1.2 计算机网络的定义和拓扑结构

1.2.1 计算机网络的定义

在计算机网络发展的不同阶段中，人们对计算机网络提出了不同的定义。尽管网络技术与应用已经取得很大进展，新的技术不断涌现，但是从资源共享的观点对计算机网络的定义比较能准确描述现阶段计算机网络的基本特征。

计算机网络是“以能够相互共享资源的方式互联起来的自治计算机系统的集合”。具体说明如下：

（1）计算机网络建立的目的是将分布在不同地理位置的计算机连接起来，以实现计算机资源的共享。计算机资源是指计算机硬件、软件与数据。网络用户在使用本地计算机资源基础上，还可以通过网络访问联网的远程计算机资源，与网络中其他计算机共同完成计算任务。

（2）互联的计算机没有明确的主从关系，每台计算机既可以联网工作，也可以脱网独立工作，联网计算机可以为本地用户提供服务，也可以为异地的网络用户提供服务。

（3）联网计算机之间的通信必须遵循共同的网络协议。

1.2.2 计算机网络拓扑结构

连接到网络中的计算机等各种设备称为结点，把结点连成网络可以有多种结构，我们称之为网络拓扑。基本的网络拓扑有5种：总线形、星形、树形、环形与网状。如图1.4所示。

图1.4 基本网络拓扑结构

1．总线形拓扑

在总线形拓扑结构中，所有结点连接在一条作为公共传输介质的总线上。当一个结点发送数据时，其他结点只能接收数据。如果有两个或两个以上的结点同时利用总线发送数据，就会出现冲突，造成传输失败。所以，需要设计避免多结点同时访问总线出现冲突的协议。

2．星形拓扑

在星形拓扑结构中，结点通过点-点通信线路与中心结点连接，所以增减结点非常方便。但中心结点控制全网的通信，如果它出现故障则可能造成全网瘫痪。

3．树形拓扑

在树形拓扑结构中，结点按层次进行连接，信息交换主要在上、下结点之间进行。树形拓扑可以看成是星形拓扑的一种扩展，树形拓扑网络适用于汇集信息。

4．环形拓扑

在环形拓扑结构中，结点通过点-点通信线路连接成闭合环路。环中的数据将沿一个方向逐站传送。所以，环中的任何一个结点出现线路故障，都可能造成网络瘫痪。为了方便结点加入和撤出环，控制结点的数据传输顺序，需要设计复杂的环传输协议。

5．网状拓扑

网状拓扑又称为无规则型。在网状拓扑结构中，结点之间的连接是任意的，没有规律。网状拓扑的优点是系统可靠性高。但是，网状拓扑结构复杂，必须采用路由选择算法、流量控制与拥塞控制方法。