络中节点的运行更简单。它还允许团队使用网络中的不同类型的节点，从而提高团队的生产力。

总线拓扑的缺点

1. 连接电缆有限

总线拓扑的长度在物理上是有限的。用于在总线拓扑中连接节点的物理电缆长度有限。最多可以使用五个电缆段在节点之间建立连接。

每段电缆的长度最长可达 500 米。一条电缆段可以连接的节点数量没有最大限制。这意味着如果节点在物理上靠近，则可以将更多节点连接到网络。然而，随着节点数量的增加，网络效率会下降。

2. 数据传输不安全

数据会传输到所有节点，包括发送方和接收方节点。网络中的所有节点都可以访问在网络中传输的所有数据。这会损害网络中的数据安全性，因为无法确保两个节点之间的私密通信。

此外，在网络中实现额外的安全层也很困难。所有数据都通过公共链路连接传输。如果总线电缆受到损害，整个网络都容易受到攻击。

3. 易受物理损坏

整个网络依赖于中心总线电缆。所有节点都连接到总线电缆，网络中的数据仅通过它传输。如果总线电缆发生故障，整个网络可能会失败。为了再次在网络中传输数据，用户必须首先纠正电缆中的错误。在某些情况下，网络也可能被分割。

4. 数据冲突的可能性很高

由于所有传输都通过总线电缆进行，因此网络中始终存在数据冲突的可能性。此外，随着网络中连接节点数量的增加，数据冲突的可能性也会增加。这限制了可以连接到网络的节点数量。它会影响网络的质量，因为数据冲突可能导致数据丢失。

5. 极其简单的拓扑

连接到总线拓扑的节点无法相互交互。节点中没有允许节点避免网络中传输的数据冲突的机制。因此，这种拓扑不太适合大型网络。

结论

• 如果节点位于狭小的地理区域内，总线拓扑是一个不错的选择。它也可以与其他网络拓扑结合使用，形成混合网络，构建更大的网络景观。
• 总线拓扑有其局限性，但它是连接网络中最简单、最快速的网络拓扑。其他替代拓扑结构则复杂得多，难以设置。总线拓扑可以实现冲突处理系统，该系统可以防止数据冲突并确保数据从发送方成功传输到接收方。总线主控器负责确保数据按正确的顺序传输。
• 各种拓扑结构提高了网络的性能。这些拓扑允许用户连接某些设备，从而更轻松地管理网络并提高其性能。其中许多拓扑都源自总线拓扑。由于网络的发展，总线拓扑现在已很少使用。