网络拓扑是什么？入门指南
网络性能是组织效率的一个重要方面，而网络拓扑是影响网络性能的因素之一。
每个设备和链路在网络中的排列方式以及数据如何通过它们流动都可能对你的操作产生重大影响，因为它会影响你的网络性能、安全性和可扩展性。
此外，如果你想让你的企业在这个竞争激烈的市场中生存下来，你需要了解网络的复杂性。而网络拓扑是一个很好的理解方式。
更不用说，现在有很多员工都带着自己的设备来上班。这可能会带来很多漏洞，并且对于托管服务提供商来说，获取对你的网络的可见性也变得困难。
因此，如果你实施了适合的网络拓扑，就能很容易地检测到设备。它还能使你更快地保持网络的清洁和安全。
本文将讨论网络拓扑、其类型、重要性以及创建、管理和监控网络拓扑的工具。
让我们开始吧！
什么是网络拓扑？
网络拓扑是网络中各种组件（如节点、链路和设备）以及它们之间的相互作用的排列方式。它可以用来定义不同的电信网络的排列方式，包括计算机网络、指挥与控制无线电网络和工业现场总线。
网络拓扑有助于网络可视化、device monitoring和诊断网络问题。
如果上面的定义对你来说太专业了，那我们来分析一下“网络拓扑”这个词，以便更好地理解它。
网络：在计算中，网络是指通过无线或有线连接互相通信的两台或多台计算机、设备或节点的排列。
拓扑：节点在网络中相互交互的方式就是拓扑，它管理着这些节点之间的数据流动。拓扑这个词来自于希腊单词：
Topo = 地方
Logy = 研究
所以，拓扑是指计算机在网络中如何连接，共享信息。而网络拓扑是计算机在逻辑上或物理上如何排列以共享信息，以满足不同的目的。
例如：假设一个城市是一个计算机网络，那么它的道路图就可以看作是拓扑。你可以以不同的方式设计城市，采用不同的道路布局，以便通过道路方便地访问城市的重要部分。
在网络拓扑中，有两种连接节点的方式 – 逻辑连接和物理连接。
- 物理网络拓扑：节点之间的连接可以通过电缆、线缆等来实现。
- 逻辑网络拓扑：描述计算机如何在网络中进行内部通信，数据在网络中的流动路径。它是通过云或虚拟资源实现的。
网络拓扑的类型
根据你的网络规模、操作和业务目标，你可以选择多种类型的网络拓扑。让我们了解一下主要的网络拓扑类型。
总线拓扑
也被称为主干或线性拓扑，总线拓扑将网络中的每个设备连接到一根沿着网络单向运行的单根电缆上。在这种配置中，数据也沿着电缆线性流动。
优点
- 适用于较小的网络，因为布局简单
- 此布局灵活、可扩展且可靠
- 易于连接设备或将其移除，而不会影响同一网络中的其他设备
- 使用单根电缆在设备之间传输数据具有成本效益
缺点
- Highly reliable and robust network as there are multiple paths for data transmission
- Efficient data transmission as there are no traffic congestion issues
- Flexible and scalable as new devices can be easily added without affecting the existing network
- High data security as each device has its own dedicated connection
- No single point of failure as the network can still function even if some devices fail
Disadvantages
- Expensive to install and maintain due to the large number of cables required
- Complex network design and configuration
- Difficult to troubleshoot and identify network issues
- Requires more power and resources compared to other topologies
Bus Topology
In a bus topology, all devices are connected to a central cable or backbone through connectors called taps or drop lines. Data is transmitted in a linear manner from one device to another.
Each device has a unique address, and only the device with the corresponding address can receive the data. If a device wants to transmit data, it sends it onto the bus, and all other devices on the network receive the data, but only the addressed device accepts and processes it.
