数据通信的网络拓扑结构

   在网络中,通过传输线路互连的点称为节点,节点也可定义为网络中通向任何一个分支的端点,或通向两个或两个以上分支的公共点。各个节点互连的方式和形式称为网络拓扑。 K524G2GACJ-B050常用的拓扑结构有树形、总线形、星形和环形等,如图⒎3所示。

   树形结构(见图73(a))在分级分布通信系统中广泛使用。其特点是:通信控制比较简单,而且为控制和差错处理提供了一个集中点。结构中处于较高位置的节点控制位于它下面的那些节点的数据通信。同级节点的数据传送要通过上一级节点的转接来实现。当某一级节'点发

生故障时,其下级节点的通信就会瘫痪,而它上级节点的通信仍能进行,只是不能与该节点进行通信。当-个上级节点连接的下级节点较多、数据通信量较大时,会发生“瓶颈阻塞”问题。

   (2)总线形结构

   总线形结构(见图73(b))是利用总线把所有节点连接起来,其特点是所有节点共享一条公共通信总线,总线不封闭,容易挂接新的节点或摘除旧节点。在主干链路(总线)上,任何时刻只允许两节点之间进行通信,但任意两个节点间可通过总线直接通信,速度快,延迟开销小。某节点发生故障时,对整个系统的影响较小。通信协议简单,但有时会出现争用总线控制权而降低传送效率的问题。通信`总线一旦发生故障,整个通信系统就会瘫痪。为了解决这个问题,通常采用冗余总线。通信介质常使用双绞线、同轴电缆或光纤,这种结构特别适用于工业控制领域,是工业控制局域网中常用的拓扑结构。

   (3)星形结构

   星形结构(见图73(c))以中央节点为中心与各个节点连接组成,网络中任何两个节点要进行通信都由中央控制节点控制并转换。其特点是:结构简单、控制容易、数据流向明确、便于程序集中开发和资源共享。但由于中央控制节点负责整个系统的数据交换,存在着“瓶颈阻

塞”和“危险集中”两大问题。如果采用冗余中央控制节点的方法来解决,则会增加系统的复杂程度和成本,在小系统、通信不频繁的场合可以使用。上位机(也称主机、监控计算机、中央处理机)通过点到点的方式与各现场处理器(也称从机、下位机)进行通信就是一种星形构。

星形结构可使用双绞线为传输介质。

    (4)环形结构

   环形结构(见图⒎3(d))是以环形网中各个节点首尾顺序连接形成的。一个环在多数情况下,信息以一个方向在环上从源节点传送到目的节点。每个节点都通过一个中继器连接到网络上,数据以分组形式发送,由于多节点公用一条环线,需对此进行控制,以决定每个节点什

么时候可把信息放在环上发送,每个节点都有控制发送和接收的访问逻辑。环形网络常用高达10Mbps的双绞线作为传输介质。其特点是:结构简单、挂接或摘除节点容易、安装费用低。每个节点的任务就是接收相邻上一节点发送的数据,然后把数据发送到相邻的下一个节点上。各节点之间可采用不同的传输介质和不同的传输速率。在数据通信频繁的场合,它的传送效率比较高。但某个节点发生故障会阻塞信息通路,可靠性较差,节点较多时会影响传送效率。