1.5 常见的计算机拓扑结构
学习目标与要求
1.了解计算机拓扑结构的类型 2.了解计算机各种结构的特点
1.5.1 星型拓扑结构（Star-Topology）
星型拓扑是以一个节点为中心的处理系统，各 种类型的入网计算机均与该中心节点有物理链路直 接相连，其他节点间不能直接通信，通信时需要通 过该中心节点转发。星型拓扑以中央结点为中心， 执行集中式通信控制策略，因此，中央结点相当复 杂，而各个结点的通信处理负担都很小，又称集中 式网络。中央控制器是一个具有信号分离功能的 “隔离”装置，它能放大和改善网络信号，外部有 一定数量的端口，每个端口连接一个端结点。常见 的中央节点如HUB集线器、交换机等。采用星型拓 扑的交换方式有线路交换和报文交换，尤以线路交 换更为普遍。

1.5.3 环型拓扑结构
环型拓扑是将各台联网的计算机用通信线路连 接成一个闭合的环。如图1.8示，是一个点到 点的环路，每台设备都直接连接到环上，或 通过一个分支电缆连到环上。在环型结构中， 信息按固定方向流动，或按顺时针方向，或 按逆时针方向。如Token Ring技术、FDDI技 术等。
环型拓扑结构的优点是一次通信信息在网 中传输的最大传输延迟是固定的、每个网上 结点只与其他两个结点有物理链路直接互连。 因此，传输控制机制较为简单，实时性强。 环型拓扑结构的缺点是环中任何一个结 点出现故障都可能会终止全网运行，因此可 靠性较差。为了克服可靠性差的问题，有的 网络采用具有自愈功能的双环结构，一旦一 个结点不工作，可自动切换到另一环路上工 作。此时，网络需对全网进行拓扑和访问控 制机制进行调整，因此较为复杂。
星型拓扑的优点是结构简单，管理方便，可扩充性 强，组网容易。利用中央结点可方便地提供网络连 接和重新配置；且单个连接点的故障只影响一个设 备，不会影响全网，容易检测和隔离故障，便于维 护。 星型拓扑的缺点是属于集中控制，主节点负载 过重，如果中央结点产生故障，则全网不能工作， 所以对中央结点的可靠性和冗余度要求很高。
1.5.2 树型拓扑结构
树型拓扑是从总线拓扑演变而来，它把星型和总线型结 合起来，形状像一棵倒置的树，顶端有一个带分支的根， 每个分支还可以延伸出子分支，在这种拓扑中，有根存 在，当结点发送时，根接收该信号，然后再重新广播发 送到全网。 树型拓扑的优点易于扩展和故障隔离，树型拓扑的缺 点是对根的依赖性太大，如果根发生故障，则全网不能 正常工作，对根的可靠性要求很高。
以上介绍的是最基本的网络拓扑结构，在 组建局域网时常采用星型、环型、总线型和 树型拓扑结构。树型和网状拓扑结构在广域 网中比较常见。但是在一个实际的网络中， 可能是上述几种网络结构的混合。 在选择拓扑结构时，主要考虑的因素有： 安装的相对难易程度、重新配置的难易程度、 维护的相对难易程度、通信介质发生故障时 受到影响设备的情况等及费用。
1.5.5 总线型拓扑结构
总线型拓扑采用单根传输线作为传输介质， 它将所有入网的计算机通过相应的硬件接 口直接接入到一条通信线路上。为防止信 号反射，一般在总线两端连有终结器匹配 线路阻抗。如图1.5所示为总线拓扑。如 10Base-5、10Base-2等以太网技术都采用 总线拓扑结构。
所有端结点都连接到传输介质或称总线上。任 何一个结点发送的信息都可以沿着介质传播，而且 能被所有其他的结点接收。由于所有的结点共享一 条公用的传输链路，所以一次只能有一个设备传输 数据。通常采用分布式控制策略来决定下一次哪一 个结点发送信息。 总线拓扑的优点是：结构简单，实现容易；易于 安装和维护；价格相对便宜，用户结点入网灵活。 总线型结构的缺点是：同一时刻只能有两个网络 结点相互通信，网络延伸距离有限，网络容纳结点 数有限；由于所有结点都直接连接在总线上，因此 任何一处故障都会导致整个网络的瘫痪。
1.5.4 网状拓扑结构
网状结构分为全连接网状和不完 全连接网状两种形式。在全连接 网状结构中，每一个结点和网中 其他结点均有链路连接。在不完 全连接网状网中，两节点之间不 一定有直接链路连接，它们之间 的通信，依靠其他节点转接。 这种网络的优点是节点间路 径多，碰撞和阻塞可大大减少， 局部的故障不会影响整个网络的 正常工作，可靠性高；网络扩充 和主机入网比较灵活、简单。但 这种网络关系复杂，建网和网络 控制机制复杂。广域网中一般用 不完全连接网状结构，如图1.10 所示。