(一)星状网
星状网拓扑结构是一种以中央结点为中心，把若干外围结点连接起来的辐射式互连结构。中央结点作为控制全网工作的中心，通过单独线路分别与各个外围结点相连接，各用户之间需要通信时，都必须通过中央结点转接才能达到每一个终端均通过单一的传输链路与中心交换结点相连。星形网具有结构简单、建网容易且易于管理的特点。缺点是中心处理机负载过重，当其发生故障时会导致全网瘫痪。另外，每一结点均有专线与中心结点相连，使得线路利用率不高，信道容量浪费较大。
(二)树状网
它是一种分层网络，适用于分级控制系统。树状网的同一线路可以连接多个终端，与星状网相比，具有节省线路，成本较低和易于扩展的特点，缺点是对高层结点和链路的要求较高。
(三)分布式网络
该网络结构是由分布在不同地点且具有多个终端的结点机互联而成的。网中任一结点至少与两条线路相连，当任意一条线路发生故障时，通信可转经其他链路完成，具有较高的可靠性。同时，网络易于扩充。缺点是网络控制机构复杂，线路增多使成本增加。分布式网络又称网型网，较有代表性的网型网的例子就是全连通网络。可以计算一个具有N个结点的全连通网需要有N(N-1)/2条传输链路，这样，当N值较大时，传输链路数将很大，而传输链路的利用率却很低，因此实际应用中不选择全连通网络，而是在保证可靠性的前提下，尽量减少链路的冗余，降低造价。
(四)环状网
各设备经环路结点连成环形。信息流一般为单向的，线路是共用的，采用分布控制方式。这种网络结构是在环路中，每个结点的地位和作用是相同的，每个结点都可以获得并行使用控制权，很容易实现分布式控制。另外，因为在环状网中，路径只有一条，不存在信息规定路径的问题，所以这种网络结构不需要进行路径选择，控制比较简单。此外，网中传送信息的延迟时间固定，有利于实时控制。
(五)总线型网
它是通过总线把所有结点连接起来，从而形成一条共享信道。从物理结构看，好像一棵“无根树”，故又得名“无根树”结构。在总线型网中，互相通信的总线必须能够实现双向传输。如果一条总线太长，或者结点太多，可以将一条总线分成几段，段间再通过中继器互连起来。总线型结构网在计算机局域网中获得了广泛的应用。总线型结构的优点有很多，比如它具有良好的扩充性能，因为网中结点的增删和位置变动比较容易，变动时不必停止整个网的正常工作，不会影响另外网上用户的正常使用，而且总线本身也可以通过连接部件使网络不断延伸和扩展。另外，这种结构可以使用多种存取控制方式，并且不需要中央控制器，有利于分布式控制，结点的故障不会引起系统的崩溃。
(六)复合型网
复合型网络结构是现实中常见的组网方式，其典型特点是将分布式网络与树形网结合起来。这种方式可在通信量较大的区域，如电话网中的长途网络、计算机网中的主干网络部分等采用，而在局域区域内构成星状网络。这样，既提高了网络的可靠性，又节省了链路。
二、通信网的交换技术
为了进行通信，需要将通信双方的终端用传输信道连接起来。要使多个用户所使用的点对点通信系统构成通信网，必须在用户终端之间适当位置上设立交换局及相应的交换设备。
常用的交换技术按处理信号的方式可分为电路交换、报文交换和分组交换3种方式；新的交换方式有异步转换模式交换(Asynchronous Transfer Mode，ATM)和光交换。
(一)电路交换
电路交换技术在电话通信网中广泛使用，同时它也适用于数据通信。电路交换为每次通信都建立一条临时的但确定的通信电路。电路交换方式目前主要用于电话通信网。
1.电路交换的工作原理
电路交换是在通信网中任意两个或多个用户终端之间建立电路暂时连接的交换方式，暂时连接独占一条电路并保持到连接释放为止。
利用电路交换进行数据通信或电话通信必须经历3个阶段：建立电路阶段、传送数据或语音阶段和拆除电路阶段。在一次连接中，电路资源预分配给一对用户使用，不管电路上是否有信息在传输，电路一直被占用着，直到通信双方有一方要求拆除电路连接为止。
2.电路交换的特点
