數(shù)據通信的網絡拓撲結構

   在網絡中,通過傳輸線路互連的點稱為節(jié)點,節(jié)點也可定義為網絡中通向任何一個分支的端點,或通向兩個或兩個以上分支的公共點。各個節(jié)點互連的方式和形式稱為網絡拓撲。 K524G2GACJ-B050常用的拓撲結構有樹形、總線形、星形和環(huán)形等,如圖⒎3所示。

   樹形結構(見圖73(a))在分級分布通信系統(tǒng)中廣泛使用。其特點是:通信控制比較簡單,而且為控制和差錯處理提供了一個集中點。結構中處于較高位置的節(jié)點控制位于它下面的那些節(jié)點的數(shù)據通信。同級節(jié)點的數(shù)據傳送要通過上一級節(jié)點的轉接來實現(xiàn)。當某一級節(jié)'點發(fā)

生故障時,其下級節(jié)點的通信就會癱瘓,而它上級節(jié)點的通信仍能進行,只是不能與該節(jié)點進行通信。當-個上級節(jié)點連接的下級節(jié)點較多、數(shù)據通信量較大時,會發(fā)生“瓶頸阻塞”問題。

   (2)總線形結構

   總線形結構(見圖73(b))是利用總線把所有節(jié)點連接起來,其特點是所有節(jié)點共享一條公共通信總線,總線不封閉,容易掛接新的節(jié)點或摘除舊節(jié)點。在主干鏈路(總線)上,任何時刻只允許兩節(jié)點之間進行通信,但任意兩個節(jié)點間可通過總線直接通信,速度快,延遲開銷小。某節(jié)點發(fā)生故障時,對整個系統(tǒng)的影響較小。通信協(xié)議簡單,但有時會出現(xiàn)爭用總線控制權而降低傳送效率的問題。通信`總線一旦發(fā)生故障,整個通信系統(tǒng)就會癱瘓。為了解決這個問題,通常采用冗余總線。通信介質常使用雙絞線、同軸電纜或光纖,這種結構特別適用于工業(yè)控制領域,是工業(yè)控制局域網中常用的拓撲結構。

   (3)星形結構

   星形結構(見圖73(c))以中央節(jié)點為中心與各個節(jié)點連接組成,網絡中任何兩個節(jié)點要進行通信都由中央控制節(jié)點控制并轉換。其特點是:結構簡單、控制容易、數(shù)據流向明確、便于程序集中開發(fā)和資源共享。但由于中央控制節(jié)點負責整個系統(tǒng)的數(shù)據交換,存在著“瓶頸阻

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

星形結構可使用雙絞線為傳輸介質。

    (4)環(huán)形結構

   環(huán)形結構(見圖⒎3(d))是以環(huán)形網中各個節(jié)點首尾順序連接形成的。一個環(huán)在多數(shù)情況下,信息以一個方向在環(huán)上從源節(jié)點傳送到目的節(jié)點。每個節(jié)點都通過一個中繼器連接到網絡上,數(shù)據以分組形式發(fā)送,由于多節(jié)點公用一條環(huán)線,需對此進行控制,以決定每個節(jié)點什

么時候可把信息放在環(huán)上發(fā)送,每個節(jié)點都有控制發(fā)送和接收的訪問邏輯。環(huán)形網絡常用高達10Mbps的雙絞線作為傳輸介質。其特點是:結構簡單、掛接或摘除節(jié)點容易、安裝費用低。每個節(jié)點的任務就是接收相鄰上一節(jié)點發(fā)送的數(shù)據,然后把數(shù)據發(fā)送到相鄰的下一個節(jié)點上。各節(jié)點之間可采用不同的傳輸介質和不同的傳輸速率。在數(shù)據通信頻繁的場合,它的傳送效率比較高。但某個節(jié)點發(fā)生故障會阻塞信息通路,可靠性較差,節(jié)點較多時會影響傳送效率。