總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)知識

1、總線網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是拋開網(wǎng)絡(luò)物理連接來討論網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接形式，網(wǎng)絡(luò)中各站點 相互連接的方法和形式稱為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?。拓?fù)鋱D給出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站的網(wǎng)絡(luò)配 置和相互間的連接，它的結(jié)構(gòu)主要有星型結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)、樹型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、 蜂窩狀結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)等。星型結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)是指各工作站以星型方式連接成網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)有中央節(jié)點，其他節(jié)點 （工作站、服務(wù)器）都與中央節(jié)點直接相連，這種結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點為中心，因此 又稱為集中式網(wǎng)絡(luò)。它具有如下特點：結(jié)構(gòu)簡單，便于管理；控制簡單，便于建 網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)延遲時間較小，傳輸誤差較低。但缺點也是明顯的：成本高、可靠性較 低、資源共享能力也較差。環(huán)型結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)中若

2、干節(jié)點通過點到點的鏈路首尾相連形成一個閉合的 環(huán)，這種結(jié)構(gòu)使公共傳輸電纜組成環(huán)型連接，數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個方向在各個 節(jié)點間傳輸，信息從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點。環(huán)型結(jié)構(gòu)具有如下特點：信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動的，兩個節(jié)點 僅有一條道路，故簡化了路徑選擇的控制；環(huán)路上各節(jié)點都是自舉控制，故控制 軟件簡單；由于信息源在環(huán)路中是串行地穿過各個節(jié)點，當(dāng)環(huán)中節(jié)點過多時，勢 必影響信息傳輸速率，使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時間延長；環(huán)路是封閉的，不便于擴(kuò)充；可 靠性低，一個節(jié)點故障，將會造成全網(wǎng)癱瘓；維護(hù)難，對分支節(jié)點故障定位較難。 總線型結(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)是指各工作站和服務(wù)器均掛在一條總線上，各工作站地位平等， 無中心節(jié)

3、點控制，公用總線上的信息多以基帶形式串行傳遞，其傳遞方向總是從 發(fā)送信息的節(jié)點開始向兩端擴(kuò)散，如同廣播電臺發(fā)射的信息一樣，因此又稱廣播 式計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。各節(jié)點在接受信息時都進(jìn)行地址檢查，看是否與自己的工作站地 址相符，相符則接收網(wǎng)上的信息?？偩€型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)特點如下：結(jié)構(gòu)簡單，可擴(kuò)充性好。當(dāng)需要增加節(jié)點時， 只需要在總線上增加一個分支接口便可與分支節(jié)點相連，當(dāng)總線負(fù)載不允許時還 可以擴(kuò)充總線；使用的電纜少，且安裝容易；使用的設(shè)備相對簡單，可靠性高； 維護(hù)難，分支節(jié)點故障查找難。分布式結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)是將分布在不同地點的計算機(jī)通過線路互連起來的一種 網(wǎng)絡(luò)形式，分布式結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有如下特點：由于采

4、用分散控制，即使整個網(wǎng)絡(luò) 中的某個局部出現(xiàn)故障，也不會影響全網(wǎng)的操作，因而具有很高的可靠性；網(wǎng)中 的路徑選擇最短路徑算法，故網(wǎng)上延遲時間少，傳輸速率高，但控制復(fù)雜；各個 節(jié)點間均可以直接建立數(shù)據(jù)鏈路，信息流程最短；便于全網(wǎng)范圍內(nèi)的資源共享。 缺點為連接線路用電纜長，造價高；網(wǎng)絡(luò)管理軟件復(fù)雜；報文分組交換、路徑選 擇、流向控制復(fù)雜；在一般局域網(wǎng)中不采用這種結(jié)構(gòu)。樹型結(jié)構(gòu)樹型結(jié)構(gòu)是分級的集中控制式網(wǎng)絡(luò)，與星型相比，它的通信線路總長度短， 成本較低，節(jié)點易于擴(kuò)充，尋找路徑比較方便，但除了葉節(jié)點及其相連的線路外， 任一節(jié)點或其相連的線路故障都會使系統(tǒng)受到影響。網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)的每臺設(shè)

