引言：易發(fā)表網(wǎng)憑借豐富的文秘實踐，為您精心挑選了一篇淺析網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)及應(yīng)用范例。如需獲取更多原創(chuàng)內(nèi)容，可隨時聯(lián)系我們的客服老師。

淺析網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)及應(yīng)用:淺談網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)在現(xiàn)實中的應(yīng)用

【摘要】本文對初中信息技術(shù)課程中講授的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)進行了學(xué)習(xí)和研究，詳細介紹了其優(yōu)點、缺點和在現(xiàn)實網(wǎng)絡(luò)中的使用，對所學(xué)的知識進行拓展，并對使用過程中出現(xiàn)的一系列問題進行了分析研究，找到了解決的方法，對于網(wǎng)絡(luò)初學(xué)者提供了詳實的資料，對現(xiàn)代信息技術(shù)課程的研發(fā)和教學(xué)有積極的現(xiàn)實意義。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò) ； 拓撲結(jié)構(gòu) ； 節(jié)點

網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)是指用傳輸媒體互連各種設(shè)備的物理布局，就是用什么方式把網(wǎng)絡(luò)中的計算機等設(shè)備連接起來。網(wǎng)絡(luò)拓撲是網(wǎng)絡(luò)形狀，或者是它在物理上的連通性，構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)有很多種，拓撲圖給出網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、工作站的網(wǎng)絡(luò)配置和相互間的連接，它的結(jié)構(gòu)主要有星型結(jié)構(gòu)、環(huán)型結(jié)構(gòu)、總線結(jié)構(gòu)。

1星型

星型結(jié)構(gòu)是最古老的一種連接方式，大家每天都使用的電話屬于這種結(jié)構(gòu)。目前一般網(wǎng)絡(luò)環(huán)境都被設(shè)計成星型拓撲結(jié)構(gòu)。星型網(wǎng)是目前廣泛而又首選使用的網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計之一。

星型結(jié)構(gòu)是指各工作站以星型方式連接成網(wǎng)。網(wǎng)絡(luò)有中央節(jié)點，其他節(jié)點（工作站、服務(wù)器）都與中央節(jié)點直接相連，這種結(jié)構(gòu)以中央節(jié)點為中心，因此又稱為集中式網(wǎng)絡(luò)。

星型拓撲結(jié)構(gòu)便于集中控制，因為端用戶之間的通信必須經(jīng)過中心站。由于這一特點，也帶來了易于維護和安全等優(yōu)點。端用戶設(shè)備因為故障而停機時也不會影響其它端用戶間的通信。同時星型拓撲結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)延遲時間較小，傳輸誤差較低。但這種結(jié)構(gòu)非常不利的一點是，中心系統(tǒng)必須具有極高的可靠性，因為中心系統(tǒng)一旦損壞，整個系統(tǒng)便趨于癱瘓。對此中心系統(tǒng)通常采用雙機熱備份，以提高系統(tǒng)的可靠性。

現(xiàn)有的數(shù)據(jù)處理和聲音通信的信息網(wǎng)大多采用星型網(wǎng)，目前流行的專用小交換機PBX（Private Branch Exchange），即電話交換機就是星型網(wǎng)拓撲結(jié)構(gòu)的典型實例。它在一個單位內(nèi)為綜合語音和數(shù)據(jù)工作站交換信息提供信道，還可以提供語音信箱和電話會議等業(yè)務(wù)，是局域網(wǎng)的一個重要分支。

在星型網(wǎng)中任何兩個節(jié)點要進行通信都必須經(jīng)過中央節(jié)點控制。因此，中央節(jié)點的主要功能有三項：當(dāng)要求通信的站點發(fā)出通信請求后，控制器要檢查中央轉(zhuǎn)接站是否有空閑的通路，被叫設(shè)備是否空閑，從而決定是否能建立雙方的物理連接；在兩臺設(shè)備通信過程中要維持這一通路；當(dāng)通信完成或者不成功要求拆線時，中央轉(zhuǎn)接站應(yīng)能拆除上述通道。

由于中央節(jié)點要與多機連接，線路較多，為便于集中連線，目前多采用一種稱為集線器（HUB）或交換設(shè)備的硬件作為中央節(jié)點。

2環(huán)型

環(huán)型結(jié)構(gòu)在LAN中使用較多。這種結(jié)構(gòu)中的傳輸媒體從一個端用戶到另一個端用戶，直到將所有的端用戶連成環(huán)型。數(shù)據(jù)在環(huán)路中沿著一個方向在各個節(jié)點間傳輸，信息從一個節(jié)點傳到另一個節(jié)點。這種結(jié)構(gòu)顯而易見消除了端用戶通信時對中心系統(tǒng)的依賴性。

環(huán)行結(jié)構(gòu)的特點是：每個端用戶都與兩個相臨的端用戶相連，因而存在著點到點鏈路，但總是以單向方式操作，于是便有上游端用戶和下游端用戶之稱；信息流在網(wǎng)中是沿著固定方向流動的，兩個節(jié)點僅有一條道路，故簡化了路徑選擇的控制；環(huán)路上各節(jié)點都是自舉控制，故控制軟件簡單；由于信息源在環(huán)路中是串行地穿過各個節(jié)點，當(dāng)環(huán)中節(jié)點過多時，勢必影響信息傳輸速率，使網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)時間延長；環(huán)路是封閉的，不便于擴充；可靠性低，一個節(jié)點故障，將會造成全網(wǎng)癱瘓；維護難，對分支節(jié)點故障定位較難。

3總線型

總線上傳輸信息通常多以基帶形式串行傳遞，每個節(jié)點上的網(wǎng)絡(luò)接口板硬件均具有收、發(fā)功能，接收器負責(zé)接收總線上的串行信息并轉(zhuǎn)換成并行信息送到PC工作站；發(fā)送器是將并行信息轉(zhuǎn)換成串行信息后廣播發(fā)送到總線上，總線上發(fā)送信息的目的地址與某節(jié)點的接口地址相符合時，該節(jié)點的接收器便接收信息。由于各個節(jié)點之間通過電纜直接連接，所以總線型拓撲結(jié)構(gòu)中所需要的電纜長度是最小的，但總線只有一定的負載能力，因此總線長度又有一定限制，一條總線只能連接一定數(shù)量的節(jié)點。

