計算機網絡拓撲結構研究

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計算機網絡拓撲結構研究:基于復雜網絡理論的計算機網絡拓撲研究

【摘 要】隨著社會科學技術的不斷發展，計算機網絡應用技術也隨之形成，人們對計算機網絡的要求越來越高，而以往的計算機網絡體系已經不能滿足人們的需求，因此需要對計算機網絡技術加以創新與改革。復雜網絡理論的出現，給計算機網絡的領域帶來了新鮮的元素，復雜網絡理論對計算機網絡的拓撲起著非常重要的作用，但在其中也存在一些不足與問題。本文針對基于復雜網絡理論的計算機網絡拓撲進行深入的研究與探討。

【關鍵詞】復雜網絡理論；計算機網絡；網絡拓撲

隨著計算機技術的不斷普及，計算機網絡在人們的日常生活中起著非常重要的作用。而以往的計算機網絡比較局限，網絡形式也比較單一，隨著人們對計算機網絡的大量需求，使得以往的計算機網絡并不能適應現代人的需要。因此，開發新的適合大眾的計算機網絡就顯得尤為重要。而計算機網絡的拓撲一直是計算機網絡的重要組成部分，對計算機網絡拓撲的研究也是計算機工作者研究的重要課題，復雜網絡理論的出現使得計算機網絡拓撲有了新的進展，并在這種復雜網絡理論的基礎上，對計算機網絡拓撲進行研究對于研究人員來說就會輕松的多[1]。

一、復雜網絡理論

隨著計算機網絡在人們的生活中越來越重要，使得計算機網絡在其發展領域也需要不斷的進行創新與開發。但計算機網絡確是一門深奧難懂的學科，并不能簡單的對其進行研究，應該不斷運用新的思想、新的技術對計算機網絡進行深入探索。在現在高科技發展的時代，計算機網絡已經成為了眾多研究領域的重要基礎學科，其應用范圍非常廣泛[2]。實際上，計算機網絡就是由分散在全國各地的計算機設備通過通信線路連接到一起的信息網絡，其覆蓋面非常廣，計算機網絡的最大好處是可以實現計算機與計算機之間的信息資源共享和信息資源的傳遞。

對計算機網絡進行研究，需要用到很多與計算機網絡相關的數據，其中主要有網絡的度值、網絡的平均距離、網絡的聚集系數等。下面對這幾種數據及其作用進行解釋與分析：①度作為網絡研究中的重要數據，對網絡的拓撲研究起到重要的作用。度是指連接網路兩個節點之間的線路數，度的主要作用是為了研究網絡的性質，度的分布情況決定了網絡體系的主要特性，也能表現出網絡中數據的變化情況；②網絡的平局距離是指在一定時間里，對網絡節點之間進行分離的數據信息，其主要作用是描述信息在網絡中的傳輸速度；③網絡的聚集系數是指描述網絡節點之間的聚集程度的系數。主要作用是體現網路的聚集程度，聚集系數大，表示網絡在這一階段的信息傳送量大，聚集系數小，表示這一階段網絡不繁忙，信息數據較少。

網絡的拓撲結構是指在物理的空間里，用計算機數據的傳送介質將實際的計算機設備相互連接在一起的網絡形式結構，這種結構可以很方便的看出計算機設備的物理空間分布情況，并對其進行物理分析，以此來研究計算機網絡結構。網絡拓撲結構有很多種，不同的網絡系統需要用不同的網絡拓撲結構進行分析。通過對網絡拓撲結構的分析，來清楚的對實際計算機網絡進行研究，這種方法使計算機的復雜網絡以一種很直觀的方式呈現，有利于計算機網絡研究人員進行分析與探討。網絡拓撲結構的形式多種多樣，有復雜的也有相對簡單的，但通常情況下，人們采用一般性的網絡拓撲結構進行網絡分析，這樣的拓撲結構形式簡單易懂，結構清晰明了，并且結構圖中的聚集系數較小，分布較為均勻。但對于一些較為復雜的網絡結構，應用簡單的拓撲結構不足以反應復雜網絡結構的特征。

