網絡的拓撲結構是指網絡節點的互連結構,也就是網絡的物理鋪設方式。常見的局域網拓撲結構有星形、環形、總線形、樹形和網狀五種。 ?在星形拓撲結構中,每個節點通過點到點的鏈路連接到中央節點,任何兩個節點之間的通信都要通過中央節點來進行。這個中央節點不是電腦,而是一個叫做集線器(хаб、Mittelpunkt)的網絡設備。一個節點在傳送數據之前,首先要向集線器發出請求,要求與目的節點建立連接,只有在連接建立之后,這個站才能向目的節點發送數據。星形結構是最早的拓撲結構之一,由于各個節點都用自己的網線與集線器相連,數據的傳輸不會在線路上發生碰撞。星形結構的優點是容易管理,維護和安全,而且很容易擴展。其缺點是中心節點必須具有很高的可靠性,中心節點一旦發生故障,整個網絡就會癱瘓。
在環形結構中,網絡通過幾個環路進行點到點的線路連接,構成一個封閉的環路。 ?環路連接器接收前一個工作站發來的數據,然后按原來的速率發送給下一個工作站。數據沿著一個方向在環路上環行,最后由發送工作站從網絡環路上接收數據。每個工作站通過環路連接器連接到網絡。當數據包通過一個節點時,這個節點要判斷這個數據包是不是發送給本站的,如果是,則要把數據包復制下來。在環路上傳輸任何數據包都必須經過所有節點,如果環路中的某一個節點斷開或者發生故障,網絡通信就會終止,這是環形結構的致命弱點。為了克服這個弱點,每個節點除了與一個環相連外,還連接到一個備份環上,當主環發生故障時,自動轉到備份環上,以保證網絡的暢通。
總線拓撲結構以單根傳輸電纜作為傳輸介質,所有節點都通過相應的硬件接口直接連接到這條總線上。任何一個節點發出的信號都將沿著這條總線傳播。
任何一個節點發出的信號都將沿著這條總線傳播到網絡中的所有節點,而且能被其它節點接收。采用這種拓撲結構必須解決的問題是:要確保用戶發出數據時不發生沖突。我們通常使用一種叫做“載波監聽多路訪問/碰撞監視”的協議來解決這個問題。總線拓撲結構具有費用低,容易擴展、某個節點的故障不會影響其它節點。但一次只能允許一個用戶發送數據,其它節點必須等待直到獲得發送權,從而降低了數據傳輸率,而且媒體訪問控制復雜。但由于布線要求簡單,而且便于擴展,個別節點的故障不會影響網絡的工作,總線形結構仍然是局域網中使用最為廣泛的一種。
樹形拓撲結構可以看作是星形拓撲結構的擴展。在樹形拓撲結構中,節點按層次進行連接,信息交換主要在上、下節點之間進行,相鄰及同層節點之間一般不進行數據交換或數據交換量小。樹形拓撲網絡適用于匯集信息的應用要求。
網狀拓撲結構也叫做無規則型拓撲結構,節點之間的連接是任意的,沒有規律。網狀拓撲結構的主要優點是系統可靠性高,但是結構復雜,必須采用路由選擇算法與流量控制方法。目前實際存在和使用的遠程電腦網絡的拓撲基本上都采用了網狀拓撲結構。