總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)知識(shí)

1、總線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)知識(shí)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是拋開(kāi)網(wǎng)絡(luò)物理連接來(lái)討論網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的連接形式，網(wǎng)絡(luò)中各站點(diǎn) 相互連接的方法和形式稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹Ｍ負(fù)鋱D給出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站的網(wǎng)絡(luò)配 置和相互間的連接，它的結(jié)構(gòu)主要有星型結(jié)構(gòu)、總線(xiàn)結(jié)構(gòu)、樹(shù)型結(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)、 蜂窩狀結(jié)構(gòu)、分布式結(jié)構(gòu)等。星型結(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)是指各工作站以星型方式連接成網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)有中央節(jié)點(diǎn)，其他節(jié)點(diǎn) （工作站、服務(wù)器）都與中央節(jié)點(diǎn)直接相連，這種結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點(diǎn)為中心，因此 又稱(chēng)為集中式網(wǎng)絡(luò)。它具有如下特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于管理；控制簡(jiǎn)單，便于建 網(wǎng)；網(wǎng)絡(luò)延遲時(shí)間較小，傳輸誤差較低。但缺點(diǎn)也是明顯的：成本高、可靠性較 低、資源共享能力也較差。環(huán)型結(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)由網(wǎng)絡(luò)中若

2、干節(jié)點(diǎn)通過(guò)點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路首尾相連形成一個(gè)閉合的 環(huán)，這種結(jié)構(gòu)使公共傳輸電纜組成環(huán)型連接，數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個(gè)方向在各個(gè) 節(jié)點(diǎn)間傳輸，信息從一個(gè)節(jié)點(diǎn)傳到另一個(gè)節(jié)點(diǎn)。環(huán)型結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn)：信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動(dòng)的，兩個(gè)節(jié)點(diǎn) 僅有一條道路，故簡(jiǎn)化了路徑選擇的控制；環(huán)路上各節(jié)點(diǎn)都是自舉控制，故控制 軟件簡(jiǎn)單；由于信息源在環(huán)路中是串行地穿過(guò)各個(gè)節(jié)點(diǎn)，當(dāng)環(huán)中節(jié)點(diǎn)過(guò)多時(shí)，勢(shì) 必影響信息傳輸速率，使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)；環(huán)路是封閉的，不便于擴(kuò)充；可 靠性低，一個(gè)節(jié)點(diǎn)故障，將會(huì)造成全網(wǎng)癱瘓；維護(hù)難，對(duì)分支節(jié)點(diǎn)故障定位較難。 總線(xiàn)型結(jié)構(gòu)總線(xiàn)結(jié)構(gòu)是指各工作站和服務(wù)器均掛在一條總線(xiàn)上，各工作站地位平等， 無(wú)中心節(jié)

3、點(diǎn)控制，公用總線(xiàn)上的信息多以基帶形式串行傳遞，其傳遞方向總是從 發(fā)送信息的節(jié)點(diǎn)開(kāi)始向兩端擴(kuò)散，如同廣播電臺(tái)發(fā)射的信息一樣，因此又稱(chēng)廣播 式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)。各節(jié)點(diǎn)在接受信息時(shí)都進(jìn)行地址檢查，看是否與自己的工作站地 址相符，相符則接收網(wǎng)上的信息。總線(xiàn)型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)特點(diǎn)如下：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可擴(kuò)充性好。當(dāng)需要增加節(jié)點(diǎn)時(shí)， 只需要在總線(xiàn)上增加一個(gè)分支接口便可與分支節(jié)點(diǎn)相連，當(dāng)總線(xiàn)負(fù)載不允許時(shí)還 可以擴(kuò)充總線(xiàn)；使用的電纜少，且安裝容易；使用的設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，可靠性高； 維護(hù)難，分支節(jié)點(diǎn)故障查找難。分布式結(jié)構(gòu)分布式結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)是將分布在不同地點(diǎn)的計(jì)算機(jī)通過(guò)線(xiàn)路互連起來(lái)的一種 網(wǎng)絡(luò)形式，分布式結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)具有如下特點(diǎn)：由于采