因為所有的節(jié)點共享一條公用的傳輸鏈路，所以一次只能由一個設(shè)備傳輸。需要某種形式的訪問控制策略、來決定下一次哪一個站可以發(fā)送.通常采取分布式控制策略。發(fā)送時，發(fā)送站將報文分成分組.然后一次一個地依次發(fā)送這些分組。有時要與其它站來的分組交替地在介質(zhì)上傳輸。當(dāng)分組經(jīng)過各站時，目的站將識別分組的地址。然后拷貝下這些分組的內(nèi)容。這種拓撲結(jié)構(gòu)減輕了網(wǎng)絡(luò)通信處理的負擔(dān)，它僅僅是一個無源的傳輸介質(zhì)，而通信處理分布在各站點進行。

在總線兩端連接有端結(jié)器（或終端匹配器），主要與總線進行阻抗匹配，最大限度吸收傳送端部的能量，避免信號反射回總線產(chǎn)生不必要的干擾。

總線結(jié)構(gòu)是使用同一媒體或電纜連接所有端用戶的一種方式，也就是說，連接端用戶的物理媒體由所有設(shè)備共享，各工作站地位平等，無中央節(jié)點控制，公用總線上的信息多以基帶形式串行傳遞，其傳遞方向總是從發(fā)送信息的節(jié)點開始向兩端擴散，如同廣播電臺發(fā)射的信息一樣，因此又稱廣播式計算機網(wǎng)絡(luò)。各節(jié)點在接受信息時都進行地址檢查，看是否與自己的工作站地址相符，相符則接收網(wǎng)上的信息。

使用這種結(jié)構(gòu)必須解決的一個問題是確保端用戶使用媒體發(fā)送數(shù)據(jù)時不能出現(xiàn)沖突。在點到點鏈路配置時，這是相當(dāng)簡單的。如果這條鏈路是半雙工操作，只需使用很簡單的機制便可保證兩個端用戶輪流工作。在一點到多點方式中，對線路的訪問依靠控制端的探詢來確定。然而，在LAN環(huán)境下，由于所有數(shù)據(jù)站都是平等的，不能采取上述機制。對此，研究了一種在總線共享型網(wǎng)絡(luò)使用的媒體訪問方法：帶有碰撞檢測的載波偵聽多路訪問，英文縮寫成CSMA/CD。

這種結(jié)構(gòu)具有費用低、數(shù)據(jù)端用戶入網(wǎng)靈活、站點或某個端用戶失效不影響其它站點或端用戶通信的優(yōu)點。缺點是一次僅能一個端用戶發(fā)送數(shù)據(jù)，其它端用戶必須等待到獲得發(fā)送權(quán)；媒體訪問獲取機制較復(fù)雜；維護難，分支節(jié)點故障查找難。盡管有上述一些缺點，但由于布線要求簡單，擴充容易，端用戶失效、增刪不影響全網(wǎng)工作，所以是LAN技術(shù)中使用最普遍的一種。

4無線電通信

傳輸線系統(tǒng)除同軸電纜、雙絞線、和光纖外，還有一種手段是根本不使用導(dǎo)線，這就是無線電通信，無線電通信利用電磁波或光波來傳輸信息，利用它不用敷設(shè)纜線就可以把網(wǎng)絡(luò)連接起來。無線電通信包括兩個獨特的網(wǎng)絡(luò)：移動網(wǎng)絡(luò)和無線LAN網(wǎng)絡(luò)。利用LAN網(wǎng)，機器可以通過發(fā)射機和接收機連接起來；利用移動網(wǎng)，機器可以通過蜂窩式通信系統(tǒng)連接起來，該通信系統(tǒng)由無線電通信部門提供。

網(wǎng)絡(luò)可采用以太網(wǎng)的結(jié)構(gòu)，物理上由服務(wù)器，路由器，工作站，操作終端通過集線器形成星型結(jié)構(gòu)共同構(gòu)成局域網(wǎng)。

總之，網(wǎng)絡(luò)時代的到來，使人類構(gòu)造了一個與現(xiàn)實世界相對應(yīng)的虛擬的信息世界，了解網(wǎng)絡(luò)的連接和使用，處理現(xiàn)實生活中網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)，為學(xué)習(xí)信息技術(shù)的基礎(chǔ)知識做好鋪墊。

淺析網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)及應(yīng)用:光纖有線電視網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)

摘要：光纖網(wǎng)建設(shè)中采用何種拓撲結(jié)構(gòu)是一個很重要的問題，既要考慮目前的需要，又要考慮以后的升級。現(xiàn)階段CATV是以光纜為干線的光纖加同軸電纜混合網(wǎng)（HFC），即干線和部分支干線采用光纜，支線或分配器以下部分由同軸電纜傳輸。不少網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營者已在超干線、干線甚至支干線上采用光纖技術(shù)。光纖網(wǎng)建設(shè)中采用何種拓撲結(jié)構(gòu)是一個很重要的問題，既要考慮目前的需要，又要考慮以后的升級。常見的幾種拓撲結(jié)構(gòu)有：總線形、環(huán)路形、樹枝形、星形等四種，下面逐一分析。

關(guān)鍵詞：光纖 有線電視 網(wǎng)絡(luò) 拓撲結(jié)構(gòu)

現(xiàn)階段CATV是以光纜為干線的光纖加同軸電纜混合網(wǎng)（HFC），即干線和部分支干線采用光纜，支線或分配器以下部分由同軸電纜傳輸。不少網(wǎng)絡(luò)經(jīng)營者已在超干線、干線甚至支干線上采用光纖技術(shù)。光纖網(wǎng)建設(shè)中采用何種拓撲結(jié)構(gòu)是一個很重要的問題，既要考慮目前的需要，又要考慮以后的升級。常見的幾種拓撲結(jié)構(gòu)有：總線形、環(huán)路形、樹枝形、星形等四種，下面逐一分析。

