1.2.2 按拓扑结构分类

计算机网络的拓扑结构描述了网络中的传输介质与网络节点之间的连接方式，即线路的几何结构。计算机网络拓扑结构可以分为星形、总线型、环形、树形以及网状5种网络拓扑结构。

1.星形网络

星形网络通常是指由一个中央节点及周围若干用户节点组成的网络。星形网络拓扑结构如图1-5所示。中央节点与周围用户节点直接通信，用户节点间的通信必须经由中央节点进行。中央节点通常是一台网络转接或交换设备，如交换机（Switch）或集线器（Hub）。星形网络的优点是数据传输效率高、可靠性高、可扩展性好；其缺点是安装布线成本高、网络的可靠性依赖于中央节点的可靠性。

2.总线型网络

总线型网络通常采用一条公共总线作为整个网络的传输介质，网络中的每台计算机通过相应的硬件接口连到总线上，数据沿着总线以广播的方式进行传输。总线型网络拓扑结构如图1-6所示。总线型网络的优点是建网容易、可靠性高、可扩展性好（增/减节点方便）、节省线路；其缺点是重负载时通信效率不高、总线是网络的瓶颈、网络故障难以诊断与隔离。

3.环形网络

环形网络是一个封闭的环形结构，网络中各节点均配有一个硬件入网接口，这些接口首尾相连，形成一条链路。链路中的数据传输采用单向（如顺时针或逆时针）逐点传输方式，数据传输为广播方式。环形网络拓扑结构如图1-7所示。环形网络的优点是传输距离远、线缆用量小，故障易定位、初始安装容易；其缺点是单环可靠性较差、管理费用较高、灵活性差，增/减节点困难。

4.树形网络

树形结构是一种层次结构，可以看作是一种多级连接的星形结构，但这种多级的星形结构从上而下以三角形结构分布，形状犹如一棵树。树形网络拓扑结构如图1-8所示。树的顶端通常称为根节点（网络的核心层），最底端称为叶子节点（网络的边缘层，一般为网络用户节点），中间称为树枝节点或中间节点（网络的汇聚层，完成数据的存储转发）。树形结构通常采用分级的集中控制方式，网络中的传输介质有多条分支，但是网络中不存在闭合回路，并且网络中的每条通信线路都必须支持双向传输。树形网络的优点是易于扩展、故障排查容易；其缺点是可靠性依赖于根节点。

5.网状网络

网状结构是指网络中任意两个节点之间均可直接相连，且任意两个节点之间可能存在多条路径，拓扑结构没有固定模式，数据在传输过程中可以选择适当的路由，绕过失效的路线或者是过忙的节点。网状拓扑结构通常用于广域网（如Internet）中。网状网络拓扑结构如图1-9所示。网状网络的优点是可靠性高、不受瓶颈问题和失效问题影响；其缺点是结构复杂、网络构建成本高、网络协议较复杂。