1.2 计算机网络的拓扑结构

拓扑学把实体抽象成与其大小、形状无关的点，将连接实体的线路抽象成线，进而研究点、线、面之间关系；在计算机网络中，将主机和终端抽象为点，将通信介质抽象为线，形成点和线组成的图形叫作网络拓扑。

常见的计算机网络的拓扑结构如图1.9所示。

1.2.1 星型拓扑网络

星型拓扑网络各节点通过点到点的链路与中心节点相连，如图1.10所示。中心节点可以是转接中心，起到连通的作用，也可以是一台主机，此时就具有数据处理和转接的功能。

星型拓扑网络的优点是很容易在网络中增加新的站点，数据的安全性和优先级容易控制，易实现网络监控。但是它也存在缺点，即对中心节点的依赖性强，一旦中心节点出现故障，则会导致整个网络瘫痪。

1.2.2 树型拓扑网络

树型拓扑网络中的各节点形成了一个层次化的结构，树中的各个节点都为计算机，如图1.11所示。

树中低层计算机的功能和应用有关，一般都具有明确定义的和专业性很强的任务，如数据的采集和变换等，而高层的计算机具备通用的功能，以便协调系统的工作，如数据处理、命令执行和综合处理等。

一般来说，层次结构的层不宜过多，以免转接开销过大，使高层节点的负荷过重。

1.2.3 总线型拓扑网络

总线型拓扑网络中所有的站点共享一条数据通道，如图1.12所示。一个节点发出的信息可以被网络上的多个节点接收。由于多个节点连接到一条公用信道上，因此必须采取某种方法分配信道，以决定哪个节点可以发送数据。

总线型网络结构简单，安装方便，需要铺设的线缆最短，成本低。因此，它是早期最普遍使用的一种网络。其缺点是实时性较差，总线的任何一点故障都会导致网络瘫痪，而且不易扩展。

1.2.4 环型拓扑网络

在环型拓扑网络中，节点通过点到点通信线路连接成闭合环路。环中数据将沿一个方向逐站传送，如图1.13所示。

环型拓扑网络结构简单，传输延时确定，但是环中每个节点与连接节点之间的通信线路最终都会成为网络可靠性的屏障。对于环型拓扑网络，网络节点的加入、退出、环路的维护和管理都比较复杂。

1.2.5 网状型拓扑网络

网状型拓扑网络中，节点之间的连接是任意的，没有规律，如图1.14所示。

网状型拓扑的主要优点是，任意两节点间有多条链路，可靠性高，但结构复杂，必须采用路由选择算法和流量控制方法。广域网基本上采用网状型拓扑结构。