網絡拓撲結構精選(九篇)

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第1篇：網絡拓撲結構范文

【關鍵詞】網絡 ； 拓撲結構 ； 節點

網絡拓撲結構是指用傳輸媒體互連各種設備的物理布局，就是用什么方式把網絡中的計算機等設備連接起來。網絡拓撲是網絡形狀，或者是它在物理上的連通性，構成網絡的拓撲結構有很多種，拓撲圖給出網絡服務器、工作站的網絡配置和相互間的連接，它的結構主要有星型結構、環型結構、總線結構。

1星型

星型結構是最古老的一種連接方式，大家每天都使用的電話屬于這種結構。目前一般網絡環境都被設計成星型拓撲結構。星型網是目前廣泛而又首選使用的網絡拓撲設計之一。

星型結構是指各工作站以星型方式連接成網。網絡有中央節點，其他節點（工作站、服務器）都與中央節點直接相連，這種結構以中央節點為中心，因此又稱為集中式網絡。

星型拓撲結構便于集中控制，因為端用戶之間的通信必須經過中心站。由于這一特點，也帶來了易于維護和安全等優點。端用戶設備因為故障而停機時也不會影響其它端用戶間的通信。同時星型拓撲結構的網絡延遲時間較小，傳輸誤差較低。但這種結構非常不利的一點是，中心系統必須具有極高的可靠性，因為中心系統一旦損壞，整個系統便趨于癱瘓。對此中心系統通常采用雙機熱備份，以提高系統的可靠性。

現有的數據處理和聲音通信的信息網大多采用星型網，目前流行的專用小交換機PBX（Private Branch Exchange），即電話交換機就是星型網拓撲結構的典型實例。它在一個單位內為綜合語音和數據工作站交換信息提供信道，還可以提供語音信箱和電話會議等業務，是局域網的一個重要分支。

在星型網中任何兩個節點要進行通信都必須經過中央節點控制。因此，中央節點的主要功能有三項：當要求通信的站點發出通信請求后，控制器要檢查中央轉接站是否有空閑的通路，被叫設備是否空閑，從而決定是否能建立雙方的物理連接；在兩臺設備通信過程中要維持這一通路；當通信完成或者不成功要求拆線時，中央轉接站應能拆除上述通道。

由于中央節點要與多機連接，線路較多，為便于集中連線，目前多采用一種稱為集線器（HUB）或交換設備的硬件作為中央節點。

2環型

環型結構在LAN中使用較多。這種結構中的傳輸媒體從一個端用戶到另一個端用戶，直到將所有的端用戶連成環型。數據在環路中沿著一個方向在各個節點間傳輸，信息從一個節點傳到另一個節點。這種結構顯而易見消除了端用戶通信時對中心系統的依賴性。

環行結構的特點是：每個端用戶都與兩個相臨的端用戶相連，因而存在著點到點鏈路，但總是以單向方式操作，于是便有上游端用戶和下游端用戶之稱；信息流在網中是沿著固定方向流動的，兩個節點僅有一條道路，故簡化了路徑選擇的控制；環路上各節點都是自舉控制，故控制軟件簡單；由于信息源在環路中是串行地穿過各個節點，當環中節點過多時，勢必影響信息傳輸速率，使網絡的響應時間延長；環路是封閉的，不便于擴充；可靠性低，一個節點故障，將會造成全網癱瘓；維護難，對分支節點故障定位較難。

3總線型

總線上傳輸信息通常多以基帶形式串行傳遞，每個節點上的網絡接口板硬件均具有收、發功能，接收器負責接收總線上的串行信息并轉換成并行信息送到PC工作站；發送器是將并行信息轉換成串行信息后廣播發送到總線上，總線上發送信息的目的地址與某節點的接口地址相符合時，該節點的接收器便接收信息。由于各個節點之間通過電纜直接連接，所以總線型拓撲結構中所需要的電纜長度是最小的，但總線只有一定的負載能力，因此總線長度又有一定限制，一條總線只能連接一定數量的節點。

因為所有的節點共享一條公用的傳輸鏈路，所以一次只能由一個設備傳輸。需要某種形式的訪問控制策略、來決定下一次哪一個站可以發送.通常采取分布式控制策略。發送時，發送站將報文分成分組.然后一次一個地依次發送這些分組。有時要與其它站來的分組交替地在介質上傳輸。當分組經過各站時，目的站將識別分組的地址。然后拷貝下這些分組的內容。這種拓撲結構減輕了網絡通信處理的負擔，它僅僅是一個無源的傳輸介質，而通信處理分布在各站點進行。

在總線兩端連接有端結器（或終端匹配器），主要與總線進行阻抗匹配，最大限度吸收傳送端部的能量，避免信號反射回總線產生不必要的干擾。

總線結構是使用同一媒體或電纜連接所有端用戶的一種方式，也就是說，連接端用戶的物理媒體由所有設備共享，各工作站地位平等，無中央節點控制，公用總線上的信息多以基帶形式串行傳遞，其傳遞方向總是從發送信息的節點開始向兩端擴散，如同廣播電臺發射的信息一樣，因此又稱廣播式計算機網絡。各節點在接受信息時都進行地址檢查，看是否與自己的工作站地址相符，相符則接收網上的信息。

使用這種結構必須解決的一個問題是確保端用戶使用媒體發送數據時不能出現沖突。在點到點鏈路配置時，這是相當簡單的。如果這條鏈路是半雙工操作，只需使用很簡單的機制便可保證兩個端用戶輪流工作。在一點到多點方式中，對線路的訪問依靠控制端的探詢來確定。然而，在LAN環境下，由于所有數據站都是平等的，不能采取上述機制。對此，研究了一種在總線共享型網絡使用的媒體訪問方法：帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問，英文縮寫成CSMA/CD。

這種結構具有費用低、數據端用戶入網靈活、站點或某個端用戶失效不影響其它站點或端用戶通信的優點。缺點是一次僅能一個端用戶發送數據，其它端用戶必須等待到獲得發送權；媒體訪問獲取機制較復雜；維護難，分支節點故障查找難。盡管有上述一些缺點，但由于布線要求簡單，擴充容易，端用戶失效、增刪不影響全網工作，所以是LAN技術中使用最普遍的一種。

4無線電通信

傳輸線系統除同軸電纜、雙絞線、和光纖外，還有一種手段是根本不使用導線，這就是無線電通信，無線電通信利用電磁波或光波來傳輸信息，利用它不用敷設纜線就可以把網絡連接起來。無線電通信包括兩個獨特的網絡：移動網絡和無線LAN網絡。利用LAN網，機器可以通過發射機和接收機連接起來；利用移動網，機器可以通過蜂窩式通信系統連接起來，該通信系統由無線電通信部門提供。

網絡可采用以太網的結構，物理上由服務器，路由器，工作站，操作終端通過集線器形成星型結構共同構成局域網。

總之，網絡時代的到來，使人類構造了一個與現實世界相對應的虛擬的信息世界，了解網絡的連接和使用，處理現實生活中網絡的拓撲結構，為學習信息技術的基礎知識做好鋪墊。

參考文獻

第2篇：網絡拓撲結構范文

關鍵詞：故障診斷；進化神經網絡；激活函數

中圖分類號：TP18 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2012)36-8765-04

1 概述

電力變壓器是電力系統中的重要設備，其當前的工作狀態直接影響著整個電力系統的運行。為了使變壓器始終處于良好的狀態，嚴密監視并盡早發現變壓器的任何異常就顯得非常重要。變壓器的故障診斷就是根據變壓器故障的征兆，確定故障的性質或部位。近年來，人工智能理論的不斷完善及其在故障診斷中的成功應用，為變壓器故障診斷技術的發展開拓了新的途徑。該文介紹了一個我們研制的電力智能變壓器診斷系統，這是一個功能完善并實用的系統，結合了基于專家系統和神經網絡的多種診斷方法。結合該系統的神經網絡診斷部分的研制，該文將著重論述診斷神經網絡的拓撲結構優化設計問題。

2 基于經驗的診斷網絡拓撲結構優化設計

2.1系統設計思想

在目前變壓器故障診斷的研究中采用最多的是BP網絡，系統采樣的數據集可以分為訓練集和測試集兩部分，前者用于網絡的訓練，后者用于測試訓練好的網絡。通常兩者獨立采樣以保證數據的無關性，使測試結果更能反映網絡的泛化能力。我們運用兩種準則來比較測試集的目標集與仿真輸出集的接近程度以評價網絡性能：均方誤差準則和誤判率準則。該文采用經典的k子集交叉檢驗法來評價網絡的性能，數據集劃分為訓練集和測試集以兼顧網絡的分類精度和網絡的推廣能力。另外，測試集和訓練集的劃分帶有隨機性，再加上k次評價，這樣的結果比較穩定，網絡訓練好壞的影響大大降低，可以充分反映神經網絡在這個數據集上的性能。該文在借鑒前人經驗的基礎上，結合具體應用，通過實際試驗，用上述方法設計了一個性能良好的變壓器診斷網絡，該網絡具有分類精度高并且推廣能力強的特點。