1.總線形結(jié)構(gòu)

所謂總線網(wǎng)是以一種傳輸媒介作為公共總線（母線），各終端通過光耦合器與總線直接相連而構(gòu)成的網(wǎng)。總線網(wǎng)屬于串聯(lián)型結(jié)構(gòu)，但網(wǎng)絡(luò)各結(jié)點是并在總線上，當(dāng)個別結(jié)點出現(xiàn)故障或毀壞時，不會影響其他結(jié)點的通信，系統(tǒng)的穩(wěn)定性較高；各結(jié)點共享傳輸線，成本較低，節(jié)省投資；設(shè)備簡單。它的另一個優(yōu)點是，該種結(jié)構(gòu)適合于計算機通信的“以太網(wǎng)”，有利于城市網(wǎng)絡(luò)的建立與發(fā)展。

在發(fā)射機功率范圍內(nèi)，光結(jié)點數(shù)不能太多，也就是總線網(wǎng)的網(wǎng)徑和容量較小。另外，在共享線上，容易發(fā)生信號碰撞，給系統(tǒng)的運行造成一定的困難，只有在保證不小于10Mbit/s數(shù)據(jù)速率的情況下，矛盾才有所緩解。還有，這種拓撲結(jié)構(gòu)對光接收機的動態(tài)范圍要求較高。由于上述劣勢，限制了總線形光纖網(wǎng)在城域網(wǎng)中的應(yīng)用，往往只能滿足區(qū)域網(wǎng)的需求。

2.環(huán)形結(jié)構(gòu)

環(huán)形結(jié)構(gòu)屬于串聯(lián)型結(jié)構(gòu)。各結(jié)點共同用一條鏈路，自成一封閉結(jié)構(gòu)，采用雙向光纖。其優(yōu)點是：①節(jié)目可雙向傳輸，傳送的信號分為主路信號和備路信號，提高了網(wǎng)絡(luò)的自由度、靈活性及可靠性。②系統(tǒng)的鏈路損耗小，增加了網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)徑和容量，一般來說網(wǎng)的周長可達200km，結(jié)點數(shù)目可達幾百個。

由于環(huán)形結(jié)構(gòu)具有結(jié)點串聯(lián)的特點，各結(jié)點發(fā)送的信號可在環(huán)上魚貫而行。充分利用了網(wǎng)的容量，因此適合于高速網(wǎng)。另外環(huán)形結(jié)構(gòu)網(wǎng)對結(jié)點接收機的動態(tài)范圍要求較小，因為該網(wǎng)中最大傳輸損耗與最小傳輸損耗之間差距不大。

在大型有線電視系統(tǒng)中采用光纖環(huán)形結(jié)構(gòu)。由本地前端出發(fā)通過一級環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和多個中心前端相互傳輸信息，由中心前端通過二級環(huán)形網(wǎng)絡(luò)和若干個主光結(jié)點相耳傳輸信息。主光結(jié)點可以輸出光信號和射頻信號，射頻信號通過三級放大器以后帶動電纜分配網(wǎng)絡(luò)；集中供電電源安裝在主光結(jié)點上，主光結(jié)點和以下的光結(jié)點之間既有光纜又有電纜連接，電源通過電纜向射頻放大器供電。

它的明顯不足之處是，環(huán)形網(wǎng)結(jié)點站的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，對硬件和管理軟件要求較高； 從經(jīng)濟方面來看，環(huán)形網(wǎng)的代價較高，結(jié)點的設(shè)計與制造也比較困難。這在某種程度上限制了環(huán)形結(jié)構(gòu)在有線電視領(lǐng)域中的應(yīng)用和推廣。

3.樹形結(jié)構(gòu)

光纖樹形網(wǎng)類似于現(xiàn)有的同軸電纜樹形網(wǎng)，呈樹枝狀。樹形結(jié)構(gòu)包含有較多的光無源器件，除結(jié)點外，網(wǎng)絡(luò)中無任何有源器件，因而對帶寬、波長和傳輸方式無任何限制，是解決本地入網(wǎng)的最佳途徑。這是它明顯的優(yōu)點。

樹形網(wǎng)由于光無源器件多，一方面造成的鏈路損耗較大，在允許鏈路損耗范圍內(nèi)，為保證末端載噪比指標(biāo)，結(jié)點數(shù)目不能太多，即網(wǎng)徑和容量不會太大；另一方面，光無源器件較易產(chǎn)生光信號失真（包括反射和散射等），為保證系統(tǒng)的CTR、COS指標(biāo)，對光端機的接收性能要求較高。其缺點之二是，這種樹形結(jié)構(gòu)實質(zhì)上是分支總，形結(jié)構(gòu)，不適合電話通信。因此，在CATV光纖網(wǎng)方案時較少采用樹形結(jié)構(gòu)。

4.星形結(jié)構(gòu)

所謂星形結(jié)構(gòu)，是每一個端局都設(shè)一根獨立的光纖與前端相連，光分配一次到位，光線除經(jīng)過光耦合器外，中間不再有任何分支， 所用光分路器少，光纖連接點也少，因此光路全程損耗小，也就決定了網(wǎng)絡(luò)的容量和網(wǎng)徑極大。

這種結(jié)構(gòu)屬于并聯(lián)型結(jié)構(gòu)，將具有控制和轉(zhuǎn)換功能的星形耦合器作為中心結(jié)點，通過光纖連接數(shù)個結(jié)點，以此構(gòu)成以中心結(jié)點為中心的網(wǎng)絡(luò)層結(jié)構(gòu)形式。這種結(jié)構(gòu)各結(jié)點間相互獨立，保密性強，容易實現(xiàn)多端無源網(wǎng)絡(luò)，大大提高了系統(tǒng)的可靠性，這正是星形光纖網(wǎng)易被CATV組網(wǎng)時廣泛采用的一個重要原因。

此外，星形拓撲結(jié)構(gòu)業(yè)務(wù)適應(yīng)性較強，易于升級，特別是隨著集中式交換機技術(shù)性能的提高和改進，這種結(jié)構(gòu)更適合高速網(wǎng)，系統(tǒng)內(nèi)可進行多功能開發(fā)，能與B–ISDN相銜接，在網(wǎng)內(nèi)向用戶傳送多媒體信息。

