USB总线拓朴结构包括四个重要的组成部分。

　　•主机和设备：USB系统的基础组成部分。

　　•物理拓朴结构：描述USB系统中的各组成部分是如何连接起来的。

　　•逻辑拓朴结构：描述USB系统中各种组成部分的地位和作用，以及描述从主机和设备的角度观察到的USB系统。

　　•客户软件层与应用层的关系：描述从客户软件层看到的应用层的情况，以及从应用层看到的客户软件层的情况。
 

 5.2.1 USB主机

　　主机的逻辑结构如图5-3，包括

　　•USB主机控制器（USB Host Controller）

　　•USB系统软件集合：USB驱动程序，主机控制器的驱动程序，主机软件

　　•客户软件

　　USB主机在USB系统中是一个起协调作用的实体，它不仅占有特殊的物理位置，而且对于USB以及连到USB上的设备来说，还负有特殊责任。主机控制所有的对USB的访问。一个USB设备想要访问总线必须由主机给予它使用权。主机还负责监督USB的拓朴结构。

　　关于主机和它的任务的更详细、更彻底的描述，请见第10章。

5.2.2 USB设备

　　一个USB设备的逻辑结构如图5.4所示，包括

　　•USB总线接口

　　•USB逻辑设备

　　•应用层

　　USB设备用于向主机提供一些额外的功能。USB设备提供的功能是多种多样的，但面向主机的接口却是一致的。所以，对于所有这些设备，主机可以用同样的方式来管理它们与USB有关的部分。

　　为了帮助主机辨认及确定USB设备，这些设备本身需要提供用于确认的信息。在某一些方面的信息，所有设备都是一样的；而另一些方面的信息，由这些设备具体的功能决定。信息的具体格式是不定的，由设备所处的设备级决定。

　　对USB设备更完备的描述，见第9章。

5.2.3 总线的物理拓朴结构

　　USB系统中的设备与主机的连接方式采用的是星形连接，如图5-5。
 

　　图中的Hub是一类特殊的USB设备，它是一组USB的连接点，主机中有一个被嵌入的Hub叫根Hub(root Hub)。主机通过根Hub提供若干个连接点。为了防止环状连接，采用星形连接来体现层次性，如图5-5。这种连接的形状很像一棵树。

　　用于提供具体功能的设备叫应用设备。许多不同功能的设备放在一起被看作一个整体，叫包。例如，键盘和轨迹球可以被视作一个整体，在它的内部，提供具体功能的设备被永久地 接到Hub上，而这个Hub被接到USB上。所有这些设备及这个Hub被看作一个复合设备，而这个Hub又被看作这个复合设备的内部Hub。在主机看来，这个复合设备和一个带着若干设备的单独Hub是一样的。图中也标出了一个复合设备。

5.2.4 总线逻辑拓朴结构

　　在物理结构上，设备通过Hub连到主机上。但在逻辑上，主机是直接与各个逻辑设备通信的，就好像它们是直接被连到主机上一样。这个逻辑关系如图5-6所示。与之对应的物理结构就是图5-5中的结构。Hub也是逻辑设备，但在图5-6中，为了简化起见，未被画出，虽然USB系统中的工作都是从逻辑角度来看待的，但主机必须对物理结构有个了解。例如，在处理Hub被移去的情况时，当一个Hub被移出，通过它与主机相连的设备也应一起被移去，这是由其物理结构决定的。关于Hub的更详细的讨论在第11章。
 

5.2.5 客户软件层与应用层的关系

　　USB系统的物理上、逻辑上的拓朴结构反映了总线的共享性。操纵USB应用设备的客户软件只关心设备上与它相关的接口，客户软件必须通过USB软件编程接口来操纵应用设备。这与另一些总线如PCL，ELSA，PCMUA等不同，这些总线是直接访问内存或I/O的。在运行中，客户软件必须独立于USB上的其它设备。这样，设备和客户软件的设计者就可以只关心该设备与主机硬件的相互作用和主机软件的相互作用的细节问题。图5-7说明了在图5-6的逻辑结构下，一个设备设计者看到的客户软件与相应应用的关系的视图。