局部区域网络构形-计算机网络原理

局域网采用最多的拓扑结构为总线形、环形和星形。由于采用PABX的星形结构区域网实际上属于电路交换网，故在本章中不再详细讨论。

1、总线形结构

总线形结构是局域中网最常见的一种结构。在这种结构中，所有微计算机和外围设备都通过网络接口单元（Network Interface Unit，N1U）连接到一个公共传输信道——总线（BUS）上，如图8.1.1所示。

图8.1.1　总线形局域网结构

这种结构中没有中央处理设备和集中控制设备，各种各样的设备，如微型计算机、小型计算机、各种外设、各种服务器、信关，甚至电话机、传真机或其它设备都挂接到总线上，通过总线相互通信和连接。总线实际上起着一种中间媒质的作用。在这种结构中，一般采用有线传输，如用同轴电缆、双绞线等等，但也不排除使用无线传输的可能性。

通常，总线结构采用基带传输方式，在公共传输媒质上直接传送直流双极性脉冲信号（二进制信号）。这种信号容易衰减，且不易提取，所以在传输时采用了自带时钟的Manchester编码形式。其编码规则是将每个位单元分割为两个部分，前半部分为原码，后半部为反码，或反之。这就使得信号自含时钟，从而易于同步和提取。

总线结构也可以采用宽带传输方式，从而使得多种信号可以在一条电缆上同时传输。这种方式是将电缆的带宽划分成若干个子带，每一类信号用调频的方法在一个子带中进行传输，例如在频带的第1子带中传送数据，而在频带的第2子带中传输图像等，如图8.1.2所示。显然，采用宽带传输方式网络的NIU要比基带方式的NIU复杂得多。

图8.1.2　宽带传输方式

网络所选择的数据速率、分组长度和传输媒质取决于总线上各工作站之间的通信是否能够满足要求和协议控制是否能够完善。由于所有的工作站都连接到总线上，没有其它路由可供选择，所以要用协议对总线进行分配和控制。

总线形结构的局域网的优点是：(www.xing528.com)

①所需要的电缆数量最少；

②无源媒质和分布式协议控制保证了可靠性，单个结点故障不会影响网络；

③网络中增加和减少用户工作站比较方便，不用中止网络工作。

但是，由于媒质无源和总线的竞争式控制，使得总线的范围受到限制，一般在两三公里范围内，同时，总线的损坏等故障将导致整个网络失效。

2、环形结构

环形结构是局域网中另一种常用的构形。把总线的两端并接到一起便成为闭合环形。在环形结构中，若仍沿用总线形的无源媒质，发送出去的信号将沿着环的两个方向传输，而最终在某处相遇，致使信号相互叠加而造成混乱。因此，必须采用有源媒质，使信号沿着一定的方向进行传输。这要求每一个环结点都具备一个驱动部件，将过路的信号进行转发，同时还必须具有旁路手段，使已有故障的接口与主环相隔离。由于环网的这种信号传输的方向性，使其易于使用光导纤维作为传输媒质，从而加大了网络的覆盖范围。环形局域网的结构如图8.1.3所示。

图8.1.3　环形局域网结构

环形结构网的主要优点是：网络的覆盖范围较大；采用令牌式的环控制方法时，可具有实时性能；负载很重时性能仍较稳定。

无论是总线形网还是环形网，都是通过公共媒质——总线或环进行传输的。由于网络上的每个结点设备都是独立的，且随时都可能使用公共信道，所以发送出去的信号不可避免地会相互碰撞，相互影响。本章所要研究的主要问题就是如何公平、有效地对信道进行分配，并且给出相应的实现方法。