它的不足之處是：耗用光纖數(shù)目較多，提高了成本。

在大型網(wǎng)絡(luò)中，為充分發(fā)揮光纖傳輸?shù)膬?yōu)勢，常利用長距離超級干線將光分路器置于遠端構(gòu)成所謂雙（或多）星形拓撲結(jié)構(gòu)。

光纜CATV網(wǎng)絡(luò)現(xiàn)階段以單向廣播型信號為主，網(wǎng)上各用戶的，號內(nèi)容相同，且信號為模擬殘留邊帶調(diào)制技術(shù)體制。故網(wǎng)絡(luò)設(shè)計以距離最短為原則。因此，單向廣播型模擬信號光纜傳輸網(wǎng)絡(luò)理論上的最佳結(jié)構(gòu)應(yīng)為星樹形網(wǎng)絡(luò)。對于數(shù)字視頻信號光纜傳輸系統(tǒng)，由于其無中繼而使傳輸距離可達50km以上。作為城市有線電視超干線的數(shù)字視頻光纜傳輸網(wǎng)絡(luò)，拓撲結(jié)構(gòu)的設(shè)計則應(yīng)以網(wǎng)絡(luò)的安全性為主要設(shè)計目標(biāo)，同時兼顧雙向業(yè)務(wù)的交換容量及業(yè)務(wù)流量分配，不再是距離最短原則。而是從其安全性與多路由保護代價來看，環(huán)形網(wǎng)絡(luò)優(yōu)于星樹形網(wǎng)絡(luò)。

5.光纖CATV網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢

（1）光纖到結(jié)點（FTF） 國內(nèi)外新建的光纖CATV網(wǎng)主要采用FTF模式。該模式中從前端或分前端到各個分配光結(jié)點之間采用星形拓撲結(jié)構(gòu)光纜，在各結(jié)點處進行光電轉(zhuǎn)換。而從各光結(jié)點處再以樹形方式敷設(shè)同軸電纜或用戶電纜到該區(qū)域內(nèi)各用戶家庭，在同軸電纜分配網(wǎng)絡(luò)內(nèi)不再使用干線放大器，一個光結(jié)點的服務(wù)區(qū)域的大小一般在2000～5000戶家庭，一條支線上放大器為3～5個。

（2）光纖到路邊（FTC） 光纖CATV網(wǎng)正逐步狗寬帶綜合業(yè)務(wù)用戶網(wǎng)過渡，即還要利用該網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)許多非廣播電視業(yè)務(wù)的雙向業(yè)務(wù)，如電話、計算機通信、影視點播及各類交互式視頻業(yè)務(wù)等。若一個光結(jié)點的用戶數(shù)太多，則雙向傳輸?shù)纳闲蓄l道就會存在兩個問題：一是若接在一條同軸電纜支線上的成百上千用戶的回傳信號，同時搶占同一放大器狹窄的上行頻道，將會造成通信阻塞；二是在樹形或星形網(wǎng)絡(luò)中，一多個反向放大器的輸出噪聲向一個通路匯集，加上上行頻道處于低頻頻段，易受外界干擾，導(dǎo)致上行通路的信噪比很小。為此，必須縮小模式中光結(jié)點的服務(wù)區(qū)域，讓光纖盡可能地滲透到用戶附近，置路邊（Curb）平臺，一個Curb管轄的范圍最好在500戶以下，且只含有一級或兩級放大器。可在FTF模式基礎(chǔ)上改造為FTC模式，即逐步增加光結(jié)點的光接收機與回傳光發(fā)射機，相當(dāng)于增加了光結(jié)點，使每個光結(jié)點所服務(wù)的用戶數(shù)相應(yīng)減少，且隨著發(fā)展逐步地把光接收機和回傳光發(fā)射機向用戶推進。

（3）光纖到最后一個放大器（FTLA） 目前國外正在研究FTLA，該模式為無源同軸網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)是在光接收機后不再使用放大器，完全靠無源同軸電纜及部件把射頻信號直接分配給每一用戶，這樣網(wǎng)絡(luò)的可靠性得到進一步提高，而信息的回傳也將非常暢通。

淺析網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)及應(yīng)用:廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計

摘 要：廣域繼電保護是針對傳統(tǒng)后備保護中存在的突出問題所提出的的一種電力繼電保護新思路，在進行廣域繼電保護的設(shè)計實現(xiàn)過程中，擁有實時、可靠的通信網(wǎng)絡(luò)是實現(xiàn)廣域繼電保護的重要基礎(chǔ)，廣域繼電保護的分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)就是針對這一要求設(shè)計實現(xiàn)的。本文主要結(jié)合廣域繼電保護的分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從廣域繼電保護的IED接入變電站網(wǎng)絡(luò)以及廣域繼電保護的IED接入電力通信網(wǎng)等方面，對于基于MSTP平臺的廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的通信組網(wǎng)設(shè)計進行分析論述，以推進廣域繼電保護網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與通信水平的發(fā)展提升。

關(guān)鍵詞：廣域；繼電保護；分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)；通信網(wǎng)絡(luò)；拓撲結(jié)構(gòu)；設(shè)計；分析

