计算机网络的结构

1.1.4　计算机网络的结构

拓扑结构：指网络中通信线路和节点间的几何排序，用以表示整个网络的整体结构外貌和各模块之间的结构关系。

节点（Node）：连接到网络的有源设备，如计算机、外部设备、通信控制设备等。节点又分成两类：

①转接节点：支持网络的连接性能，通过链路转接信息。如集中器、交换机等。

②访问节点（端点）：通常包括计算机或终端设备以及相应的连接线路，起到信源（发信点）和信宿（收信点）的作用。

链路：两个节点间承载信息流的线路或信道（电话、电报线路或微波）。

1．星型拓扑结构

星型结构以中央节点为中心，用单独的线路使中央节点与其他站点相联，各站点间的通信都要通过中央节点。这种结构主要用于分级的主从式网络，采用集中控制，中央节点就是控制中心。星型拓扑结构的特点是计算机都连接到一个中央节点上，计算机相对于中央节点的位置关系是平等的，如图1-2所示。星型结构的优点是增加站点容易，成本低；缺点是中央节点出故障时会导致整个系统瘫痪，故可靠性较差。所有的端点都和中心结点相联，因此传输介质上比较浪费。

图1-2　星型拓扑结构

2．总线型拓扑结构

总线型结构就是将各个节点（服务器、工作站等）用一根主线（如同轴缆、双绞线、光纤等）连接起来。总线型拓扑结构的特点是计算机都连接到同一条公共传输介质（总线）上，计算机相对于总线的位置关系是平等的，如图1-3所示。总线结构的优点是节点的插入和拆卸非常方便，需要铺设的线缆最短，易于网络扩充，网络可靠性较高；缺点是存在总线访问冲突和竞争。

3．环型拓扑结构

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1-4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都会成为网络可靠性的屏障。环中节点出现故障，有可能造成网络瘫痪。缺点是网络吞吐量小，不适宜于大信息流量的情况。并且对于环型网络，网络节点的加入、退出以及环路的维护和管理都比较复杂。

4．网状型拓扑结构

近年来，随着局域网技术的发展，在上述四种拓扑结构的基础上，出现了网状型拓扑结构，如星型和总线型结构、星型和环型结构。网状型可以充分利用各个拓扑结构的优点，并且相互补充，从而获得较高的拓扑性能，如图1-5所示。在网状型拓扑网络中，节点之间的连接是任意的，没有规律。其主要优点是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。

图1-3　总线型拓扑结构

图1-4　环型拓扑结构

图1-5　网状型拓扑结构