计算机网络的类型与拓朴结构

计算机网络的分类标准有很多。通常按网络分布的距离的长短，把计算机网络分为局域网（ LAN）、城域网（MAN）、广域网（WAN）和国际互联网

（Internet）等。其中局域网是应用最多的常用计算机网，其节点集团局限在室内、一幢大楼或一座校园内，因其分布距离短，传输速率很快；节点位置在城市范围的被称为城域网；广域网相对分布距离较远，通常节点位置在一国之内，传输速率也慢一些。至于国际互联网则是由多个国家多种网络结构所组成的高层应用网络。

拓扑原是几何学的一个分支，是一种研究与大小、形状无关的线和面（结点）的特性的方法。如果某物体本来连着的部分，不因某变换而分开，本来不连接的部分也不因该变换而连通起来，这样的具有保持连通性的变换称为拓扑变换。通过拓扑变换，将实际网络实体转变为抽象网络结构，就称为网络的拓扑结构。研究网络的拓扑结构可以更好地了解网络中节点间的互相关系，其拓扑结构就是各节点之间连接方式的几何抽象。常见的计算机网络的拓扑结构有以下几种：

第一，总线型网络

总线型图线以一根基带做公共总线，各个节点通过通线线路与总线连接

（如图 2—1）

该种结构比较简单，易于扩充，使用方便，可靠性高，网络中任何一节点的故障都不会使整个网络发生故障，不过传

输线的损坏仍可使网络部分或全部瘫痪。第二，星形网络

星形网络如图 2—2 所示

图 2—2 星形网络拓扑结构示意图

星形网络有一个中心控制器，实现集中控制，每一个节点都有一条单独的链路与中心结点相连。除中心结点外任何两个节点之间的通信都要经过中

心节点。这种结构的优点是结构简单，容易建网，便于管理。缺点是，对中心控制器的可靠性要求高，其故障会造成全网瘫痪，且由于连线及连接设备比较多，成本较高。

第三，环形结构

环形网络常见的有二种

一种为串行环网如图 2—3 所示。

图 2—3 串行环网结构示意图

串行环网中每个节点串行连接，⊙是环控制器，由于信息传输只能在主站与从站之间传输，都要经过环控制器，所以串行环网是一个有中心控制器的网络。其优点是这种结构没有路径选择问题，网络管理软件实现简单。其缺点是受中心控制器的控制，并且信息在传输过程中，总要经过中间节点的转发传递，速度慢，网络吞吐能力较差，某个节点的故障要影响整个网络的通信。

另一种重要的环形网络是 Ring 网络。如图 2—4 所示。

Ring 网是没有中心控制的环行网。控制分散在各个节点上，每个节点有独立的控制器和接口，实时响应性能好。缺点是不易改变结构，增加和删除节点比较麻烦。

第四，树形结构

树形结构如图 2—5 所示

由图 2—5 可以看出，树形结构是总线形网的变形。与星形结构相比，通信线路总长度较短，成本低。网络中各结点

图 2-4 环形网络 Ring 网络

图 2—5 树形结构拓扑结构示意图

按层次进行连接，适合各种统计管理系统。但对总线可靠性要求较高。第五，网形结构

网形结构如图 2—6 所示

由图 2—6 可以看出这种结构中一个节点可取道若干路径到达另一个结点。其优点是可靠性高，但所需通信线路总

图 2—6 网形结构拓扑结构示意图

长度长，投资成本高，路径选择技术较复杂，使网络管理软件也比较复杂。一般只用在对可靠性要求极高且节点比较小的情况下。

按通信信道，可将网络划分为点—点传输结构和广播式传输结构，其中点—点传输结构中两台主计算机之间都存在一条物理信道，通常星形、网状形及有些环形等都是点到点的信道，广播式信道是所有主计算机都共享一条通信信道，每个网络节点发送的信息，网中所有节点都能收到，总线形拓扑就是其典型代表。

从控制的角度，可分为集中式控制方式和分布式控制方式。