二、復雜網絡理論對計算機網絡拓撲中的作用

計算機網絡拓撲在計算機網絡中的應用越來越廣泛，但對于以往的簡單網絡結構來說，簡單的網絡拓撲結構已經可以滿足當時的網絡要求。隨著社會上用網人群的不斷增多，使計算機網絡的系統逐漸龐大起來，也使網絡間的傳輸信息量逐漸增多，這種情況導致以往的網絡系統結構已經不能滿足現有的網絡需求量。而此時，基于復雜網絡理論基礎的網絡拓撲結構的出現給網絡系統注入新鮮的血液。計算機網絡研究人員正致力于對復雜的網絡理論進行剖析，從不同的方向對復雜的網絡理論進行研究，并將其中重點的理論知識應用到實際網絡中去，使之與網絡拓撲結構相融合，創新出更符合現代人需求的計算機網絡體系[3]。運用復雜的網絡理論可以研究網絡系統結構的實質及特點，通過研究的數據畫出網絡拓撲圖，再通過網絡拓撲圖進行網絡系統的研究。

以往的計算機網絡保護性并不強，當計算機受到外界的干擾或者病毒侵害時，系統很脆弱，很容易崩潰。但是在復雜網絡理論中，可以很好的對計算機網絡進行保護，對計算機網絡建立良好的保護系統，并提高計算機網絡自身的防御力，使其不至于在外界不良因素的影響下受到無防范的攻擊，導致計算機受到損害甚至系統坍塌。基于復雜網絡理論的計算機網絡拓撲結構可以在受到任何外部攻擊的情況下，都能夠保持網絡系統穩定的運行[4]。

三、復雜網絡理論的發展前景

復雜網絡理論的應用是計算機網絡拓撲中的重大突破。隨著信息社會的來臨，計算機網絡在人們的生活中的作用越來越大，而復雜網絡的作用也會隨之增強，不同的復雜網絡理論會被應用到不同的網絡拓撲結構中去，也會對不同的網絡體系結構產生巨大的影響。

四、總結

隨著計算機網絡的不斷發展，計算機的體系結構不斷強大，其網絡數據信息隨之增加，網絡規模也不斷擴大，使得計算機網絡需要隨著時代的進步而逐漸進行不斷的創新與發展，復雜網絡理論是研究計算機網絡拓撲結構的重要手段，技術人員需要運用復雜網絡理論對計算機網絡系統進行分析與研究，從而得到更為強大的計算機網絡系統，以滿人們對網絡信息的需求。

計算機網絡拓撲結構研究:淺談計算機網絡拓撲結構

摘要：進一步挖掘開發復雜網絡理論構筑下的計算機網絡拓撲構建鋪設技術在網絡產業中的潛在價值，持續改進優化既存的計算機網絡構建方法模式，及時合理地進行計算機網絡構建的新思維、新技術、新設備的推廣普及，從而在優化當下計算機網絡整體架構結構以及穩步提升用戶網絡體驗的同時，更加快速有效地進行基于復雜網絡理論技術構筑的拓撲技術的實施推進與網絡產業實體效益之間的良性轉化。

關鍵詞：復雜網絡；理論構筑；計算機網絡拓撲；優化探究；技術改進

網絡資源的局限性無法及時適配網絡用戶數量的井噴式增長，其中尤以在網絡基礎架設構筑層面應用最為普遍的計算機網絡技術拓撲所遭遇的節點數據包、網域數據輸送壓力負載、用戶上網體驗欠佳等集中性瓶頸問題，為了維持龐大復雜的計算機網絡系統的正常、效率地運轉，迅速合理地對基于復雜網絡理論構筑的全新網絡拓撲技術的理論支撐與轉換適配，就顯得必要而關鍵。而將全新多元的計算機網絡拓撲技術與網絡體系架設鋪展應用管理進一步交互、調整、優化，不僅可以迅速緩解目前商用計算機網絡系統的供求壓力，而且也可以深入細致地優化既存的網絡產業整體結構。