2.2基于經驗的神經網絡拓撲結構的設計

我們選擇的是標準的單隱層前饋網絡結構，對單隱層的前饋神經網絡來說，其VC維為MN+NP，其中M，N，P分別為輸入層、隱層、輸出層的神經元數。由于M，P和例子數都是已知的，因此設置誤差上限e后就可以估算出N。

激活函數的選擇方面，該文選擇了tanh作為函數隱層激活函數。而輸出層激活函數則選擇sigmoid函數。訓練算法的選擇方面，由于標準BP算法訓練速度很慢，選擇帶動量與學習率調整的改進BP算法作為我們對網絡進行評價時的訓練算法。

在此基礎上，通過隸屬函數求出實驗數據相對于注意值的隸屬度，以其作為神經網絡的輸入。我們使用的隸屬函數如下所示的Sigmoid函數，其中x表示屬性的原始值，xa表示注意值。

2.3實驗方法和結果分析

實驗使用的數據是“智能化變壓器診斷系統”所帶的一個在線診斷數據集。此數據集共107個實例，輸入屬性10項，輸出屬性12項。因此有： M=10， P=12，m=107由ln(m/d)>0 m/d>1 m>(M+P)*N 107>22*N N

3 基于進化神經網絡的優化方法

3.1進化神經網絡的算法流程

進化算法的思想來源于自然界的物種進化規則，它是一種基于群體的隨機搜索算法。該文采用C++和Matlab混合編程的方法實現了該算法，其算法流程如圖3所示。我們用面向對象的開發方法實現遺傳算法,程序的主體是兩個類：CGA和CChromosome。前者實現遺傳算法的運行流程,后者實現染色體（個體）的編碼和遺傳操作細節，并通過統一的接口把功能提供給前者。這種設計把遺傳算法的操作流程抽象出來，獨立于遺傳算法的編碼和算子的具體實現。

診斷的精度是很高的，20個診斷實例中失誤2個，正確率達到了90％，并且是在網絡的訓練數據還有缺陷的情況下。這個診斷精度已經接近于變壓器專家的水平，可見，經過針對變壓器故障診斷特點進行優化設計的神經網絡的應用價值是極具潛力的。

4 結論

該文研究了神經網絡在電力變壓器診斷中的應用，給出了變壓器故障診斷的神經網絡模型，根據診斷模型，在前人經驗的基礎上，設計了單隱層的變壓器診斷網絡，并給出了網絡的評價方法。在matlab上建立了實驗環境，通過實驗給出了神經網絡模塊的最佳隱節點數。在此基礎上，設計了基于遺傳算法的網絡結構進化算法，并用C++和matlab實現了這個算法。實驗表明診斷效果良好，并與前面的實驗的結果進行比較，表明了進化算法的良好性能。

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第3篇：網絡拓撲結構范文

關鍵詞：基于Web的網絡管理；SNMP協議；拓撲結構；拓撲圖構造與顯示

中圖分類號：TP393.07

隨著網絡技術和互聯網的不斷發展，互聯網的網絡連接結構變得日益復雜。那么就需要有能夠對網絡進行配置、監控網絡性能的良好的網絡管理系統來管理網絡，從而使得互聯網絡能夠安全、可靠、穩定地運行。

1 主要的網絡拓撲發現方法

1.1 基于ICMP協議的網絡拓撲探測方法

ICMP（Internet Control Message Protocol）協議作為IP協議的一部分，它是一種差錯報告機制，可以用來向目標主機或設備請求或者報告各種網絡信息。在基于ICMP協議的拓撲發現中，用到回送請求（Echo Request）和回送應答（Echo Reply）這兩種報文。該種方法主要是利用ICMP協議原理，結合使用ping命令和traceroute命令來實現。通過ping目標主機或設備進行探測，如果能夠收到目標的回送應答報文，則可以判斷目標存在且是活動的，并記錄其IP地址和子網掩碼。通過traceroute命令向目標主機或設備發送不同TTL值的ICMP報文，根據報文所經過的路由器發回的回送應答報文，可以確定出從源主機到目標的路由信息。根據得到的這些信息，并使用發現算法和拓撲結構的構造方法得到拓撲圖。

該種基于ICMP協議的網絡拓撲結構的發現方法可以應用在幾乎所有的網絡中，因為使用TCP/lP協議的網絡主機和設備都支持ICMP協議，這種方法的優點是檢測簡單、快速和可靠。但是這種方法向網絡中的設備發出了大量的探測報文，這樣會給網絡增加負載，并且也不是所有的目標設備都會回送應答報文，因此發現的效率也并不高。這種方法適用于局域網內的拓撲發現。

1.2 基于SNMP協議的網絡拓撲發現

SNMP網絡管理體系結構主要由三部分組成：管理信息結構、SNMP協議和管理信息庫MIB。其中MIB定義了可以通過網絡管理協議訪問的被管理對象的集合，它描述了網絡主機或設備的重要信息。簡單網絡管理協議SNMP（Simple Network Management Protocol）是由Internet體系結構委員會所制定的，是因特網中應用最廣泛的網絡管理協議，目前大多數網絡設備如交換機、路由器等都支持該協議，它使用的傳輸層協議是面向無連接的UDP協議，無需建立專門的連接，因此這樣就會降低網絡通信的開銷和負載。

基于SNMP協議的拓撲發現方法的思想就是通過SNMP協議從網絡主機、交換機、網橋、路由器等網絡設備中的MIB信息庫中獲取設備和路由信息，其中主要用到的對象有組對象system、interfaces、ip組和兩個表對象ipAddrTable、ipRouteTable。從指定的網關路由器開始，采用深度或廣度遍歷對網絡中的設備進行逐個遍歷，通過讀取其MIB庫中的信息，確定其設備類型及連接關系。具體來說就是，如果發現的目標設備中的簡單對象ipForwarding=1且system組中的字段sysService=7，則可判斷該目標是路由器；如果ipForwarding=2且sysService=3，則可判斷該目標是交換機或網橋；如果兩者都不是則可判斷目標是主機。如果是路由器，繼續查詢其MIB中的interfaces組和表ipAddrTable可以獲得路由器的接口信息，然后查詢表ipRouteTable中的變量ipRouteType，若ipRouteType=4，則判斷該端口相連接的是路由器，并根據其中的ipRouteNextHop來確定下一個發現的路由設備；若ipRouteType=3，則判斷該端口相連接的是子網。

綜上所述，該算法的優點是系統和網絡的開銷少、搜索過程和算法簡單，發現效率高。雖然現在的大多數主機和設備都支持這個協議，但是也有設備并未啟動SNMP服務，另外，有的網絡設備中的MIB信息庫并不可以隨意訪問的。因此該方法也有一定的局限性。

2 網絡層的拓撲結構發現算法的改進

2.1 算法的改進思想

本算法綜合了上述兩種方法的優缺點，對使用SNMP協議的設備的發現進行了規模限制，設置了一個待訪問的路由器總數的閾值，遍歷每一個路由器時，判斷一下已遍歷的路由器數目是否小于此閾值，如果是則繼續訪問下一個路由器，否則算法退出。對于基于ICMP協議的拓撲發現中，防火墻或者網絡設備可能會丟棄收到的報文，所以發送方可能會接收不到被探測設備的響應報文，因此就不能保證發現的絕對準確性。通過分析TCP/IP協議可知，可以采用向被探測設備發送錯誤報文的方法來解決這個問題，但是也并不是所有的錯誤報文目標設備都會響應。

2.2 算法的描述

具體算法描述如下：

（1）初始化待搜索路由器隊列、待搜素的IP地址隊列、支持SNMP協議的路由器隊列、不支持SNMP協議的路由器隊列、子網地址隊列、連接關系隊列。并設置要訪問的路由器總數的閾值為N，初始化計數變量n=0。

（2）從待搜素的IP地址隊列中取出一個地址，若n++N，則算法結束。

（3）取得該IP地址所屬的子網地址及其缺省路由器地址，將其加入待搜索的路由器隊列。

（4）若待訪問的路由器隊列不為空，從待訪問的路由器隊列中取出一個地址探測，若其支持SNMP協議，將該路由器添加到支持SNMP路由器隊列，執行步驟（5）。若其不支持SNMP協議，將該路由器加入到不支持SNMP隊列，采用通用協議算法進行發現。