4、用分散控制，即使整個(gè)網(wǎng)絡(luò) 中的某個(gè)局部出現(xiàn)故障，也不會(huì)影響全網(wǎng)的操作，因而具有很高的可靠性；網(wǎng)中 的路徑選擇最短路徑算法，故網(wǎng)上延遲時(shí)間少，傳輸速率高，但控制復(fù)雜；各個(gè) 節(jié)點(diǎn)間均可以直接建立數(shù)據(jù)鏈路，信息流程最短；便于全網(wǎng)范圍內(nèi)的資源共享。 缺點(diǎn)為連接線(xiàn)路用電纜長(zhǎng)，造價(jià)高；網(wǎng)絡(luò)管理軟件復(fù)雜；報(bào)文分組交換、路徑選 擇、流向控制復(fù)雜；在一般局域網(wǎng)中不采用這種結(jié)構(gòu)。樹(shù)型結(jié)構(gòu)樹(shù)型結(jié)構(gòu)是分級(jí)的集中控制式網(wǎng)絡(luò)，與星型相比，它的通信線(xiàn)路總長(zhǎng)度短， 成本較低，節(jié)點(diǎn)易于擴(kuò)充，尋找路徑比較方便，但除了葉節(jié)點(diǎn)及其相連的線(xiàn)路外， 任一節(jié)點(diǎn)或其相連的線(xiàn)路故障都會(huì)使系統(tǒng)受到影響。網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在網(wǎng)狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，網(wǎng)絡(luò)的每臺(tái)設(shè)

5、備之間均有點(diǎn)到點(diǎn)的鏈路連接，這種連 接不經(jīng)濟(jì)，只有每個(gè)站點(diǎn)都要頻繁發(fā)送信息時(shí)才使用這種方法。它的安裝也復(fù)雜， 但系統(tǒng)可靠性高，容錯(cuò)能力強(qiáng)。有時(shí)也稱(chēng)為分布式結(jié)構(gòu)。蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)蜂窩拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)中常用的結(jié)構(gòu)。它以無(wú)線(xiàn)傳輸介質(zhì)(微波、衛(wèi) 星、紅外等)點(diǎn)到點(diǎn)和多點(diǎn)傳輸為特征，是一種無(wú)線(xiàn)網(wǎng)，適用于城市網(wǎng)、校園網(wǎng)、 企業(yè)網(wǎng)。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中還有其他類(lèi)型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如總線(xiàn)型與星型混合?？偩€(xiàn)型 與環(huán)型混合連接的網(wǎng)絡(luò)。在局域網(wǎng)中，使用最多的是總線(xiàn)型和星型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指用傳輸媒體互聯(lián)各種設(shè)備的物理布局。將參與LAN工作 的各種設(shè)備用媒體互聯(lián)在一起有多種方法，實(shí)際上只有幾種方式能適合LAN的工 作。如果一個(gè)網(wǎng)

6、絡(luò)只連接幾臺(tái)設(shè)備，最簡(jiǎn)單的方法是將它們都直接相連在一起， 這種連接稱(chēng)為點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接。用這種方式形成的網(wǎng)絡(luò)稱(chēng)為全互聯(lián)網(wǎng)絡(luò),如下圖所示。PCPC圖中有6個(gè)設(shè)備，在全互聯(lián)情況下，需要15條傳輸線(xiàn)路。如果要連的設(shè)備有 n個(gè)，所需線(xiàn)路將達(dá)到n(n-1)/2條!顯而易見(jiàn)，這種方式只有在涉及地理范圍不大， 設(shè)備數(shù)很少的條件下才有使用的可能。即使屬于這種環(huán)境，在LAN技術(shù)中也不使 用。我們所說(shuō)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，是因?yàn)楫?dāng)需要通過(guò)互聯(lián)設(shè)備(如路由器)互聯(lián)多個(gè)LAN 時(shí)，將有可能遇到這種廣域網(wǎng)(WAN)的互聯(lián)技術(shù)。目前大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)使用的拓?fù)浣Y(jié) 構(gòu)有3種：-星行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；-環(huán)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；-總線(xiàn)型拓?fù)浣Y(jié);星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)星型結(jié)構(gòu)是最