1 現階段復雜網絡理論構筑的內涵屬性與架構特征

1.1 復雜網絡的基本內涵

復雜網絡（Complex Network）作為一個計算機領域的術語名詞，所蘊含的內涵相對抽象，概括而言，就是指基本具備小世界、無標度、吸引子、自相似、自組織中的部分或者所有屬性特征的網絡架構。其理論構筑的核心內容則包含網絡系統的演化進階、演化規律的釋放、演化動力學的基體層次以及網絡系統模型的形成機制、幾何屬性、結構穩定性等等。而在以上核心內涵之中，小世界、集團性、冪律的度值則是對復雜網絡理論構筑進行解析探究的關鍵要點。

1.2 復雜網絡的架構特征

首先，小世界（small world）是構建復雜網絡的基本單元。所謂的小世界是將空間概念內的相互聯系的無數個節點有機交互連接而形成的網絡系統的計算機抽象化的概念表述。復雜網絡即是通過無數小世界的單位組建為基礎元件，并將每個小世界單元元件的任意兩個節點相互連接，形成公用的路徑通道，作為數據信息運載流通的網絡紋線。

其次則是集團性的交互連接態勢導向日趨明顯。復雜網絡作為一種空間視域的各個小世界、子系統的混合集合體，其當然地包含了系統內各個子系統的集團性。而這種系統內部單元個體之間的集團交互性，也使得復雜網絡的整體架構的兼容性與再塑性得以進行多元細化的延伸拓展。

第三，冪律的度值涵蓋的視域逐漸多元。度是復雜網絡系統中的一個主要概念名詞，其指的是節點以及與其相關聯的單位數量，其具備與復雜網絡內各個單位小世界同樣的度的集團交互性，而介數則又是度在小世界子系統中的具體體現，其是指在復雜網絡系統中所有以最短路徑經過某一節點的冪律的數量，它集中反映了節點的影響作用效力，也是冪律度值交互作用復雜網絡的主要數據包。

2 拓撲模型在計算機網絡中的基本體現以及主要適配

2.1 計算機網絡拓撲模型的主要特征

計算機網絡是以計算機群組為主要載體的復雜網絡的一種具體體現形式，均衡實現節點之間平均距離最小化、網絡邊數最小化則就當然地成為其在拓撲優化層面上的主要目標，而未來計算機網絡系統的繁雜趨勢也就是基于復雜網絡的小世界網絡架構。而計算機網絡所覆蓋延伸的空間范圍相當廣闊，為了維持龐大復雜的計算機網絡系統的正常、效率地運轉，迅速合理地對基于復雜網絡理論構筑的全新網絡拓撲技術的理論支撐與轉換適配，就顯得必要而關鍵。而其所具備的小世界、較少邊、高聚集獨特特點也使得計算機網絡進一步具備了優先連接與生長延伸的規律性優勢，優先連接規律通過新節點進入計算機網絡的規則創設，可以在新節點加入計算機網絡時自動有效地選擇具備較大連接數的節點進行優先連接，以節約帶寬。

2.2 當前計算機網絡拓撲模型適配構筑的基本現狀

首先是具開放性、人性化的UI操作成為當下計算機網絡拓撲理論構筑架設應用的趨勢。尤其是隨著用戶對網絡數據速率的認知度、高速上網業務依賴度呈現粘性化的增長，用戶越來越注重“人網合一”的交互式體驗，要求網絡數據業務鋪設服務的細節化、體貼化、效率化，這就對基于復雜網絡理論創設的計算機網絡系統提出了更為集中實效的階段題目。

其次是智能化、集約化的網絡體驗反饋。計算機網絡拓撲理論的架設應用在新技術的持續刺激下，越來越呈現復雜化、專業化的趨勢，這就對相關的使用操作人員的專業素養和實際操作提出了更高的要求。因此作為技術人員輔助工具的人工智能拓撲技術應運而生，它的合理應用，極大地提高了計算機網絡故障診斷和網絡維護的效率，同時也自然地降低了相關的投入成本，這也是對復雜網絡中集團性的實踐應用與有效延伸。

