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2.2 计算机网络拓扑结构

网络的拓扑结构是指网络中节点的互联形式。在网络拓扑结构中,星形、环形、总线型和树形较为常见。

2.2.1 环形拓扑

环形拓扑的连接示意如图2.30所示。

在环形拓扑中,网络中有许多中继器进行点—点链路连接,构成一个封闭的环路。中继器接收前驱站发来的数据,然后按原来速度一位一位地从另一条链路发送出去。链路是单向的,数据沿一个方向(顺时针或反时针)在网上环行。每个工作站通过中继器再连至网络。一个站发送数据,按分组进行,数据拆分组加上控制信息插入环上,通过其他中继器到达目的地站。由于多个工作站要共享环路,需要有某种访问控制方式,确定每个站何时能向环上插入分组。由于一般采用分布控制,每个站有存取逻辑和收发控制。

环形拓扑的工作站需要提供拆包和存取控制逻辑较复杂的功能。但是环形网络的中继器之间可使用高速链路(如光纤),因此环形网络与其他拓扑相比,可提供更多的吞吐量,适用于工业环境,但在网络设备数量、数据类型、可靠性方面存在某些局限。

图2.30 环形拓扑结构的连接示意图

2.2.2 星形拓扑

星形拓扑的连接示意如图2.31所示。

图2.31 星形拓扑结构连接示意图

在星形拓扑中,每个站通过点—点两站之间通信连接到中央节点,任何都通过中央节点进行。一个站要传送数据,首先向中央节点发送请求,要求与目的地站建立连接。连接建立后,该站才向目的地站发送数据。这种拓扑采用集中式通信控制策略,所有通信均由中央节点控制,中央节点必须建立和维护许多并行数据通路,因此中央节点的结构显得非常复杂,而每个站的通信处理负担小,只需满足点—点链路简单通信要求,结构简单。

星形拓扑采用电路交换,可实现数据通信量的综合,适用于低数据率设备。这种拓扑的网络终端只需要承担很小的通信处理负担,因而很适合要求终端密集的地方。与环形拓扑相比,星形拓扑的网络设备须具有较复杂的网络处理功能,而工作站负担小。

2.2.3 总线型拓扑

总线型拓扑的连接示意如图2.32所示。

在总线型拓扑中,传输介质是一条总线,工作站通过相应硬件接口接至总线上。一个站发送数据,所有其他站都能接收。

图2.32 总线型拓扑的连接示意图

2.2.4 树形拓扑

树形拓扑的连接示意如图2.33所示。

图2.33 树形拓扑的连接示意图

树形拓扑是总线型拓扑的扩展形式,传输介质是不封闭的分支电缆。它和总线拓扑一样,一个站发送数据,其他站都能接收。因此,总线型和树形拓扑的传输方式称作多点式或广播式。

树形拓扑的适应性很强,可适用于很宽的范围,如对网络设备的数量、数据率和数据类型等没有太多限制,可达到很高的带宽。