Advantages
- Easy to install and requires less cable compared to other topologies
- Cost-effective for small networks
- Flexibility to add or remove devices without disrupting the network
- Simple network design and configuration
- Efficient data transmission for small networks with low traffic
Disadvantages
- Network performance decreases as the number of devices and traffic increases
- Difficult to identify and troubleshoot network issues
- Network disruption if the main cable or backbone fails
- Less secure as all devices can access and receive data transmitted on the bus
- 提供更稳定和可靠性，通过节点的复杂互联，使网络具有抗故障能力
- 即使一个节点出现故障，也不会使整个网络宕机
- 可以处理大量的流量，因为各个节点同时传输数据
- 增加更多设备不会过载您的网络或影响数据传输，因此具有更好的可扩展性
缺点
- 配置、维护和管理复杂且耗时
- 由于连接较多，需要更多的电缆，因此成本增加
树型拓扑
在树型拓扑中，一个中央枢纽充当树干，与其他设备或节点相连接，向外延伸如树枝。网络按照父子层次结构排列。
树型拓扑必须具有最少三个层次的层级，其中两个直接连接的节点共享相互连接。这种排列结合了星型和总线型拓扑，分别利用了循环和线性的方式。树型拓扑在广域网（WAN）中使用，因为具有更好的可扩展性和灵活性。
优点
- 安排容易管理和维护
- 您可以添加或删除节点，而不影响整个网络
- 父子层次结构也使错误检测和故障排除变得容易
缺点
- 网络性能在很大程度上取决于管理其他节点的中央节点，就像星型拓扑一样
- 如果中央枢纽故障，节点分支会断开。但是，分支之间的连接将保持，但分支之间的连接将中断。
- 添加更多节点可能会很昂贵。
- 它需要大量的电缆，进一步增加了复杂性。
混合拓扑
顾名思义，混合拓扑结合了多种拓扑，如总线型拓扑、星型拓扑和环型拓扑。
混合拓扑的例子可以是将总线型拓扑和星型拓扑混合的树型拓扑，星型-环型等。其选择和使用取决于部署和您的网络需求，比如所需的性能、节点数量、节点位置等。
混合拓扑通常用于大型企业，各个部门拥有个性化的网络布局，以满足其使用和网络需求。
优点
- 组合多种拓扑提供更好的可扩展性、数据安全性和可靠性。
- 根据公司需求修改布局的灵活性
- 可以处理更多节点
缺点
- 更高的复杂性
- 您需要处理不同拓扑的缺点
- 可能会很昂贵
哪种网络拓扑最好？
没有“完美”的网络拓扑。正如上面所述，每种网络拓扑都有其自身的优点和缺点。
那么如何选择呢？
由于每个组织都是独特的，选择网络拓扑在很大程度上取决于您的业务目标、需求和网络规模。因此，始终选择那种对您的组织有更多益处的拓扑。在做出选择之前，您可以考虑以下一些要点：
可扩展性
在选择网络拓扑时，考虑网络的可扩展性。它必须支持您的组织发展和扩大网络的需求。因此，找出哪种网络拓扑提供了相当的可扩展性，以便节省时间进行无休止的比较或困惑。
为此，您可以考虑使用星型拓扑，因为它可以让您轻松地添加、修改和管理节点，对网络的影响很小。
电缆类型
如上所述，网络中的节点使用同轴电缆、光纤或双绞线电缆连接。让我们看看它们是什么：
- 同轴电缆由绝缘铜线制成，具有良好的带宽。
- 与同轴电缆类似，双绞线电缆也使用绝缘铜线。它们具有成本效益，但与同轴电缆相比带宽较小。
- 光纤电缆由薄玻璃或塑料管制成。它们提供出色的性能，比同轴或双绞线电缆具有更快的数据传输速度。但是，由于需要额外的组件，如光接收器，安装也很昂贵。
因此，您需要考虑这些电缆的优缺点，并根据您的网络需求、运行的应用程序数量和类型、所需性能和传输距离来选择最适合您的网络拓扑。
电缆长度
更多的电缆意味着更复杂。配置和安装网络布置也需要更多的工作。因此，如果您的组织规模较小，您可以寻找一个较简单的布局。
相比其他布局，星型、总线型和环型拓扑具有较短的电缆长度，更加直观。但是，如果您的组织规模较大，可以根据您的需求寻找其他选项。
成本
预算是安装网络拓扑时最重要的因素之一。您需要考虑从网络的安装、管理和维护以及是否有足够资源来满足这个预算的总成本。
更复杂的布局需要更多的预算、时间和人力来安装和管理。同样，检查与每种配置、电缆类型、设备等相关的运营和维护成本。
因此，计算出您组织所需的平均成本和网络性能，以及您手头有多少预算来选择网络拓扑。
为什么网络拓扑至关重要？
网络拓扑在确定网络性能方面起着至关重要的作用。它包括网络功能是否良好、节点和连接在网络中的强度如何，以及它是否能有效地防止频繁的停机或数据丢失。
