8.1.4　计算机网络的拓扑结构

计算机网络的拓扑结构，是指网络中的通信线路和节点间的几何排序，并用以表示网络的整体结构外貌，同时也反映了各组成模块之间的结构关系。它影响着整个网络的设计、功能、可靠性、通信费用等方面，是计算机网络研究的主要内容之一。拓扑结构有很多种，主要有环形、星形、树形、总线形、网状和任意形等。如图8.1.1所示。

（a）环形　　　　　　　（b）星形　　　　　　　　　（c）树形

（d）总线形　　　　　　　　（e）网状形（分布形）

图8.1.1　计算机网络拓扑结构

1．星形拓扑结构

星形结构由一中心结点和一些与它相连的从结点组成。主结点可与从结点直接通信，而从结点之间必须经中心结点转接才能通信。星形结构一般有两类，一类是中心主结点为一功能很强的计算机，它具有数据处理和转接双重功能，为存储转发方式，转接会产生时间延迟。另一类是转接中心仅起各从结点的连通作用，例如CBX系统或集线器转接系统。

星形结构的优点是：维护管理容易；重新配置灵活；故障隔离和检测容易；网络延迟时间较短。但其网络共享能力较差，通信线路利用率低，中心结点负荷太重。

2．总线形拓扑结构

总线结构采用公共总线作为传输介质，各结点都通过相应的硬件接口直接连向总线，信号沿介质进行广播式传送。由于总线拓扑共享无源总线，通信处理为分布式控制，故入网结点必须具有智能，能执行介质访问控制协议。

总线形的特点是：结构简单灵活，非常便于扩充；可靠性高，网络响应速度快，设备量少，价格低，安装使用方便，共享资源能力强，极便于广播工作，即一个结点发送，所有结点都可接收，但其故障诊断和隔离比较困难。

3．环形拓扑结构

环形结构为一封闭环形，各结点通过中继器连入网内，各中继器间由点到点链路首尾连接，信息单向沿环路逐点传送。

环形网的特点是：信息在网络中沿固定方向流动，两个结点间仅有唯一通路，大大简化了路径选择的控制，某个结点发生故障时，可以自动旁路，可靠性较高；由于信息是串行穿过多个结点环路接口，当结点过多时，影响传输效率，使网络响应时间变长。但当网络确定时，其延时固定，另外由于环路封闭故扩充不方便。

4．树形拓扑结构

树形结构是从总线结构演变过来的，形状像一棵倒置的树，顶端有一个带分支的根，每个分支还可延伸出子分支。当结点发送时，根接收信号，然后再重新广播发送到全网。其特点是综合了总线形与星形的优缺点。

5．网状拓扑结构

网状又称为分布式结构，其无严格的布点规定和构形，结点之间有多条线路可供选择。当某一线路或结点故障时不会影响整个网络的工作，具有较高的可靠性，而且资源共享方便。由于各个结点通常和另外多个结点相连，故各个结点都应具有选路和流控制的功能，所以网络管理软件比较复杂，硬件成本较高。

6．任意形拓扑结构

由于卫星和微波通信是采用无线电波传输的，因此就无所谓网络的构形，也可以看作是一种任意形和无约束的网状结构。