计算机网络拓扑设计实验报告

计算机网络拓扑设计是在计算机网络中，连接不同计算机的物理布局或逻辑结构。拓扑设计可以直接影响到网络的性能、安全性和可靠性。本实验主要是为了研究LAN拓扑结构的性能和优点，实现不同拓扑结构下的局域网通信、数据传输和网络安全性能。

实验背景

局域网（LAN）是一个小的网络，主要在一个有限的范围内服务于一组相对较少的机器。选择适当的LAN拓扑结构，可以提高网络的可靠性、安全性和扩展性。本实验中，我们选取了三种不同的拓扑结构进行研究和分析：总线拓扑结构、星形拓扑结构和环形拓扑结构。

实验步骤

1. 总线拓扑结构

总线拓扑结构是最早使用的网络布局结构之一。在总线拓扑结构中，所有计算机都连接在一条共同的线路上。这个线路被称为总线，数据从一台计算机传输到另一台计算机时，会在总线上传输。

实验中，我们搭建了总线拓扑结构的实验环境。当一台计算机想要向另一台计算机发送数据时，它会将数据发送到总线上，总线会将数据传输到所有连接在它上面的计算机上，但只有目标计算机会接收到这个数据。这种结构简单，成本低廉，但是缺点是当总线发生故障时，整个网络会瘫痪。

2. 星形拓扑结构

星形拓扑结构比总线拓扑结构更常见，也更可靠。在星形拓扑结构中，所有计算机都连接到一个中央设备上，通常是一台交换机。当一台计算机向另一台计算机发送数据时，数据会先被发送到交换机，然后交换机会将数据发送到目标计算机。

实验中，我们搭建了星形拓扑结构的实验环境。当一台计算机想要向另一台计算机发送数据时，它会先将数据发送到交换机上，交换机会根据目标地址将数据发送到目标计算机。星形拓扑结构比总线拓扑结构更可靠，因为当一个计算机发生故障时，不影响整个网络的运行。

3. 环形拓扑结构

在环形拓扑结构中，所有计算机都连接在一条空心环上，数据从一个计算机传输到其他计算机时需要经过所有的计算机。环形拓扑结构既具有总线拓扑结构的优点（可以使用更少的电缆），也具有星形拓扑结构的优点（当一个计算机出现问题时，不会影响整个网络）。但是，当环路中的一条电缆损坏时，整个网络将无法工作。

实验中，我们搭建了环形拓扑结构的实验环境。当一台计算机想要向另一台计算机发送数据时，数据会从发件人出发，依次通过环网中的每一个计算机，直到到达目标计算机。环形拓扑结构能够减少网络的混杂和冲突，但是需要更多的电缆，并且对于大型网络，需要安装许多中继器，造成了额外的成本。

实验结论

通过对不同的网络拓扑结构的实验分析，可以得出以下结论：

1. 总线拓扑结构成本低，但可靠性低。适合于小型网络。

2. 星形拓扑结构成本较高，但可靠性更高。适合于中型网络。

3. 环形拓扑结构的可扩展性更好，但需要更多的电缆和中继器，实现成本较高。