（5）對其包含的IP地址進行SNMP探測。訪問其MIB信息庫，使用前面所講述的方法來判斷出設備的類型及連接關系，將發現的路由器、子網及其連接關系添加到相應的隊列。

（6）重復步驟（4），直到待搜索的路由器隊列為空，重復步驟（2），若待搜素IP地址隊列為空，則算法結束。

3 拓撲圖的構造與顯示

通過網絡拓撲發現算法確定了網絡設備的分布及其連接關系之后，就要構造出拓撲圖以直觀的方式將網絡設備的位置分布以及它們之間的連接關系顯示出來。在顯示頁面上，按照一定的規律來分布顯示出拓撲結構，其中使用不同的結點來分別表示不同的網絡設備，以結點間的連線來表示設備之間的連接關系。

要確定網絡設備在拓撲結構圖中的位置，就要計算出路由器、子網在圖形界面中的顯示位置的信息，即結點的坐標（x，y）。對于網絡層拓撲圖的構造，首先將指定的網關路由器（記為R）放置在顯示頁面的某一個固定位置，可以選擇正中心的位置點，坐標記為（x0、y0），將在一定范圍內發現的與該路由器相連的所有的路由器和子網的總數記為n。而后將其中與之相連的子網分布在以（x0，y0）為圓心，r=（n×c）÷2π（其中c為常數，其中c的取值可以根據網絡的規模來設定）為半徑的圓周上；將與之相連的路由器分布在以（x0，y0）為圓心，2r為半徑的圓周上，這些路由器和子網交叉均勻分布，并記錄下每個路由器所處的象限。從這里可以看出當n值增大時，r值也會增大，這樣取半徑的目的是在路由器數量較多時，讓圓的半徑大一些，便于結點圖標布局合理，盡量避免重疊。那么這種情況下，與路由器R相連的子網結點在界面上的顯示位置的坐標就可以通過如下的公式計算出來：x=r×cos（（2π÷n）×i）+x0，y=r×sin（（2π÷n）×i）+y0；路由器結點的坐標可以通過如下公式得出：x=2r×cos（（2π÷n）×i）+x0，y=2r×sin（（2π÷n）×i）+y0。

然后再采用廣度優先的方式將與路由器R相連的所有路由器（記為R1、R2、…Rn）的連接拓撲圖分別構造與顯示出來，以R1為例來說，將與之相連的所有路由器和子網的個數記為n，R1的坐標記為（x0，y0），r=（n×c）÷（2π）（其中c為常數），分以下三種情況討論：

（1）如果R1在以路由器R為圓心的圓周的第一象限時，將與之相連的子網均勻分布在以（x0，y0）為圓心，r為半徑的圓周的二、三、四象限內，各個子網結點在頁面上的位置的坐標（x，y）可以通過如下公式計算出來：x=r×cos（（3π÷2n1）×i+π/2）+x0，y=r×sin（（3π÷2n1）×i+π/2）+y0，其中n1為子網總數；將與之相連的所有路由器均勻分布在以（x0，y0）為圓心，2r為半徑的圓周的第一象限內，各個路由器結點的坐標可以通過如下公式計算出來：x=2r×cos（（π÷2n2）×i）+x0，y=2r×sin（（π÷2n2）×i）+y0（n2為路由器總數）。

（2）如果R1在以路由器R為圓心的圓周的第三象限時，將與之相連的子網均勻分布在以（x0，y0）為圓心，r為半徑的圓周的一、二、四象限內，各個子網結點在頁面上的顯示位置的坐標（x，y）可以通過如下公式計算出來：x=r×cosθ+x0，y=r×sinθ+y0，θ=（3π÷2n1）×i（n1為子網總數），其中當π≤θ≤3π/2時，θ=（3π÷2n1）×i+π/2；將與之相連的路由器分布在以（x0，y0）為圓心，2r為半徑的圓周的第三象限內，各個路由器結點的坐標可以通過如下公式計算出來：x=2r×cos（（π÷2n2）×i+π）+x0，y=2r×sin（（π÷2n2）×i+π）+y0（n2為路由器總數）。

（3）如果R1在以路由器R為圓心的圓周的第四象限時，將與之相連的子網均勻分布在以（x0，y0）為圓心，r為半徑的圓周的一、二、三象限內，各個子網結點在界面上的顯示位置的坐標（x，y）可以通過如下公式計算出來：x=r×cos（（3π÷2n1）×i）+x0，y=r×sin（（3π÷2n1）×i）+y0（n1為子網總數）；將與之相連的路由器分布在以（x0，y0）為圓心，2r為半徑的圓周的第四象限內，各個路由器結點的坐標可以通過如下公式計算出來：x=2r×cos（（π÷2n2）×i+3π/2）+x0，y=2r×sin（（π÷2n2）×i+3π/2）+y0（n2為路由器總數）。

用同樣的方法將其它路由器的拓撲圖分別構造出來，然后再采用廣度優先的策略將下一層路由器的拓撲結構給構造出來，其它的以此類推，重復此工程即可。通過實驗表明，對于一個園區網內部的網絡管理系統來說，這種網絡拓撲結構圖形構造和顯示方法，具有一定的可行性和有效性。

4 結束語

計算機網絡的拓撲結構對網絡管理是非常重要的，準確的網絡拓撲結構信息對于網絡的管理和監控及診斷網絡故障具有重要意義。本文對現在主要的網絡邏輯拓撲發現算法進行了比較分析，對于存在的問題提出了改進的辦法。實驗結果表明，該改進算法能夠比較準確地發現網絡拓撲結構的信息，提出的拓撲圖構造和顯示方法也具有一定的可行性和現實意義。

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第4篇：網絡拓撲結構范文

網絡資源拓撲的發現是網絡資源管理的核心功能之一，它可以定義為：將運行在各式各樣異構的網絡環境下的資源，主要是網絡設備之間的連接關系與實際的運行狀態通過一定的手段對其進行整理匯總，以統一的格式提交給網絡管理系統，從而有效提高了管理復雜網絡環境的效率。其中，如何構建全方位、直觀的網絡拓撲圖在網絡拓撲發現中是一個重要課題。當前存在的網絡拓撲發現方法包括：（1）基于ICMP網絡控制報文協議拓撲發現，由主機向路由器發送測試報文來發現網絡拓撲結構。其特點是實現簡單，但是發送過多的測試報文同時增加的網絡的負載，容易造成鏈路阻塞，不適宜目前大型的網絡環境。（2）基于ARP地址解析協議拓撲發現，通過主機向網絡中廣播目標地址的ARP請求來發現具體的網絡拓撲，并加載在ARP緩存中。其特點是ARP緩存中網絡地址都是有效唯一的，這大大提高了網絡拓撲發現的效率；但是此方法的缺點也很明顯，在網絡縱深過大的環境下，由于ARP緩存儲存的信息量是有限的，會產生ARP請求到達不了的“盲區”。所以滿足不了動態異構的大型網絡對網絡拓撲發現的要求。

1SNMP協議在網絡拓撲發現中的運用

SNMP協議在當前網絡管理中起著至關重要的作用，越來越多的網絡設備都支持該協議，SNMP協議的運行模式是：所有被網絡管理系統所監管的網絡設備將與網絡運行相關的數據項通過Agent進程進行匯總處理，并提交給MIB管理信息庫，由Manager管理終端與進程的交互，使用SNMP協議所規定的TRAP、GetRequest、GetRespones等指令來完成相應的網絡信息查詢和設置修改參數。

2網絡拓撲發現算法描述

網絡拓撲中各子網通過與之相連的路由器轉發設備相互連接。這些通過網關相連的子網可能是同處在一個局域網之內的，也可能是分布在不同的局域網中，通過路由器的不同端口或者不同相連的路由器建立連接從而進行網絡通信。因此網絡拓撲結構被分割成了兩個緊密相關的層次，一級網絡拓撲結構與二級網絡拓撲結構。我們把網絡中各子網通過的路由器相連的整體連接狀況稱為一級網絡拓撲結構；而在各子網內部的網絡設備的連接情況稱為二級網絡拓撲結構。構造一級網絡拓撲結構是通過查詢路由信息表中的ipRouteNextHop（路由下一跳的ip地址）、ipRouteDes（t網絡目的端的ip地址）和ipMask（路由掩碼）等參數，從網絡管理終端出發依次遍歷整個網絡中的路由設備。其中，需要除去可能出現在路由表中的設備本地ip地址，通過查詢路由設備中ipForwarding參數值來判斷該路由設備是否是子網間的外部網關，若ipForwarding值為1，表明此路由設備屬于一級拓撲結構，反之則表明此路由設備屬于二級拓撲結構。構造二級網絡拓撲結構主要是通過查詢子網內每臺網絡設備接口表ifTable中的Ifindex端口索引來判斷同屬一個子網內的路由器各端口連接的網絡設備情況，路由器每個端口號與次端口連接的子網的子網號一一對應，并按照不同的端口號與子網掩碼分別放入不同的路由隊列中?；赟NMP協議的網絡拓撲發現算法的基本流程包括如下步驟：（1）初始化路由隊列Q；（2）通過Agent進程訪問Q中的初始節點A，visited[A]=1，A為隊列Q中的第一個元素；（3）由Agent進程向A的下一個鄰接節點B發送查詢數據包并等待節點B的反饋數據包，收到反饋后對其進行解析，通過MIB信息中的IpRouteType值來判斷B是否與A處于同一個子網中；若IpRouteType的值為3，表明這兩個節點是處在同一子網內；IpRouteType值為4時，表示路由器連接入另一個非本地子網中，需至少再經過一個路由器的轉發；將所經過的路由信息添加至路由鏈表中，并記錄A與B之間的連接關系。（4）如果B未被Agent進程訪問，則visited[B]=B，節點B進入隊列Q中，并將ipRouteNextHop參數無重復地放入連接隊列，將ipRouteDest無重復地放入子網隊列中；以此類推，直到遍歷完所有節點。

