網路結構

網路結構指計算機網路的結構。計算機網路由計算機系統、通信鏈路和網路結點組成，它是計算機技術和通信技術緊密結合的領域，承擔著數據通信和數據處理兩類工作。從邏輯功能看，網路又可分為資源子網和通信子網。資源子網提供訪問網路和處理數據的能力，它由主計算機系統、終端控制器和終端組成。通信子網提供網路通信功能，它由網路結點、通信鏈路和信號變換設備組成。而網路中通信子網的結構直接影響網路結構。通信子網按其傳送數據的技術可分為點-點通信信道和廣播通信信道兩種。

區域網路中常用的結構有星型、環型、匯流排型和樹形等。

基本介紹

• 中文名：網路結構
• 外文名：network structure
• 領域：計算機
• 計算機網路：可分為資源子網和通信子網
• 通信子網分類：點-點通信信道、廣播通信信道
• 常見網路結構：星型、環型、匯流排型和樹形等

點-點信道通信網的結構

通信子網的每條信道都連線著一對網路結點。如網中任意兩點間無直接相連的信道，則它們之間的通信須由其它中間結點轉接完成。在信息傳輸過程中，每箇中間結點將把所接收的信息存起來，直到請求輸出線空閒時，再轉發至下一個結點。這種信道稱為點-點信道。採用這種傳輸方式的通信子網稱點-點子網。點-點子網有五種拓撲結構，如圖1所示：

圖1 點-點子網的拓撲結構

①星形。星形拓撲結構存在一個中心結點，它是其它節點的唯一中繼結點。這種構形結構簡單，容易建網，便於管理，但由於通信線路長度較長，成本高，可靠性差。

②環形。其各網路結點連成環狀，數據信息沿一個方向傳送，通過各中間結點存貯轉發，最後到達目的結點。

③樹形。其各結點按層次進行連線，處於層次越高的結點，其可靠性要求越高。這種結構比較複雜，但匯流排路長度較短，成本較低容易擴展。

④網狀形。這是最一般化的網路構形，各節點通過物理信道連線成不規則的形狀。

⑤全連通形。其任兩個結點之間均有物理信道。

廣播信道通信子網

在廣播信道子網中，所有結點共享一條通信信道，每個網路結點傳送的信息，網上所有結點都可收到，但只有目的地址是本站地址的信息才被結點接收下來。廣播信道子網有如圖2所示的三種結構：

圖2 廣播信道子網的拓撲結構

①匯流排形。網中各結點連在一條匯流排上，任一時刻，只允許一個結點占用匯流排，傳送信息，其它結點只能接收信息。

②衛星或無線廣播。所有結點計算機共享通信信道，任一結點計算機傳送的信息，通過廣播可被其它結點接收到。

③環形。這種環形和點-點子網中的環形一樣，只是控制方式不同。

星型拓樸結構

星型拓樸由中央節點和通過點到點的鏈路接到中央節點的各站點組成。

工作方式

中央節點執行集中式通信控制策略，相當複雜；而各個站點的通信處理負擔很小。電話用戶交換機PBX 就是星型拓樸結構的典型實例。

優點

①中央節點實施集中控制，可方便地提供服務和重新配置。

②每個連線只接入一個設備，當連線點出現故障時不會影響整個網路。

③由於每個站點直接連線到中央節點，因而故障易於檢測和隔離，可以很方便地將有故障的站點從系統中拆除。

④訪問協定簡單。

缺點

①由於每個站點直接和中央節點相連，需要大量的電纜、電纜溝。在電纜的安裝和維護方面容易出問題。

②過於依賴中央節點。當中央節點發生故障時，整個網路不能工作，所以對中央節點的可靠性要求較高。

匯流排型拓樸結構

匯流排型拓樸結構採用單根傳輸線作為傳輸介質，所有站點都通過相應的硬體接口直接連線到傳輸介質（即匯流排）上。

工作方式

任何一個站點發出的數據都可以沿著介質傳輸。通常，目標地址已編碼於報文信息內，於是與報文內地址相符的站點才能接收該信息。 由於所有節點共享一條公用的數據傳輸鏈路，所以在任一個時間段，它只能被一個設備占用。為使工作有序，通常採用分布控制策略（帶衝突檢測的載波偵聽多路復用協定）來決定下一次哪個站點可以傳送數據。

優點

①電纜長度短，易於布線，易於維護，安裝費用低。

②結構簡單，都是無源元件，可靠性高。

③易於擴充：在匯流排的任何位置都可直接接入增加新站點；如需增加網段長度，可通過中繼器再加上一個附加段。

缺點

故障診斷和隔離困難：匯流排結構不是集中控制，所以故障檢測需在網上各個站點進行。如果故障發生在站點，則需將該站點從匯流排上去掉，如果傳輸介質出現故障，則這段匯流排整個都要切斷。它不能像星型結構那樣，簡單地拆除某個站點連線即可隔離故障。

環型拓樸結構

這種網路由點到點的鏈路組成一個閉合環。

工作方式

每箇中繼器都與兩條鏈路相連。它從一條鏈路上接收數據，並以同樣速度、不經緩衝地傳送到另一條鏈路上。對所有鏈路都規定相同的收發方向，於是數據便圍繞著環循環傳輸。 由於多個設備共享一個環，因此採用分布控制來決定哪個站點在什麼時候可以把分組數據放到環上去。

優點

①電纜長度短：環型拓樸所需電纜長度與匯流排型相近，比星型拓樸要短得多。

②可使用多種傳輸介質：因為環型網是點到點的連線，可在樓內使用雙絞線，而在戶外的主幹網採用光纜，以解決傳輸速率和電磁干擾問題。此外，由於環型拓樸在每個環上是單向傳輸，所以十分適於傳輸速率高的光纖傳輸介質。

樹形拓樸結構

樹形拓樸由匯流排拓樸演變而來。它有一個帶分支的根，還可再延伸出若干子分支。樹形拓樸通常採用同軸電纜作為傳輸介質，而且使用寬頻傳輸技術。

樹形拓樸與匯流排拓樸比較如下：

⑴樹形拓樸與帶有幾個網段的匯流排型拓樸的主要區別在於根的存在。當節點傳送報文數據被根接收後，才可以重新廣播到全網。

⑵樹形拓樸易於故障隔離，這是匯流排拓樸不能比擬的。其它優點與匯流排拓樸相同。

⑶樹形拓樸的缺點是對根的依賴太大，如果根發生故障，則整個網路不能正常工作。這種網路的可靠性問題和星型拓樸結構相似。