3.1.2. Топология Звезда.
Звезда (Star) — это базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу, образуя физический сегмент сети (см. рис. 3.1.2). Центральным узлом может быть пассивный элемент (сетевой концентратор, Hub) или активный – компьютер, наделенный правами сервера.
Чаще всего в этой топологии используется кабель «витая пара», и протоколы Ethernet.
Рабочая станция, которой нужно послать данные, отсылает их на концентратор (сервер), который определяет адресата и передает ему информацию. В определённый момент времени только одна машина в сети может пересылать данные, если на концентратор одновременно приходят два пакета, обе посылки оказываются не принятыми и отправителям нужно будет подождать случайный промежуток времени, чтобы возобновить передачу данных.
- выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;
- хорошая масштабируемость сети;
- облегченный поиск неисправностей и обрывов в сети;
- высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);
- гибкие возможности администрирования.
- выход из строя центрального узла (сервера или концентратора) приводит к неработоспособности сети (или сегмента сети) в целом;
- Возможность наращивания числа узлов ограничена числом портов центрального узла (обычно не более 8 -12).
- Для прокладки сети требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;
Одна из наиболее распространённых топологий, поскольку проста в обслуживании. В основном используется в сетях, где носителем выступает кабель типа витая пара.
Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило, топология типа «дерево»).
3.1.3. Топология Общая шина
Иногда топологию общая шина (Bus), еще называют «Гирлянда». Ее можно рассматривать как частный случай топологии «Кольцо» с разомкнутыми концами (см. рис. 3.1.3).
Рис. 3.1.3 Топология «Общая шина»
Здесь центральный элемент это пассивный кабель (называемый шина или магистраль), к которому присоединены все узлы. Используется чаще всего коаксиальный кабель (толстый или тонкий). На оба открытых конца кабеля обязательно надо присоединить «нагрузку» (Terminator), обычно это резистор с номиналом, равным импедансу кабеля, в данном случае — 50 Ом, — чтобы предотвратить отражения сигналов, которые иначе на них возникают. Кроме того, один (и только один) из концов кабеля необходимо заземлить.
Отправляемое рабочей станцией сообщение распространяется на все компьютеры сети. Каждая машина проверяет, кому адресовано сообщение, и если ей, то обрабатывает его. Для того, чтобы исключить одновременную посылку данных, может применяться (редко) маркерный сигнал, либо один из компьютеров является главным и «даёт слово» остальным станциям.
При построении больших сетей возникает проблема ограничения на длину связи между узлами, в таком случае сеть разбивают на сегменты. Сегменты соединяются специальными коннекторами – повторителями или концентраторами (Hub). Например, технология Ethernet позволяет использовать в одном сегменте тонкий коаксиальный кабель RG58 длиной не более 185 метров.
- Небольшое время установки сети;
- Дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств);
- Простота настройки;
- Выход из строя любой рабочей станции не отражается на работе сети;
- Любые неполадки в сети, такие как обрыв кабеля, выход из строя терминатора или коннекторов, используемых для наращивания длины кабеля, полностью выводят из строя всю сеть;
- Сложность локализации неисправностей;
- Увеличение числа рабочих станций более 15 -20 приводит к неустойчивости работы сети, производительность сети падает.
Чаще всего применяется протокол Ethernet.
В крупных компьютерных сетях (см. рис. 3.1.4) используются смешанные топологии. Например, топология «Звезда» + «Шина» позволяет увеличить число узлов в сети.
Рис. 3.1.4 Смешанные топологии
Здесь концентраторы каждой звезды соединяются друг с другом общей шиной. Недостаток топологии – большая нагрузка на общую шину, поэтому ее применение ограничено. Гораздо более распространены сети, построенные по иерархической звездообразной схеме, где точки ветвления – активные или пассивные концентраторы. Преимущества – надежность, наращиваемость. Недостатком является повышенный расход кабеля.
Физическая топология чаще всего не совпадает с логической (т.е. со структурой связей), причем, логическая топология является определяющей.
В последнее время все чаще используется беспроводные топологии, например, технологии Wi-Fi, Bluetooth, где каждый узел оснащен своим приемопередатчиком, который взаимодействует с «точками доступа» (своего рода серверы), включенными в состав компьютерной сети (см. п.9). Логика работы в таких сетях практически совпадает с технологией «Общей шины».
При определении оптимальной топологии необходимо учитывать характеристики применяемых типов кабелей и необходимые протоколы, которые будут использоваться в сети.
6. Топология сетей. Базовые топологии. Топология звезда.
Топология характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети.
— на состав необходимого сетевого оборудования
-характеристики сетевого оборудования
-возможности расширения сети
Звезда — базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу(концентратору)
выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети
лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;
высокая производительность сети
гибкие возможности администрирования.
В случае обрыва кольца не работает вся сеть
7. Топология сетей. Базовые топологии. Топология кольцо.
Топология характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети.
