什么是网络拓扑?
网络拓扑是指通信网络中不同网络元素的排列，通常用图形表示。
网络拓扑是图论的一种应用，其中不同的网络设备被建模为节点，设备之间的连接被建模为节点之间的链路或线。
通常有两种不同类型的网络拓扑:
- 物理网络拓扑是网络中各种组件的位置，不同的连接器通常代表物理网线，节点通常代表物理网络设备(如交换机)。
- 逻辑网络拓扑在更高的层次上说明数据如何在网络中流动。
通常，在校园网拓扑中，在第二层(交换层)，采用某种结构化的、多层的模型来简化网络的设计和实现。
的层次网络互连模型是三层网络拓扑结构，将企业网络分为三层:
- 核心，由最高速度的交换机组成，具有高弹性，通常具有路由和其他高级功能。
- 分销或聚合，由具有冗余和可用性的高速交换机组成。
- 访问，由连接客户端设备的交换机组成。
还有其他模型，例如简化的两层模型(只有核心层和访问层，主要用于SMB部分)或其他新型模型，如叶-棘模型，它更侧重于云计算或数据中心环境。
无论如何，术语核心、分布/聚合和访问是如此常用，以至于交换机通常根据其预期用途进行分类。例如参见Aruba Switch投资组合。
让我们考虑一个三层模型的通用逻辑拓扑:
三层分层二层拓扑
这可能会直接转化为物理拓扑结构，成为一个完全的非冗余解决方案，其中每个节点只是一个交换机，每个层中的交换机有一个连接到相邻层中的交换机的单一链路。
冗余3层局域网
这似乎是一个很弱的解决方案，不是吗?确实可以，但是每一层的交换机都可以有内部冗余，比如冗余管理、fabric和电源。这可以提供合理数量的冗余。例如，核心节点可以是一个模块化交换机(如Aruba 8400型号)//www.nexbus-cng.com/products/networking/switches/8400-series/
在链路聚合(LAG或LACP逻辑链路)中，可以使用更多的物理链路进行聚合，以提高弹性和带宽。
但通常物理拓扑被设计为在核心和汇聚级具有完全冗余，以提供完全冗余和容错:
冗余核心层和汇聚层
由于其弹性，该模型得到了广泛的应用，但它还能提供更多的性能和带宽吗?拥有多个链路和路径并不一定意味着更高的吞吐量!
至少在第二层网络中是不行的，因为IEEE 802.3系列(以太网协议的标准版本)的限制，在该系列中由于缺少第二层TTL (layer 2 Time to Live)而不支持环路。
这意味着真正的物理拓扑必须成为一个完全没有循环的层次图。
要实现这一目标，主要有两个选择:
- 首先是再次移动到没有冗余的物理拓扑(如第一个图所示)，并使用模块化交换机、堆叠交换机或虚拟机箱配置中的独立交换机提高弹性。请注意，Aruba交换机根据型号和使用情况提供所有这些选项(例如，83xx系列支持VSX虚拟机箱，84xx系列是完全模块化的，而38xx系列支持堆叠)。
- 第二种选择是使用生成树协议(STP)来关闭一些物理链路，从而自动转换有环和无环的物理拓扑。这意味着网络结构没有被完全使用。一些链接将被关闭，以备用的方式。此外，一些开关可能不经常使用。使用多个STP (802.1s)，一个用于不同的VLAN，可以使基础设施得到更多的利用，但也可能更加复杂。
根据您的开关和您的需求，您可以选择一个或另一个选项。
通常，第一种选择可能会稍微昂贵一些，因为你需要特定的堆叠模块，或者你会失去一些交换机端口，或者你不得不购买模块化交换机。
但是，从设计的角度来看，第二种选择可能更加复杂，可能会带来问题(特别是在故障排除方面)，而且效率较低。
smb通常使用简化的两层模型，核心层使用堆叠或模块化解决方案。
叶刺网络拓扑
叶脊拓扑是两层模型的一个特例，旨在构建快速、可预测、可扩展和高效的数据中心网络基础设施。
以前的拓扑之间的主要区别是脊柱级，其中有更多的独立交换机，可伸缩性更强。脊柱层的交换机没有相互连接:
叶刺网络拓扑
另一个很大的区别是叶-棘拓扑本质上是一个使用第三层路由的第三层网络，每个节点都是一个路由器。通常情况下，通过ECMP (Equal-Cost Multipath)协议将所有路由配置为active状态，使所有链路都处于active状态。
因此，这种拓扑结构的第一个大问题是如何在第三层网络上扩展第二层网络(通常是不同的vlan) ?网络虚拟化和VxLAN之类的协议可以帮助实现这一目标。
另一个方面是如何在物理拓扑中匹配这个拓扑?可以1:1做吗?这取决于你的网络类型和等级。在某些情况下，每个叶节点代表一对物理交换机(通常是机架顶部交换机)，它们被配置为单个逻辑交换机(具有堆叠或虚拟机箱特性)。
叶-棘拓扑在SMB市场中并不真正使用。
自动发现网络拓扑
对于构建网络拓扑结构，有一些工具和协议非常有用。
在大多数情况下，这些工具用于Wi-Fi网络，以简化部署和配置。例如，在AirWave 8.2.4中，Aruba引入了网络拓扑特征，即有线网络的第二层图。
但是对于有线局域网也有一些有趣的选择。例如，链路层发现协议(Link Layer Discovery Protocol, LLDP)是一种与供应商无关的链路层协议，网络设备利用IEEE 802技术，即802.1AB，在局域网中发布自己的身份、能力和邻居。这允许自动发现和发布节点邻居。
有几个工具使用这个协议来自动构建网络拓扑。例如,在阿鲁巴岛中央时，拓扑图以图形的形式展示了网络布局、分支站点中部署的设备的详细信息以及链路的健康状况。
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