一般用拓扑方法来研究计算机网络的布线结构。拓扑(Topo1ogy)是拓扑学中研究由点、线组成几何图形的一种方法。计算机网络的拓扑结构是网络中节点(主机或通信设备)和通信链路所组成的几何形状。在计算机网络中,把主机抽象为点,通信链路抽象为线,这样便形成了计算机网络的各种拓扑结构。
1)总线形结构(Bus)
总线形拓扑结构网络采用分布式控制方式,即一条通信链路作为公共传输信道,所有节点共享公共信道进行数据传输。该结构的特点是,每一个节点都可以向其他所有节点传输数据,实现广播式传输技术,但必须采取某种方法来分配信道的使用,以避免两个节点同时发送数据造成冲突。其优点是结构简单灵活,易于扩充,便于安装;所需通信器材、线缆的成本低,扩展方便(不能动态增减节点,即在网络工作时不能增减节点)。它的缺点是负荷重时网络性能会下降,总线上任意一节点故障会导致网络瘫痪,现已很少使用。
2)星形结构(Star)
星形拓扑结构的网络采用集中控制方式,即每一节点都通过点到点的链路与中心节点相连。中心节点可以是中心交换设备、主机等。数据的传输通过中心节点的存储转发实现各节点的信息通信。该结构的优点是结构形式和控制方法比较简单,便于管理和服务;任何一个连接只涉及中央节点与外部节点;节点故障易于检测与隔离,且不会影响整个网络。它的缺点是通信线路专用,电缆成本高;网络的任务与可靠性都集中在中心节点上,对中心节点要求较高,当中心节点出现故障时会造成全网瘫痪。星型结构是小型局域网常采用的一种拓扑结构。学校教学用的计算机常用星形拓扑结构。
3)树形结构(Tree)
树形结构实际上是星形结构的发展和扩充,网络各节点形成层次化的结构,按一定的层次连接起来,形状如一棵倒置的树。该结构中的信息交换主要在上下节点之间进行,相邻或同层之间节点一般不进行数据交换。该结构的优点是:结构比较灵活,易于进行网络范围的扩展和网络节点数的增加;通信线路连接简单,具有天然的分级结构;易于扩展,便于维护。它的缺点是:资源共享能力差、可靠性低,任何一个工作站或链路的故障都会影响整个网络的运行。树形结构是大中型局域网常采用的一种拓扑结构。
4)环形结构(Ring)
环形结构的网络节点连在一条首尾相接的闭合环形通信线路中。环形结构有单环结构(如TokenRing)与双环结构(FDDI)两种,环中的数据都是沿一个方向传输。这种结构的优点是:各节点无主从关系,结构简单,安装方便,传输率较高;它的缺点是:可靠性较差,当某一节点出现故障时,会引起通信中断。
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