Недостатком сетей с полносвязной топологией

Топология компьютерной сети

Структурно компьютерную сеть можно представить в виде множества рабочих станций и серверов, соединенных каналами связи. Разные виды топологий связей имеют свои преимущества и недостатки. Выбирать топологию сети следует так, чтобы она максимально соответствовала структуре организации и ее экономическим возможностям. Среди множества возможных конфигураций связей различают полно- и неполносвязные.

Рис. 1.1. Полносвязная топология

Полносвязная топология (рис.1.1.): каждый узел сети непосредственно связан со всеми остальными. Для объединения N узлов необходимо N * (N – 1) / 2 связей. Достоинства: высокая надежность за счет большого количества резервных связей – от каждого узла к любому другому существует 1 + (N – 2)2 путей. Такая топология может применяться на магистралях сетей с небольшим количеством соединяемых узлов (коммутаторов, маршрутизаторов). Недостатки: низкая экономическая эффективность из-за большого количества связей.

Все остальные топологии являются неполносвязными. Из них наиболее распространены следующие:

Рис. 1.2. Неполносвязная (ячеистая) топология

Ячеистая топология (рис.1.2.). Получается из полносвязной путем удаления из нее части дублирующихся связей. Достоинства: для наиболее важных частей сети обеспечивается надежность за счет резервирования связей. Недостатки: те же, что и у полносвязной топологии. Используется для соединения большого количества узлов (обычно – коммутирующих устройств).

Топология «общая шина». Компьютеры подключаются к общему коаксиальному кабелю по принципу «монтажное или» (рис.1.3.).

Рис. 1.3. Топология «общая шина»

Сигнал от каждого компьютера распространяется в обе стороны.

Достоинства: дешевизна, простота проводки и подключения компьютеров.

Недостатки: низкая надежность – при нарушении целостности общего кабеля или одного из многочисленных разъемов вся сеть становится неработоспособной.

Сервера и рабочие станции подключаются к общему коммутирующему устройству (К). Информация может передаваться двумя способами: всем рабочим станциям (если коммутирующее устройство – концентратор Ethernet), конкретной рабочей станции, которой эта информация предназначена (если коммутирующее устройство – коммутатор или маршрутизатор).

Кроме того, коммутирующее устройство может обрабатывать передаваемые данные, например, фильтровать их.

Достоинства: надежность сети. При выходе из строя луча звезды коммутирующее устройство может отключить неработающую станцию, а вся остальная сеть останется работоспособной.

Недостатки: за счет использования индивидуальных связей расходуется больше кабеля, чем в топологии «общей шины», кроме того, необходимо коммутирующее устройство, поэтому стоимость сети возрастает.

Данные передаются от одного компьютера другому (с помощью их сетевых адаптеров) по кольцу, пока не достигнут станции-адресата. Станция-адресат копирует пакет данных в свой буфер, ставит на нем пометку о корректном приеме, и отправляет дальше по кольцу. Когда пакет сделает полный оборот по кольцу, он вернется к станции-отправителю, которая прочтет информацию, добавленную в пакет получателем, и уничтожит пакет.

Достоинства: Наличие обратной связи удобно для организации тестирования связности сети и поиска некорректно работающих узлов.

Недостатки: выход из строя любой станции или повреждение кабеля выводят из строя всю сеть. При обычном выключении РС пассивный переключатель ее сетевого адаптера замыкается, сохраняя целостность кольца.

Для повышения надежности используется топология «двойное кольцо». Она образуется при введении в топологию обычного кольца резервного кабеля и устройств реконфигурации сети, представляющих собой пассивные переключатели.

Рис. 1.6. Топология «двойное кольцо» – исключение участка кабеля

В случае неисправности участка кабеля или рабочей станции переключатели соседних РС замыкаются, кольцо разворачивается, исключая поврежденный участок кабеля или станцию (рис.1.6. и рис.1.7.).

