計算機網絡的通信線路在其布線上有不同的結構形式。一般用拓撲方法來研究計算機網絡的布線結構。拓撲(topology)是拓撲學中研究由點、線組成幾何圖形的一種方法,用此方法可以把計算機網絡看作是由一組結點和鍊路組成,這些結點和鍊路所組成的幾何圖形就是網絡的拓撲結構。雖然用拓撲方法可以使複雜的問題簡單化,但網絡拓撲結構設計仍是十分複雜的問題。下面介紹如圖7.4所示的幾種網絡拓撲結構形式。
1)
總線型結構(BUS) 總線型拓撲結構網絡采用一般分布式控制方式,各結點都挂在一條共享的總線上,采用廣播方式進行通信(網上所有結點都可以接收同一資訊),無需路由選擇功能,如下圖所示。
總線型拓撲結構主要用于區域網路絡,它的特點是安裝簡單,所需通信器材、線纜的成本低,擴充友善(不能動态即在網絡工作時增減站點);由于采用競争方式傳送資訊,故在重負荷下效率明顯降低;另外總線的某一接頭接觸不良時,會影響到網絡的通信,使整個網絡癱瘓。
小型區域網路或中大型區域網路的主幹網常采用總線型拓撲結構。但現在用總線型建構區域網路日漸減少。
(網絡拓撲結構)
2)
星型結構(Star) 星型拓撲結構的網絡采用集中控制方式,每個結點都有一條惟一的鍊路和中心結點相連接配接,結點之間的通信都要經過中心結點并由其進行控制,如上圖所示。星型拓撲的特點是結構形式和控制方法比較簡單,便于管理和服務;線路總長度較長,中心節點需要網絡裝置(集線器或交換機),成本較高;每個連接配接隻接一個節點,是以連接配接點發生故障,隻影響一個節點,不會影響整個網絡;但對中心節點的要求較高,當中心結點出現故障時會造成全網癱瘓。是以中心節點的可靠性和備援度(可擴充端口)要求很高。星型結構是小型區域網路常采用的一種拓撲結構。
3) 樹型結構(Tree)
樹型結構實際上是星型結構的發展和擴充,是一種倒樹型的分級結構,具有根結點和各分支結點,如上圖所示。現在一些區域網路絡利用集線器(HUB)或交換機(Switch)将網絡配置成級連的樹型拓撲結構。樹型網絡的特點是結構比較靈活,易于進行網絡的擴充。與星型拓撲相似,當根結點出現故障時,會影響到全局。樹型結構是中大型區域網路常采用的一種拓撲結構。
4)
環型結構(Ring) 環型拓撲為一封閉的環狀,如上圖所示。這種拓撲網絡結構采用非集中控制方式,各結點之間無主從關系。環中的資訊單方向地繞環傳送,途經環中的所有結點并回到始發結點。僅當資訊中所含的接收方位址與途經結點的位址相同時,該資訊才被接收,否則不予理睬。環型拓撲的網絡上任一結點發出的資訊,其他結點都可以收到,是以它采用的傳輸信道也叫廣播式信道。環型拓撲網絡的優點在于結構比較簡單、安裝友善,傳輸率較高。但單環結構的可靠性較差,當某一結點出現故障時,會引起通信中斷。環型結構是組建大型、高速區域網路的主幹網常采用的拓撲結構,如光纖主幹環網。
5)
網型結構(Mesh) 網型拓撲實際上是不規則形式,它主要用于廣域網,如上圖所示。網型拓撲中兩任意結點之間的通信線路不是惟一的,若某條通路出現故障或擁擠阻塞時,可繞道其他通路傳輸資訊,是以它的可靠性較高,但它的成本也較高。此種結構常用于廣域網的主幹網中。如我國的教育科研網(CERNET)、公用計算機網際網路(CHINANET)、電子部金橋網(CHINAGBN)等。
另外一種網形拓撲是全互聯型的,如上圖所示。這種拓撲的特點是每一個結點都有一條鍊路與其他結點相連,是以它的可靠性非常高,但成本太高,除了特殊場合,一般較少使用。
總線型
星型
環型
樹型
網型