再者是計算機拓撲網絡系統安全化的普及性，安全性是網絡應用管理維持機體生命的基礎，基于安全性的理論探究和實際開發一直是網絡技術的重點和熱點。而由于具備時效性、低廉性、穩定性等諸多優勢，SNMP協議成為當下IP城域網構筑架設的主流趨勢。目前被普遍應用的是SNMP v l、SNMPv2，但現階段的SNMP v l、SNMPv2協議的可控制性還比較薄弱，而基于Web的軟件系統以其友好、統一的UI，兼之其在移動性以及系統平臺的便捷性和兼容性，逐漸成為除了SNMP協議以外首選的計算機拓撲網絡嵌入式技術平臺。

3 計算機網絡拓撲更新架設的途徑步驟

從現階段的復雜網絡體系運營發展的基本態勢而言，優先連接和生長拓展等網絡拓撲規律是進行計算機網絡的拓撲建模的基本導向與有效途徑，這兩大原則性規律主要是為了使得一系列適配計算機網絡拓撲性質的建模可以以更為簡單直觀的演化推衍而自動地產生運轉而被挖掘確立的。而目前對于構建計算機網絡模型的主要途徑也是依據基于復雜網絡下的自治域級和路由器級，而且鑒于計算機網絡的拓撲特性在不同層次、不同規模、不同架構中所體現的基于復雜網絡下的集團相似性，所以，計算機網絡拓撲模型的創設構筑都普遍適配以上兩個級別的網絡延伸。

3.1 細化改進計算機拓撲網絡的理論解析

首先，我們需要假設在計算機網絡這個模型系統內的某個平面中密集分布著無數個節點，而且還有一個具備離散性質的勻速運轉的時鐘模塊在網絡中作為節點連接點，而這些無數個節點進入網絡系統的時間軸都是確定的，那么這些節點進入網絡系統的時間點的分布狀態即是從零時刻開始至具體的某一特定時刻內的隨機分布的時間段的集合。

其次，每個節點進入網絡系統就開始接收、發送信息源，并實時依據其所接收的消息源進行響應反饋，發送和接收的消息中包括了節點自身的優先度以及消息傳達的范圍廣域。而在節點接收消息之后則會依照既有信息源的優先度值的實際變化，從而準確確定其是否跟發送消息的節點建立連接，如果其所接收的信息源節點存在相近優先度，那么該節點將會隨機性地選擇一個信息源節點進行嘗試性連接。

第三，在計算機網絡形成的初始階段，僅僅只有一小部分節點在進行有效活動，而且每個節點的度值都相對較小，其所發送、接收消息的范圍廣域也相對有限，所以這些節點往往會選擇臨近的節點進行嘗試連接。而伴隨著時間軸的演進以及節點度的持續增加，系統內的各個節點之間的信息數據發送接收的路徑長度也隨之增加，為了實現每個節點的數據信息源的有效釋放，系統內的節點就會開始復雜劇烈的交互，而最終單位小世界區域范圍勝出的節點會以其為中心節點進而形成更大區域的代表性小世界。而這個交互的衍變過程將不間斷地延續下去，直到網絡系統內形成幾個較大的聚集中心為主，最終構筑架構嚴密穩固的拓撲模型。

3.2 進一步引入全新前沿技術理論進行拓撲網絡更新延伸

通過引進現階段計算機拓撲網絡應用架設中的技術熱點，進一步更新既有的網絡構建的軟件系統，從而實現計算機網絡架構的協調優化，已經顯得刻不容緩。而從當前主流的計算機拓撲網絡架設格局現狀來剖析，基于分布式計算原理的CORBA技術和B/S網絡管理結構則是最契合最有效的網絡應用架設方式。

CORBA的網絡管理系統基于Client/Server的架構進行二次構造。其中服務方是指針對網絡元素和數據庫組成的被管對象進行的一些基本網絡服務，例如配置管理、性能管理等；客戶方則是面向用戶的一些界面，或者提供給用戶進一步開發的管理接口等。其中，從計算機網絡中獲取的網絡管理信息通常需要經過CORBA/SNMP網關或CORBA/CMIP網關進行轉換，這一部分在有的網絡管理系統中被抽象成CORBA的概念，更加符合當下計算機拓撲網絡的理論構筑更新改進。