3具體實現步驟

（1）網絡設備由Agent進程收集有關的網絡SNMP信息，將Community中公開的權限設置為可讀，并設置Trap的告警信息指向網絡管理系統；（2）網絡管理系統通過使用SNMP協議中的GET指令來查詢收集網絡中各類設備的唯一標識碼OID，來訪問各網絡設備的MIB變量信息，并對這些MIB信息進行統一的分類與整理完畢后，一起儲存在數據庫中；（3）后臺通過使用JAVA語言編寫統一的類和接口，方便同時訪問不同關系的，存儲網管系統所提供各類設備網絡相關信息的數據庫；（4）為了將存儲在數據庫中的網絡信息鏈表以一種簡單直觀的圖形方式呈獻給用戶，要求WEB服務器不僅可以取到數據庫中的與網絡設備相關的數據，而且當WEB服務器接收到繪圖指令后，讀取網絡拓撲信息，查詢拓撲信息表內的末端元素，根據算法的遞歸深度來判斷此元素在拓撲結構中的具置；（5）由于網絡環境的復雜多變性，對網絡結構拓撲圖產生了新的要求，網絡拓撲需要在一定的時間段內刷新，用以實時發現更新后的網絡拓撲，再對拓撲結構圖進行相應的改動，而這個刷新的間隔時間的取值需適中，間隔時間太長會影響網絡拓撲信息的實時準確性，會造成系統的負載過大，從而對網絡管理造成不必要的負擔。每次添加新的網絡節點時，需要判斷是否與已知存在的節點使用同一個路由器，避免路徑的回路重復顯現。

4結語

第5篇：網絡拓撲結構范文

關鍵詞：拓撲發現算法；MIB-II；Bridge-MIB；

隨著網絡規模的不斷擴大和網絡拓撲結構的日益復雜，網絡管理的地位變得越來越重要，有效、可靠的網絡管理已經成為網絡系統正常運行的關鍵。OSI參考模型網絡管理標準中定義了網絡管理的5大功能，分別是故障管理、配置管理、性能管理、安全管理和計費管理[1]，其中配置管理是進行網絡管理的前提，其主要功能是網絡拓撲發現和各類設備的配置信息管理。網絡拓撲結構是網絡中各節點之間互聯關系的一種表示，拓撲結構通常被構建成一個圖形，對網絡拓撲進行發現是對網絡管理系統最基本的功能要求，所謂拓撲發現是指通過某種算法探測和識別特定網絡中的網絡元素和各網絡元素之間連接關系，并以字符、圖形等方式將拓撲進行顯示。作為配置管理的核心和資源管理的基礎，完整、精確并且具備可視化友好界面的網絡拓撲結構是檢測網絡故障、分析網絡性能的基礎[2]。

根據拓撲發現算法涉及的TCP/IP網絡層次，一般可以將網絡拓撲發現分為網絡層和數據鏈路層拓撲發現兩個層次，網絡層拓撲發現主要實現網絡層路由設備的探測、子網以及連接關系的發現，數據鏈路層拓撲發現的主要工作是二層設備與主機的探測及其連接關系的確定，好的拓撲發現算法能夠快速、準確的發現網絡中的三層和二層網絡設備，進而確定網絡拓撲[3]，利用SNMP網絡設備的MIB-II和Bridge-MIB管理信息庫，是進行網絡物理拓撲發現的常見方法，下邊對基于MIB-II和Bridge-MIB的拓撲發現算法進行討論。

1網絡層設備拓撲發現

探測三層（網絡層）設備最基本的方法是獲取網絡中路由設備的路由表（RoutingTable），路由表中記錄了目標IP地址（ipRouteDest）的下一條地址（ipRouteNextHop）以及數據的傳送方向等信息。支持SNMP的設備會將自己的路由表放在管理信息庫（ManagemnetInformationBase，MIB）中，因此，可以通過SNMP獲取遠端三層設備的路由表。

根據三層網絡設備SNMP的特點，設計如下拓撲發現算法：

Foreachrouterinrouter_set

{

ifrouterexsits(interfacetable){next;}

getipRouteTable;

getipAddrTableaddtointerface_table;

ForeachentryinipRouteTable

{

if(ipRouteType=indirect)

{

swapipRoutDestwithitsinterfaceifexsits(nterface_table);

if(ipRouteDestnot_in(router_set)

{

AddRoutertorouterset;

}

Addrouter->ipRouteDesttoedge_set;

}

}}

算法通過遍歷和分析三層設備的MIB，確定設備類型和設備間的連接關系，最后確定三層設備網絡拓撲結構，使用該算法對某網絡中運行拓撲發現，結果如圖1所示。

2數據鏈路層設備拓撲發現

二層（數據鏈路層）設備的探測是在三層設備探測的基礎上增加路由器到交換機、交換機到交換機、交換機到主機之間的連接關系。網絡中的交換機同時負責維護自己的生成樹狀態表（SpanningTreeProtocol，STP）和MAC地址轉發表（ForwardData-Base，FDB）,并保存在標準SNMPv2-SMI（StructureofManagementInformation，管理信息結構）中。

二層網絡拓撲發現的復雜性在于以太網交換機等設備的透明性。鄰居設備交換信息主要通過生成樹協議（SpanningTreeProtocol，STP）實現。交換機保留MAC地址和接口狀態（網內主機的MAC地址與交換機端口的對應關系）的主要載體是MAC轉發表（FDB），FDB可以通過SNMP的Bridge-MIB來訪問?？梢院唵蔚耐ㄟ^Bridge-MIB計算得出設備之間的物理連接的關系，但由于Bridge-MIB存在時間老化、某些二層設備未配置管理IP導致網管無法訪問以及設備學習不全等情況，導致很難通過計算得到一張精確的拓撲結構，這些問題需要采用特有的算法、特定技術來解決[4]。根據數據鏈路層網絡設備MIB-II及Bridge-MIB的特點，基本算法描述如下：

Foreachswitchinswitch_set

{

getdot1dTpFdbTable;

ifipAddisaswitch&isonlyiponthatport

{

drawedgebetweenthem;

}

}

由于二層網絡中還存在著啞設備、集線器等不可網管的設備，因此該算法對設備的發現還不夠完整，還需使用直接連接定理和間接連接定理進行優化，算法如下：

ForeachSinST

{

Foreach''''x''''inPT(S)

{

ForeachEiinPAT(S,PT)

{

ForeachEkinPAT(S,PT)otherthanEi

{

If(EkdisconnectsSandEi)

{//(S)x-a(Ei)b-y(Ek)

deleteEkfromSandSfromEk;

deletePAT(Ek,y'''')fromPAT(S,x);

deletePAT(s.x'''')fromPAT(Ek,y);

applysameproceduretoallentriesinPAT(Ek,y'''')andPAT(S,x'''');

}

}

}

}}

拓撲發現結果如圖2所示。

第6篇：網絡拓撲結構范文

關鍵詞：計算機網絡；探測；發現技術；網絡拓撲；協議

中圖分類號：TP393.07

在當今社會，計算機網絡技術發展的越來越迅速，在商業、制造業、金融、服務業以及交通行業，計算機網絡都占有顯著的作用，在快速發展的社會中，要想滿足我們生活的基本要求，就必須要建設穩定的計算機網絡并使其能夠可靠的運行。使計算機網絡得以穩定、可靠運行的保證就是要建立一個完善、健全的網絡管理維護系統，同時也能夠促進網絡配置、網絡性能分析以及安全管理。拓撲發現就是指對于網絡元素的發現以及將各個網絡元素之間的關系確定出，主要為主機、子網以及互聯設備（網橋、交換機、路由器等）。