5、備之間均有點到點的鏈路連接，這種連 接不經(jīng)濟(jì)，只有每個站點都要頻繁發(fā)送信息時才使用這種方法。它的安裝也復(fù)雜， 但系統(tǒng)可靠性高，容錯能力強(qiáng)。有時也稱為分布式結(jié)構(gòu)。蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是無線局域網(wǎng)中常用的結(jié)構(gòu)。它以無線傳輸介質(zhì)(微波、衛(wèi) 星、紅外等)點到點和多點傳輸為特征，是一種無線網(wǎng)，適用于城市網(wǎng)、校園網(wǎng)、 企業(yè)網(wǎng)。在計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中還有其他類型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如總線型與星型混合?？偩€型 與環(huán)型混合連接的網(wǎng)絡(luò)。在局域網(wǎng)中，使用最多的是總線型和星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指用傳輸媒體互聯(lián)各種設(shè)備的物理布局。將參與LAN工作 的各種設(shè)備用媒體互聯(lián)在一起有多種方法，實際上只有幾種方式能適合LAN的工 作。如果一個網(wǎng)

6、絡(luò)只連接幾臺設(shè)備，最簡單的方法是將它們都直接相連在一起， 這種連接稱為點對點連接。用這種方式形成的網(wǎng)絡(luò)稱為全互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),如下圖所示。PCPC圖中有6個設(shè)備，在全互聯(lián)情況下，需要15條傳輸線路。如果要連的設(shè)備有 n個，所需線路將達(dá)到n(n-1)/2條!顯而易見，這種方式只有在涉及地理范圍不大， 設(shè)備數(shù)很少的條件下才有使用的可能。即使屬于這種環(huán)境，在LAN技術(shù)中也不使 用。我們所說的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是因為當(dāng)需要通過互聯(lián)設(shè)備(如路由器)互聯(lián)多個LAN 時，將有可能遇到這種廣域網(wǎng)(WAN)的互聯(lián)技術(shù)。目前大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)使用的拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)有3種：-星行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；-環(huán)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；-總線型拓?fù)浣Y(jié);星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)是最

7、古老的一種連接方式，大家每天都使用的電話都屬于這種結(jié) 構(gòu)，如下圖所示。其中，圖(a)為電話網(wǎng)的星型結(jié)構(gòu)，圖(b)為目前使用最普遍的以太 網(wǎng)(Ethernet)星型結(jié)構(gòu)，處于中心位置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備稱為集線器，英文名為Hub。(a)電話網(wǎng)的星行結(jié)構(gòu)(b)以Hub為中心的結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)便于集中控制，因為端用戶之間的通信必須經(jīng)過中心站。由于這一 特點，也帶來了易于維護(hù)和安全等優(yōu)點。端用戶設(shè)備因為故障而停機(jī)時也不會影 響其它端用戶間的通信但這種結(jié)構(gòu)非常不利的一點是，中心系統(tǒng)必須具有極高的 可靠性,因為中心系統(tǒng)一旦損壞，整個系統(tǒng)便趨于癱瘓。對此中心系統(tǒng)通常采用 雙機(jī)熱備份，以提高系統(tǒng)的可靠性。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的

8、一種擴(kuò)充便是星行樹，如下圖所示。每個Hub與端用戶 的連接仍為星型,Hub的級連而形成樹。然而，應(yīng)當(dāng)指出,Hub級連的個數(shù)是有限制 的,并隨廠商的不同而有變化。PC PCPC PC PC還應(yīng)指出，以Hub構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，雖然呈星型布局，但它使用的訪問媒體的 機(jī)制卻仍是共享媒體的總線方式。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)在LAN中使用較多。這種結(jié)構(gòu)中的傳輸媒體從一個端用戶到另一 個端用戶,直到將所有端用戶連成環(huán)型，如圖5所示。這種結(jié)構(gòu)顯而易見消除了端 用戶通信時對中心系統(tǒng)的依賴性。環(huán)行結(jié)構(gòu)的特點是，每個端用戶都與兩個相臨的端用戶相連，因而存在著點到 點鏈路，但總是以單向方式操作。于是，便有上游端用戶和下

