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計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的分析及選擇
桐城師范高等專(zhuān)科學(xué)校 程倩 2014/3/29 19:51:15
【摘要】計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)已經(jīng)成為當(dāng)前計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備及媒介傳輸之間的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，對(duì)我國(guó)當(dāng)前的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展具有非常重要的作用。本文就當(dāng)前的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)概念進(jìn)行全面分析，對(duì)星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、混合型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)等選擇進(jìn)行深入研究，確保從本質(zhì)上提高網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)的綜合效果。
【關(guān)鍵詞】計(jì)算機(jī)；網(wǎng)絡(luò)拓?fù)�；結(jié)構(gòu)分析；結(jié)構(gòu)選擇
0 前言
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)分析是指從邏輯上抽象出網(wǎng)上計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及傳輸媒介所構(gòu)成的線與節(jié)點(diǎn)間的關(guān)系加以研究的一種研究方式。在進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效控制，對(duì)節(jié)點(diǎn)與線的連接形式進(jìn)行有效選取，已經(jīng)成為合理計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)構(gòu)建的關(guān)鍵。設(shè)計(jì)人員對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行有效選擇，可以在很大程度上促進(jìn)當(dāng)前網(wǎng)絡(luò)體系的運(yùn)行效果，從根本上改善技術(shù)性能的可靠性、安全性。
1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)概念及特點(diǎn)
在當(dāng)前的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，常見(jiàn)的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)主要包括交換和轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)信息的轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)與訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)兩大類(lèi)。交換和轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)信息的轉(zhuǎn)接節(jié)點(diǎn)結(jié)構(gòu)主要包括：終端控制器、集線器、交換機(jī)；而訪問(wèn)節(jié)點(diǎn)主要包括：終端和計(jì)算機(jī)主機(jī)。在該設(shè)計(jì)的過(guò)程中，線主要是設(shè)計(jì)中的傳輸媒介，通過(guò)線完成節(jié)點(diǎn)之間的相互連接。常見(jiàn)的線可以分為有形和無(wú)形兩種形式。
計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是一個(gè)復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員主要保證節(jié)點(diǎn)之間距離的最小化，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)的最小化，確保從本質(zhì)上實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化，完成主體優(yōu)化目標(biāo)。當(dāng)前計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的趨勢(shì)逐漸呈現(xiàn)出小世界、較少邊、高聚集等特征，整體范圍明顯縮小。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)具有非常明顯的動(dòng)態(tài)性，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)先連接和生長(zhǎng)規(guī)律，提高優(yōu)先選擇連接的整體效益。
2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇
2.1 星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
星型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要是通過(guò)中央節(jié)點(diǎn)對(duì)周?chē)墓?jié)點(diǎn)進(jìn)行控制，對(duì)周?chē)?jié)點(diǎn)進(jìn)行信息傳輸。星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將各個(gè)節(jié)點(diǎn)與中心節(jié)點(diǎn)連接，呈現(xiàn)出放射狀排列，通過(guò)中心節(jié)點(diǎn)對(duì)全網(wǎng)的通信進(jìn)行控制。該結(jié)構(gòu)中的任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)通信必須經(jīng)過(guò)中心節(jié)點(diǎn)進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，保證中央節(jié)點(diǎn)的主體效果，因此在當(dāng)前的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中又被稱為集中式網(wǎng)絡(luò)。
星型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要通過(guò)集中式通信進(jìn)行控制，由中央節(jié)點(diǎn)處建立數(shù)據(jù)并行通路，從本質(zhì)上提高管理的效果。當(dāng)該結(jié)構(gòu)中單節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)故障時(shí)，對(duì)整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的影響較小，非常容易進(jìn)行拓展。該結(jié)構(gòu)的建網(wǎng)較為方便，結(jié)構(gòu)較為靈活，非常容易進(jìn)行管理。但是這種方法節(jié)點(diǎn)負(fù)擔(dān)較重，線路使用效果較差。
2.2 總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
總線型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要是通過(guò)一條高速主干電纜對(duì)周?chē)?jié)點(diǎn)進(jìn)行連接�？偩�型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要通過(guò)廣播式傳輸方式對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，確保數(shù)據(jù)依照網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)送到所有的計(jì)算機(jī)上，保證各個(gè)節(jié)點(diǎn)在接收都信號(hào)時(shí)都可以對(duì)信號(hào)地址進(jìn)行查看。
總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要通過(guò)分布式訪問(wèn)控制策略對(duì)網(wǎng)上的數(shù)據(jù)進(jìn)行控制，確保提高整體的傳輸效果。通過(guò)對(duì)總線的傳輸介質(zhì)進(jìn)行有效選取和對(duì)總線的網(wǎng)絡(luò)段節(jié)點(diǎn)進(jìn)行限制，確保滿足計(jì)算機(jī)的需求。在進(jìn)行總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選取的過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員可以采取增加中繼器的方法對(duì)總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行拓展。當(dāng)前最著名的總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是以太網(wǎng)。
總線型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)便，容易進(jìn)行構(gòu)建，整體性能較為顯著。但是總線路故障很容易引起整體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)癱瘓。
2.3 環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
環(huán)型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以對(duì)節(jié)點(diǎn)收尾的信息進(jìn)行循環(huán)，形成閉合的環(huán)型線路，提高單項(xiàng)傳輸?shù)耐暾浴?br>
環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)通過(guò)對(duì)網(wǎng)絡(luò)中的各個(gè)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行收尾依次連接，形成封閉的總線結(jié)構(gòu)。在該結(jié)構(gòu)的過(guò)程中，環(huán)中各節(jié)點(diǎn)的位置和作用想通過(guò)，處于同一等級(jí)，環(huán)中的信息主要沿著單一的方向進(jìn)行傳播。環(huán)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)主要由一節(jié)點(diǎn)中的消息接收者將消息傳到下一節(jié)，實(shí)現(xiàn)信息的轉(zhuǎn)發(fā)。這種方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，建立的網(wǎng)絡(luò)便于管理，但節(jié)點(diǎn)過(guò)多，影響傳輸效率。
2.4 樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
樹(shù)型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以保證兩節(jié)點(diǎn)之間的無(wú)回路傳輸，保證計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)擴(kuò)充的方便性。樹(shù)型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)在網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中又稱多級(jí)星狀網(wǎng)絡(luò)，可以有效實(shí)現(xiàn)分級(jí)懂得集中式網(wǎng)絡(luò)控制，將根節(jié)點(diǎn)和多層的分支節(jié)點(diǎn)進(jìn)行有效連接。
該結(jié)構(gòu)中節(jié)點(diǎn)通路支持雙向傳輸，傳輸較為靈活成本較低，非常適合與分主次或分等級(jí)的層次型管理系統(tǒng)中。
2.5 網(wǎng)狀型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
網(wǎng)狀型計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)將節(jié)點(diǎn)之間的線路進(jìn)行網(wǎng)狀連接，有效提高了線路之間信息傳遞的可靠性。該結(jié)構(gòu)主要是通過(guò)對(duì)不同的地點(diǎn)質(zhì)檢單額計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行連接，節(jié)點(diǎn)連接具有任意性和無(wú)序性，整體連接結(jié)構(gòu)可（未完，下一頁(yè)）
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