什么是环形拓扑？

环形拓扑是一种网络架构，其中设备以环形结构连接，并根据其环节点邻居节点相互发送信息。与总线拓扑相比，环形拓扑效率更高，可以处理更重的负载。因为数据包只能单向传输，所以大多数环形拓扑都被称为单向环形网络。通常，双向和单向是环形拓扑的两种类型。基于连接在一起形成网络的设备，几种类型的环形拓扑设置工作方式不同。

这种拓扑可用于局域网（LAN）或广域网（WAN）。根据每台计算机中使用的网卡，使用 RJ-45 网线或同轴电缆在环形拓扑中连接计算机。环形拓扑的优点包括，它不需要中央集线器即可运行。与其他网络相比，此类型网络的安装和故障排除也非常容易。

环形架构的缺点是，如果一个节点无法发送数据，整个网络都会受到影响。因此，一些环形拓扑设置使用双环结构来解决此问题。在双环结构中，信息以顺时针和逆时针方向传输。如果一个传输失败，则存在备用的传输方式；这些系统被称为冗余环结构。

环形拓扑如何工作？

下面给出了一些步骤，帮助您了解数据如何在环形网络中节点之间传输。

• 空令牌在环中自由分发。环的速度从 16 Mbps 到 100 Mbps。
• 为了存储数据帧和传输，空令牌包含占位符，还包含发送方或接收方的地址。
• 当发送节点需要发送消息时，它会获取一个令牌，用数据填充它，获取接收节点的 MAC 地址和自己的 ID，然后将填充的令牌发送到下一个节点。
• 下一个节点接收到令牌，并确定是否是用于传输。然后，数据从帧中复制到节点，并将令牌设置为零，然后传输到下一个节点。
• 直到数据到达正确的目的地，上述步骤都会重复。
• 当发送方收到令牌时，如果发现接收方已读取数据，它将初始化消息。
• 它有利于数据传输，令牌可由任何节点消耗和重新循环。
• 如果通信丢失，节点处于空闲状态，并且网络支持双环，则数据会沿相反方向传输到目的地。

环形拓扑是如何形成的？

在环形拓扑中，每个设备都连接到另外两个设备，并且这些结构中的多个连接在一起形成一个称为环形网络的圆形路径。为了到达数据目的地，环形拓扑使用一对一的程序；数据从一个设备传输到下一个设备，然后重复该过程，直到数据到达目标。发送节点通过令牌将数据传输到目标节点。因此，它被称为令牌环拓扑。它也被称为主动拓扑，因为它需要所有节点都处于活动状态才能继续传输。

可能会出现数据丢失的修改；当有很多节点时，令牌必须经过很多节点才能到达目标节点。定期添加中继器以最大程度地减少数据丢失并提高信号强度。

单向环：半双工网络是指只允许数据沿一个方向（顺时针或逆时针）传输的网络。通常，大多数环形网络都使用单向数据流的流程。

双向环：它也被称为双环网络，通过在两个网络节点之间使用两个链路，可以将其转换为双向网络。在沿一个方向发送数据时，如果任何中间节点发生故障，双环会为任何节点提供备用路径以到达其目的地。

为什么我们使用环形拓扑？

有一些因素需要选择网络拓扑，具体如下：

• 预算分配。
• IT 景观的复杂性。
• 组织的运营模式。
• 预期的最终用户性能水平。

增加数据经济性、出色的网络性能以及易于管理的网络运营是选择正确拓扑的关键因素。与其他拓扑相比，选择环形拓扑有五个原因：

1. 在环形拓扑中，数据碰撞的可能性很小，因为它允许数据单向流动。
2. 环形拓扑不需要任何网络控制服务器来管理数据传输。
3. 在此类网络中，数据可以更快地发送。
4. 与其它网络相比，此类型网络更便宜，因为其运营成本更经济。
5. 在环形拓扑网络中，可以轻松添加任何新节点，并且拓扑管理得到简化。

环形拓扑的应用？

• 此拓扑可用于局域网和广域网。
• 在电信行业，环形拓扑通常用于 SONET（同步光纤网络）光纤网络。
• 许多组织还使用环形网络作为其现有网络的备份系统。
• 如果与节点的连接丢失，它还可以利用双向功能将流量路由到另一个方向。
• 由于一些商业机构的使用以及较低的运营成本，它也被教育机构使用。

环形拓扑的历史

早期，环形拓扑在办公室、学校等小型建筑中最为广泛。然而，在现代，这类技术已很少使用。为了稳定性、性能或支持，它已被切换为其他类型的网络。

环形拓扑的优点

• 由于此拓扑中的所有数据都单向流动，因此可以减少数据包碰撞的可能性。
• 环形拓扑不需要任何网络服务器来连接每个工作站。
• 它能够高速发送数据。
• 在此网络中，如果您添加更多工作站，它们不会影响网络性能。
• 它提供了可靠的网络、面向未来的技术、低资本投资以及与多个服务提供商的无缝连接。
• 与总线拓扑相比，它在重网络负载下具有更好的性能。

环形拓扑的缺点

• 与星型拓扑相比，它慢得多，因为在环形拓扑中所有数据都必须经过网络上的每个工作站，这使其变慢。
• 如果一个工作站发生故障，整个网络都会受到影响。
• 与以太网卡、集线器或交换机相比，它更昂贵，因为在此网络中，需要硬件才能将每个工作站连接到网络。