计算机局域网的拓朴结构

Author: (河北 陶冶民) Date: 1994-10-21

        一般来说连入计算机局域网中的微型计算机、磁盘(带)机、打印机以及绘图仪等设备,都可以看作是网络上的一个节点,也称作工作站。而计算机局域网的拓朴结构,就是网络中各节点之间的相互位置以及将它们互连的几何布局。目前局域网的拓朴结构通常有五种,即总线形、环形、星形、树形和网状形,由于网状形的通信控制较难,所以在局域网中一般基本不用。下面就前四种构形的局域网的组成和特点作一解释。
        一、总线形结构
        总线形结构的网络,各工作站都直接连到同一条公共总线上,各工作站点的信息都通过这条总线传输,其传输方向是由发射站点向两端扩散的,因此人们也常把它叫广播式计算机网络。如图一就是总线形结构的典型形式。
        总线形结构具有如下的特点:
        1.结构简单灵活,增加和取消站点都比较容易;
        2.可靠性高,响应速度快,其共享资源能力很强;
        3.易于与大、中、小型机和其它网络相连而构成规模更大、功能更强的网络;
        4.总线形结构价格较低,安装容易,使用方便。
        但是由于网中各工作站的信息传输都要通过总线进行,总线的长度、负载能力都有一定限制,因此站点的个数,通信距离等相应地都有一定的限制。
        总线形结构是局域网的主流结构之一,它的应用最广,在管理和办公自动化等系统中有着广泛的应用。
        二、环形结构
        环形结构网络是各工作站都连在一条首尾相连的闭合环形通信线路上构成的网络,如图二所示。
        环形结构采用了“令牌通行”的访问控制方式。通常网中各站点如果要使用网络,它就要占有令牌,直至完成工作后,再将令牌传给下一个站点。一旦令牌被某一站点占有,其它站点就都不能进行传输,从而避免了碰撞现象。
        环形结构网络的特点是各工作站地位相同,信息沿一个方向传送,结构简单,节省材料,控制容易,易于实现高速长距离传送。
        但是环形结构网络也有它的缺点,这就是它的负载能力受到一定限制,且扩充不太方便,不适合通信量比较大的情况下使用。目前在局域网的应用中,仅次于总线形结构。
        三、星形结构
        在星形结构的网络中,中央节点是充当整个网络控制的主控计算机。其余工作站都与主控计算机相连接,各工作站间的相互通信都必须通过中央节点进行,如图三所示。
        星形结构网络的特点是结构简单,建网容易,控制简单,便于管理,网络延迟时间少,误码率低。但它的缺点是由于采用中央节点集中控制,因此资源共享能力差,且一旦中央节点出现故障将导致整个网络瘫痪。
        星形结构的网络适用于集中控制的主从式网络。
        四、树形结构
        树形结构的网络结构如图四所示,它的各工作站之间如同树枝分布一样,从上到下,辐射开来。
        树形结构网络的特点是任何两个站点间没有回路,每条通路都可以双向传输。如果不相邻的站点之间要通信,就需要中间站点转接才能连通。因而它最适合于军事单位、政府等上下级界限严格的部门使用。树形结构的最大优点是通信线路连接简单,维护方便,可扩充性也较好,但其缺点是资源共享能力差。
        以上分别介绍了四种拓朴结构的局域网,在实际建设一个网络时,可以根据实际需要采用其中一种结构,也可以根据需要采用几种拓朴结构的混合形式。