星形拓扑的优缺点

网络拓扑

网络中节点的物理排列可描述为网络的物理拓扑。网络中的节点可以用多种方式表示。物理拓扑的一些例子是：

• 网状拓扑
• 星型拓扑
• 总线拓扑
• 树型拓扑

本教程将讨论计算机网络中星型拓扑的优缺点。

星型拓扑

星型拓扑有时也称为星型网络。在这种节点的物理排列中，网络中的每个节点或设备都连接到一个称为集线器的中央单元。这种排列方式经常用于配置计算机网络。它是最流行的网络拓扑之一。因此，所有节点都连接到一个单一的中央单元。设备排列类似于一颗星；因此，它被称为星型拓扑。

由于星型拓扑中的任何节点之间都没有直接链接，因此与网状拓扑不同，该网络中的不同设备之间无法直接通信。星型拓扑中任何节点之间的所有通信都通过集线器进行。用户端设备或外围节点在网络中充当客户端，而所有外围节点连接的中央设备在网络中充当服务器。同轴电缆或RJ-45电线在星型拓扑中建立连接。类似于总线拓扑，建立星型拓扑非常简单。设置起来非常直接。

许多地方都实现了星型拓扑网络。使用这种拓扑的一些地方是机场、医院、银行和其他需要集中管理单元的组织。用户还可以使用交换机作为中央设备，而不是集线器。由于在这种排列中，所有节点都连接到一个中央单元，而没有其他直接链接，因此星型网络对中央设备的依赖性非常高。如果网络的中央单元发生故障，整个计算机网络的通信将失败。

星型拓扑的优点

在计算机网络中使用星型拓扑连接节点有几个优点。其中一些优点如下所述：

1. 高容错性

在星型拓扑中，当发生网卡故障或节点与中央设备之间的链接损坏时，只会影响单个节点。由于所有节点都与中央单元独立连接，因此在网络中节点发生故障时，这为用户提供了优势。节点和中央单元之间只有一个连接。

然而，这意味着网络中的每个节点都需要一个单独的连接；因此，这种结构比其他网络拓扑相对更昂贵。但由于星型拓扑提供的其他额外优势，成本问题被抵消了。

只有在排列的中央单元受损的情况下，整个网络才会受到影响。只有在这种情况下，整个网络才会完全失败。它是一个安全的网络，并不容易被普通公众获取。这主要用于拥有多个连接节点的组织。这种拓扑结构用于不同规模的企业，以支持其各种需求。

2. 高度可伸缩性

有时，用户希望向网络添加新设备。当使用星型拓扑时，向网络添加新节点相对简单。向现有网络添加新设备是一个直接的过程。用户只需使用直连电缆将设备连接到中央核心。当用户需要将多个设备连接到一个核心时，这为用户提供了优势。这样，可以在不干扰网络现有结构的情况下向网络添加新设备。新旧连接的设备都可以从其结构中受益。

由于整个网络都依赖于中央单元，因为网络中的所有节点都连接或断开与中央单元的连接。用户可以通过更换不再正常运行的节点来简单地保持网络的生产力。因此，该网络具有高度可伸缩性且易于维护。

3. 连接多种类型的设备

当用户希望在网络中将多种类型的应用程序用作节点时，星型拓扑是可用的最佳选择。它允许用户将不同类型的设备连接到网络。集线器和交换机都允许设备将数据包转发到多种类型的设备。

因此，它主要用于需要将不同类型设备与网络连接的企业。它允许他们使用中央核心连接计算机、笔记本电脑、打印机和其他工作站。

它还提供了增加连接到星型拓扑的每个设备的范围的选项。这可以通过使用连接到中央集线器的服务器来完成。此外，用户可以轻松地将整个办公室与此网络配置连接起来，直到办公室中的每个节点都与中央集线器的硬件和软件兼容。它还应该支持用于通信和数据传输的网络连接。

4. 数据冲突的可能性较低

在这种网络配置中，所有节点都通过直连电缆以一对一连接的方式连接到中央核心。这降低了网络中数据冲突的可能性。它还可以管理网络中发生数据冲突的情况，并且不会造成瓶颈。这意味着，与其他网络方向设计相比，星型拓扑的性能相对较高。但是，当流量非常高时，有时网络传输数据会非常慢。

5. 多种方法

使用星型拓扑的另一个优点是用户可以实现多种方法。这意味着用户可以选择通过使用有源集线器、无源集线器甚至交换机作为中央核心来设计星型拓扑网络。

如果用户决定使用无源集线器，则不需要修改数据包的时间。在星型拓扑网络中，通过无源集线器构建的网络信号直接通过节点而没有任何干预。

此外，除了中央设备执行的职责外，使用有源集线器构建的网络还可以执行某些附加功能。

如果用户使用交换机作为星型拓扑网络的中央组件，则数据包将仅传输到预期的接收节点。交换机读取数据包的目标地址并仅将其发送到指定节点。星型拓扑中的有源集线器也可以在网络中充当中继器。

6. 避免点对点连接

星型拓扑中连接节点的方法更加简化；因此，它比其他拓扑更容易实现更快的通信。然而，其他拓扑可能提供更高的可靠性。

星型拓扑更灵活，可以自信地安装在组织中。由于有一个中央核心连接所有节点和设备，用户无需担心网络中设备之间的通信。这种网络可以很容易地实现，无论业务规模大小，并获得优势。

它允许用户建立基于点的连接。它支持单播通信，并提供安全的路径来共享网络中的数据。使用这种拓扑的另一个好处是，通过实现这种网络，没有信号反射的风险。因此，它有助于避免网络中的点对点连接。