— на состав необходимого сетевого оборудования
-характеристики сетевого оборудования
-возможности расширения сети
Кольцо— это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает
Принцип передачи данных на кольцевой топологии называется топологией маркера.
Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
Обрыв кабеля и другие неполадки отражаются на работоспособности сети;
Сложность конфигурирования и настройки;
Сложность поиска неисправностей.
8. Топология сетей. Комбинированные топологии сетей. Звезда-шина, звезда-звезда, звезда-кольцо.
Звезда -шина (star-bus) — это комбинация топологий.
Чаще всего это выглядит так: несколько сетей с топологией «звезда» объединяются при помощи магистральной шины. В этом случае выход из стоя одного компьютера не окажет никакого влияния на сеть
Звезда-кольцо (star-ring) — кажется похожей на звезду-шину И в том, и
в другом случае компьютеры подключены к концентратору, который фактически формирует кольцо или шину.
9. Сетевые модели. Модель OSI. Многоуровневая архитектура.
Эта модель – широко распространенный метод описание сетевых сред.
Являясь многоуровневой системой она отражает взаимодействия программного и аппаратного обеспечения при осуществлении сеанса
связи, с также помогает решить разнообразные проблемы.
В модели OSI все функции разделены на 7 уровней:
Прикладной уровень, представительский уровень, сеансовый уровень, транспортный уровень, сетевой уровень, канальный уровень, физический уровень
10.Сетевые модели. Модель IEEE Project 802. Категории.
В феврале 1980 г. IEEE был выпущен Project 802, который установил стандарты для физических компонентов сети, с которым имеют дело физический и канальный уровени модели OSI. Стандарты, определенные Project 802 делятся на 12 категорий, каждая из которых имеет свой номер
11.Методы доступа. CSMA/CD, CSMA/CA
CSMA/CA — множественный доступ с прослушиванием несущей и избежанием коллизий Узел, готовый послать кадр, прослушивает линию.
CSMA/CA отличается от CSMA/CD тем, что коллизиям подвержены не пакеты данных, а только jam-сигналы
CSMA/CD — множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий — технологиямножественного доступа к общей передающей среде в локальной компьютерной сети с контролем коллизий. CSMA/CD относится к децентрализованным случайным методам. Он используется как в обычных сетях типа Ethernet, так и в высокоскоростных сетях (Fast Ethernet, Gigabit Ethernet).
12. Методы доступа. Доступ по приоритету запроса
Доступ по приоритету запроса — относительно новый метод доступа, разработана для стандарта сети Ethernet со скоростью передачи данных 100 Мбит/с 1OOVG-AnyLAN. Он стандартизован IEEE в категории 802.12. В сетях, где реализован доступ по приоритету запроса, связь устанавливается только между компьютером-отправителем, концентратором и компьютером-получателем
13. Методы доступа. Доступ с передачей маркера.
Суть доступа с передачей маркера заключается в следующем: пакет особого типа, маркер (token), 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.
14. Беспроводные сети. Типы беспроводных сетей. Способы передачи информации в беспроводных сетях. Мобильные сети.
Беспроводные сети применяются: в помещениях, наполненных людьми, людьми, которые не работают на одном месте, в изолированных помещения.
Типы беспроводных сетей: 1) Локальные сети, 2) Расширенные локальные сети, 3) Мобильные сети (переносной компьютер).
Способы передачи: 1) Инфракрасное излучение, 2) Лазер 3) Радиопередачи в узком спектре, 4) Радиопередачи в рассеянном спектре.
В мобильных сетях используется пакетное радио-соединение,
15. Беспроводные сети. Типы беспроводных сетей. Беспроводные системы RadioEthernet.
Беспроводные сети применяются: в помещениях, наполненных людьми, людьми, которые не работают на одном месте, в изолированных помещения.
Типы беспроводных сетей: 1) Локальные сети, 2) Расширенные локальные сети, 3) Мобильные сети (переносной компьютер).
Radio-Ethernet — это стандарт организации беспроводных коммуникаций на ограниченной территории в режиме локальной сети, т.е. когда несколько абонентов имеют равноправный доступ к общему каналу передачи информации.
16. Беспроводные сети. Типы беспроводных сетей. Радиоканалы, спутниковые системы связи.
17. Беспроводные сети. Типы беспроводных сетей. Беспроводная инфраструктура Wi—FI.
Беспроводные сети применяются: в помещениях, наполненных людьми, людьми, которые не работают на одном месте, в изолированных помещения.
Типы беспроводных сетей: 1) Локальные сети, 2) Расширенные локальные сети, 3) Мобильные сети (переносной компьютер).
Wi—Fi— Это современная беспроводная технология соединения компьютеров в сеть или подключения их к интернету.
Точка доступа – устройство для объединения компьютеров в единую беспроводную сеть.
-Позволяет развернуть сеть без прокладки кабеля
-Устройства разных производителей могут взаимодействовать на базовом уровне сервиса
-Wi-Fi оборудование может работать в разных странах по всему миру.