隨著現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展提升以及智能化電網(wǎng)建設(shè)的不斷加快，在現(xiàn)代化電網(wǎng)建設(shè)中，先進計算機信息應(yīng)用技術(shù)以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、電力電子技術(shù)等，不僅在電網(wǎng)建設(shè)中的應(yīng)用實現(xiàn)更為廣泛，并且對于電網(wǎng)建設(shè)與發(fā)展的促進作用也越來越明顯。電網(wǎng)建設(shè)與電力系統(tǒng)工作運行過程中，傳統(tǒng)的后備保護方式不僅保護整定比較復(fù)雜，并且保護動作延時較長，電網(wǎng)運行過程中，一旦電網(wǎng)結(jié)構(gòu)或者運行工況發(fā)生預(yù)設(shè)以外的變化時，電網(wǎng)的后備保護功能與作用很難得到保障，因而會對于整個電網(wǎng)的工作運行以及穩(wěn)定性產(chǎn)生不利影響，基于網(wǎng)絡(luò)通信以及廣域測量技術(shù)的廣域繼電保護就是針對這種傳統(tǒng)后備保護模式的問題，提出的一種電網(wǎng)運行保護新思路和新模式。廣域繼電保護模式在進行電網(wǎng)運行保護中，根據(jù)該保護模式的保護算法與分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)情況，進行高效以及雙向、實時、自愈、安全、可靠的通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建，是廣域繼電保護模式實現(xiàn)的基礎(chǔ)。本文將結(jié)合廣域繼電保護模式的分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征，從廣域繼電保護模式中IED與變電站網(wǎng)絡(luò)的接入實現(xiàn)，以及廣域繼電保護IED與電力通信網(wǎng)絡(luò)的接入實現(xiàn)兩個方面，對于基于MSTP平臺的廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計進行分析論述。

1 廣域繼電保護的分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特征分析

廣域繼電保護作為電網(wǎng)運行保護的一種新模式以及電力系統(tǒng)的新增業(yè)務(wù)，其分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要將整個保護網(wǎng)絡(luò)分為三個結(jié)構(gòu)層次，即接入層、匯聚層以及核心層。廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)計中，關(guān)鍵是對于與數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)以及電力通信網(wǎng)絡(luò)的接入進行設(shè)計實現(xiàn)，以在滿足廣域繼電保護功能的同時，不對于變電站以及電力通信網(wǎng)絡(luò)中現(xiàn)有的業(yè)務(wù)功能產(chǎn)生影響。在該廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，主要采用的是變電站信息集中和區(qū)域集中決策相協(xié)調(diào)的分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。在該分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，變電站以及調(diào)度中心內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中IED1到IEDn均表示智能電子設(shè)備，其中，子站中的廣域繼電保護IED被定義為TCU，主站中的廣域繼電保護的IED被定義為DCU，而調(diào)度中心的廣域繼電保護IED則被定義為MU，而目前所謂的廣域繼電保護主要是指實現(xiàn)同一電壓等級下的線路保護；在廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，通常情況下，從廣域通信網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)層面上來看，同一電壓等級的整個電網(wǎng)廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)主要包含三個層次結(jié)構(gòu)，即接入層以及匯聚層、核心層，在進行廣域繼電保護通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建過程中，將整個廣域電網(wǎng)看作是若干個有限區(qū)域共同組成，然后在每個區(qū)域選擇其中的一個變電站作為主站，將所有區(qū)域的主站設(shè)置為匯聚層，對于子站TCU上傳的信息內(nèi)容進行匯聚，同時以主站為中心進行區(qū)域劃分實現(xiàn)，將區(qū)域內(nèi)部除主站外的其他變電站歸結(jié)設(shè)置為子站，這樣一來整個廣域電網(wǎng)內(nèi)的子站就構(gòu)成了接入層，而廣域電網(wǎng)的調(diào)度中心MU則是整個分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的核心層。

在廣域繼電保護的分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，子站中的廣域繼電保護主要由信息采集單元和跳閘執(zhí)行單元兩個結(jié)構(gòu)部分組成，其中，信息采集單元的主要功能作用包括，進行啟動元件的判斷以及被保護線路模擬量與開關(guān)量的測量等，并且在進行被保護線路模擬量測量中，進行模擬量測量預(yù)處理后，進行相量值的計算，并將計算所得的相量值與開關(guān)量通過遠程通信網(wǎng)絡(luò)傳送到主站中；而在子站廣域繼電保護的跳閘執(zhí)行單元結(jié)構(gòu)部分，其主要功能為接受主站的控制命令，并在與本地的傳統(tǒng)在后備保護進行綜合決策后，進行相應(yīng)斷路器的跳合閘操作控制，同時上傳指令到廣域電網(wǎng)主站與調(diào)度中心結(jié)構(gòu)部分。而在廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，主站中的廣域繼電保護主要由信息采集單元與綜合決策單元兩個部分組成，其中信息采集單元在承擔(dān)主站中的TCU任務(wù)，進行本區(qū)域內(nèi)TCU上傳信息的收集同時，進行調(diào)度中心下指令的接受；而主站中的廣域繼電保護綜合決策單元，則具有定時根據(jù)子站上傳信息進行廣域繼電保護運算，并且在區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)故障問題后，進行故障問題處理決策的制定與下發(fā)，以實現(xiàn)對于相關(guān)故障問題的切除控制。最后，廣域繼電保護的調(diào)度中心結(jié)構(gòu)部分，主要是進行各區(qū)域廣域繼電保護系統(tǒng)運行情況以及全網(wǎng)實時拓撲結(jié)構(gòu)、故障記錄查詢等的實施協(xié)調(diào)與監(jiān)控。

2 廣域繼電保護IED接入變電站網(wǎng)絡(luò)與電力通信網(wǎng)

2.1 廣域繼電保護IED接入變電站網(wǎng)絡(luò)

對于廣域繼電保護IED接入變電站網(wǎng)絡(luò)，需要結(jié)合數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)的通信設(shè)計方案，在確定數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)的通信方案后，進行廣域繼電保護IED接入變電站網(wǎng)絡(luò)的設(shè)置實現(xiàn)。通常情況下，在數(shù)字化變電站通信中，應(yīng)用較多的通信網(wǎng)絡(luò)方案主要有獨立過程網(wǎng)絡(luò)與全站統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)兩種網(wǎng)絡(luò)通信方案。其中，獨立過程網(wǎng)絡(luò)是一種比較容易實現(xiàn)的數(shù)字化變電站網(wǎng)絡(luò)通信方案，而全站統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)具有信息高度共享的特征優(yōu)勢，是數(shù)字化變電站通信網(wǎng)絡(luò)的最終方案形態(tài)。以220kV的兩電壓等級數(shù)字化變電站為例，在廣域繼電保護TCU/DCU接入數(shù)字化變電站的全站統(tǒng)一網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中，數(shù)字化變電站的低壓側(cè)主要采用的是集中備用的雙星形冗余網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)，而在數(shù)字化變電站的高壓側(cè)，對于每一套單一間隔設(shè)備通過間隔交換機和本間隔內(nèi)的合并單元以及斷路器智能終端等過程層設(shè)備進行相互連接實現(xiàn)從而形成一個通信子網(wǎng)，數(shù)字化變電站的低壓側(cè)單一間隔設(shè)備則通過間隔交換機與集中備用交換機，與本間隔內(nèi)的過程層設(shè)備進行相互連接實現(xiàn)。此外，對于上述網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)中，跨間隔設(shè)備在高壓側(cè)是通過公共交換機與本間隔內(nèi)過程層設(shè)備相連實現(xiàn)，低壓側(cè)保護則是通過另一公共交換機與連接實現(xiàn)。

