Характеристики топологии сети передачи данных

Топологии сетей передачи данных

Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационное оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам физические или информационные связи между вершинами.

Полносвязная топология

Полносвязная топология В данной топологии для связи N узлов требуется N(N-1)/2 физических дуплексных линий связи. Преимуществом данной топологии является то, что она соединяет каждый узел с каждым. Таким образом, в случае выхода одного из узлов из строя, не происходит нарушения функционирования остальных узлов в сети, построенной на данной топологии. Но на практике данный вид топологии не применяется, поскольку является крайне дорогим вариантом построения сети.

Ячеистая топология

Ячеистая топология Данная топология получается из полносвязной путём удаления некоторых связей между узлами. С точки зрения надежности, данная топология является менее надежной, чем полносвязная, но в тоже время и более дешевой, за счёт уменьшения расходов на организацию избыточных связей. Данный тип топологии зачастую используется в Глобальных (WAN) и Городских Сетях (MAN). Технологии, в которых применяются данные типы топологий, могут быть как системами Ethernet, так и системами SDH/SONET.

Кольцевая топология

Кольцевая топология В кольцевой топологии, как видно из названия, все узлы объединены в кольцо. Данные в кольце могут передаваться либо в одном из направлений, либо в обоих сразу, в зависимости от технологии локальной сети, которая применяется в каждом конкретном случае. Данная топология является достаточно надежной, поскольку обеспечивает саморезервирование. Каждый узел соединяется с двумя соседними, и в зависимости от состояния связей передаёт данные либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки. В итоге резервирование сети обеспечивается наличием двух путей передачи данных от начального узла к конечному, а также своевременными ремонтными работами на сети передачи данных в случае выхода из строя одного из узлов или одной из связей.

Звездообразная топология

Звездообразная топология Возникновение звездообразной топологии обусловлено с появлением такого телекоммуникационного оборудования, как коммутаторы и концентраторы, которые коммутируют передачу данных между конечными узлами сети. В данной топологии коммутатор выступает центральным узлом, через который осуществляется передача данных между остальными узлами. Преимуществами подобной топологии являются простота организации сети передачи данных, увеличение эффективности используемой среды передачи данных, возможность администрирования сети и разграничение доступа пользователей к ресурсам сети. К недостаткам можно отнести то, что коммутатор в данном случае является критичной точкой отказа, но в случае с конечными пользователями (не учитываем роль коммутатора, как магистрального узла, объединяющего другие коммутаторы) данное обстоятельство нивелируется преимуществами подобной топологии.

Иерархическая звезда, дерево

Иерархическая звезда Данная топология является распространённым вариантом построения современных сетей передачи данных. В данном случае коммутаторы объединяются в основную звезду, которая организует магистральные каналы передачи данных, а от неё отходят ветки, к которым подключаются узлы конечных пользователей. Резервированию в данной топологии подвергаются только магистральные каналы. Достигается это либо организацией ячеистой топологии между коммутаторами, либо организацией кольцевой топологии, опять же между коммутаторами.

Рекомендуем хостинг TIMEWEB

Стабильный хостинг, на котором располагается социальная сеть EVILEG. Для проектов на Django рекомендуем VDS хостинг.

По статье задано0 вопрос(ов)

Источник

Характеристики топологии сети

В качестве основных характеристик топологии сети передачи данных наиболее широко используется следующий ряд показателей: диаметр – показатель, определяемый как максимальное расстояние между двумя процессорами сети (под расстоянием обычно понимается величина кратчайшего пути между процессорами). Эта величина может характеризовать максимально необходимое время для передачи данных между процессорами, поскольку время передачи обычно прямо пропорционально длине пути; связность (connectivity) – показатель, характеризующий наличие разных маршрутов передачи данных между процессорами сети. Конкретный вид данного показателя может быть определен, например, как минимальное количество дуг, которое надо удалить для разделения сети передачи данных на две несвязные области;

Характеристики топологии сети

ширина бинарного деления (bisection width) – показатель, определяемый как минимальное количество дуг, которое надо удалить для разделения сети передачи данных на две несвязные области одинакового размера; стоимость – показатель, который может быть определен, например, как общее количество линий передачи данных в многопроцессорной вычислительной системе.

Характеристики топологий сети передачи данных (p – количество процессоров)

Топология	Диаметр	Ширина	Связность	Стоимость
бисекци
и
Полный граф	1	p2/4	p–1	p(p–1)/2
Звезда	2	1	1	p–1
Полное	2log((p+1)/2)	1	1	p–1
двоичное
дерево
Линейка	p–1	1	1	p–1
Кольцо	p/2	2	2	p
Решетка N=2	2
Решетка-тор	4	2p
N=2
Гиперкуб	log p	p/2	log p	(p log p)/2

способ соединения процессоров друг с другом больше влияет на производительность кластера, чем тип используемых в ней процессоров может оказаться более рентабельным создать систему из большего числа дешевых компьютеров, чем из меньшего числа дорогих в кластерах, как правило, используются операционные системы, стандартные для рабочих станций, чаще всего, свободно распространяемые — Linux , FreeBSD , вместе со специальными средствами поддержки параллельного программирования и балансировки нагрузки. При работе с кластерам также как и с MPP системами используют так называемую Massive Passing Programming Paradigm — парадигму программирования с передачей данных (чаще всего — MPI ). Дешевизна подобных систем оборачивается большими накладными расходами на взаимодействие параллельных процессов между собой, что сильно сужает потенциальный класс решаемых задач.

Принципы построения коммуникационных

Общие принципы

Архитектура компьютера – способ соединения компьютеров между собой, с памятью и с внешними устройствами. Конкретная реализация – коммуникационная среда компьютера. Самая простая реализация — это использование общей шины, к которой подключаются как процессоры, так и память. (реализация SMP- систем)

Ethernet (пакетная обработка файлов)

Изобретение – 22 мая 1973 г. (Xerox) Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат пакетов и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3 Ethernet самая распространённая технология LAN в середине 90-х годов (вытеснила Arcnet, FDDI и Token ring)

Fast Ethernet

SynOptics, 3Com и ряд других, образовали некоммерческое объединение Fast Ethernet Alliance в 1992 Fast Ethernet — это спецификация IEЕЕ 802.3u, официально принятая 26 октября 1995 года, определяет стандарт протокола канального уровня для сетей, работающих при использовании как медного, так и волоконно-оптического кабеля со скоростью 100 Мбит/с.

Основные достоинства и недостатки технологии Fast Ethernet

Достоинства увеличение пропускной способности сегментов сети до 100 Мбайт/c; сохранение метода случайного доступа Ethernet; сохранение звездообразной топологии сетей и поддержка традиционных сред передачи данных (витой пары и оптоволоконного кабеля). Недостаткивысокая латентность – 160-180 мкс

Gygabit Ethernet

Самая доступная для организации сети передачи данных Подходит для инсталляций, которые не требуют интенсивного обмена данных между узлами кластера Эффективен только при соединении точка-точка, при соединении нескольких узлов его эффективность резко падает, а при соединении более 5—6 узлов не превосходит по производительности даже Fast Ethernet. Помимо невысокой пропускной способности, обладает довольно большими задержками порядка 50 мкс при работе библиотек MPI.

Источник