电路交换的特点是可提供一次性无间断信道。当电路接通以后，用户终端面对的类似于专线电路。可以看出，在利用电路交换进行通信时，存在着两个限制条件：首先，在进行信息传送时，通信双方必须处于同时激活的可用状态：其次，两个站之间的通信资源必须可用，而且必须专用。为此，对传输信息量比较大、通信对象比较确定的场合，这种交换方式比较合适。
3.电路交换的主要优点
①信息传输时延小。对于一次接续而言，只有通过电路的传播时延。以固定速率传输信息其时延是固定的。
②交换机的处理开销少，传输用户信息时，不必附加用于控制的专门信息，传输效率较高。
③对数据信息的格式和编码类型没有限制。
4.电路交换的主要缺点
①电路的接续时间较长。
②电路利用率低。特别是在信息业务量小的情况下，电路资源浪费严重。
③在传输速率、信息格式、编码类型、同步方式及通信规程等方面，通信双方必须完全兼容，这不利于不同类型的用户终端之间实现互通。
(二)报文交换
报文交换是为了解决电报、资料、文献检索等数据信息的传输。报文就是用户拟发送的完整数据，报文交换也称电文交换或文电交换。
1.报文交换的工作原理
在报文交换中，报文始终是以一个整体的结构形式在交换结点存储，然后根据目的地址转发。报文交换工作原理基于“存储-转发”。在存储-转发的方式中，报文传到一结点先将信息存储，该交换机根据报文提供的目的地址，在交换网内确定信息通路，并将要发送的报文送到输出电路队列中去排队等候，依次进行信息发送。一旦该输出线路空闲，就立即将报文传送给下一个结点交换机，依次完成从源结点向目的结点的传送。
2.报文交换的特点
报文交换的特点是，交换机对报文进行存储-转发，它适合于电报和电子函件业务。
3.报文交换的主要优点
①链路利用率高。在报文交换过程中，没有电路的接续过程，也不存在把一条电路固定分配给一对用户使用，而一条短路可进行多路复用，从而大大提高了链路的利用率。
②交换机以“存储-转发”方式传输数据信息，可以起到匹配输入/输出传输速率的作用，易于实现各种不同类型终端之间的互通。
③不需要收、发两端同时处于激活状态，也便于对报文实现多种功能服务。
4.报文交换的主要缺点
①传送信息通过交换网时延较长，而且时延变化较大，这不利于交互型实时业务。
②设备要求较高。交换机必须具有大容量存储、高速处理和分析报文的能力。
(三)分组交换
为了能保持较高的信道利用率又能快速响应通信需求，分组交换应运而生，分组交换综合了电路交换和报文交换优点。
1.分组交换的工作原理
分组交换在形式上仍采用报文交换的“存储-转发”技术。但它不像报文交换那样，以整个报文为交换单位，而是设法将一份较长的报文分解成若干固定长度的“段”，每一段报文应加上交换时所需要的呼叫控制信息及差错控制信息，形成一个规定格式的交换单位，这个规定格式的交换单位通常称之为分组或数据包。在现代通信网传输中，分组作为一个独立的实体，既可断续地传送，也可经不同的传输路径来传送。由于分组长度固定且较短，又具有统一格式，这样，就便于交换机存储、分析和快速转发。分组进入交换机进行排队和处理只需停留很短的时间，一旦确定了新的路径，就立即被转发到下一个交换机或用户终端。
2.分组交换的特点
分组交换的特点与报文交换相同，但是，分组交换能满足大多数用户快速交互的数据传输要求。
3.分组交换的主要优点
①信息的传输时延较小，而且变化不大，能较好地满足交互型通信的实时性要求。
②易于实现链路的统计时分多路复用，提高了链路的利用率。
③容易建立灵活的通信环境，便于在传输速率、信息格式、编码类型、同步方式及通信规程等方面都不相同的数据终端之间实现互连。
④可靠性高。分组作为独立的传输实体，便于实现差错控制，从而大大地降低了数据信息在分组交换网中的传输误码率，一般可达10-10以下。
⑤经济性好。信息以“分组”为单位在交换机中进行存储和处理，节省了交换机的存储容量，提高了利用率，降低了通信的费用。
4.分组交换的主要缺点
①由于网络附加的信息较多，影响了分组交换的传输效率。