1 網絡拓撲在網絡管理中的地位

在當今社會中，定義了多種多樣的網絡管理，國際標準化組織（ISO）在ISO/IEC7498-4中定義并描述了開放系統互連參考模型（OSI/RM）管理的術語和概念，將OSI管理結構提出來，同時對于所有OSI的行為進行了具體詳細的描述。網絡管理信息的表示、網絡資源的表示、系統的結構以及系統的功能都是網絡管理系統所包含的內容。因此，性能管理、配置管理、計費管理、故障管理以及安全管理都是網絡管理最主要的五個功能。要想確保網絡系統能夠正常順利的運行，就必須要確保網絡管理的這五大功能，這其中就包含了網絡拓撲。

要想將網絡拓撲圖形顯示實現，就必須要確保網絡拓撲的自動發現技術，故障定位最主要的內容就是路徑搜索。對于故障管理與配置管理來說，十分重要的功能就是拓撲發現，同時也是構成網絡管理最主要的內容。本文對于幾種網絡拓撲自動發現的方法做了詳細的論述。將拓撲結構的關系具體形象的展現出來，所利用的就是網絡拓撲圖，利用網絡拓撲圖有助于網絡管理員對于網絡拓撲結構更快更詳細的掌握，對于出現故障的地點也能夠盡快的將其定位，將故障所影響的范圍迅速確定?；赪eb的網絡管理在Internet出現之后，也迅速發展成為一種新的發展模式，它的出現使得網絡管理不再受到地理位置、專業技能以及具體平臺的約束，而能夠單獨存在，進而使得網絡管理更加方便。

2 網絡拓撲發現技術分析

2.1 基于SNMP路由表的拓撲發現技術。對于當今社會來說，利用SNMP是拓撲發現方式之中最有效、最科學的，只有網絡設備支持SNMP協議，才能夠應用此技術，也就是說要具有SNMP的，對于拓撲發現，利用的就是MIB庫中路由表中的信息，該信息就是SNMP所定義的。因為路由表中下一跳的地址，都是網絡結點，且該結點都擁有路由功能，所以說，讀取路由器中的路由表就應當從管理工作站缺省路由器開始，也就可以慢慢的發現擁有功能的網絡結點。

MIB中的信息會隨著網絡的變化而變化，是SNMP最主要的優點，同時具有相對較快的信息獲取速度，這也使得拓撲發現速度得到了進一步的加快。不是所有的網絡設備都可以為其提供SNMP服務，這就是利用SNMP進行拓撲發現最主要的原因，有時即使利用SNMP服務，也不能確保MIB中具有相當多的有用信息。還有一個解釋MIB值的問題，盡管已經標準化的定義了MIB的某些信息，還有不少的生產商為了使得自己生產的產品的功能得到詳細具體的描述，擅自將私有信息加入到MIB之中。因此，只有及時的將這些內容添加至拓撲發現之中，才能使得這些新的信息得以發揮利用。

2.2 基于ICMP Ping的拓撲發現技術。在IP網絡之中，最早應用也最廣泛應用的工具就是Ping，它的主要功能就是測試主機是否能夠收到ICMP ech reply信息，當然，也能夠根據對于往返延遲的計算，判斷我們距離結點有多遠。路由器或者主機就是這里所說的節點，Ping的開銷與分組的大小有關，分組越小，開銷越小。要想確定是否與可達的網絡節點相對應，可以利用Ping與任意一個IP地址進行判斷。如果發出Ping報文的是一個可達節點，那么大約幾十微妙就能能到響應；如果發出Ping報文的是一個不可達的節點，那么就可能間隔2秒才能得到響應，所以對于不可達節點來說，利用Ping不能得到很好的效果，特別是如果向很多待定的IP地址進行拓撲發現，其失效率會更低。只有將超時間隔降到最低，才能保證其效果，但是要保證其間隔高于網絡的正常延時。

2.3 基于OSPF的拓撲發現技術。對于OSPF中鏈路狀態數據庫存放的信息來說，能夠利用計算機網絡路由計算，主要過程是指從各種不同的鏈路狀態記錄之中，將代表網絡的節點圖描繪出來。中轉網絡以及OSPF路由器是節點圖之中的內部節點，匯總網絡、外部目的、末梢網絡站點為節點，各種鏈路所包含的就是具有不同度量制式的弧線。所以說，對于自治系統的各個區域來說，存在于任意一個路由器中的OSPF路由表信息能夠被網絡管理維護系統所訪問，進而能夠將網絡拓撲圖構造出。

在企業網絡管理系統的實際運行之中，都會處于自治系統的范圍之內，所以說，具有很大的適用性是基于OSPF構造網絡管理系統的一大特點，另外兩個特點就是具有較高的速度與效率。然而，該技術卻局限于不能支持OSPF協議的設備與網絡連接。除此之外，OSPF具有相對較復雜的路由計算，很難實現算法上的理解。

3 網絡拓撲發現技術的評價方法

3.1 速度。利用算法執行花費的時間來衡量速度，通過采集信息而生成拓撲結構的時間與利用圖形化的方式將所生成的拓撲關系表示出來的時間是組成算法執行時間的兩大主要部分。

3.2 負載。在計算機網絡拓撲發現過程中，可能由很多原因造成算法對網絡所引起的負載，比如，在基于SNMP算法之中，判別該地址能否將ICMP報文成功的引入與拓撲信息SNMP數據包的有效獲取都是網絡引入負載的兩個主要方面。

3.3 完整性。網絡設備數量在實際網絡中設備數量所占的比例能夠利用算法來表示，換種說法就是說，在一個網絡之中，所能夠發現的網絡設備的數量與不能夠發現的網絡設備的數量所構成的比例，該比例越小越不好。

3.4 準確性。對于多種可能選擇的拓撲結構的可能性，能夠用算法來表示。在實際網絡管理過程中，對于拓撲結構不能使其具有二義性，必須要對其進行優化，也就是說，下一步工作就會把此作為重點。

3.5 成本。計算機網絡工程中，不單單只有設備成本，同樣效率成本與人員成本也包含其中。盡管利用一個拓撲發現技術，能夠將網絡之中的拓撲情況詳細具體的表達清楚，然而如果設備成本、人員成本過高，也不是一個正確的選擇。

4 結束語

通過觀察與研究可以發現拓撲結構的實用性并不是十分的強，甚至于國內還不具有成熟的網絡拓撲模型，僅僅在單一的拓撲發現策略上對其進行研究分析。對于未來網絡拓撲發現的研究方向主要歸納為以下幾點：第一，通過對Internet歷史進行分析，可以看出Internet自治域系統與骨干網的發展變化，提出Internet未來的發展方向，進而為網絡拓撲發現的研究做鋪墊。第二，面對如此龐大的Internet網絡結構，將構件網絡拓撲模型的順序，以及如何取舍節點把握清楚。第三，由于組播通信技術快速發展，可以利用概率統計方式研究網絡拓撲發現技術。

參考文獻：

[1]張宏莉.Internet測量與分析綜述[J].計算機光盤軟件與應用，2013（12）：110-111.

[2]蔡偉鴻.基于SNMP協議的以太網拓撲自動發現算法研究[J].計算機工程與應用，2013（14）：156-160.

[3]王福威.基于SNMP的網絡拓撲發現研究與實現[J].石油化工高等學校學報，2012（03）：82-86.

