數(shù)據(jù)通信的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

   在網(wǎng)絡(luò)中,通過傳輸線路互連的點(diǎn)稱為節(jié)點(diǎn),節(jié)點(diǎn)也可定義為網(wǎng)絡(luò)中通向任何一個(gè)分支的端點(diǎn),或通向兩個(gè)或兩個(gè)以上分支的公共點(diǎn)。各個(gè)節(jié)點(diǎn)互連的方式和形式稱為網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹?K524G2GACJ-B050常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)有樹形、總線形、星形和環(huán)形等,如圖⒎3所示。

   樹形結(jié)構(gòu)(見圖73(a))在分級(jí)分布通信系統(tǒng)中廣泛使用。其特點(diǎn)是:通信控制比較簡單,而且為控制和差錯(cuò)處理提供了一個(gè)集中點(diǎn)。結(jié)構(gòu)中處于較高位置的節(jié)點(diǎn)控制位于它下面的那些節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)通信。同級(jí)節(jié)點(diǎn)的數(shù)據(jù)傳送要通過上一級(jí)節(jié)點(diǎn)的轉(zhuǎn)接來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)某一級(jí)節(jié)'點(diǎn)發(fā)

生故障時(shí),其下級(jí)節(jié)點(diǎn)的通信就會(huì)癱瘓,而它上級(jí)節(jié)點(diǎn)的通信仍能進(jìn)行,只是不能與該節(jié)點(diǎn)進(jìn)行通信。當(dāng)-個(gè)上級(jí)節(jié)點(diǎn)連接的下級(jí)節(jié)點(diǎn)較多、數(shù)據(jù)通信量較大時(shí),會(huì)發(fā)生“瓶頸阻塞”問題。

   (2)總線形結(jié)構(gòu)

   總線形結(jié)構(gòu)(見圖73(b))是利用總線把所有節(jié)點(diǎn)連接起來,其特點(diǎn)是所有節(jié)點(diǎn)共享一條公共通信總線,總線不封閉,容易掛接新的節(jié)點(diǎn)或摘除舊節(jié)點(diǎn)。在主干鏈路(總線)上,任何時(shí)刻只允許兩節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行通信,但任意兩個(gè)節(jié)點(diǎn)間可通過總線直接通信,速度快,延遲開銷小。某節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障時(shí),對整個(gè)系統(tǒng)的影響較小。通信協(xié)議簡單,但有時(shí)會(huì)出現(xiàn)爭用總線控制權(quán)而降低傳送效率的問題。通信`總線一旦發(fā)生故障,整個(gè)通信系統(tǒng)就會(huì)癱瘓。為了解決這個(gè)問題,通常采用冗余總線。通信介質(zhì)常使用雙絞線、同軸電纜或光纖,這種結(jié)構(gòu)特別適用于工業(yè)控制領(lǐng)域,是工業(yè)控制局域網(wǎng)中常用的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

   (3)星形結(jié)構(gòu)

   星形結(jié)構(gòu)(見圖73(c))以中央節(jié)點(diǎn)為中心與各個(gè)節(jié)點(diǎn)連接組成,網(wǎng)絡(luò)中任何兩個(gè)節(jié)點(diǎn)要進(jìn)行通信都由中央控制節(jié)點(diǎn)控制并轉(zhuǎn)換。其特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單、控制容易、數(shù)據(jù)流向明確、便于程序集中開發(fā)和資源共享。但由于中央控制節(jié)點(diǎn)負(fù)責(zé)整個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換,存在著“瓶頸阻

塞”和“危險(xiǎn)集中”兩大問題。如果采用冗余中央控制節(jié)點(diǎn)的方法來解決,則會(huì)增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度和成本,在小系統(tǒng)、通信不頻繁的場合可以使用。上位機(jī)(也稱主機(jī)、監(jiān)控計(jì)算機(jī)、中央處理機(jī))通過點(diǎn)到點(diǎn)的方式與各現(xiàn)場處理器(也稱從機(jī)、下位機(jī))進(jìn)行通信就是一種星形構(gòu)。

星形結(jié)構(gòu)可使用雙絞線為傳輸介質(zhì)。

    (4)環(huán)形結(jié)構(gòu)

   環(huán)形結(jié)構(gòu)(見圖⒎3(d))是以環(huán)形網(wǎng)中各個(gè)節(jié)點(diǎn)首尾順序連接形成的。一個(gè)環(huán)在多數(shù)情況下,信息以一個(gè)方向在環(huán)上從源節(jié)點(diǎn)傳送到目的節(jié)點(diǎn)。每個(gè)節(jié)點(diǎn)都通過一個(gè)中繼器連接到網(wǎng)絡(luò)上,數(shù)據(jù)以分組形式發(fā)送,由于多節(jié)點(diǎn)公用一條環(huán)線,需對此進(jìn)行控制,以決定每個(gè)節(jié)點(diǎn)什

么時(shí)候可把信息放在環(huán)上發(fā)送,每個(gè)節(jié)點(diǎn)都有控制發(fā)送和接收的訪問邏輯。環(huán)形網(wǎng)絡(luò)常用高達(dá)10Mbps的雙絞線作為傳輸介質(zhì)。其特點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡單、掛接或摘除節(jié)點(diǎn)容易、安裝費(fèi)用低。每個(gè)節(jié)點(diǎn)的任務(wù)就是接收相鄰上一節(jié)點(diǎn)發(fā)送的數(shù)據(jù),然后把數(shù)據(jù)發(fā)送到相鄰的下一個(gè)節(jié)點(diǎn)上。各節(jié)點(diǎn)之間可采用不同的傳輸介質(zhì)和不同的傳輸速率。在數(shù)據(jù)通信頻繁的場合,它的傳送效率比較高。但某個(gè)節(jié)點(diǎn)發(fā)生故障會(huì)阻塞信息通路,可靠性較差,節(jié)點(diǎn)較多時(shí)會(huì)影響傳送效率。