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$2.4.1 拓扑结构
"拓扑"这个名词是从几何学中借用来的。网络拓扑是指网络形状,或者是它在物理上的连通性。网络的拓扑结构主要有:星形拓扑、总线拓扑、环形拓扑、树形拓扑、混合形拓扑及网形拓扑,如图2.16所示。
拓扑结构的选择往往与传输媒体的选择及媒体访问控制方法的确定紧密相关。在选择网络拓扑结构时,应该考虑的主要因素有下列几点:
(1)可靠性。尽可能提高可靠性,以保证所有数据流能准确接收;还要考虑系统的可维护性,使故障检测和故障隔离较为方便。
(2)费用。建网时需考虑适合特定应用的信道费用和安装费用。
(3)灵活性。需要考虑系统在今后扩展或改动时,能容易地重新配置网络拓扑结构,能方便地处理原有站点的删除和新站点的加入。
(4)响应时间和吞吐量。要为用户提供尽可能短的响应时间和的吞吐量。
1.星形拓扑
星形拓扑是由中央节点和通过点到点通信链路接到中央节点的各个站点组成,如图2.16(a)所示。中央节点执行集中式通信控制策略,因此中央节点相当复杂,而各个站点的通信处理负担都很小。星形网采用的交换方式有电路交换和报文交换,尤以电路交换更为普遍。这种结构一旦建立了通道连接,就可以无延迟地在连通的两个站点之间传送数据。目前流行的专用交换机PBX (Private Branch exchange)就是星形拓扑结构的典型实例。
星形拓扑结构具有以下优点:
(1)控制简单。在星形网络中,任何一站点只和中央节点相连接,因而媒体访问控制方法很简单,致使访问协议也十分简单。
(2)故障诊断和隔离容易。在星形网络中,中央节点对连接线路可以逐一地隔离开来进行故障检测和定位,单个连接点的故障只影响一个设备,不会影响。
(3)方便服务。中央节点可方便地对各个站点提供服务和网络重新配置。
星形拓扑结构的缺点:
(1)电缆长度和安装工作量可观。因为每个站点都要和中央节点直接连接,需要耗费大量的电缆,安装、维护的工作量也骤增。
(2)中央节点的负担较重,形成瓶颈。一旦发生故障,则受影响,因而对中央节点的可靠性和冗余度方面的要求很高。
(3)各站点的分布处理能力较低。
星形拓扑结构广泛应用于网络的智能集中于中央节点的场合。从目前的趋势看,计算机的发展已从集中的主机系统发展到大量功能很强的微型机和工作站,在这种形势下,传统的星形拓扑的使用会有所减少。
2.总线拓扑
总线拓扑结构采用一个信道作为传输媒体,所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共传输媒体上,该公共传输媒体即称为总线。任何一个站发送的信号都沿着传输媒体传播,而且能被所有其它站所接收。总线拓扑结构见图2.16(b)。
因为所有站点共享一条公用的传输信道,所以一次只能由一个设备传输信号。通常采用分布式控制策略来确定哪个站点可以发送o发送时,发送站将报文分成分组,然后逐个依次发送这些分组,有时还要与其它站来的分组交替地在媒体上传输。当分组经过各站时,其中的目的站会识别到分组所携带的目的地址,然后复制下这些分组的内容。
总线拓扑结构的优点:
(1)总线结构所需要的电缆数量少。
(2)总线结构简单,又是元源工作,有较高的可靠性。
(3)易于扩充,增加或减少用户比较方便。