第7篇：網絡拓撲結構范文

［關鍵詞］網絡拓撲;路由交換;光纖通信;匯聚層

0引言

因為“互聯網+”時代的發展，人們基于互聯網提出了許多新型應用，比如“互聯網+醫療”、“互聯網+制造”、“互聯網+旅游”、“互聯網+金融”等，擴大了互聯網的應用領域，并且產生了車聯網、物聯網等新型網絡模式，互聯網的拓撲架構也在不斷的發展和改進，從傳統的星型網絡、總線網絡、樹型網絡發展到了有線、無線混合模式的網絡［1］．智能終端的使用，使得接入的設備開始向移動終端發展，比如智能手機、傳感器、平板電腦、無線AP等，因此構建一個強大的互聯網拓撲結構，確保網絡管理簡單、運行維護方便，具有重要的作用［2］．

1網絡通信需求

隨著互聯網的廣泛使用，人們對網絡通信的要求也會比較多，比如用戶已經對IPTV、WLAN業務、視頻通信等高帶寬業務的需要漸漸增加，用戶對帶寬要求已經越來越明顯;工業生產對網絡通信有很高的實時性與專用性，需要保證互聯網的通道是安全的、獨占的［3］．具體需求描述如下:(1)高速的寬帶上網業務需求．現在ADSL方式接入的下行最高可以達到512Kbps速率已經不能滿足寬帶用戶高速上網業務的需要，必須使用更高的速率才能夠滿足高清晰數字電視、交互性網絡游戲等需求，比如需要采用4M的帶寬滿足4K畫質的電影，甚至玩大型的網絡游戲需要10M的帶寬資源，并且個性化點對點的通信業務也迅速增加，對于寬帶的通信要求大幅度提升．(2)面向IPTV的高清晰數字化視頻業務．隨著中國通信的三大運營商推出IPTV，該業務已經深入到人們的家庭娛樂生活中．許多用戶選擇IPTV業務作為電視業務進行觀看，是因為該業務不僅能夠實現數字電視的許多相關功能，同時可以實現回訪、點播等一系列的強大的視頻交互功能，各類型業務需求的主要是直播與點播功能，使用的是下行流量，可以采用不同的格式的編碼設置不同的碼流，需要達到2M－4Mbps．(3)WLAN上網業務需求．目前，許多家庭、飯店、酒店、企業在部署了光纖網絡之后，為了提高設備接入的便捷性，利用無線路由器構建了多個WLAN，可以接入多個智能手機、Ipad、筆記本等無線終端，可以通過智能手機看電視、看視頻、玩游戲、看新聞等等，同時需要消耗大量的數據流量，普通的帶寬資源不能夠滿足，帶寬需要達到2M－4Mbps．(4)VoIP視頻電話業務．視頻電話業務與IPTV業務有許多的相似之處，用戶端都需要用到互聯網網關，利用網關的以太網端口根據不同的業務種類進行VLAN劃分，這樣OLT就可以VLAN業務進行有效的透傳，目前視頻電話業務發送的多為多媒體語音資源，為了保證通話質量和流暢性，需要采用光纖改造提高帶寬資源，傳輸語音信息．(5)物聯網業務．物聯網是一種新型網絡，物聯網是信息技術發展的一個新的階段，其可以使用多種通信傳感技術，實現人與物、物與物之間的信息交換，幫助人們構建新型的工業生產控制、軍民通信傳輸等網絡．物聯網包含的節點類型很多，這些節點集成在一塊需要利用先進的路由傳送技術，從而可以完成數據采集、數據傳輸及數據處理．因為物聯網接入數量大，為了更便于管理，希望通過動態方式獲取IP地址，但是對于傳統的服務器，比如Web、DNS、認證計費服務器等等，為了用戶能更好的訪問需要設為固定的IP．

2網絡拓撲組建模式設計

2．1網絡拓撲組建設計原則

網絡拓撲組建需要遵循以下幾條原則:

(1)可擴展性．網絡拓撲結構需要保留較多的接口，以便未來根據通信需求增加終端設備和服務器，增加之后不影響原先網絡的配置就能實現通信．

(2)安全性．網絡拓撲結構組建最為關鍵的目的就是實現數據通信和傳輸，數據傳輸會由于組網介質、接入設備的不同產生沖突，也可能收到外來黑客、病毒或木馬的攻擊，因此網絡拓撲組件需要保證網絡的安全性［4］．

(3)數據傳輸速度高．新型網絡為了滿足高清晰度、數字化多媒體通信需求，需要保證很高的帶寬，采用光纖網絡、三層交換機或陣列路由器提高數據傳輸速度，滿足大容量數據通信需求．

2．2網絡拓撲組建模式

網絡拓撲組建模式采用三層架構模式，分別是核心層、匯聚層和接入層［5］．核心層可以完成較高速度的數據轉發，可用構造的光纖資源建一個快速的通道，還可以不負責任何的設備的管理，只完成數據轉發，也不需要為網絡管理分配負載．匯聚層可以完成數據信息的路由聚合、流量收斂功能，其可以使用當前最為先進的光纖路由器或三層交換機，采集網絡拓撲結構的物理設備信息，構建一個完整的路由轉發表，并且利用先進的路由聚合協議、流量收斂規則等網絡管理模式構建一個冗余的、快速的管理系統，實現網絡路由更新和維護．接入層面對用戶終端，其可以有效的完成網絡訪問控制功能，并且限制VLAN工作網站和終端的接入功能，這種設計模式可以有效的避免網絡產生擁塞，并且可以更好的保證快速定位、解決網絡故障．網絡拓撲架構是組件模式的物理實現，拓撲架構設計的目的就是確定每一層物理設備的類型和種類．為了能夠更加突出的展現網絡拓撲設計情況，本文針對產業園區網絡進行設計．具體的，產業園區需要架設的服務器包括Web服務器、DNS域名服務器、FTP服務器、計費認證服務器;產業園區網絡關鍵業務為高清晰視頻業務、在線網絡游戲業務，因此需要滿足公網用戶對產業園區網站服務器訪問的速率保證，實現服務器數據庫高速率并發訪問．由于訪問產業園區網絡的PC數量非常多，為了更便于管理，通過動態方式獲取IP地址，對于Web、DNS、FTPsystem、認證計費服務器為了方便用戶訪問需要設定為固定的IP．不能由于產業園區用戶P2P下載流量而影響其他用戶的正常使用;實現基于用戶的計費和認證;網絡運行不能由于產業園區內的某條線路故障而影響整個園區的網絡穩定．園區網絡拓撲結構設計最為關鍵的工作就是確定每一層的物理設備硬件，這些設備硬件可以使用核心交換機進行相關的流量沖擊測試，并且能夠匯聚每一個單元和樓層的設備．三層是系統的核心層，為了便于提高系統數據轉發的能力，采用相關的SW00N交換機，該交換機是一個三層交換機，同時具備轉發和路由功能．

產業園區網絡的主干網絡組建時，其可以采用千兆以太網，這樣就可以支持更高的數據傳輸帶寬，連接多種物理傳輸介質，并且可以提供服務質量保證．主干網使用的數據幀格式為IEEE802．3幀，同時可以滿足用戶全雙工、半雙工模式的通信服務，并且能夠在共享模式下使用CDMA/CD協議，便于網絡的向后擴展和兼容功能，傳輸速度比傳統的以太網高出數百倍．產業園區網絡覆蓋的范圍較大，比如一棟寫字樓包含多個政企單位，一個政企單位又可以劃分為多個部門，因此為了能夠保證互聯網的正常運行，產業園區網絡路由交換部分設計是需要保持高帶寬、高吞吐、高穩定的特征，同時可以提高各個園區網絡之間的路由交換能力．另外，產業園區為了為了提高各個政企單位靈活部署、便于管理的需求，可以使用VLAN劃分為多個子網絡，比如按照Mac地址、IP地址、政企單位或內部部門等進行劃分，確保產業園區網絡的訪問控制規則發揮作用．VLAN劃分之后，路由交換協議可以采用VLAN鏈路聚集協議和VLAN間路由協議［6］．VLAN鏈路聚集協議是指將匯聚交換機設置為一個強大的VTP服務器模式，就可以將其配置入交換機內部，實現一個VTP客戶端模式，因此配置匯聚交換機時需要詳細的配置整個網絡的VLAN路由協議，并且將所有的交換機都接入到這個VANL中．園區的許多寫字樓都需要按照企業部門的劃分，歸屬于不同的VLAN，但是VLAN能夠將相關的流量隔離到一個相關的廣播域或子網中，如果各個VALN部門之間需要進行相關的數據傳輸和通信，為了能夠實現相關的VLAN通信順暢，論文針對產業園區三個層次的匯聚交換機實現路由通信傳輸功能，并且可以將VLAN的網關指向相關的匯聚交換機，同時可以終止本地VLAN通信的傳輸內容，保障網絡隔離情況，防止廣播風暴擴散到局域網．

3結束語

隨著光纖通信、移動通信的發展，互聯網組網時需要融入更多的智能設備，比如智能手機、傳感器等，這些設備通常采用無線接入模式，因此網絡拓撲結構設計時還需要充分的考慮這些設備的移動性、無線性，采用更加先進的網絡拓撲結構和聚合協議，這樣就可以在提供高速度、高安全數據傳輸的同時，更好的滿足設備的靈活接入，以提升網絡吞吐率和并發處理性能，進一步改進網絡拓撲結構能力．

參考文獻

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［2］李婧．面向流數據處理的數據中心網絡拓撲研究［J］．計算機應用與軟件，2014(9):142－146．