2.2 廣域繼電保護IED接入電力通信網(wǎng)

廣域繼電保護IED與電力通信網(wǎng)的接入實現(xiàn)，則是在以MSTP作為傳輸平臺的情況下，通過將廣域繼電保護的網(wǎng)絡(luò)通信業(yè)務(wù)接入到電力通信網(wǎng)的方式，實現(xiàn)廣域繼電保護IED接入電力通信網(wǎng)，即為廣域繼電保護業(yè)務(wù)與變電站其他業(yè)務(wù)通過MSTP平臺設(shè)備接入到電力通信網(wǎng)的傳輸模型結(jié)構(gòu)。

3 廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計

根據(jù)上文所述可知，在進行廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計實現(xiàn)過程中，主要是以MSTP設(shè)備的接入或者說是以MSTP作為平臺設(shè)計實現(xiàn)的。

首先，在進行廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的HVPLS網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)設(shè)計過程中，接入MSTP平臺設(shè)備的以太網(wǎng)接口業(yè)務(wù)主要包括，廣域繼電保護數(shù)據(jù)網(wǎng)、調(diào)度數(shù)據(jù)網(wǎng)、綜合數(shù)據(jù)網(wǎng)等，各種業(yè)務(wù)通過不同以太網(wǎng)接口的接入，并以各自獨立的虛擬網(wǎng)橋，實現(xiàn)相互連接。在廣域繼電保護模式中，分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的廣域繼電保護是一種集中式業(yè)務(wù)形式，保護區(qū)域內(nèi)子站廣域繼電保護信息均向主站匯集，并最終匯集到核心層結(jié)構(gòu)中，以組網(wǎng)方式實現(xiàn)點到多點、多點到點的網(wǎng)絡(luò)通信傳輸結(jié)構(gòu)形式。此外，在進行廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中信息傳輸方式以及過程的設(shè)計中，由于MSTP以太網(wǎng)業(yè)務(wù)處理單板具有匯聚功能，能夠通過以太網(wǎng)進行多個接口的數(shù)據(jù)連接實現(xiàn)，因此，在進行廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)信息傳輸方式與過程設(shè)計中，主要是以這種子站、調(diào)度中心以及主站等結(jié)構(gòu)相互連接的方式設(shè)計實現(xiàn)，以滿足廣域網(wǎng)運行過程中，運行傳輸業(yè)務(wù)對于傳輸通道的帶寬需求，同時對于降低廣域網(wǎng)通信傳輸過程中的故障率也有著積極的作用。。

結(jié)語

總之，高效、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)通信是廣域繼電保護實現(xiàn)的基礎(chǔ)，進行廣域繼電保護分層系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)拓撲設(shè)計，有利于促進廣域繼電保護在電網(wǎng)運行與建設(shè)中的推廣應(yīng)用，對于電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行實現(xiàn)有著積極作用和意義。

淺析網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)及應(yīng)用:計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)分析

摘要：通過對計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的概念、分類、特點的介紹，在分析其復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，探討出計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)模型的有效構(gòu)建，對其在實際應(yīng)用中的冗余設(shè)計進行了研究，提高了網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)設(shè)計的可靠性、安全性。

關(guān)鍵詞：計算機網(wǎng)絡(luò)；拓撲結(jié)構(gòu)；網(wǎng)絡(luò)協(xié)議；冗余設(shè)計

作者簡介：吳亞軍(1974-)，男，江蘇如皋人，江蘇教育學(xué)院如皋分院如皋高等師范學(xué)校講師，研究方向為計算機網(wǎng)絡(luò)。

0引言

計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)分析是指從邏輯上抽象出網(wǎng)上計算機、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備以及傳輸媒介所構(gòu)成的線與節(jié)點間的關(guān)系加以研究。

1計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的概念和分類

計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲結(jié)構(gòu)是指網(wǎng)上計算機或網(wǎng)絡(luò)設(shè)備與傳輸媒介所構(gòu)成的線與節(jié)點的物理構(gòu)成模式。計算機網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點一般有兩大類：一是交換和轉(zhuǎn)換網(wǎng)絡(luò)信息的轉(zhuǎn)接節(jié)點，主要有：終端控制器、集線器、交換機等；二是各訪問節(jié)點，主要是終端和計算機主機等。其中線主要是指計算機網(wǎng)絡(luò)中的傳輸媒介，其有有形的，也有無形的，有形的叫“有線”，無形的叫“無線”。根據(jù)節(jié)點和線的連接形式，計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)主要分為：總線型、星型、樹型、環(huán)型、網(wǎng)狀型、全互聯(lián)型拓撲結(jié)構(gòu)。 如圖1所示。

