網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介

局域網(wǎng)就是將單獨(dú)的微機(jī)或終端，利用網(wǎng)絡(luò)相互連接起來(lái)，遵循一定的協(xié)議，進(jìn)行信息交換，實(shí)現(xiàn)資源共享。而網(wǎng)絡(luò)中的單獨(dú)的微機(jī)或終端要實(shí)現(xiàn)互聯(lián)，就需要以一定的結(jié)構(gòu)方式進(jìn)行連接，這種連接方式就叫做〃拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)〃。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是引用拓?fù)鋵W(xué)中研究與大小，形狀無(wú)關(guān)的點(diǎn)，線關(guān)系的方法，把網(wǎng)絡(luò)中的計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備抽象為一個(gè)點(diǎn)，把傳輸介質(zhì)抽象為一條線，由點(diǎn)和線組成的幾何圖形就是計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。在局域網(wǎng)中明確一點(diǎn)講就是文件服務(wù)器、工作站(連接在網(wǎng)絡(luò)上的計(jì)算機(jī)、大容量的外存、高速打印機(jī)等設(shè)備均可看作是網(wǎng)絡(luò)上的一個(gè)節(jié)點(diǎn)，也稱工作站)和電纜等的連接形式。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)反映出網(wǎng)中個(gè)實(shí)體的結(jié)構(gòu)關(guān)系，是建設(shè)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的第一步，是實(shí)現(xiàn)各種網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的基礎(chǔ)，它對(duì)網(wǎng)絡(luò)的性能，系統(tǒng)的可靠性與通信費(fèi)用都有重大影響。一、 網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)涞姆诸惥W(wǎng)絡(luò)拓?fù)淇梢愿鶕?jù)通信子網(wǎng)的通信信道分為兩類，廣播通信信道子網(wǎng)的拓?fù)渑c點(diǎn)到點(diǎn)通信子網(wǎng)的拓?fù)?。采用廣播通信信道子網(wǎng)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有4種：總線型，樹(shù)型，環(huán)型，無(wú)線通信與衛(wèi)星通信型。采用點(diǎn)到點(diǎn)的通信子網(wǎng)的基本拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要有4種：星型，環(huán)型，樹(shù)型與網(wǎng)狀型拓?fù)?。二?幾種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)1、星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)(b)電話網(wǎng)的星型結(jié)構(gòu)(c)以Hub(b)電話網(wǎng)的星型結(jié)構(gòu)(c)以Hub為中心的結(jié)構(gòu)(a)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖星型結(jié)構(gòu)是最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)，如上圖所示。其中，圖(b)為電話網(wǎng)的星型結(jié)構(gòu)，圖(c)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。這種結(jié)構(gòu)便于集中控制，因?yàn)槎擞脩糁g的通信必須經(jīng)過(guò)中心站。由于這一特點(diǎn)，也帶來(lái)了易于維護(hù)和安全等優(yōu)點(diǎn)。端用戶設(shè)備因?yàn)楣收隙C(jī)時(shí)也不會(huì)影響其它端用戶間的通信。同時(shí)它的網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間較小，傳輸誤差較低。但這種結(jié)構(gòu)非常不利的一點(diǎn)是，中心系統(tǒng)必須具有極高的可靠性，因?yàn)橹行南到y(tǒng)一旦損壞，整個(gè)系統(tǒng)便趨于癱瘓。對(duì)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。適用場(chǎng)合：局域網(wǎng)、廣域網(wǎng)。2、環(huán)形拓?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(gè)端用戶到另一個(gè)端用戶，直到將所有的端用戶連成環(huán)型。數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個(gè)方向在各個(gè)節(jié)點(diǎn)間傳輸，信息從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。這種結(jié)構(gòu)顯而易見(jiàn)消除了端用戶通信時(shí)對(duì)中心系統(tǒng)的依賴性。 它的特點(diǎn)是：每個(gè)端用戶都與兩個(gè)相臨的端用戶相連，因而存在著點(diǎn)到點(diǎn)鏈路，但總是以單向方式操作，于是便有上游端用戶和下游端用戶之稱。環(huán)形網(wǎng)信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動(dòng)的，兩個(gè)節(jié)點(diǎn)僅有一條道路，故簡(jiǎn)化了路徑選擇的控制；環(huán)路上各節(jié)點(diǎn)都是自舉控制，故控制軟件簡(jiǎn)單；由于信息源在環(huán)路中是串行地穿過(guò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)環(huán)中節(jié)點(diǎn)過(guò)多時(shí)，勢(shì)必影響信息傳輸速率，使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)；環(huán)路是封閉的，不便于擴(kuò)充；可靠性低，一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，將會(huì)造成全網(wǎng)癱瘓；維護(hù)難，對(duì)分支節(jié)點(diǎn)故障定位較難。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(shuō)，連接端

