计算机网络的拓朴结构

出处：按学科分类—工业技术 企业管理出版社《工程师手册》第869页（2106字）

1．网络拓朴的基本概念

所谓计算机网络拓朴结构，是指网络的线路和节点的几何排列，也就是计算机网络中通信子网的拓朴结构。拓朴结构影响着整个网络的设计、功能、可靠性和通信费用等重要方面，是研究计算机网络的重要内容。

从网络拓朴的观点来看，计算机网由一组节点和连接节点的链路所组成。

(1)节点(Node)

是指通信链路的连接点。节点可分为两类：即转接(交换)节点和访问节点。转接节点的作用是支持网络的连接性能，它通过所连接的链路来转接信息。通常有集中器、转接(交换)中心、ARPA网的接口信息处理机(IMP)、通信处理机常用作节点机)。转接(交换)节点简称为节点。访问节点是访问计算机网络的节点，它起连接链路、作为信源发信点)和信宿(收信点)的作用。访问节点简称为端点。

(2)链路(Link)

是指两个节点间承载信息流的线路或信道。有“物理链路”和“逻辑链路”之分，前者指实际的链路，后者指在逻辑上起作用的链路。

(3)通路(Path)

是指从发信点到收信点的一串节点和链路，即一系列穿越通信网而建立路由的“端点－端点”链路。

如果计算机网络按通信子网的结构来分类，可分为点对点传输网络的广播网络两大类。

2．点对点传输结构

点对点网络结构采用存储转发传输方式，称作存储转发网或链路型网。网络的拓朴结构有星形、树形、回路形、网状形等，如图4．1．3－1所示。

(a)星形

(b)树形

(c)回路形

(d)网状形

图4．1．3－1 点对点式拓朴结构

(1)星形

每个节点均通过一条链路与中心节点相连，相邻节点之间通信都要通过中心节点。这种结构主要用于分级的主从式网络，采用集中式控制。其优点是结构简单、建网容易、便于管理、节点到中心节点平均延迟小，缺点是中心节点设备出故障时，整个系统瘫痪，故可靠性差。

(2)树形

树形网络也称多处理中心集中式网络。是一种在分级管理基础上的集中式网络，适用于各种统计管理系统。这种网络结构的优点，是通信线路连接比较简单、网络管理软件也不复杂、维护方便，缺点是资源共享能力差，可靠性差。

(3)回路(Loop)形

有一个节点作为主节点，负责控制网络的全部工作过程，属于集中控制型网。一般采取逐点轮询的存取方法。

(4)网状网

网络中每个节点都相互连接。其优点是网络可靠性高、资源共享方便。缺点是网络结构和网络软件比较复杂，成本也较高。

3．广播式传输结构

广播式传输是用一个共同的传输介质，把各个计算机连接起来。

(1)总线形

各节点设备和一根总线相连，节点设备的插入和拆除方便，单节点故障时对全网影响小，系统可靠性高。

(2)环形(Ring)

与回路型相比无主节点，属分布式控制型。环网中信息流一般单向传送，共用通信线路，不适用于信息量大的场合。

(3)卫星网

各节点利用人造卫星作中继站转发信号，以达到相互通信的目的。

(4)地面无线网

各节点之间利用无线电波传输，以达到相互通信的目的。

卫星网和地面无线网均利用无线电波传输，无所谓网络构形，也可以看成是一种任意形或无约束的网状形结构。