9、游端用戶之稱。例如 圖5中，用戶N是用戶N+1的上游端用戶,N+1是N的下游端用戶。如果N+1端 需將數(shù)據(jù)發(fā)送到N端，則幾乎要繞環(huán)一周才能到達(dá)N端。環(huán)上傳輸?shù)娜魏螆笪亩急仨毚┻^所有端點，因此，如果環(huán)的某一點斷開，環(huán)上 所有端間的通信便會終止。為克服這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的脆弱，每個端點除與一個 環(huán)相連外，還連接到備用環(huán)上，當(dāng)主環(huán)故障時,自動轉(zhuǎn)到備用環(huán)上?？偩€拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線結(jié)構(gòu)是使用同一媒體或電纜連接所有端用戶的一種方式，也就是說，連 接端用戶的物理媒體由所有設(shè)備共享，如下圖所示。使用這種結(jié)構(gòu)必須解決的一 個問題是確保端用戶使用媒體發(fā)送數(shù)據(jù)時不能出現(xiàn)沖突。在點到點鏈路配置時， 這是相當(dāng)簡單的。如果這條鏈

10、路是半雙工操作，只需使用很簡單的機(jī)制便可保證 兩個端用戶輪流工作。在一點到多點方式中,對線路的訪問依靠控制端的探詢來 確定。然而，在LAN環(huán)境下，由于所有數(shù)據(jù)站都是平等的,不能采取上述機(jī)制。對 此，研究了一種在總線共享型網(wǎng)絡(luò)使用的媒體訪問方法:帶有碰撞檢測的載波偵 聽多路訪問，英文縮寫成CSMA/CDOPCPCPCPCPC這種結(jié)構(gòu)具有費用低、數(shù)據(jù)端用戶入網(wǎng)靈活、站點或某個端用戶失效不影響 其它站點或端用戶通信的優(yōu)點。缺點是一次僅能一個端用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，其它端用 戶必須等待到獲得發(fā)送權(quán)。媒體訪問獲取機(jī)制較復(fù)雜。盡管有上述一些缺點，但 由于布線要求簡單，擴(kuò)充容易,端用戶失效、增刪不影響全網(wǎng)工作，所以

11、是網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 中使用最普遍的一種。按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中通信線路（攬線）和計算機(jī)、以及其他組件 的物理布局。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)影響網(wǎng)絡(luò)的性能。選擇哪種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與具體的網(wǎng) 絡(luò)要求相關(guān)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要影響網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的類型、設(shè)備的能力、網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)張 潛力、網(wǎng)絡(luò)的管理模式等等?？偩€型網(wǎng)絡(luò)總線型網(wǎng)絡(luò)也稱線形總線拓?fù)洌亲詈唵我彩亲畛Ｒ姷囊环N組網(wǎng)方法。 總線型網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)中所有的站點共享一條數(shù)據(jù)通道?？偩€型網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點在于安裝 簡單方便，需要鋪設(shè)的電纜最短，成本低，某個站點的故障一般不會影響整個網(wǎng) 絡(luò)?？偩€型網(wǎng)絡(luò)的缺點是介質(zhì)的故障會導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，總線網(wǎng)安全性低，監(jiān)控比 較困難，并且增加新站點不如星型網(wǎng)容易?？偩€型網(wǎng)絡(luò)是一種被動的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 一條數(shù)據(jù)線上的計算機(jī)只接收網(wǎng)上的數(shù)據(jù)，不負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從一臺計算機(jī)傳送到另 一臺計算機(jī)。在主動的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，計算機(jī)可將數(shù)據(jù)傳送下去?？偩€型網(wǎng)絡(luò)星型網(wǎng)絡(luò)在星型拓?fù)渲懈髡军c計算機(jī)通過攬線與中心站（多為Hub集線器）相連， 數(shù)據(jù)信息從計算機(jī)通過集線器傳送到網(wǎng)上所有計算機(jī)。星型網(wǎng)絡(luò)的特點是很容易 在網(wǎng)絡(luò)中增加新的站點，數(shù)據(jù)的安全性和優(yōu)先級容易控制，易實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，但因為所有計算機(jī)都連接到一點，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時，需要大量的攬線，并且，如果 集線器出現(xiàn)故障，整個網(wǎng)絡(luò)會癱瘓。如果網(wǎng)絡(luò)中的某一臺計算機(jī)或者攬線出現(xiàn)了 故障不會影響整個網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)中除去這太計算機(jī)以