Рис. 1.7. Топология «двойное кольцо» – исключение неисправной станции

Топология «древовидная структура»( рис.1.8.).

Образуется соединением между собой нескольких звездообразных топологий.

Рис. 1.8. Топология «древовидная структура»

К – коммутирующее устройство.

В настоящее время такая структура является наиболее распространенной как в локальных, так и в глобальных сетях, так как при выходе из строя отдельной ветви «дерева» остальная часть сети остается работоспособной в большей мере, чем в других топологиях.

Достоинства: большая надежность, соответствие реальной структуре информационных потоков.

Четыре рассмотренные топологии являются базовыми, на их основе строятся реальные сети – как объединение тех базовых технологических решений, которым в наибольшей степени соответствует структура конкретной организации. Получаемые в результате топологии называют смешанными.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

Что такое физическа топология сети?

Физическая топология — это физическая структура сети, способ физического соединения всех аппаратных компонентов сети.

2 Дайте определение и нарисуйте структуру сети с полносвязной топологией. Достоинства и недостатки этой топологии

Полносвязная топология — топология компьютерной сети, в которой каждая рабочая станция подключена ко всем остальным. Этот вариант является громоздким и неэффективным, несмотря на свою логическую простоту. Для каждой пары должна быть выделена независимая линия, каждый компьютер должен иметь столько коммуникационных портов сколько компьютеров в сети. По этим причинам сеть может иметь только сравнительно небольшие конечные размеры. Чаще всего эта топология используется в многомашинных комплексах или глобальных сетях при малом количестве рабочих станций.

3 Дайте определение и нарисуйте структуру сети с ячеистой топологией. Достоинства и недостатки этой топологии

Ячеистая топология — базовая полносвязная топология компьютерной сети, в которой каждая рабочая станция сети соединяется со всеми другими рабочими станциями этой же сети. Характеризуется высокой отказоустойчивостью, сложностью настройки и переизбыточным расходом кабеля. Каждый компьютер имеет множество возможных путей соединения с другими компьютерами. Обрыв кабеля не приведёт к потере соединения между двумя компьютерами.Получается из полносвязной путем удаления некоторых возможных связей. Эта топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для крупных сетей.

Дайте определение и нарисуйте структуру сети с топологией звезда. Достоинства и недостатки этой топологии

Звезда́ — базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно сетевой концентратор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функц. как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило «дерево»). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом ложится очень большая нагрузка. Достоинства: выход из строя одной рабочей станции не отраж. на работе всей сети в целом; хорошая масштаб. сети; лёгкий поиск неиспр. и обрывов в сети; высокая производ. сети;гибкие возм. администр. Недостатки: выход из строя центр. концентратора обернётся неработоспособ. сети в целом; для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий; конечное число рабочих станций в сети ограничено кол-вом портов в центр. концентраторе.

Дайте определение и нарисуйте структуру сети с топологией дерево. Достоинства и недостатки этой топологии

Дерево — топология сети с более чем двумя оконечными и, по крайней мере, двумя промежуточными узлами (концентраторами). В такой сети между любыми двумя узлами существует только один путь. Достоинства: выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом; хорошая масштабируемость сети; лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети; высокая производительность сети;гибкие возможности администрирования. Недостатки: выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети в целом; для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий.

Источник

1. Топологии физических связей. Полносвязные, неполносвязные, смешанные топологии. Достоинства и недостатки.

Физ топология опис геометрич-е упорядочение компанентов лок сети. Это своего рода теоритич описание стр-ры и формы сети. Лог топология опис возможные сп соед м/ду собой пары конеч устр-в.

I. Полносвязная (каждый узел сети соединяется как «каждый с каждым»)

Шинная характер-ся тем, что все сетевые узлы подкл-ся к единственному кабелю, образуя при этом одноранговую сеть. Одна такая шина соответств-т 1 каналу. Она не использ никаких доп устр-в. Все сетевые узлы прослушивают канал и считыв-т только те данные кот-е им адресованы.