B/S網絡管理結構模式是基于Intranet的需求而出現并發展的新型網絡應用架設方式。在B/S模式中，最大的益處就是運行維護比較簡便，且能實現不同人員、不同地點、以不同接入方式接入IP城域網網絡。其工作原理是計算機網絡中客戶端運行瀏覽器軟件，瀏覽器再以超文本的載體形式向Web服務器提出訪問數據庫的要求，Web服務器接受客戶端請求后，將這個請求轉化為SQL語法，并交給數據庫服務器，數據庫服務器得到請求后，驗證其合法性，并進行數據處理，然后將處理后的結果返回給Web服務器，Web服務器再一次將得到的所有結果進行轉化，形成HTML文檔形式，轉發給客戶端瀏覽器以友好的Web頁面形式顯示出來，這樣就極大地提升了網絡瀏覽的實際速率以及實時體驗，也很大程度上有效緩解了計算機拓撲網絡在用戶上網峰時負載運行的巨大壓力。

4 結束語

基于復雜網絡的計算機網絡拓撲技術的理論構建作為一項具有專業性、技術性、銜接性的步驟程序化工程，在整個網絡系統運營體系中發揮著調節優化的關鍵效用。從保障網絡系統整體的運營質量以及提升用戶上網體驗的基本前提出發，進一步推進計算機拓撲技術理論構建的深層次拓展以及高程度延伸，及時合理升級改良既存的計算機網絡拓撲技術理論構建的方法途徑，繼而穩步有效地提升整個網絡產業運營的綜合競爭力，最終實現網絡用戶消費體驗與網絡產業經濟效益的協調雙贏。

計算機網絡拓撲結構研究:計算機網絡拓撲結構分析

摘要：通過對計算機網絡拓撲結構的概念、分類、特點的介紹，在分析其復雜網絡結構的基礎上，探討出計算機網絡拓撲結構模型的有效構建，對其在實際應用中的冗余設計進行了研究，提高了網絡系統設計的可靠性、安全性。

關鍵詞：計算機網絡；拓撲結構；網絡協議；冗余設計

0引言

計算機網絡的拓撲結構分析是指從邏輯上抽象出網上計算機、網絡設備以及傳輸媒介所構成的線與節點間的關系加以研究。

1計算機網絡拓撲結構的概念和分類

計算機網絡的拓撲結構是指網上計算機或網絡設備與傳輸媒介所構成的線與節點的物理構成模式。計算機網絡的節點一般有兩大類：一是交換和轉換網絡信息的轉接節點，主要有：終端控制器、集線器、交換機等；二是各訪問節點，主要是終端和計算機主機等。其中線主要是指計算機網絡中的傳輸媒介，其有有形的，也有無形的，有形的叫“有線”，無形的叫“無線”。根據節點和線的連接形式，計算機網絡拓撲結構主要分為：總線型、星型、樹型、環型、網狀型、全互聯型拓撲結構。 如圖1所示。

圖1計算機網絡拓撲結構圖

總線型主要是由一條高速主干電纜也就是總線跟若干節點進行連接而成的網絡形式。此網絡結構的主要優點在于其靈活簡單，容易構建，性能較好；缺點是總線故障將對整個網絡產生影響，即主干總線將決定著整個網絡的命運。星型網絡主要是通過中央節點集線器跟周圍各節點進行連接而構成的網絡。此網絡通信必須通過中央節點方可實現。星型結構的優點在于其構網簡便、結構靈活，便于管理等；缺點是其中央節點負擔較重，容易形成系統的“瓶頸”，線路的利用率也不高。樹型拓撲是一種分級結構。在樹型結構的網絡中，任意兩個節點之間不產生回路，每條通路都支持雙向傳輸。這種結構的特點是擴充方便、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。環型拓撲結構主要是通過各節點首尾的彼此連接從而形成一個閉合環型線路，其信息的傳送是單向的，每個節點需安裝中繼器，以接收、放大、發送信號。這種結構的優點是結構簡單，建網容易，便于管理；其缺點是當節點過多時，將影響傳輸效率，不利于擴充。網狀型主要用于廣域網，由于節點之間有多條線路相連，所以網絡的可靠性較高。由于結構比較復雜，建設成本較高。

