網絡拓撲結構是指用傳輸介質互連各種設備的物理布局。網絡中的計算機等設備要實現互聯,就需要以一定的結構方式進行連接,這種連接方式就叫做“拓撲結構”,通俗地講就是這些網絡設備是如何連接在一起的。常見的網絡拓撲結構主要有:總線型結構、環(huán)形結構、星形結構、樹形結構和網狀結構等。
局域網( Local Area Network,LAN)是一種私有網絡,一般存在于一座建筑物內。局域網被廣泛用來連接個人計算機和消費類電子設備,使它們能夠共享資源(比如服務器、打印機)和交換信息。當局域網被用于公司時,就稱為企業(yè)網(Enterprise Network)。 [2] 局域網一般分為有線局域網和無線局域網兩種。有線局域網使用了各種不同的傳輸技術。它們大多使用銅線作為傳輸介質,但也有一些使用光纖。通常情況下,有線局域網的運行速率在100 Mbit/s~l Gbit/s之間,延遲很低(微秒或納秒級),而且很少發(fā)生錯誤。較新的局域網甚至可以工作在高達10 Gbit/s的速率下。常見的局域網拓撲結構可以劃分為:總線型、環(huán)形、星形。其余的一些拓撲結構多是從這三種結構衍生或組合而來的。
總線型結構采用一條單根的通信線路(總線)作為公共的傳輸通道,所有的結點都通過相應的接口直接連接到總線上,并通過總線進行數據傳輸。例如,在一根電纜上連接了組成網絡的計算機或其他共享設備。由于單根電纜僅支持一種信道,因此連接在電纜上的計算機和其他共享設備共享電纜的所有容量。連接在總線上的設備越多,網絡發(fā)送和接收數據就越慢。 總線型網絡使用廣播式傳輸技術,總線上的所有結點都可以發(fā)送數據到總線上,數據沿總線傳播。但是,由于所有結點共享同一條公共通道,所以在任何時候只允許一個站點發(fā)送數據。當一個結點發(fā)送數據,并在總線上傳播時,數據可以被總線上的其他所有結點接收。各站點在接收數據后,分析目的物理地址再決定是否接收該數據。粗、細同軸電纜以太網就是這種結構的典型代表。
環(huán)狀結構中,各個工作站的地位相同,它們相互順序連接,構成一個封閉的環(huán),數據在環(huán)中可以是單向或是雙向傳送。環(huán)形拓撲結構簡單,傳輸延時確定,但是環(huán)中的每一個站點與連接站點之間的通信線路都會成為網絡可靠性的瓶頸,環(huán)中的任意一個站點出現通信故障,都會造成網絡癱瘓。
星狀結構的每個結點都由一條點對點鏈路與中心結點(公用中心交換設備,如交換機、集線器等)相連,如圖3所示。星狀網絡中的一個結點如果向另一個結點發(fā)送數據,首先將數據發(fā)送到中央設備,然后由中央設備將數據轉發(fā)到目標結點。信息的傳輸是通過中心結點的存儲轉發(fā)技術實現的,并且只能通過中心結點與其他結點通信。星狀網絡是局域網中最常用的拓撲結構。
樹狀結構(也稱星狀總線拓撲結構)是從總線型和星狀結構演變來的。網絡中的結點設備都連接到一個中央設備(如集線器)上,但并不是所有的結點都直接連接到中央設備,大多數的結點首先連接到一個次級設備,次級設備再與中央設備連接。樹狀結構有兩種類型,一種是由總線型拓撲結構派生出來的,它由多條總線連接而成;另一種是星狀結構的變種,各結點按一定的層次連接起來,形狀像一棵倒置的樹,故得名樹狀結構。在樹狀結構的頂端有一個根結點,它帶有分支,每個分支還可以再帶子分支。