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使用 tikz 绘制（非常基本的）网络拓扑

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使用 tikz 绘制（非常基本的）网络拓扑

我正在尝试绘制一些非常基本的网络拓扑，并想尝试使用 Tikz 来实现。

所以我想我应该先开始然后再寻求帮助，因为我必须做其中 5 个，而把它们全部倒着做是没有意义的。

这是我的 MWE：

\documentclass[11pt,a4paper,oneside]{book}
\usepackage{tikz}
\begin{document}
\begin{center}
\def\a{.4}
\begin{figure}

\begin{tikzpicture}
\draw (2,-1) circle (\a cm);
\draw (2,-1) -- (2,0);
\draw (4,-1) circle (\a cm);
\draw (4,-1) -- (4,0);
\draw (1,1) circle (\a cm);
\draw (1,1) -- (1,0);
\draw (3,1) circle (\a cm);
\draw (3,1) -- (3,0);
\draw (5,1) circle (\a cm);
\draw (5,1) -- (5,0);
\draw (0,0) -- (6,0);

\end{tikzpicture}
\caption{Bus Network Topology}

\end{figure}
\end{center}
\end{document}

所以一开始看起来有点奇怪，不是我所希望的居中

在此处输入图片描述

此外，它还将绘图放在下一个 中\section{}，因为它是一个浮动图形，而 LaTeX 可以随意处理它们。如果有任何关于如何解决这种松散性的建议，那就太好了。我想我用 把它变成了浮动图形begin{figure}，但我想给它加标题。

最好也添加一些颜色，椭圆中只有单一色调（可以隐藏连接线）

我将绘制网格、树、星、环和总线，如图所示。

在此处输入图片描述

不管怎样，谢谢！

答案1

公交网络

以下是绘制网络的一种方法：

\documentclass[11pt,a4paper,oneside]{book}
\usepackage{tikz}
\begin{document}
    \def\ab{.4}
    \tikzset{
      net node/.style = {circle, minimum width=2*\ab cm, inner sep=0pt, outer sep=0pt, ball color=blue!50!cyan},
      net connect/.style = {line width=1pt, draw=blue!50!cyan!25!black},
      net thick connect/.style = {net connect, line width=2.5pt},
    }
    \begin{figure}
      \centering
      \begin{tikzpicture}
        \path [net thick connect]
          (0,0) -- (6,0);
      \foreach \i/\j in {2/-1,4/-1,1/1,3/1,5/1}
      \path [net connect] (\i,0) -- (\i,\j) node [net node] {};
      \end{tikzpicture}
      \caption{Bus Network Topology}
    \end{figure}
\end{document}

figure请注意，放入环境中是没有意义的center。相反，使用\centering在内来figure将图表置于中心。我设置了一些样式，这样可以更容易保持一致性，并且可以根据需要更改所有节点的颜色。我还使用循环来绘制节点。

有很多方法可以做到这一点，但这种方法应该相当容易适应其他网络图，而我认为其他一些方法就不会那么容易推广。

请注意，这\a是一条现有命令。使用\newcommand而不是\def来检查此类问题。我已替换了\ab尚未被使用的命令。

对于某些网络，使用极坐标来指定节点位置可能更容易。例如，考虑星形，它基本上是放置在中心节点周围的圆上的节点：

星型网络

计算上述系统中的节点位置会很麻烦，但极坐标可以使图表变得简单明了：

  \newcommand*\ab{.4}
  \tikzset{
    net node/.style = {circle, minimum width=2*\ab cm, inner sep=0pt, outer sep=0pt, ball color=blue!50!cyan},
    net root node/.style = {net node, minimum width=3*\ab cm},
    net connect/.style = {line width=1pt, draw=blue!50!cyan!25!black},
  }
  \begin{figure}
    \centering
    \begin{tikzpicture}
      \node (root) [net root node] {};
      \foreach \i in {0,...,4}
        \path [net connect] (root) -- (-90+\i*72:2) node [net node] {};
    \end{tikzpicture}
    \caption{Star Network Topology}
  \end{figure}

环和网格非常相似：

环网 网状网络

  \begin{figure}
    \centering
    \begin{tikzpicture}
      \foreach \i in {0,...,4}
        \path (-90+\i*72:2) node (n\i) [net node] {};
      \path [net connect] (n0) -- (n1) -- (n2) -- (n3) -- (n4) -- (n0);
    \end{tikzpicture}
    \caption{Ring Network Topology}
  \end{figure}
  \begin{figure}
    \centering
    \begin{tikzpicture}
      \foreach \i in {0,...,4}
        \path (-90+\i*72:2) node (n\i) [net node] {};
      \foreach \i in {0,...,4}
        \foreach \j in {0,...,4}
          \path [net connect]
            (n\i) -- (n\j);;
    \end{tikzpicture}
    \caption{Mesh Network Topology}
  \end{figure}

对于树，我完全没有必要使用它forest，但请注意，这完全是令人震惊的！我会这样做，因为它是一棵树，而且很棒 - 而不是因为这么简单的图表需要...forest的力量。forest

树形网络

\documentclass[11pt,a4paper,oneside]{book}
\usepackage{tikz,forest}
\begin{document}
  \addtocounter{figure}{4}
  \newcommand*\ab{.4}
  \tikzset{
    net node/.style = {circle, minimum width=2*\ab cm, inner sep=0pt, outer sep=0pt, ball color=blue!50!cyan},
    net root node/.style = {net node, minimum width=3*\ab cm},
    net connect/.style = {line width=1pt, draw=blue!50!cyan!25!black},
  }
  \begin{figure}
    \centering
    \begin{forest}
      for tree={
        edge=net connect,
        if level=0{%
          net root node,
          before typesetting nodes={
            repeat=2{
              append={[,
                net node,
                repeat=3{
                  append={[, net node]},
                },
              ]},
            },
          },
        }{},
      }
      []
    \end{forest}
    \caption{Tree Network Topology}
  \end{figure}
\end{document}

当然，我喜欢这一点，因为实际上绘制树的只是一组方括号！

由于图案较少，混合图案更复杂。我根据环形图案进行操作，并在calcTikZ 库的帮助下手动添加剩余节点。

混合网络

  \usetikzlibrary{calc}

  ...

  \begin{figure}
    \centering
    \begin{tikzpicture}
      \foreach \i in {0,...,4}
        \path (-90+\i*72:2) node (n\i) [net node] {};
      \path [net connect]
        (n0)
          edge node [net node, pos=1] {} +(0,-15mm)
          edge node [net node, pos=1] {} +(10mm,-15mm)
          edge node [net node, pos=1] {} +(-10mm,-15mm)
          -- (n1)
          edge (n4)
          edge (n3)
          -- (n2)
          -- (n3)
          -- (n4)
          -- (n0)
          ($(n2)!1/2!(n3)$) -- +(0,15mm) node [net node] {}
        ;
    \end{tikzpicture}
    \caption{Hybrid Network Topology}
  \end{figure}

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