2計算機網絡拓撲的特點

隨著網絡技術的發展，計算機網絡拓撲結構越來越呈現出一種復雜性。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點度的冪律分布特點。這種分布在規模不同的網絡拓撲中表現出一定的穩定性，也就是指，在規模不同的計算機拓撲中，它們的節點度表現出一種冪律分布，即：P(k)=k-β。其中，β一般在2―3這個小范圍內進行波動，k是指節點度，P(k)表示度為k的節點出現的概率，即分布率。

計算機網絡作為一個復雜網絡，從其通信網絡的優化目的來說，其實現節點間平均距離最小化、網絡邊數最小化是其拓撲優化的主要目標，即未來通信網絡的趨勢就是小世界網絡。可是計算機網絡所覆蓋的范圍非常巨大，具有全球性，其拓撲結構的發展還面臨著許多技術上的問題。所以，對于計算機網絡拓撲結構的優化目標的實現有點不大可能。但盡管計算機的發展并不能實現拓撲設計的整體優化，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化的特點，這些特點的產生可表現出其一些規律，即計算機網絡具有優先連接和生長的規律。生長表示的是計算機具有動態增長的特性，所以計算機的拓撲結構也是一個動態的過程。優先連接規律表示新節點進入計算機網絡的規則，即在新節點加入網絡時會選擇擁有較大連接數的節點進行連接。

3計算機網絡拓撲模型的構建

3.1一種復雜網絡拓撲模型

在世人發現計算機網絡節點度具有冪律分布的規律之后，計算機網絡拓撲模型的構建產生巨大的轉變。大家更多的選擇從優先連接和生長等這一網絡拓撲規律入手進行計算機網絡的拓撲建模，其主要是為了讓符合現實計算機拓撲性質的模型通過一些簡單規則的演化讓其自動地產生出來。利用優先連接來對新節點加入網絡的過程進行描述還比較粗糙，首先是因為新節點在加入之前，對網絡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先連接不能夠描述復雜的加入決策過程，而且在全網中容易形成少量的集散節點。所以要建立更加符合現實計算機拓撲特征的網絡模型則需要考慮更完善的加入規則。

現在對于構建計算機模型主要是依據自治域級和路由器級，但由于計算機網絡拓撲特性在不同層次和不同規模中表現出某種本質上的相似性，所以，本拓撲模型的構建都適應于這兩個級。此模型主要的規則是前面提到的通過生長和局部優先連接，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計算機網絡拓撲模型

此模型首先假設在一個平面中分布著n個節點，并存在著一個離散的均勻走動的時鐘，這些節點都清楚自己是何時進入網絡的，這些節點進入網絡的時刻分布是從零時刻開始至具體某一特定時刻內的隨機分布。每個節點進入網絡前后的動作就是接收和發送消息及依據所接收的消息產生響應。發送和接收的消息中包括了自己的優先度以及消息傳達的范圍等內容。并且這些節點優先度將對其消息傳送的范圍即輻射半徑產生直接的影響。在節點接收消息之后往往是按照消息源的優先度來確定其是否跟發送消息的節點建立連接，若所接收到的許多消息源節點存在相近的優先度，其將會隨機地選擇一個消息源節點進行連接。通過這種規則進行不斷的演化和發展，將會得出圖2的結果。其中a圖表示計算機網絡形成的初始階段，那時僅僅只有一小部分節點進行活動，每個節點度都比較小，其發送和接收消息的范圍還比較小，所以這些節點往往只跟自己相鄰的節點進行連接。而隨著時間的不斷推進，節點度的不斷增加，各個節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。在局部區域勝出的節點代表整個區域參與更大范圍的競爭，以致形成更大區域的代表。這個過程將持續下去，直到網絡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絡并不具有預先設置的層次數。這就是計算機網絡拓撲結構的形成模型，是一種消息自組織和傳遞接收的模型。

