Комбинированная топология компьютерной сети

Комбинированные топологии

В настоящее время чаще всего используются топологии, которые комбинируют топологию сети по принципу шины, звезды и кольца.

Звезда-шина (star-bus) — это комбинация топологий «шина» и «звезда». Чаще всего это выглядит так: несколько сетей с топологией «звезда» объединяются при помощи магистральной линейной шины. В этом случае выход из строя одного компьютера не оказывает никакого влияния на сеть — остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуют друг с другом. А выход из строя концентратора повлечет за собой остановку подключенных к нему компьютеров и концентраторов.

Звезда-кольцо (star-ring) кажется несколько похожей на звезду-шину. И в той, и в другой топологии компьютеры подключены к концентратору, который фактически и формирует кольцо или шину. Отличие в том, что концентраторы в звезде-шине соединены магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце на основе главного концентратора они образуют звезду.

25. Методы доступа компьютера в сети. Понятие архитектуры сети.

Метод доступа – это способ определения того, какая из рабочих станций

сможет следующей использовать канал связи и как управлять доступом к каналу

связи (кабелю). Метод доступа -это набор правил, которые определяют, как компьютер должен отправлять и принимать данные по сетевому кабелю. В сети несколько компьютеров должны иметь совместный доступ к кабелю. Однако, если два компьютера попытаются одновременно передавать данные, их сигналы будут мешать друг другу и данные будут испорчены. Это называется «коллизия». Чтобы передать данные по сети от одного пользователя к другому или получит с сервера, должен быть способ поместить данные в кабель без столкновения с уже передаваемыми по нему данными, принять данные с достаточной степенью уверенности в том, что при передаче он были повреждены в результате коллизии. Все сетевые компьютеры должны использовать один и тот же метод доступа, иначе произойдет сбой сети. Отдельные компьютеры, чьи методы будут доминировать, не дадут остальным осуществить передачу. Методы доступа служат для предотвращения одновременного доступа к кабе нескольких компьютеров, упорядочивая передачу и прием данных по сети и гарантируя, что в каждый момент времени только один компьютер может работать на передачу.

Существует три способа предотвратить одновременную попытку использовать кабель:

• Множественный доступ с контролем несущей:

• Доступ с передачей маркера. Только компьютер, получивший маркер, может передавать данные. Суть доступа с передачей маркера заключается в следующем: пакет особого типа циркулирует по кольцу от компьютера к компьютеру. Чтобы послать данные в сеть, любой из компьютеров сначала должен дождаться прихода свободного маркера и захватить его. Когда какой-либо компьютер «наполнит» маркер своей информацией и пошлет его по сетевому кабелю, другие компьютеры уже не могут передавать данные. Поскольку в каждый момент времени только один компьютер будет использовать маркер, то в сети не возникнет ни состязания, ни коллизий, ни временных пауз.
• Доступ по приоритету запроса. Доступ по приоритету запроса — относительно новый метод доступа, разработана для стандарта сети Ethernet со скоростью передачи данных 100 Мбит/с. при доступе по приоритету запроса два компьютера могут бороться за право передать данные. Однако только последний метод реализует схему, по которой определенные типы данных — если возникло состязание, — имеют соответствующий приоритет. Получив одновременно два запроса, концентратор вначале отдаст предпочтение запросу с более высоким приоритетом. Если запросы имеют одинаковый приоритет, они будут обслужены в произвольном порядке. В сетях с использованием доступа по приоритету запроса каждый компьютер может одновременно передавать и принимать данные, поскольку для этих сетей разработана специальная схема кабеля. В них применяется восьмипроводной кабель, по каждой паре проводов сигналы передаются с частотой 25 МГц.

Источник

Понятие топологии вычислительной сети. Топологии «шина», «звезда», «кольцо». Комбинированные топологии компьютерной сети.

Топология сети – геометрическая форма и физическое расположение компьютеров по отношению друг к другу.

При построении сети по шинной схеме каждый компьютер присоединяется к общему кабелю, на концах которого устанавливаются терминаторы.

Сигнал проходит по сети через все компьютеры, отражаясь от конечных терминаторов.

Шина проводит сигнал из одного конца сети к другому, при этом каждая рабочая станция проверяет адрес послания, и, если он совпадает с адресом рабочей станции, она его принимает. Если же адрес не совпадает, сигнал уходит по линии дальше. Если одна из подключённых машин не работает, это не сказывается на работе сети в целом, однако если соединения любой из подключенных машин нарушается из-за повреждения контакта в разъёме или обрыва кабеля, неисправности терминатора, то весь сегмент сети теряет целостность, что приводит к нарушению функционирования всей сети.

1. Отказ любой из рабочих станций не влияет на работу всей сети.
2. Простота и гибкость соединений.
3. Недорогой кабель и разъемы.
4. Необходимо небольшое количество кабеля.
5. Прокладка кабеля не вызывает особых сложностей.

1. Разрыв кабеля, или другие неполадки в соединении может исключить нормальную работу всей сети.
2. Ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций.
3. Трудно обнаружить дефекты соединений.
4. Невысокая производительность.
5. При большом объеме передаваемых данных главный кабель может не справляться с потоком информации, что приводит к задержкам.