圖1計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)圖

總線型主要是由一條高速主干電纜也就是總線跟若干節(jié)點進行連接而成的網(wǎng)絡(luò)形式。此網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點在于其靈活簡單，容易構(gòu)建，性能較好；缺點是總線故障將對整個網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生影響，即主干總線將決定著整個網(wǎng)絡(luò)的命運。星型網(wǎng)絡(luò)主要是通過中央節(jié)點集線器跟周圍各節(jié)點進行連接而構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)。此網(wǎng)絡(luò)通信必須通過中央節(jié)點方可實現(xiàn)。星型結(jié)構(gòu)的優(yōu)點在于其構(gòu)網(wǎng)簡便、結(jié)構(gòu)靈活，便于管理等；缺點是其中央節(jié)點負擔(dān)較重，容易形成系統(tǒng)的“瓶頸”，線路的利用率也不高。樹型拓撲是一種分級結(jié)構(gòu)。在樹型結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)中，任意兩個節(jié)點之間不產(chǎn)生回路，每條通路都支持雙向傳輸。這種結(jié)構(gòu)的特點是擴充方便、靈活，成本低，易推廣，適合于分主次或分等級的層次型管理系統(tǒng)。環(huán)型拓撲結(jié)構(gòu)主要是通過各節(jié)點首尾的彼此連接從而形成一個閉合環(huán)型線路，其信息的傳送是單向的，每個節(jié)點需安裝中繼器，以接收、放大、發(fā)送信號。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，建網(wǎng)容易，便于管理；其缺點是當(dāng)節(jié)點過多時，將影響傳輸效率，不利于擴充。網(wǎng)狀型主要用于廣域網(wǎng)，由于節(jié)點之間有多條線路相連，所以網(wǎng)絡(luò)的可靠性較高。由于結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，建設(shè)成本較高。

2計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲的特點

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)越來越呈現(xiàn)出一種復(fù)雜性。近些年來對于計算機拓撲的研究，越來越趨向于計算機拓撲節(jié)點度的冪律分布特點。這種分布在規(guī)模不同的網(wǎng)絡(luò)拓撲中表現(xiàn)出一定的穩(wěn)定性，也就是指，在規(guī)模不同的計算機拓撲中，它們的節(jié)點度表現(xiàn)出一種冪律分布，即：P(k)=k-β。其中，β一般在2―3這個小范圍內(nèi)進行波動，k是指節(jié)點度，P(k)表示度為k的節(jié)點出現(xiàn)的概率，即分布率。

計算機網(wǎng)絡(luò)作為一個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，從其通信網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化目的來說，其實現(xiàn)節(jié)點間平均距離最小化、網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)最小化是其拓撲優(yōu)化的主要目標(biāo)，即未來通信網(wǎng)絡(luò)的趨勢就是小世界網(wǎng)絡(luò)。可是計算機網(wǎng)絡(luò)所覆蓋的范圍非常巨大，具有全球性，其拓撲結(jié)構(gòu)的發(fā)展還面臨著許多技術(shù)上的問題。所以，對于計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的優(yōu)化目標(biāo)的實現(xiàn)有點不大可能。但盡管計算機的發(fā)展并不能實現(xiàn)拓撲設(shè)計的整體優(yōu)化，它的小世界、較少邊、高聚集等特性足以表明其還是具有小范圍優(yōu)化的特點，這些特點的產(chǎn)生可表現(xiàn)出其一些規(guī)律，即計算機網(wǎng)絡(luò)具有優(yōu)先連接和生長的規(guī)律。生長表示的是計算機具有動態(tài)增長的特性，所以計算機的拓撲結(jié)構(gòu)也是一個動態(tài)的過程。優(yōu)先連接規(guī)律表示新節(jié)點進入計算機網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則，即在新節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)時會選擇擁有較大連接數(shù)的節(jié)點進行連接。

3計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲模型的構(gòu)建

3.1一種復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)拓撲模型

在世人發(fā)現(xiàn)計算機網(wǎng)絡(luò)節(jié)點度具有冪律分布的規(guī)律之后，計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲模型的構(gòu)建產(chǎn)生巨大的轉(zhuǎn)變。大家更多的選擇從優(yōu)先連接和生長等這一網(wǎng)絡(luò)拓撲規(guī)律入手進行計算機網(wǎng)絡(luò)的拓撲建模，其主要是為了讓符合現(xiàn)實計算機拓撲性質(zhì)的模型通過一些簡單規(guī)則的演化讓其自動地產(chǎn)生出來。利用優(yōu)先連接來對新節(jié)點加入網(wǎng)絡(luò)的過程進行描述還比較粗糙，首先是因為新節(jié)點在加入之前，對網(wǎng)絡(luò)全局的信息進行了解和把握具有很大的難度，其次一個原因是單一的優(yōu)先連接不能夠描述復(fù)雜的加入決策過程，而且在全網(wǎng)中容易形成少量的集散節(jié)點。所以要建立更加符合現(xiàn)實計算機拓撲特征的網(wǎng)絡(luò)模型則需要考慮更完善的加入規(guī)則。

現(xiàn)在對于構(gòu)建計算機模型主要是依據(jù)自治域級和路由器級，但由于計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲特性在不同層次和不同規(guī)模中表現(xiàn)出某種本質(zhì)上的相似性，所以，本拓撲模型的構(gòu)建都適應(yīng)于這兩個級。此模型主要的規(guī)則是前面提到的通過生長和局部優(yōu)先連接，來形成計算機拓撲模型，這種形成機制就好像一個層次化比較強的選舉過程，如圖2所示：

圖2計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲模型

此模型首先假設(shè)在一個平面中分布著n個節(jié)點，并存在著一個離散的均勻走動的時鐘，這些節(jié)點都清楚自己是何時進入網(wǎng)絡(luò)的，這些節(jié)點進入網(wǎng)絡(luò)的時刻分布是從零時刻開始至具體某一特定時刻內(nèi)的隨機分布。每個節(jié)點進入網(wǎng)絡(luò)前后的動作就是接收和發(fā)送消息及依據(jù)所接收的消息產(chǎn)生響應(yīng)。發(fā)送和接收的消息中包括了自己的優(yōu)先度以及消息傳達的范圍等內(nèi)容。并且這些節(jié)點優(yōu)先度將對其消息傳送的范圍即輻射半徑產(chǎn)生直接的影響。在節(jié)點接收消息之后往往是按照消息源的優(yōu)先度來確定其是否跟發(fā)送消息的節(jié)點建立連接，若所接收到的許多消息源節(jié)點存在相近的優(yōu)先度，其將會隨機地選擇一個消息源節(jié)點進行連接。通過這種規(guī)則進行不斷的演化和發(fā)展，將會得出圖2的結(jié)果。其中a圖表示計算機網(wǎng)絡(luò)形成的初始階段，那時僅僅只有一小部分節(jié)點進行活動，每個節(jié)點度都比較小，其發(fā)送和接收消息的范圍還比較小，所以這些節(jié)點往往只跟自己相鄰的節(jié)點進行連接。而隨著時間的不斷推進，節(jié)點度的不斷增加，各個節(jié)點的消息所能到達的距離越來越遠，即所形成的連接會越來越大、越來越多。在局部區(qū)域勝出的節(jié)點代表整個區(qū)域參與更大范圍的競爭，以致形成更大區(qū)域的代表。這個過程將持續(xù)下去，直到網(wǎng)絡(luò)中形成幾個較大的聚集中心。如圖2(b)、(c)所示，這種自組織的層次網(wǎng)絡(luò)并不具有預(yù)先設(shè)置的層次數(shù)。這就是計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)的形成模型，是一種消息自組織和傳遞接收的模型。