3.2網絡拓撲結構體系與網絡協議的設置

由于網絡拓撲類型的多樣性，使得計算機網絡結構復雜多變。在這個系統中，網絡服務供給者和請求者之間的通信是在一個復雜網絡中進行的。對于復雜網絡中的問題，必須建立起符合計算機網絡拓撲結構體系的網絡協議。具體問題如下：①語言不同的網絡實體如何才可實現彼此通信?②如何才能保證網絡實體正確接收數據?③怎樣實現網絡中各實體之間的聯系？④數據怎樣傳送給指定的接收者?⑤怎樣避免網絡上數據傳輸沖突問題，怎樣對數據流進行控制以避免數據信息丟失?⑥如何通過介質進行網絡數據信息的傳輸？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，建立計算機網絡拓撲結構體系是一種有效途徑。計算機網絡拓撲結構體系主要是對網絡結構系統功能進行有效的分解，接著對各種分解后的功能進行設定，以滿意用戶的需求。這種網絡拓撲結構體系其實就是一個層次結構，它的特點主要是任何一層都是在前一層的基礎上建立起來的，其低層總是為高層服務。比如，第N層中的實體在實現自身定義的功能時，就充分利用N-1層提供的服務，由于N-1層同樣使用了N-2層的服務，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，同時屏蔽具體實現這些功能的細節。其中，最低層是只提供服務而不使用其他層服務的基本層；而最高層肯定是應用層，它是系統最終目標的體現。

因此，計算機網絡拓撲結構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。由于各種局域網的不斷出現，迫切需要不同機種互聯，以滿足信息交換、資源共享及分布式處理等需求，這就要求計算機網絡體系結構標準化。在計算機網絡分層結構體系中，通常把每一層在通信中用到的規則與約定稱為協議。協議是一組形式化的描述，它是計算機通信的語言，也是計算機網絡軟硬件開發的依據。網絡中的計算機如果要相互“交談”，它們就必須使用一種標準的語言，有了共同的語言，交談的雙方才能相互“溝通”。考慮到環境及通信介質的不可靠性，通信雙方要密切配合才能完成任務。通信前，雙方要取得聯絡，并協商通信參數、方式等；在通信過程中，要控制流量，進行錯誤檢測與恢復，保證所傳輸的信息準確無誤；在通信后，要釋放有關資源(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上述目的，而交換信息必須按一定的規則進行，只有這樣雙方才能保持同步，并能理解對方的要求。

4計算機網絡架構冗余設計分析

計算機網絡架構冗余設計主要是指節點之間的鏈路冗余，也就是指在一條鏈路發生斷路時，可以通過其他冗余的鏈路進行通信，以保證數據的安全。網絡架構冗余設計一般是包括核心層和接入層兩個方面的冗余設計，核心層冗余設計主要是采用了節點之間的連線的網狀結構進行，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；接入層冗余設計一般是通過雙上聯或者三上聯的方式進行的，如圖3所示。

圖3計算機網絡架構冗余設計

通過計算機網絡架構的冗余設計，在一條線路或者多條線路斷路時，可以通過其他線路進行通信，從而將有效保證網絡數據的安全性，提升網絡系統的有效性。

5結束語

在實際應用中，為了適應不同的要求，拓撲結構不一定是單一的，往往都是幾種結構的混用。這些結構的混合使得計算機網絡復雜性極強，在其拓撲結構構建和形成中表現出來、具體所形成的拓撲規則是：Internet網絡中節點的生長性和優先連接。通過其不斷的生長以及生長出的節點的優先連接，從而使網絡拓撲形成一種消息自組織和傳遞的過程，最終發展成一種網絡拓撲結構體系，其核心是一種層次結構，通過協議加以溝通，進行信息的傳遞。此外在設計過程中，還應充分考慮網絡的冗余設計，最大限度地保證網絡系統的可靠性、安全性。