用戶的物理媒體由所有設(shè)備共享，各工作站地位平等，無(wú)中心節(jié)點(diǎn)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(diǎn)開(kāi)始向兩端擴(kuò)散，如同廣播電臺(tái)發(fā)射的信息一樣，因此又稱廣播式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。各節(jié)點(diǎn)在接受信息時(shí)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。使用這種結(jié)構(gòu)必須解決的一個(gè)問(wèn)題是確保端用戶使用媒體發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不能出現(xiàn)沖突。在點(diǎn)到點(diǎn)鏈路配置時(shí)，這是相當(dāng)簡(jiǎn)單的。如果這條鏈路是半雙工操作，只需使用很簡(jiǎn)單的機(jī)制便可保證兩個(gè)端用戶輪流工作。在一點(diǎn)到多點(diǎn)方式中，對(duì)線路的訪問(wèn)依靠控制端的探詢來(lái)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(duì)此，研究了一種在總線共享型網(wǎng)絡(luò)使用的媒體訪問(wèn)方法：帶有碰撞檢測(cè)的載波偵聽(tīng)多路訪問(wèn)，英文縮寫(xiě)成CSMA/CD。這種結(jié)構(gòu)具有費(fèi)用低、數(shù)據(jù)端用戶入網(wǎng)靈活、站點(diǎn)或某個(gè)端用戶失效不影響其它站點(diǎn)或端用戶通信的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是一次僅能一個(gè)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(wèn)獲取機(jī)制較復(fù)雜；維護(hù)難，分支節(jié)點(diǎn)故障查找難。盡管有上述一些缺點(diǎn)，但由于布線要求簡(jiǎn)單，擴(kuò)充容易，端用戶失效、增刪不影響全網(wǎng)工作，所以是LAN技術(shù)中使用最普遍的一種。4、樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)適用場(chǎng)合：局域網(wǎng)，對(duì)實(shí)時(shí)性要求不高的環(huán)境。4、樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的一種擴(kuò)充便是星行樹(shù)，如左圖所示。每個(gè)Hub與端用戶的連接仍為星型,Hub的級(jí)連而形成樹(shù)。然而，應(yīng)當(dāng)指出,Hub級(jí)連的個(gè)數(shù)是有限制的，并隨廠商的不同而有變化。樹(shù)型結(jié)構(gòu)是分級(jí)的集中控制式網(wǎng)絡(luò)，與星型相比，它的通信線路總長(zhǎng)度短，成本較低，節(jié)點(diǎn)易于擴(kuò)充，尋找路徑比較方便，但除了葉節(jié)點(diǎn)及其相連的線路外，任一節(jié)點(diǎn)或其相連的線路故障都會(huì)使系統(tǒng)受到影響。適用場(chǎng)合：只適用于低速、不用阻抗控制的信號(hào)，比如在沒(méi)有電源層的情況下，電源的布線就可以采用這種拓?fù)洹?、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(tái)設(shè)備之間均有點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路連接，這種連接不經(jīng)濟(jì)，只有每個(gè)站點(diǎn)都要頻繁發(fā)送信息時(shí)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(cuò)能力強(qiáng)。有時(shí)也稱為分布式結(jié)構(gòu)。適用場(chǎng)合：主要用于地域范圍大、入網(wǎng)主機(jī)多（機(jī)型多）的環(huán)境，常用于構(gòu)造廣域網(wǎng)絡(luò)。UMHUBQD分布式結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)是將分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)通過(guò)線路互連起來(lái)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(diǎn)：由于采用分散控制，即使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)局部出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響全網(wǎng)的操作，因而具6、分布式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)UMHUBQD分布式結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)是將分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)通過(guò)線路互連起來(lái)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(diǎn)：由于采用分散控制，即使整個(gè)網(wǎng)絡(luò)中的某個(gè)局部出現(xiàn)故障，也不會(huì)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(shí)間少，傳輸速率高，但控制復(fù)雜；各個(gè)節(jié)點(diǎn)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(diǎn)為連接線路用電纜長(zhǎng)，造價(jià)高；網(wǎng)絡(luò)管理軟件復(fù)雜；報(bào)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)。7、蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是無(wú)線局域網(wǎng)中常用的結(jié)構(gòu)。它以無(wú)線傳輸介質(zhì)（微波、衛(wèi)星、紅外等）點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)傳輸為特征，是一種無(wú)線網(wǎng)。我乎樓R立和■房 我乎樓R立和■房 瞄右榛 橫孕燧由口有圖七餡管楊攜^恿井3S I□□□H室汁4路君橫上折J-16松同網(wǎng)酒拓1■卜同適用場(chǎng)合：城市網(wǎng)、校園網(wǎng)、企業(yè)網(wǎng)。8、混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是兩種或兩種以上的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)同時(shí)使用。優(yōu)點(diǎn)：可以對(duì)網(wǎng)絡(luò)的基本拓?fù)淙￠L(zhǎng)補(bǔ)短。缺點(diǎn)：網(wǎng)絡(luò)配置掛包那里難度大。9、無(wú)線電通信拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)傳輸線系統(tǒng)除同軸電纜、雙絞線、和光纖外，還有一種手段是根本不使用導(dǎo)線，這就是無(wú)線電通信，無(wú)線電通信利用電磁波或光波來(lái)傳輸信息，利用它不用敷設(shè)纜線就可以把網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)。無(wú)線電通信包括兩個(gè)獨(dú)特的網(wǎng)絡(luò)：移動(dòng)