②实现技术复杂。交换机要对各种类型的分组进行分析处理，这就要求交换机具有较强的处理功能。
(四)ATM交换方式
ATM交换方式也称为异步时分(ATD)交换方式或快速分组(FPS)交换方式，是电路交换与分组交换之间的一种新的交换技术。它采用统计复用和简化的分组交换，实现了通信网与业务的性质无关。
ATM交换方式的特点如下所述。
①灵活性高，适应性强。
②各种语音和非语音业务采用统一的交换技术。
③简化的分组交换。分组长度趋向于固定，采用虚电路技术和自选路由的交换网络。
取消了链路级上的流量控制和差错控制。
(五)光交换技术
光交换技术是在20世纪80年代迅速发展起来的高科技应用研究课题，是为宽带服务的新一代交换系统，目前还处于试验阶段。
光交换是以光的形式直接实现各用户之间的信息交换，这对于提高通信质量和可靠性、减少设备和降低网络成本是十分有益的。另外，由于被交换信息载体的根本改变，使光交换具有宽带特性，不受电磁干扰，而且光在与其传播方向垂直的横向扩散极小，即使并行传输也不会产生严重的相互干扰。所以，光交换技术被认为是可以适应高速宽带通信业务的新一代交换技术。
三、通信协议
通信协议是网络间进行互通的约定和语言，不同的设备(速率、信息格式等)通过通信协议，可以进行有效的互连互通。
(一)通信协议的概念
在现代通信网中，双方进行通信时，都必须认同一套用于信息交换的约定规则。协议是约定规则使用的语言及所表达的语义。协议要规定信息格式及每条信息所需控制信息的一套规则，实现这些规则的软件称为协议软件。单个网络协议可以是简单的，也可以是复杂的。
概括起来，在现代通信网中，要做到有条不紊地交换信息，每个结点就必须遵守一些事先确定的规则。这些规则明确规定了通信中同步、时序、错误检测和纠正等所有有关的细节。这些为网络信息交换而建立的规则、标准或约定就称为通信协议。
进一步说，一个通信网络协议主要由3个要素组成。
①语法：信息与控制信息的结构或格式。
②语义；需要发出何种控制信息、完成何种动作及作出何种应答。
③同步：事件实现的详细说明及严格的同一时刻通信问题。
现代通信网正在由传统的信息传输网，向信息服务网转化，-般用户通过应用软件使用信息。应用软件使用网络进行通信时，并不直接同网络硬件打交道，而是按给定的同一协议规则打交道。由此可见，通信网络协议是通信网的不可缺少的重要组成部分。
(二)通信协议的内容
在现代通信网的实际通信过程中，要涉及数据信号传输、帧传输、传输中误码检测和纠错、局域网通信协议、路由选择、拥塞和流量控制、通信保密及传输控制等许多问题。为了解决所有这些问题，需要设计各种各样的协议。
(三)通信协议的分层
经验表明，对于非常复杂的通信网协议，其结构最好是层次式的。下面通过一个例子来说明。设甲、乙两人相隔甚远，他们打算通过电话来讨论有关网络的问题。通过网络完成这样-个信息交流的过程至少可以分为3个层次。
1.认识层
双方讨论的最高一层可称为认识层，就是说通信的双方必须具备起码的网络方面的知识，或者说通信双方必须懂得所谈的内容是什么意思。
2.语言层
认识层的下一层是语言层。通信双方必须具有共同的语言，要能互相听懂对方所说的话。说的内容是什么意思可由认识层来处理。但如果甲是中国人，乙是法国人，并且彼此不懂得对方的语言，这就需要进行翻译。在这种情况下，语言层就非常复杂。
3.传输层
语言层的下一层可以叫做传输层，它负责把每一方所讲的话变为电信号，传输到对方，再还原为可懂的语言。这一层完全不管所传的语言是哪一国的语言，也不考虑其内容是什么。
由此可见，每一个层实现一种相对独立的功能，就可以把一个难以处理的复杂问题分解为若干容易处理的子问题，这也就是复杂问题的分层处理思想。
第四节通信网络控制
在通信网络中，信息过载会引起网络拥塞，或者使网络链路遭到局部破坏，为确保通信的顺畅，必须对通信网络加以控制。对通信网络的控制工作包括含处理网中通信信息的流动方向和信息量的大小两方面的工作。
