计算机局域网络不同结构的优劣

计算机局域网络不同结构的优劣1993-04-30①星形网络结构。②环形网络结构。③总线形网络结构或树形网络结构。现就这几种常用局域网络结构谈谈其在局域网络系统中的优劣(一)星形局域网络结构在星形网络结构中，每一个端点都必须用点到点的链路连接在一个公共的中央交换端点上(如图1-A)。任何两个端点之间的通讯都必须中央端点进行交换。如果一个端点想传输数据到另一端点则必须首先发一请求到中央交换端点，要求同某一目的的端点建立联络，一旦建立了联系就可以在两端点之间交换与处理数据。这种网络结构必须有一个集中式的通讯控制策略，要求尽可能地减少端点之间的通讯，将全部或大部分端点共享的资源设置于中心端点，所有的通讯都由中央交换端点控制。中央端点必须建立、维护许多并行的数据通路。所以中央端点比较复杂的，相应的各个端点的通讯处理负担要小得多。除了用于请示连接与接受连接的一些基本逻辑之外，每个端点只需要具备简单的端点到端点的链路通讯能力。星形局域网络的致命弱点是：中央端点是网络的核心，如果中央端点产生较大的故障则使个网络系统瘫痪。此外，通讯线路必须专用，所以利用率较低，费用较高。星形局域网络的优点是：结构简单，易于监测于管理，除中央端点外其它任何工作端点出现故障都不会影响到整个系统。(二)环形局域网络结构环形局域网络是由一组用端点到端点的链路接为闭合环的中继器所组成，工作端点通过中继器与环路相通(如图1-B)。中继器是一个比较简单的通讯辅助设备，它在一条链路上接收数据，在另一条链路上按同接收到的数据相同的速率发送数据，一般来说有一个位延时。当这种链路是单向时，数据只在一个方向上传送，顺着环路环绕传输；当为双向环网络时可双向传输数据。同时中继器还起到网络接口的作用，各个工作端点都是通过一个中继器链接到网络上。数据以报文分组的形式发送，报文分组包含数据、地址、控制等信息。当发送端点在取得环路使用权后，立即将报文分组插入环内传输，目的端点在报文分组通过时辨别其地址，一旦与本端点地址相符即将报文分组复制到端点。环路局域网络结构简单，对传输介质适应性好。各端点之间的链路无中间抽头，对双绞线、同轴电缆及光导纤维都可使用。环形局域网络的传输信号经过每一个中继器时都要重新生成，所以传输速率高，传输距离远。另外发送端点在进行通讯时不须知道接收端点的位置就能非常快地建立通讯，且能实现广播式的信息传输。所以对高速局域网络可采用环形结构，传输介质使用光纤。环形局域网络的最大等待时间可以确定，因而很实用于要求响应时间确定的分布式系统与实时控制系统。环形局域网络系统的不足之处是可靠性问题，传输介质或中继器的故障将造成整个网络系统瘫痪。为增强网络的可靠性可采用备用环、双形环或星形环等措施。环形局域网络的控制也比较复杂(包括环形网络的初始化、故障查询及处理等)。另外当环形局域网络中两个不相邻的端点之间传输信息时，须这两个端点之间的其它端点介入，其中某一端点产生错误将直接影响后面所有端点的可靠性。\[076781]图1_C网络可提供的接口可维灵活分布可扩使用链接控制结构吞吐量复杂性护性性控制展性光纤价格复杂总线中中高高能高难低低星形低低低低不能中易高中环形高低中中能中易中中(三)总线式局域网络结构采用总线结构的局域网络通讯仅仅建立在传输介质上(不利用交换端点与中继器等)，所有的端点都通过相应的网络接口直接链接到传输介质(总线)之上(图1-C)。任何一个端点的传输都可以沿着介质传播，并且能由所有其它端点接收。由于所有的端点共享总线，每个端点对总线都有相同的访问权，所以需要有某种形式的访问控制来决定下一项该由哪个端点传输等等。一般来说是以所有链接点共享的一种协议形式来实现这种分布式控制的。总线局域网络也采用报文分组形式传送数据。工作端点在发送前要进行载波侦听，确定总线空闲才能发送。在开始时还要进行通路监测，以防止冲突而使报文被破坏。当报文分组经过各端点时，指定的目的端点将识别分组的地址，然后复制下这个分组内容。总线局域网络本身没有中间端点因而没有交换。总线局域网络的控制方式既可集中也可以分散。在集中控制中，先将所要传输的信息送往共享开关，共享开关再将信息送往各个端点。集中控制既可以由链接在总线上的计算机实现，也可以由总线控制器来实现。在分散控制中，总线由链接在总线上的所有微处理器控制，其控制方式有：①每一接收方与发送方都有一个专用频段的频分多路总线(FDM)。②每一接收方与发送方都有一个或多个时间片的时分多路总线(TDM)。③用冲突控制软件算法以竞争方式工作的多重访问总线。采用总线方式的局域网络具有结构简单、扩展性好、可靠性高等优点，其协议都比较简单。网络上某一端点发生故障都不会影响整个通讯网络的正常工作。总线结构局域网络之不足之处是：总线本身如出现故障则导致整个网络不能够工作，另外总线还很难使用传输速度很快的介质___光导纤维。(四)不同结构局域网络的性能比较通过对以上不同结构局域网络的比较与分析，我们可以得到以下结论(见下表)。采用何种网络结构由诸多因素所决定，而且各个地区、部门、单位的情况不尽相同。网络结构的选择对网络的效率有很大的影响，准备建立网络的地区、单位或部门要注重网络的结构及安装环境等因素，当在多个可建立的网络结构之间选择时，一般要选择使用与维护开销最小，性能价格比较好的一种。(江苏罗升)