7、古老的一種連接方式，大家每天都使用的電話(huà)都屬于這種結(jié) 構(gòu)，如下圖所示。其中，圖(a)為電話(huà)網(wǎng)的星型結(jié)構(gòu)，圖(b)為目前使用最普遍的以太 網(wǎng)(Ethernet)星型結(jié)構(gòu)，處于中心位置的網(wǎng)絡(luò)設(shè)備稱(chēng)為集線(xiàn)器，英文名為Hub。(a)電話(huà)網(wǎng)的星行結(jié)構(gòu)(b)以Hub為中心的結(jié)構(gòu)這種結(jié)構(gòu)便于集中控制，因?yàn)槎擞脩?hù)之間的通信必須經(jīng)過(guò)中心站。由于這一 特點(diǎn)，也帶來(lái)了易于維護(hù)和安全等優(yōu)點(diǎn)。端用戶(hù)設(shè)備因?yàn)楣收隙C(jī)時(shí)也不會(huì)影 響其它端用戶(hù)間的通信但這種結(jié)構(gòu)非常不利的一點(diǎn)是，中心系統(tǒng)必須具有極高的 可靠性,因?yàn)橹行南到y(tǒng)一旦損壞，整個(gè)系統(tǒng)便趨于癱瘓。對(duì)此中心系統(tǒng)通常采用 雙機(jī)熱備份，以提高系統(tǒng)的可靠性。這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的

8、一種擴(kuò)充便是星行樹(shù)，如下圖所示。每個(gè)Hub與端用戶(hù) 的連接仍為星型,Hub的級(jí)連而形成樹(shù)。然而，應(yīng)當(dāng)指出,Hub級(jí)連的個(gè)數(shù)是有限制 的,并隨廠商的不同而有變化。PC PCPC PC PC還應(yīng)指出，以Hub構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，雖然呈星型布局，但它使用的訪問(wèn)媒體的 機(jī)制卻仍是共享媒體的總線(xiàn)方式。環(huán)型網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)環(huán)型結(jié)構(gòu)在LAN中使用較多。這種結(jié)構(gòu)中的傳輸媒體從一個(gè)端用戶(hù)到另一 個(gè)端用戶(hù),直到將所有端用戶(hù)連成環(huán)型，如圖5所示。這種結(jié)構(gòu)顯而易見(jiàn)消除了端 用戶(hù)通信時(shí)對(duì)中心系統(tǒng)的依賴(lài)性。環(huán)行結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是，每個(gè)端用戶(hù)都與兩個(gè)相臨的端用戶(hù)相連，因而存在著點(diǎn)到 點(diǎn)鏈路，但總是以單向方式操作。于是，便有上游端用戶(hù)和下

9、游端用戶(hù)之稱(chēng)。例如 圖5中，用戶(hù)N是用戶(hù)N+1的上游端用戶(hù),N+1是N的下游端用戶(hù)。如果N+1端 需將數(shù)據(jù)發(fā)送到N端，則幾乎要繞環(huán)一周才能到達(dá)N端。環(huán)上傳輸?shù)娜魏螆?bào)文都必須穿過(guò)所有端點(diǎn)，因此，如果環(huán)的某一點(diǎn)斷開(kāi)，環(huán)上 所有端間的通信便會(huì)終止。為克服這種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的脆弱，每個(gè)端點(diǎn)除與一個(gè) 環(huán)相連外，還連接到備用環(huán)上，當(dāng)主環(huán)故障時(shí),自動(dòng)轉(zhuǎn)到備用環(huán)上?？偩€(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)總線(xiàn)結(jié)構(gòu)是使用同一媒體或電纜連接所有端用戶(hù)的一種方式，也就是說(shuō)，連 接端用戶(hù)的物理媒體由所有設(shè)備共享，如下圖所示。使用這種結(jié)構(gòu)必須解決的一 個(gè)問(wèn)題是確保端用戶(hù)使用媒體發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)不能出現(xiàn)沖突。在點(diǎn)到點(diǎn)鏈路配置時(shí)， 這是相當(dāng)簡(jiǎn)單的。如果這條鏈

