DCS网络拓扑结构详解

拓扑结构是指网络的节点和站点实现互联的方式，局域网常见的拓扑结构有总线结构、环形结构和星形结构。

1.总线结构

在总线结构中，有一个被称为总线的公共信道，所有站点都通过相应的硬件接口直接连到这一公共信道上，如图5-9所示。总线上的任何一个站都可以向总线上发出数据，发出的数据信号沿着信道转播，总线上的站点都可以接收到数据信号，一般在发出的数据包中有目的地址，目的节点识别到数据包中的目的地址与自己的地址相同时，复制下数据包的内容。由于总线上的所有站点共享一条传输信道，多个节点同时传输数据时，会造成信号的混乱，这就要求有一定控制策略来保证各个站点能有序交替地占有总线。

图5-9　总线结构

1）总线拓扑结构的优点

结构简单，各个节点的通信负担均衡，总线一般是无源的，可靠性较高，易于扩充，增加或减少用户比较方便，总线上的所有站点相当于串接在一条线路上，相比之下，网络需要的电缆数量较少。

2）总线拓扑结构的缺点

由于信号在传输中会衰减，因此传输的距离有限，只能覆盖一定的地理范围，一旦某一节点出现故障，隔离起来则较困难；由于需要进行信道访问控制和地址识别，因此会有一些额外的软硬件开销。

2.环形结构

在环形拓扑网络结构中，每一个节点都有输入端口和输出端口，节点间通过线路首尾连接，组成一个闭合回路，如图5-10所示。每个站点能够接收从一条链路传来的数据，并以同样的速率串行地把数据沿环送到另一端链路上，数据一般以一个方向传输。节点发出的数据也带有目的地址，数据沿环中的节点依次传递，目的节点在识别到带有自己地址的数据包时，在转发的同时也将其中的数据复制下来，这一数据最终回到数据发送节点。由于网络中各个节点共享这一环路信道，也需要控制策略进行信道访问控制。(www.xing528.com)

环形拓扑结构的优点是：结构简单，各个节点的通信负担均衡，所需的电缆长度和总线拓扑结构相似，传输延迟确定，适合于有特定时间要求的场合；增加和减少一个节点时，仅需要简单的连接工作。其缺点是：网络中一个节点的故障会造成整个网络的故障。

3.星形结构

星形拓扑结构是由中央节点和通过点到点通信线路接到中央节点的各节点组成，如图5-11所示。中央节点负责整个网络的通信控制，是网络的控制中枢，中央节点可以与网络中任何节点进行通信。非中央节点的两个节点不能直接通信，但可以在中央节点的控制下，通过中央节点实现数据交换。

图5-10　环形拓扑结构

图5-11　星形拓扑结构

1）星形拓扑结构的优点

控制简单，便于管理。中央节点可以对网络进行统一的控制和管理，只要在硬件端口数量允许和满足响应时间的条件下，增加和删除一个节点都不困难，便于维护，中央节点可以逐一对各个节点进行故障检测和定位，在诊断出故障节点后，隔离也很容易，单个外围节点的故障只影响一个设备，不会影响全网。

2）星形拓扑结构的缺点

对中央节点的要求较高，负担很重，而且风险集中，一旦中央节点发生故障，整个网络都会受到影响，甚至瘫痪，所以网络对中央节点的可靠性和冗余设计的要求较高，相比之下，其他节点的负担较轻，不能均衡、合理地发挥网络的最大作用。