7. 用户友好

用户可以轻松管理网络中的单个节点。它可以轻松设置而不会干扰现有网络。节点可以随时轻松添加或移除。更换网络中出现故障的单元更容易。用户还可以添加新单元以提高拓扑的生产力。

8. 集中式网络

由于整个网络依赖于中央核心，因此使用集中式管理系统（如服务器、中央计算机、交换机或集线器）更容易监控和管理它。

星型拓扑的缺点

我们已经讨论了星型拓扑的几个优点，但使用这种拓扑也有某些缺点。其中一些缺点如下所述：

1. 中央组件故障

由于星型拓扑中的所有节点都连接到中央核心设备，例如集线器或交换机，因此整个网络高度依赖于此设备，使其成为网络中最重要的组件。

如果网络的中央设备发生故障，可能会中断整个网络的运行。整个网络与中央核心一起崩溃。在这种情况下，用户可以在节点上离线工作，但无法使用网络。可能会立即减少协作可能性的情况。如果中央组件因任何原因发生故障，用户可能需要考虑更换完整的中央核心，这可能要困难得多。

2. 昂贵的安装

安装成本高昂，因为它需要一个中央核心，扩展拓扑还需要为网络中的新节点和设备购买额外的电缆。由于每个设备都必须连接到核心，因此每个设备都需要单独的电缆。

尽管如此，这种拓扑结构最昂贵的组件是需要额外的设备，例如可用作核心的集线器或交换机。它还需要额外的连接器和电缆。由于每个设备只需要一个连接到核心的连接，因此设计这种拓扑结构非常简单且相当可靠。

建立这种拓扑的高昂成本是导致一些小型企业在网络中寻找其他替代拓扑的原因。

尽管这种拓扑结构比其他拓扑结构更昂贵，但它提高了网络的生产力并减少了查找维护问题的时间，从而可以节省成本。

在这种网络中停机时间也较少，因为如果用户断开网络中的任何节点，每个节点都与核心有单独的连接。通过频繁断开和连接节点到网络，电缆可能会受损。

3. 需要额外设备

在星型拓扑中设置节点的主要要求是网络的中央核心。这可以是交换机或集线器。如果您必须将多个星型拓扑一起实现，那么每个星型网络都需要一个单独的核心。这种安装成本相当高，并且会使网络设计复杂化。它还可能在某些星型网络中造成多个漏洞。

用户可以通过移除多星安装的中央集线器来简单地更改主要通信工具。在这种安排中，并非所有网络节点都将有权访问中央数据库。但是，它们可以与网络中可用的其他节点建立通信。

4. 对移动性的影响

大多数人仍然使用有线连接来建立不同设备之间的连接，即使现代有无线星型拓扑可用。当电缆连接网络节点时，电缆的有限长度限制了这些节点的移动。移动节点很困难。用户无法移动他们的工作站以保持高效，因为网络是固定的。此外，用户需要使用连接到网络的其他设备（例如打印机）时，必须离开工作站。中央集线器被限制在距离其他节点特定的距离内，随着时间的推移会降低生产力水平，因为用户必须离开他们的位置才能到达其他节点。

5. 连接移动设备具有挑战性

通常，将新设备添加到星型拓扑中更简单，但添加无线设备（例如智能手机和其他移动设备）可能很困难。此外，某些个人计算机不允许它们连接到星型拓扑。

大多数可用的中央集线器没有允许它们将互联网连接到系统的端口。因此，如果用户希望将节点连接到互联网，他们将不得不依赖Wi-Fi或蜂窝连接才能保持在线。这意味着，如果组织有使用手机工作的员工或有远程办公室，则使用星型网络在项目上协作相对困难。

如果有人试图在没有内部连接的情况下连接到局域网，将会遇到比使用电缆连接与组织外部通信的人更多的问题。

6. 电缆易受损坏

在星型网络中，用于连接节点和中央交换机或集线器的电缆容易损坏。通常，节点在组织中是分开的，而中央集线器位于不同的房间。因此，负责连接网络中外围设备的电缆在建立网络时必须穿过墙壁、穿过墙壁或绕过其他障碍物。

此外，当周围天气变化时，如果局域网需要安装在外部建筑上，也可能会影响电线或电缆的性能。这会使查找电线中的损坏变得困难。这极大地影响了星型拓扑的可靠性。连接节点和核心的电线损坏可能出于各种原因。可以通过添加保护层来减少电线中的损坏。用户可以通过捆绑电线来增加电线的强度。

7. 高度依赖中央核心

整个网络依赖于中央核心，例如集线器或交换机。如果星型拓扑的中央核心发生故障，那么整个节点网络也将随之失败。网络中的每个节点都依赖于中央设备进行相互通信。这是星型网络的主要缺点，因此有必要维护中央设备。

8. 需要高维护

由于节点连接到集线器，因此必须始终维护集线器才能将数据从发送方传输到接收方。因此，星型拓扑需要更多资源和定期维护以确保集线器正常工作。

9. 数据传输速率低

通常，星型拓扑使用有线连接，但当无法物理连接节点时，用户可以实现无线星型拓扑。这种星型拓扑存在一个严重问题。

无线星型拓扑无法处理繁重的流量，因为该网络的数据传输速度相当低。用户必须使用有线连接才能处理繁重的负载。缓慢的传输速率增加了WLAN中瓶颈的可能性。

此外，如果用户想限制网络，则必须手动执行设置。这意味着用户将不得不花费更多时间设置系统。这反过来又降低了用户的生产力，因为他们必须在项目的同时管理网络。

无线星型网络的另一个问题是，在网络中查找和解决问题相对困难。有时，投资电线的成本比使用有线网络更划算。