10、路是半雙工操作，只需使用很簡(jiǎn)單的機(jī)制便可保證 兩個(gè)端用戶(hù)輪流工作。在一點(diǎn)到多點(diǎn)方式中,對(duì)線(xiàn)路的訪問(wèn)依靠控制端的探詢(xún)來(lái) 確定。然而，在LAN環(huán)境下，由于所有數(shù)據(jù)站都是平等的,不能采取上述機(jī)制。對(duì) 此，研究了一種在總線(xiàn)共享型網(wǎng)絡(luò)使用的媒體訪問(wèn)方法:帶有碰撞檢測(cè)的載波偵 聽(tīng)多路訪問(wèn)，英文縮寫(xiě)成CSMA/CDOPCPCPCPCPC這種結(jié)構(gòu)具有費(fèi)用低、數(shù)據(jù)端用戶(hù)入網(wǎng)靈活、站點(diǎn)或某個(gè)端用戶(hù)失效不影響 其它站點(diǎn)或端用戶(hù)通信的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是一次僅能一個(gè)端用戶(hù)發(fā)送數(shù)據(jù)，其它端用 戶(hù)必須等待到獲得發(fā)送權(quán)。媒體訪問(wèn)獲取機(jī)制較復(fù)雜。盡管有上述一些缺點(diǎn)，但 由于布線(xiàn)要求簡(jiǎn)單，擴(kuò)充容易,端用戶(hù)失效、增刪不影響全網(wǎng)工作，所以

11、是網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 中使用最普遍的一種。按網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)劃分網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是指網(wǎng)絡(luò)中通信線(xiàn)路（攬線(xiàn)）和計(jì)算機(jī)、以及其他組件 的物理布局。網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)影響網(wǎng)絡(luò)的性能。選擇哪種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與具體的網(wǎng) 絡(luò)要求相關(guān)。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要影響網(wǎng)絡(luò)設(shè)備的類(lèi)型、設(shè)備的能力、網(wǎng)絡(luò)的擴(kuò)張 潛力、網(wǎng)絡(luò)的管理模式等等?？偩€(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)也稱(chēng)線(xiàn)形總線(xiàn)拓?fù)洌亲詈?jiǎn)單也是最常見(jiàn)的一種組網(wǎng)方法。 總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)是網(wǎng)絡(luò)中所有的站點(diǎn)共享一條數(shù)據(jù)通道?？偩€(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點(diǎn)在于安裝 簡(jiǎn)單方便，需要鋪設(shè)的電纜最短，成本低，某個(gè)站點(diǎn)的故障一般不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng) 絡(luò)。總線(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)的缺點(diǎn)是介質(zhì)的故障會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)癱瘓，總線(xiàn)網(wǎng)安全性低，監(jiān)控比 較困難，并且增加新站點(diǎn)不如星型網(wǎng)容易?？偩€(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)是一種被動(dòng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)， 一條數(shù)據(jù)線(xiàn)上的計(jì)算機(jī)只接收網(wǎng)上的數(shù)據(jù)，不負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)從一臺(tái)計(jì)算機(jī)傳送到另 一臺(tái)計(jì)算機(jī)。在主動(dòng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，計(jì)算機(jī)可將數(shù)據(jù)傳送下去?？偩€(xiàn)型網(wǎng)絡(luò)星型網(wǎng)絡(luò)在星型拓?fù)渲懈髡军c(diǎn)計(jì)算機(jī)通過(guò)攬線(xiàn)與中心站（多為Hub集線(xiàn)器）相連， 數(shù)據(jù)信息從計(jì)算機(jī)通過(guò)集線(xiàn)器傳送到網(wǎng)上所有計(jì)算機(jī)。星型網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn)是很容易 在網(wǎng)絡(luò)中增加新的站點(diǎn)，數(shù)據(jù)的安全性和優(yōu)先級(jí)容易控制，易實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控，但因?yàn)樗杏?jì)算機(jī)都連接到一點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)規(guī)模較大時(shí)，需要大量的攬線(xiàn)，并且，如果 集線(xiàn)器出現(xiàn)故障，整個(gè)網(wǎng)絡(luò)會(huì)癱瘓。如果網(wǎng)絡(luò)中的某一臺(tái)計(jì)算機(jī)或者攬線(xiàn)出現(xiàn)了 故障不會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行，網(wǎng)絡(luò)中除去這太計(jì)算機(jī)以