Эта топология представляет собой последовательное соединение компьютеров, когда последний соединён с первым. Сигнал проходит по кольцу от компьютера к компьютеру в одном направлении. Каждый компьютер работает как повторитель, усиливая сигнал и передавая его дальше. Поскольку сигнал проходит через каждый компьютер, сбой одного из них приводит к нарушению работы всей сети.

Топология «Звезда» — схема соединения, при которой каждый компьютер подсоединяется к сети при помощи отдельного соединительного кабеля. Один конец кабеля соединяется с гнездом сетевого адаптера, другой подсоединяется к центральному устройству, называемому концентратором (hub).

Устанавливать сеть топологии «Звезда» легко и недорого. Число узлов, которые можно подключить к концентратору, определяется возможным количеством портов самого концентратора, однако имеются ограничения по числу узлов (максимум 1024). Рабочая группа, созданная по данной схеме, может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами.

1. Подключение новых рабочих станций не вызывает особых затруднений.
2. Возможность мониторинга сети и централизованного управления сетью
3. При использовании централизованного управления сетью локализация дефектов соединений максимально упрощается.
4. Хорошая расширяемость и модернизация.

1. Отказ концентратора приводит к отключению от сети всех рабочих станций, подключенных к ней.
2. Достаточно высокая стоимость реализации, т.к. требуется большое количество кабеля.

КОМБИНИРОВАННЫЕ ТОПОЛОГИИ

1. «Звезда-Шина» — несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины.

Локальные сети при разработке, как правило, имеют симметричную топологию, глобальные—неправильную.

Источник

Комбинированные топологии

В настоящее время используются топологии ЛВС, которые комбинируют компоновку сети по принципу шины, звезды и кольца. При этом широкое применение находят концентраторы, использование которых дает ряд существенных преимуществ:

• простота изменения или расширения сети, так как достаточно просто подключить еще один компьютер или концентратор;
• возможность подключения кабелей различных типов;
• централизованный контроль за работой сети и сетевым трафиком, так как во многих сетях активные концентраторы наделены диагностическими возможностями, позволяющими определить работоспособность соединения.

Сравнительные характеристики топологий.

Существует множество факторов, которые необходимо учитывать при выборе подходящей топологии. Однако многие из этих факторов противоречивы. В приведенной ниже табл. 3.1 собраны основные достоинства и недостатки каждой из топологий..

Сравнительные характеристики рассмотренных топологий.

— при значительных объемах трафика уменьшается пропускная способность;

— трудная локализация проблем;

— выход из строя кабеля остановит работу пользователей.

— все РС имеют равный доступ;

— количество пользователей не сказывается на производительности.

— выход из строя одной РС выводит из строя всю сеть;

— трудно локализовать проблемы;

— изменение конфигурации сети требует остановки всей сети.

— легко модифицировать сеть, добавляя новые РС;

— централизованный контроль и управление;

— выход из строя РС не влияет на работу сети.

Выход из стоя центрального концентратора выводит из стоя всю сеть.

Методы доступа

При использовании любой топологии, когда два компьютера начнут одновременно передавать данные, в сети происходит столкновение (коллизия) (рис. 3.8). Для решения этих проблем служат методы доступа – набор правил, по которым РС узнают, когда шина свободна, и можно передавать данные.

Наибольшее распространение при проектировании и построении ЛВС получили два метода доступа, зто:

• Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизии (CSMA/CD — Carrier-Sense Multiple Access and Collision Defection).
• Доступ с передачей маркера.

Алгоритм работы рабочей станции, а точнее ее сетевого адаптера при использовании первого метода доступа заключается в следующем:

1. Рабочая станция прослушивает канал, стремясь обнаружить чью-либо передачу данных.

2. Если слышит чью-либо передачу, ожидает ее окончания.

3. Если канал свободен, начинает передачу пакета.

4. При обнаружении коллизии во время передачи прекращает передачу.

5. Через случайный промежуток времени все повторяется (т.е. осуществляется переход к п. 1).

Вдумайтесь в название этого доступа. Компьютеры «прослушивают» канал, отсюда – контроль несущей. Чаще всего сразу несколько РС сети хотят передать данные, отсюда – множественный доступ. При передаче прослушивается канал с целью выявления коллизии – обнаружение коллизий.

CSMA/CD – состязательный метод, при котором РС конкурируют за право передачи данных по каналу. Он кажется достаточно громоздким, но современные CSMA/CD настолько быстры, что пользователи даже не замечают, что применяется состязательный метод.

Суть маркерного доступа заключается в том, что пакет особого типа (маркер) перемещается по замкнутому кругу, минуя по очереди все РС, до тех пор, пока его не получит тот, который хочет передать данные (рис. 3.9). Алгоритм взаимодействия рабочих станций ЛВС при использовании маркерного метода заключается в следующем:

1. Передающая рабочая станция изменяет состояние маркера на занятое и добавляет к нему пакет данных.

2. Занятый маркер с пакетом данных проходят через все РС сети, пока не достигнет адресата.

3. После этого, принимающая РС посылает передающей сообщение, где подтверждается факт приема.

4. После получения подтверждения, передающая РС создает новый свободный маркер и возвращает его в сеть (рис. 3.10).

Источник