Понятие топологии сети кольцо звезда
Понятие топологии сети. Базовые топологии локальной сети. Шина. Кольцо. Звезда. Сложные топологии сети.
Сетевая топология — способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств. Для уточнения, что такое топология – это схема соединения каналами связи компьютеров или узлов сети между собой.
Существует базовые топологий локальной сети:
*шина
*звезда
*кольцо
Рассмотрим базовые топологии более подробнее.
Шина , представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находиться терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.
Достоинства:
* Небольшое время установки сети;
* Дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств);
* Простота настройки;
* Выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети.
Недостатки:
* Неполадки в сети, такие как обрыв кабеля и выход из строя терминатора, полностью блокируют работу всей сети.
* Сложная локализации неисправностей;
* С добавление новых рабочих станций падает производительность сети.
(Так выглядит топология Шина)
Шинная топология представляет собой топологию, в которой все устройства локальной сети подключаются к линейной сетевой среде передачи данных. Такую линейную среду часто называют каналом шины. Каждое устройство, например, рабочая станция или сервер независимо подключается к общему шинному кабелю с помощью специального разъема. Шинный кабель должен иметь на конце согласующий терминатор, который поглощает электрический сигнал, не давая ему отражается и двигаться в обратном направлении по шине.
Звезда – топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образую физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило, «дерево). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный узел, на который таким способом возлагается очень большая нагрузка поэтому ничем другим кроме сети он заниматься не может. Как правило именно центральный узел является самым мощным и именно на него возлагается все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны потому что управление полностью централизовано. Центральным узлом может являться (сервер, коммутатор и концентратор).
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 (при условии правильного проектирования);
*гибкие возможности администрирования.
Недостатки:
*выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;
*для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;
*конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.
Отличие коммутатора от концентратора: концентратор передает принятые пакеты на все свои порты. При этом общая скорость, например, 100Мбит/с, разделяется между всеми подключенными пользователями. Коммутатор на базе таблицы МАС-адресов устанавливает прямые соединения между портами. При этом общая скорость не разделяется между пользователями, а предоставляется целиком установленным попарно соединениям.
Кольцо — это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи, как и в случае звезды, работает только один передатчик и один приемник. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов.
Компьютеры в кольце не являются полностью равноправными (в отличие, например, от шинной топологии). Одни из них обязательно получают информацию от компьютера, который ведет передачу в этот момент, раньше, а другие — позже. Именно на этой особенности топологии и строятся методы управления обменом по сети, специально рассчитанные на «кольцо». В этих методах право на следующую передачу (или, как еще говорят, на захват сети) переходит последовательно к следующему по кругу компьютеру. Кольцевая топология обычно является самой стойкой к перегрузкам, она обеспечивает уверенную работу с самыми большими потоками переданной по сети информации, потому что в ней, как правило, нет конфликтов (в отличие от шины), а также отсутствует центральный абонент (в отличие от звезды). В кольце, в отличие от других топологий (звезда, шина), не используется конкурентный метод посылки данных, компьютер в сети получает данные от стоящего предыдущим в списке адресатов и перенаправляет их далее, если они адресованы не ему. Список адресатов генерируется компьютером, являющимся генератором маркера. Сетевой модуль генерирует маркерный сигнал (обычно порядка 2—10 байт во избежание затухания) и передает его следующей системе (иногда по возрастанию MAC-адреса). Следующая система, приняв сигнал, не анализирует его, а просто передает дальше. Это так называемый нулевой цикл.
Достоинства:
*Простота установки;
*Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
*Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.
Недостатки:
*Выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;
*Сложность конфигурирования и настройки;
*Сложность поиска неисправностей.
*Необходимость иметь две сетевые платы, на каждой рабочей станции.
Сложные топологии Сложные топологии являются расширениями или комбинациями основных физических топологий. Основные, выше рассмотренные, топологии сами применяются в маленьких локальных сетях и составляются в сложные топологии, как из кубиков, формируются необходимую расширяемую топологию. Последовательные цепочки (daisy-chaining). представляют последовательно соединённые концентраторы сети. Для соединения существующих концентраторов предполагается использовать их же порты. Таким образом, при реализации этой топологии не возникает никаких дополнительных расходов. Эту топологию рекомендуется использовать в локальных сетях с небольшим количеством концентраторов.
Иерархии — в иерархических топологиях используется более одного уровня концентраторов. Каждый уровень выполняет свои сетевые функции. На концентраторы нижнего уровня возлагается задача поддержки соединения с пользовательскими станциями и серверами. Узлы более высоких уровней объединяют узлы пользовательского уровня, как бы, множество концентраторов пользовательского уровня соединено с меньшим количеством концентраторов высокого уровня. Иерархические топологии лучше всего подходят для локальных сетей среднего и большого размера, в которых предполагается дальнейшее расширение.
Иерархические кольца — это сети, в которых реализована кольцевая топология, можно расширить путем иерархического соединения нескольких колец. Соединения с пользовательскими станциями и серверами могут поддерживаться множеством колец ограниченного размера, необходимых для обеспечения приемлемой производительности. Для соединения всех колец пользовательского уровня и расширения диаметра сети может использоваться кольцо второго уровня — Token Ring. Небольшие локальные сети кольцевой топологии можно расширить, иерархически соединив несколько колец.
Иерархические звезды — это Звездообразные топологии, которые также можно реализовать, иерархически объединив несколько звезд и разделяться с помощью коммутаторов, маршрутизаторов или мостов. В топологии иерархической звезды один уровень организуется для соединения с пользователями и серверами, второй уровень функционирует в качестве общей магистрали передачи данных.
Иерархические комбинации — это объединение нескольких технологий современными высокоуровневыми коммутирующими концентраторами.