［3］湯新鴻．高校計算機校園網絡拓撲結構模式研究［J］．貴陽學院學報，2010，5(1):90－92．

［4］李丹程．馬東琳．韓春燕，等．面向Trunk技術的網絡拓撲發現算法研究［J］．小型微型計算機系統，2012，33(11):2435－2441．

［5］楊明英．雷斐．董德尊，等．一種新型混合互連網絡拓撲結構的分析與優化［J］．計算機工程與科學，2014，36(12):2400－2409．

第8篇：網絡拓撲結構范文

關鍵詞：計算機網絡模型，相變，網絡行為

1． 簡介

計算機網絡飛速的發展引起來越來越多的研究者對其網絡行為特征的關注，而在研究的過程中網絡模型又一個非常重要的研究方式。不可置疑的是，對于研究網絡來說最基本的是對網絡特性（包括拓撲和協議）合理的描述和模擬。現在已經提出來了很多網絡模型，比如，二維格子模型、二進制的Cay-ley樹模型，還有隨機圖結構等等。事實上，這些模型很難完全反應整個大規模網絡的結構特征。為了很好的反映網絡中非常重要的“域”這個概念，因此產生了Transit-Stub結構，這個結構反映了網絡分層次和域的思想。最近的研究表明大規模網絡存在著冪率現象。而冪率現象并不總在Transit-stub模型中存在，Alberto Medina等人在考慮了這個因素之后提出了一個拓撲結構產生器BRITE [5]。通過這個產生器生成的拓撲結構包含有冪率現象。

大多數關于計算機網絡的研究主要集中在網絡的動態規則上，比如，路由規則和傳輸協議。不過，還是有越來越多關于網絡整體行為特征的研究，不僅有計算機方面的專家，還有數學家，統計物理學家等。這些復雜的行為特征包括相變、數據包傳輸的冪率現象、不規則行為和一些非線性現象。目前計算機網絡可以被描述為一個由大量的非線性單元組成的復雜非線性系統。這些非線性單元的相互作用導致了網絡系統的復雜動態行為。在90年代早期，Leland 等人通過研究網絡通信的發送特性，指出了以太網數據包的到達時間是自相似的，并且大范圍內是相互依賴的。對于已經廣泛使用在網絡通信研究中的泊松模型，這個結論的得出對它提出了挑戰性?；诙S格子模型和Cayley樹模型發現了網絡中的相變現象，這個發現意味著在計算機網絡中至少存在著兩個階段，非擁塞階段和擁塞階段。在更為復雜的計算機網絡模型Transit-stub模型中使用UDP協議時，同樣發現了相似的相變現象。而統計分析真實的計算機網絡的實驗數據進一步的得出了這些仿真結果所得出的結論。

然而，網絡的拓撲結構是怎么影響網絡整體行為卻依然是一個難以解釋的問題。本文分析和比較了幾種非常廣泛使用的網絡拓撲模型來解釋這個問題，包括二維格子模型、Cayley 樹模型、Transit-Stub模型、BRITE模型。仿真結果顯示網絡拓撲結構對整個網絡的宏觀演化沒有很大的影響，但是對于局域網絡卻是非常重要的。另外，在計算機網絡動態演化規則中網絡協議是一個非常重要的組成部分，并卻在動態演化的過程中起著非常重要的作用。

2． 各種網絡拓撲結構比較

在這一節里，分析和比較了各種非常廣泛使用的網絡拓撲結構模型，包括包括二維格子模型、Cayley 樹模型、Transit-Stub模型、BRITE模型。

2.1 二維格子模型

在以上幾種網絡拓撲模型中，二維格子模型是最簡單的網絡拓撲結構。在這個模型中，主機和路由器分布在二維格子的格點上。每一個格點的位置可以描述為一個離散的二維空間變量p，如下 p=xi+yj,

這里的i和j都是笛卡爾單位向量。除了邊界節點之外，每一個節點都有四個鄰居。對于邊界節點鄰居的不同選擇，可以分為周期性邊界條件和非周期性邊界條件。如果左（上）邊界上的節點的鄰居定義為右（下）邊界上的節點，這樣的格子模型被稱為周期性邊界條件格子模型。圖1是周期性邊界條件和非周期性邊界條件的格子模型。不過從二維格子模型的結構可以看出這個模型并不能表示計算機網絡的不規則性。但是這個模型由于它的結構和規則的簡單型卻被廣泛的使用。

圖1：二維格子模型的非周期性邊界與周期性邊界

2.2 Cayley 樹模型

Cayley 樹是一個沒有環的無限維的分層的格子網，并且每一個節點含有固定數目的分支。Cayley樹生成的步驟如下：

（1）首先選一個中心節點作為生長節點，從這個節點生長出單位長度的z個分支。每個分支的末端節點是另外一個生長點。

（2）一個組包含這些新的生長點的生成，從每一個組的每一個節點的末端，z-1個分支生成。

（3）重復第二步直到這棵樹足夠大。

參數z被稱為這個模型的調和數，例如z=2，這個樹就是一個一維鏈。圖2表示了一個z=3的Cayley樹的拓撲結構。Cayley樹有層次結構，這點可以反映真實計算機網絡的結構。但是，它的這種規則的生長規則并不能放映真實網絡的靈活性。

圖2：Cayley樹結構

2.3 Transit-Stub結構

以上兩種的拓撲結構模型都只有非常簡單的連接關系，反映包含復雜內部結構的大規模真實網絡的能力有限。大規模的計算機網絡經常都有地區域和分層的結構，因此在大規模網絡中“域”這個概念非常重要。在Transit-Stub拓撲結構中，大規模計算機網絡通常被描述為一些路由域的集合，在一個域中的節點共享相同的路由信息。局部路由性在路由域中是非常重要的特性，這表示在一個域中任意兩個節點之間的通路都是包含在域中的。路由域可以被分為Stub域和Transit域。定義如下：

（1）從節點u到v的通路經過路由域D，當且僅當節點u或v在D中，這樣的域D就被稱為Stub域。

（2）不是Stub域的路由域就被稱為Transit域

Transit域在Transit-Stub模型中對應計算機網絡層中的頂層，Stub域對應其它的層。Transit-Stub的典型結構如圖3所示。

圖3：Transit-Stub結構

2.4 BRITE結構 [5]

最近的研究表明在因特網拓撲結構中存在冪率現象。這種冪率現象存在在下列關系中：

（1）節點出度對層次

（2) 節點的數目對出度

（3）鄰居內的節點對的數目與鄰居的范圍

然后，Transit-Stub結構并不能很好的反映這些對應的冪率關系，因此它似乎并不能非常精確的描述因特網的拓撲結構。Albert Medina 等人已經研究出這些冪率現象是怎么起作用的，并且產生了BRITE結構。并把這個應用到因特網拓撲結構發生器上來生成網絡結構，稱作BRITE結構。并且試驗結果表明，BRITE結構確實能真實地代表計算機網絡的拓撲結構。

3． 實驗結果以及結論

第9篇：網絡拓撲結構范文

【關鍵詞】InternetIntranet局域網

Internet在全球的發展和普及，企業網絡技術的發展，以及企業生存和發展的需要促成了企業網的形成。Intranet是傳統企業網與Internet相結合的新型企業網絡，是一個采用Internet技術建立的機構內聯網絡。它以TCP/IP協議作為基礎，以Web為核心應用，構成統一和便利的信息交換平臺。它通過簡單的瀏覽界面，方便地提供諸如E-mail、文件傳輸（FTP）、電子公告和新聞、數據查詢等服務，并且可與Internet連接，實現企業內部網上用戶對Internet的瀏覽、查詢，同時對外提供信息服務，本企業信息。

Intranet的主要特征

企業建立Intranet的目的主要是為了滿足其在管理、信息獲取和、資源共享及提高效率等方面的要求，是基于企業內部的需求。因此雖然Intranet是在Internet技術上發展起來的，但它和Internet有著一定的差別。并且Intranet也不同于傳統的企業內部的局域網。企業網Intranet的主要特征表現在以下幾個方面：

（1）Intranet除了可實現Internet的信息查詢、信息、資源共享等功能外，更主要的是其可作為企業全方位的管理信息系統，實現企業的生產管理、進銷存管理和財務管理等功能。這種基于網絡的管理信息系統相比傳統的管理信息系統能更加方便有效地進行管理、維護，可方便快捷地、更新企業的各種信息。

（2）在Internet上信息主要以靜態頁面為主，用戶對信息的訪問以查詢為主，其信息由制作公司制作后放在Web服務器上。而Intranet則不同，其信息主要為企業內部使用，并且大部分業務都和數據庫有關，因此要求Intranet的頁面是動態的，能夠實時反應數據庫的內容，用戶除了查詢數據庫外，還可以增加、修改和刪除數據庫的內容。

（3）Intranet的管理側重于機構內部的管理，其安全防范措施要求非常嚴格，對網上用戶有嚴格的權限控制，以確定用戶是否可訪問某部門的數據。并且通過防火墻等安全機制，控制外部用戶對企業內部數據的獲取。

