[科普中国]-网络结构

点-点信道通信网的结构

通信子网的每条信道都连接着一对网络结点。如网中任意两点间无直接相连的信道，则它们之间的通信须由其它中间结点转接完成。在信息传输过程中，每个中间结点将把所接收的信息存起来，直到请求输出线空闲时，再转发至下一个结点。这种信道称为点-点信道。采用这种传输方式的通信子网称点-点子网。点-点子网有五种拓扑结构，如图1所示：

①星形。星形拓扑结构存在一个中心结点，它是其它节点的唯一中继结点。这种构形结构简单，容易建网，便于管理，但由于通信线路长度较长，成本高，可靠性差。

②环形。其各网络结点连成环状，数据信息沿一个方向传送，通过各中间结点存贮转发，最后到达目的结点。

③树形。其各结点按层次进行连接，处于层次越高的结点，其可靠性要求越高。这种结构比较复杂，但总线路长度较短，成本较低容易扩展。

④网状形。这是最一般化的网络构形，各节点通过物理信道连接成不规则的形状。

⑤全连通形。其任两个结点之间均有物理信道。

广播信道通信子网在广播信道子网中，所有结点共享一条通信信道，每个网络结点发送的信息，网上所有结点都可收到，但只有目的地址是本站地址的信息才被结点接收下来。广播信道子网有如图2所示的三种结构：

①总线形。网中各结点连在一条总线上，任一时刻，只允许一个结点占用总线，发送信息，其它结点只能接收信息。

②卫星或无线广播。所有结点计算机共享通信信道，任一结点计算机发送的信息，通过广播可被其它结点接收到。

③环形。这种环形和点-点子网中的环形一样，只是控制方式不同。

星型拓朴结构星型拓朴由中央节点和通过点到点的链路接到中央节点的各站点组成。

工作方式中央节点执行集中式通信控制策略，相当复杂；而各个站点的通信处理负担很小。电话用户交换机PBX 就是星型拓朴结构的典型实例。

优点①中央节点实施集中控制，可方便地提供服务和重新配置。

②每个连接只接入一个设备，当连接点出现故障时不会影响整个网络。

③由于每个站点直接连接到中央节点，因而故障易于检测和隔离，可以很方便地将有故障的站点从系统中拆除。

④访问协议简单。

缺点①由于每个站点直接和中央节点相连，需要大量的电缆、电缆沟。在电缆的安装和维护方面容易出问题。

②过于依赖中央节点。当中央节点发生故障时，整个网络不能工作，所以对中央节点的可靠性要求较高。

总线型拓朴结构总线型拓朴结构采用单根传输线作为传输介质，所有站点都通过相应的硬件接口直接连接到传输介质（即总线）上。

工作方式任何一个站点发出的数据都可以沿着介质传输。通常，目标地址已编码于报文信息内，于是与报文内地址相符的站点才能接收该信息。 由于所有节点共享一条公用的数据传输链路，所以在任一个时间段，它只能被一个设备占用。为使工作有序，通常采用分布控制策略（带冲突检测的载波侦听多路复用协议）来决定下一次哪个站点可以发送数据。

优点①电缆长度短，易于布线，易于维护，安装费用低。

②结构简单，都是无源元件，可靠性高。

③易于扩充：在总线的任何位置都可直接接入增加新站点；如需增加网段长度，可通过中继器再加上一个附加段。

缺点故障诊断和隔离困难：总线结构不是集中控制，所以故障检测需在网上各个站点进行。如果故障发生在站点，则需将该站点从总线上去掉，如果传输介质出现故障，则这段总线整个都要切断。它不能像星型结构那样，简单地拆除某个站点连线即可隔离故障。

环型拓朴结构这种网络由点到点的链路组成一个闭合环。

工作方式每个中继器都与两条链路相连。它从一条链路上接收数据，并以同样速度、不经缓冲地传送到另一条链路上。对所有链路都规定相同的收发方向，于是数据便围绕着环循环传输。 由于多个设备共享一个环，因此采用分布控制来决定哪个站点在什么时候可以把分组数据放到环上去。

优点①电缆长度短：环型拓朴所需电缆长度与总线型相近，比星型拓朴要短得多。

②可使用多种传输介质：因为环型网是点到点的连接，可在楼内使用双绞线，而在户外的主干网采用光缆，以解决传输速率和电磁干扰问题。此外，由于环型拓朴在每个环上是单向传输，所以十分适于传输速率高的光纤传输介质。

树形拓朴结构树形拓朴由总线拓朴演变而来。它有一个带分支的根，还可再延伸出若干子分支。树形拓朴通常采用同轴电缆作为传输介质，而且使用宽带传输技术。

树形拓朴与总线拓朴比较如下：

⑴树形拓朴与带有几个网段的总线型拓朴的主要区别在于根的存在。当节点发送报文数据被根接收后，才可以重新广播到全网。

⑵树形拓朴易于故障隔离，这是总线拓朴不能比拟的。其它优点与总线拓朴相同。

⑶树形拓朴的缺点是对根的依赖太大，如果根发生故障，则整个网络不能正常工作。这种网络的可靠性问题和星型拓朴结构相似。1