Дост-ва: дешевизна, простота.

Нед-ки: огран-ны функц-е возможн-ти, ограничено расстоя-е передачи данных и расширяемость сети.

Примен в офисных и дом-х сетях, где малая емкость.

Кольцевая: данные перед-ся по кольцу замкн-му в строго опред-м направл-и. Данные проходят все сетевые узлы, но запис только в том узле, кот адресованы.

До-ва: простота и дешевизна, можно проверять достоверность передачи.

Контроль цел-сти сети и передаваемых данных происх с пом такой стр-ры. Если цепь прерыв дан-е не перед-ся – проих задержка, данные возвращ назад к раб станции, пройдя 1-н круг. Применяется на несложных сетях.

Звездообразные характ-ся подкл-м всех компанентов сети к однаму устр-ву, наз концентратором, кот распол-ся в центре сети и направл-т данные получен-е от 1 компа к однаму или неск-м др-м. К выходу из строя всей сети может привести только выход из строя коннцентр-ра.

Нед-к: стоимость, сущ-т ограниченное кол-во сет-х устр-в кот-е опред-ся кол-м портов. Д-ва: высокая степень надежности.

2. Структуризация сети. Физическая и логическая структуризация сети.

Физическая В сетях с небол. кол-вом компьютеров чаще всего испол. одна из типовых топологий ,но эти топологии обладают св-м однородности. Это достоинство в мал. сетях превращается в недостаток в больших и вызывает ряд ограничений на длину связи между узлами, на кол-во узлов в сети, на интенсивность трафика. Для снятия огранич. испол-ся спец. методы структуризации сети и оборудование, при пом. кот. отдельные эл-ты сети взаимод. др. с др. Физич. сруктуризация сетиПростейшее из комутационных уст-в-повторитель.Исп.для физ.соед. различных сегментов кабеля,локал.сети с целью увелич.общей длины сети. Повторитель,кот.имеет неск. портов,соед. неск. физ. эл-в ,наз. концентратором .В данном уст-ве сосред.все связи между сегментами сети. Они повтор.сигналы,пришедшие с одного из своих портов. Во многих случаях физ. и логич.топологии совпад. Физ-ки компьютеры доступ к шине получ.по алгоритму “случ.доступа”.Но ничто не мешает насроить сет.адапторы и их драйверы так,чтобы компьютеры обр.кольцо в др.порядке (В,А,С…).

Логическая В сетях большого и среднего размера часто применяется логич.структуризация сети, т.к.в бол.сети возникает неоднородность информац.потоков. Комп-р А посылает информ.на ком-р В.Концентраторы распространяют кадр по всем его сегментам; кадр будет рассылаться, пока комп-р В не получит адресованный ему кадр, и не один комп-р этой сети не может передавать данные, т.к.логич. стр-ра данной сети однородная. Для логич. струк-ции применяют: мост, маршрутизатор, шлюз. Мост делит разделяемую среду передачи на части, передавая информ. из одного сегмента в др.только тогда, когда она необходима. Тем самым повышаем общую производительность. Локализация траффика не только экономит пропускную способность, но и уменьшает возможность несанкционированного доступа. Мост запоминает, через какой порт на него поступил кадр данных, и в дальнейшем передает кадры, предназначенные для этого компьютера на этот порт. Маршрутизатор более надежный и эфективный,чем мост. Изолирует трафик отдельных частей сети др.от др. Так что маршрутизатор осущ-ет выбор наиболее рационального маршрута из неск. возможных. Шлюз исп-ся,когда возникает необходимость объединения сети с разными типами системного и прикладного ПО. Комутатор: основное отличие от моста-он явл. коммуникационным мультиплексором,который обрабатывает кадр по алгоритму моста независимо от процессоров др.портов. Производительность комутатора выше моста,т.к. кадры обрабатываются в параллельном режиме.

Источник