（4）Intranet與傳統的企業網相比，雖然還是企業內部的局域網絡（或多個局域網相連的廣域網），但它在技術上則以Internet的TCP/IP協議和Web技術規范為基礎，可實現任意的點對點的通信，而且通過Web服務器和Internet的其他服務器，完成以往無法實現的功能。

Intranet的構建要點

企業建立Intranet的目的是為滿足企業自身發展的需要，因此應根據企業的實際情況和要求來確立所建立的Intranet所應具有那些具體功能以及如何去實現這樣一個Intranet。所以不同的企業構建Intranet可能會有不同的方法。但是Intranet的實現有其共同的、基本的構建要點。這主要有以下幾個方面：

2.1網絡拓撲結構的規劃

在規劃Intranet的網絡拓撲結構時，應根據企業規模的大小、分布、對多媒體的需求等實際情況加以確定。一般可按以下原則來確立：

（1）費用低

一般地在選擇網絡拓撲結構的同時便大致確立了所要選取的傳輸介質、專用設備、安裝方式等。例如選擇總線網絡拓撲結構時一般選用同軸電纜作為傳輸介質，選擇星形拓撲結構時需要選用集線器產品，因此每一種網絡拓撲結構對應的所需初期投資、以后的安裝維護費用都是不等的，在滿足其它要求的同時，應盡量選擇投資費用較低的網絡拓撲結構。

（2）良好的靈活性和可擴充性

在選擇網絡拓撲結構時應考慮企業將來的發展，并且網絡中的設備不是一成不變的，對一些設備的更新換代或設備位置的變動，所選取的網絡拓撲結構應該能夠方便容易地進行配置以滿足新的要求。

（3）穩定性高

穩定性對于一個網絡拓撲結構是至關重要的。在網絡中會經常發生節點故障或傳輸介質故障，一個穩定性高的網絡拓撲結構應具有良好的故障診斷和故障隔離能力，以使這些故障對整個網絡的影響減至最小。

（4）因地制宜

選擇網絡拓撲結構應根據網絡中各節點的分布狀況，因地制宜地選擇不同的網絡拓撲結構。例如對于節點比較集中的場合多選用星形拓撲結構，而節點比較分散時則可以選用總線型拓撲結構。另外，若單一的網絡拓撲結構不能滿足要求，則可選擇混合的拓撲結構。例如，假設一個網絡中節點主要分布在兩個不同的地方，則可以在該兩個節點密集的場所選用星型拓撲結構，然后使用總線拓撲結構將這兩個地方連接起來。

目前常用的局域網技術有以太網、快速以太網、FDDI、ATM等多種。其中交換式快速以太網以其技術成熟、組網靈活方便、設備支持廠家多、工程造價低、性能優良等特點，在局域網中被廣泛采用。對于網絡傳輸性能要求特別高的網絡可考慮采用ATM技術，但其網絡造價相當高，技術也較復雜。

為獲取Internet上的各種資源及Internet所提供的各種服務，規劃Intranet時還應考慮接入Internet。目前，接入Internet方式主要有：通過公共分組網接入、通過幀中繼接入、通過ISDN接入或通過數字租用線路接入，及目前較新的遠程連接技術ASDL。在選擇以何種方式接入Internet時應根據Intranet的規模、對數據傳輸速率的要求及企業的經濟實力來確定。數字租用線路方式可提供較高的帶寬和較高的數據傳輸質量，但是費用昂貴。公共分組網方式數據傳輸質量較高，費用也較低，但數據傳輸量較小。ISDN可提供較高的帶寬，可同時傳輸數據和聲音，并且費用相對較低，是中小規模Intranet接入Internet的較佳方式。

2.2Intranet的硬件配置

在選擇組成Intranet的硬件時，著重應考慮服務器的選擇。由于服務器在網絡中運行網絡操作系統、進行網絡管理或是提供網絡上可用共享資源，因此對服務器的選擇顯然不同于一般的普通客戶機，同時應該按照服務器的不同類型，如WWW服務器、數據庫服務器、打印服務器等而應該有所側重。一般要求所選用的服務器具有大的存儲容量，數吉（G）或數十吉（G），以及具有足夠的內存和較高的運行速度，內存128M或以上，CPU主頻在500MHz或以上，而且可為多個CPU處理器，并且具有良好和可擴展性，以滿足將來更新換代的需要，保證當前的投資不至于在短時間內便被消耗掉。

其余的硬件設備有路由器、交換機、集線器、網卡和傳輸介質等。所選擇的這些設備應具有良好的性能，能使網絡穩定地運行。此外，在此前提下，還應遵循經濟性的原則。

2.3Intranet的軟件配置

軟件是Intranet的靈魂，它決定了整個Intranet的運行方式、用戶對信息的瀏覽方式、Web服務器與數據庫服務器之間的通信、網絡安全及網絡管理方式等，是網絡建設中極為重要的一環。

Intranet的軟件可分為服務器端軟件和客戶端軟件。客戶端軟件主要為瀏覽器，目前常用的瀏覽器軟件有NetscapeNavigator、MicrosoftInternetExplore等。服務器端軟件較為復雜，主要有網絡操作系統、Web服務器軟件、數據庫系統軟件、安全防火墻軟件和網絡管理軟件等。選擇網絡操作系統時，應考慮其是否是一個高性能的網絡操作系統，是否支持多種網絡協議，是否支持多種不同的計算機硬件平臺，是否具有容錯技術和網絡管理功能等多方面因素。目前市場上主流的網絡操作系統有UNIX、NovellNetware和WindowsNT等。如果企業網Intranet中大多數是于PC機為主體，建議選用NovellNetware和WindowsNT。

3．企業網Intranet構建的關鍵技術

3.1防火墻技術

由于Intranet一般都與Internet互連，因此易受到非法用戶的入侵。為確保企業信息和機密的安全，需要在Intranet與Internet之間設置防火墻。防火墻可看作是一個過濾器，用于監視和檢查流動信息的合法性。目前防火墻技術有以下幾種，即包過濾技術（Packetfilter）、電路級網關（Circuitgateway）、應用級網關（Application）、規則檢查防火墻（StalafulInspection）。在實際應用中，并非單純采用某一種，而是幾種的結合。

3.2數據加密技術

數據加密技術是數據保護的最主要和最基本的手段。通過數據加密技術，把數據變成不可讀的格式，防止企業的數據信息在傳輸過程中被篡改、刪除和替換。

目前，數據加密技術大致可分為專用密匙加密（對稱密匙加密）和公用密匙加密（不對稱密匙加密）兩大類。在密碼通信中，這兩種加密方法都是常用的。專用密匙加密時需用戶雙方共同享有密匙，如DES方法，由于采用對稱編碼技術，使得專用密匙加密具有加密和解密非?？斓淖畲髢烖c，能有硬件實現，使用于交換大量數據。但其最大問題是把密匙分發到使用該密碼的用戶手中。這樣做是很危險的，很可能在密匙傳送過程中發生失密現象（密匙被偷或被修改）。公用密匙加密采用與專用密匙加密不同的數學算法。有一把公用的加密密匙，如RSA方法。其優點是非法用戶無法通過公用密匙推導出解密密匙，因此保密性好，但運行效率低，不適于大量數據。所以在實際應用中常將兩者結合使用，如通過公用密匙在通信開始時進行授權確認，并確定一個公用的臨時專用密匙，然后再用專用密匙數據加密方式進行通信。

3.3系統容錯技術

網絡中心是整個企業網絡和信息的樞紐，為了確保其能不間斷地運行，需采取一定的系統容錯技術：

(1)網絡設備和鏈路冗余備份。網絡設備易發生故障的接口卡都保留適當的冗余，保證網絡的關鍵部分無單點故障。

(2)服務器冷備份。采用雙服務器，它們都安裝數據庫管理系統和Web服務器軟件，但兩臺服務器同時運行不同的任務，一臺運行數據庫系統，一臺運行Web服務器軟件，它們共享外部磁盤陳列，萬一一臺服務器出現故障，可以通過鍵入預先編好的命令，把任務切換到另一臺服務器上，確保系統在最短時間內恢復正常運行。

(3)數據的實時備份。對數據進行實時備份，以保證數據的完整性和安全性，確保系統安全而穩定低運行。如通過ARCSrever對數據提供雙鏡象冗余備份，或由SNAServer提供安全快捷的數據熱備份。

結束語

企業網Intranet的構建是一個大的系統工程，需要有較大的人力和物力的投入。企業應根據自身實際情況和發展需要，有的放矢地建立適合自己的Intranet，只有這樣才能充分有效地利用Intranet，真正達到促進企業進一步發展的目的。

參考文獻

張孟順，向Intranet的遷移[J]，計算機系統應用，1998（4）:22~24

張金隆，現代管理信息技術[M]，華東理工大學出版社，1995