让我们来看看网络拓扑的好处：
- 适当的网络功能：合适的网络拓扑有助于提高组织绩效，因为每个节点都可以良好运行，并为平稳快速的数据传输做出贡献。
- 帮助快速故障排除：正确的网络拓扑可以帮助您快速定位和解决网络问题，以确保不会影响组织的效率。
- 有效分配资源：它有助于在网络中有效地分配所有资源，如设备、带宽等，以保持网络的健康。
- 易于进行更改：通过正确的网络拓扑，您熟悉网络结构和设计。它帮助您轻松操作网络图表，可以根据需要添加、删除或重新排列节点。
- 简化的网络管理：通过明确定义的网络拓扑，您的数据效率提高，有助于降低维护和运营费用。
如何创建网络拓扑？
因此，您了解了网络拓扑的重要性，并希望在您的组织中实施它，但是如何做到呢？
答案是通过创建拓扑图，然后通过在特定的布局中安装所有节点、设备和连接来在您的网络中实施它们。
首先，您需要设计拓扑以查看数据在网络中的流动方式。它可以帮助您预测可能发生在网络中的错误。即使发生错误，您也可以通过查看图表并创建高效和简化的网络来轻松解决。
但是，您如何绘制网络拓扑图呢？
值得庆幸的是，您不需要手动完成。有很多网络拓扑工具可供使用，可以用来绘制、管理和监控网络。让我们来看看市场上一些最好的工具。
5个网络管理工具
#1. Solarwinds网络拓扑映射器
使用Solarwinds的 Network Topology Mapper 创建网络拓扑图并保持其更新。它可以帮助您自动发现网络拓扑，使用ICMP、CDP、SNMP、WMI、Microsoft Hyper-V、VMware等进行探测。
您可以创建详细、全面的拓扑图，轻松编辑地图对象的详细信息，也可以手动连接设备。此外，该软件还可以在先前未重新扫描的情况下构建多个地图。
网络拓扑映射器根据收集到的数据生成全面的地图和报告，以节省带宽、资源和时间。您还可以将地图导出为Microsoft Visio和PNG和PDF格式进行分发。此外，它符合HIPAA、SOX和PCI标准。
此工具售价1,570美元，可以免费试用14天。
#2. Datadog
借助 Datadog’s 网络性能监控解决方案，可可视化混合或基于云的网络中的流量流动。使用易于阅读且有意义的标签了解性能属性，可以按目标和源进行筛选。
按个别容器、团队、数据中心进行分组，并报告关键指标，如TCP重传和流量量。该软件使您能够在一个统一的平台上解决网络错误。您可以减少MTTR和MTTD，找到日志，找出导致最多流量的进程等等。
使用实时地图跟踪昂贵且低效的流量模式，揭示网络依赖性并确定过度带宽消耗的原因。该软件还提供了450多个集成功能，包括基于ML的带宽饱和度预测、SNMP设备监控等等。
有免费计划可供选择，付费计划从每个主机每月15美元开始。您还可以选择免费试用。
#3. Microsoft Visio
Microsoft Visio 是一款知名的企业级高端地图工具，可以轻松创建网络图表和地图。它提供了数十个预构建的模板、图形和起始图表，可以从其Web和桌面应用程序中访问这些模板。
使用不同的网络模板、连接器工具和形状简化系统设计，并定义网络和设备之间的工作方式。该软件通过其强大的流程图功能将您的想法变为现实。
通过添加团队成员并与他们共享图表，实时协作，以便更好地进行决策、执行流程和数据可视化，从而提高生产力。您还可以使用图形增强图表，并直接导入数据。
您可以单独购买Microsoft Visio，也可以将其作为MS Office 365附加组件使用。
#4. Intermapper
使用功能强大且用户友好的网络监控软件 Intermapper 来绘制和管理整个网络。您可以创建具有颜色编码状态的网络地图并监控网络。他们还提供了许多图标和布局选项，以创建独特的图表并进行自定义。
该软件通过电子邮件、短信、声音等实时警报在用户注意之前为您解决任何问题，并允许您修复问题。您还可以在几分钟内查找和记录连接到系统的启用IP的设备。
此外，您还可以绘制分层子地图和地图，以展示像教室、楼层等网络区域。它还允许您以.SVG格式导出地图。该工具在扫描网络性能和容量规划方面非常有用，并提供符合SLA的报告。
#5. Lucidchart
智能绘图软件 Lucidchart 可以帮助您创建高效的网络图表，以更好地进行业务决策。它是一款用户友好且基于Web的应用程序，具有许多有用的功能，可以创建和分发图表。
您还可以尝试使用 Terrastruct 创建网络图表。
Lucidchart 可以让您更清晰、更快速地理解复杂的想法。它提供了更强大的功能，包括 Lucidpark – 他们的视觉白板 – 来帮助您构思和构建网络地图。
您可以使用它的拖放功能，快速识别低效，并在计划变更时更新图表。这个工具是可扩展的，并允许您在 Confluence 中嵌入云架构，以便您的团队可以参考。
在监视数据流动、转换以及其来源、存储和目标位置时，可视化数据流。该工具与领先的应用程序（例如 Google Workspace、Atlassian、Slack 等）集成。
结论
希望这篇关于网络拓扑的介绍性指南可以帮助您理解其核心概念、类型、用途和重要性。您也可以尝试我提到的工具来亲自 draw your network map。