3.2網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)體系與網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的設(shè)置

由于網(wǎng)絡(luò)拓撲類型的多樣性，使得計算機網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變。在這個系統(tǒng)中，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)供給者和請求者之間的通信是在一個復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中進行的。對于復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)中的問題，必須建立起符合計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)體系的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。具體問題如下：①語言不同的網(wǎng)絡(luò)實體如何才可實現(xiàn)彼此通信?②如何才能保證網(wǎng)絡(luò)實體正確接收數(shù)據(jù)?③怎樣實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)中各實體之間的聯(lián)系？④數(shù)據(jù)怎樣傳送給指定的接收者?⑤怎樣避免網(wǎng)絡(luò)上數(shù)據(jù)傳輸沖突問題，怎樣對數(shù)據(jù)流進行控制以避免數(shù)據(jù)信息丟失?⑥如何通過介質(zhì)進行網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)信息的傳輸？⑦在物理上的各種傳輸線路是如何建立的？

對于上述問題的解決，建立計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)體系是一種有效途徑。計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)體系主要是對網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)功能進行有效的分解，接著對各種分解后的功能進行設(shè)定，以滿意用戶的需求。這種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)體系其實就是一個層次結(jié)構(gòu)，它的特點主要是任何一層都是在前一層的基礎(chǔ)上建立起來的，其低層總是為高層服務(wù)。比如，第N層中的實體在實現(xiàn)自身定義的功能時，就充分利用N-1層提供的服務(wù)，由于N-1層同樣使用了N-2層的服務(wù)，所以N層也間接利用了N-2 層提供的功能。N層是將以下各層的功能“增值”，即加上自己的功能，為N+1提供更完善的服務(wù)，同時屏蔽具體實現(xiàn)這些功能的細節(jié)。其中，最低層是只提供服務(wù)而不使用其他層服務(wù)的基本層；而最高層肯定是應(yīng)用層，它是系統(tǒng)最終目標(biāo)的體現(xiàn)。

因此，計算機網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)體系的核心是如何合理地劃分層次，并確定每個層次的特定功能及相鄰層次之間的接口。由于各種局域網(wǎng)的不斷出現(xiàn)，迫切需要不同機種互聯(lián)，以滿足信息交換、資源共享及分布式處理等需求，這就要求計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化。在計算機網(wǎng)絡(luò)分層結(jié)構(gòu)體系中，通常把每一層在通信中用到的規(guī)則與約定稱為協(xié)議。協(xié)議是一組形式化的描述，它是計算機通信的語言，也是計算機網(wǎng)絡(luò)軟硬件開發(fā)的依據(jù)。網(wǎng)絡(luò)中的計算機如果要相互“交談”，它們就必須使用一種標(biāo)準(zhǔn)的語言，有了共同的語言，交談的雙方才能相互“溝通”。考慮到環(huán)境及通信介質(zhì)的不可靠性，通信雙方要密切配合才能完成任務(wù)。通信前，雙方要取得聯(lián)絡(luò)，并協(xié)商通信參數(shù)、方式等；在通信過程中，要控制流量，進行錯誤檢測與恢復(fù)，保證所傳輸?shù)男畔?zhǔn)確無誤；在通信后，要釋放有關(guān)資源(如通信線路等)。由于這種通信是在不同的機器之間進行，故只能通過雙方交換特定的控制信息才能實現(xiàn)上述目的，而交換信息必須按一定的規(guī)則進行，只有這樣雙方才能保持同步，并能理解對方的要求。

4計算機網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)冗余設(shè)計分析

計算機網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)冗余設(shè)計主要是指節(jié)點之間的鏈路冗余，也就是指在一條鏈路發(fā)生斷路時，可以通過其他冗余的鏈路進行通信，以保證數(shù)據(jù)的安全。網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)冗余設(shè)計一般是包括核心層和接入層兩個方面的冗余設(shè)計，核心層冗余設(shè)計主要是采用了節(jié)點之間的連線的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)進行，即在一條線路斷路時可以通過其他的兩條或者兩條以上的線路進行通信；接入層冗余設(shè)計一般是通過雙上聯(lián)或者三上聯(lián)的方式進行的。

5結(jié)束語

在實際應(yīng)用中，為了適應(yīng)不同的要求，拓撲結(jié)構(gòu)不一定是單一的，往往都是幾種結(jié)構(gòu)的混用。這些結(jié)構(gòu)的混合使得計算機網(wǎng)絡(luò)復(fù)雜性極強，在其拓撲結(jié)構(gòu)構(gòu)建和形成中表現(xiàn)出來、具體所形成的拓撲規(guī)則是：Internet網(wǎng)絡(luò)中節(jié)點的生長性和優(yōu)先連接。通過其不斷的生長以及生長出的節(jié)點的優(yōu)先連接，從而使網(wǎng)絡(luò)拓撲形成一種消息自組織和傳遞的過程，最終發(fā)展成一種網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)體系，其核心是一種層次結(jié)構(gòu)，通過協(xié)議加以溝通，進行信息的傳遞。此外在設(shè)計過程中，還應(yīng)充分考慮網(wǎng)絡(luò)的冗余設(shè)計，最大限度地保證網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的可靠性、安全性。