Признаки сети с топологией звезда

2.4.3. Топология «Звезда»

Звездообразная топология (рис. 2.4) базируется на концепции центрального узла, к которому подключаются периферийные узлы. Каждый компьютер имеет свою отдельную линию связи с центральным узлом. Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети.

Рис. 2.4. Сеть звездообразной топологии

Звездообразная топология значительно упрощает взаимодействие узлов сети друг с другом, позволяет использовать более простые сетевые адаптеры. В то же время работоспособность ЛВС со звездообразной топологией целиком зависит от центрального узла (концентратора).

В сетях с топологией «звезда» подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизованы. Но есть и недостаток: так как все компьютеры подключены к центральной точке, для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля. К тому же, если центральный компонент выйдет из строя, нарушится работа всей сети. А если выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети, на работу остальных компьютеров это не повлияет.

В реальных вычислительных сетях могут использоваться более сложные топологии, представляющие в некоторых случаях сочетание рассмотренных, например, топология «Звезда — шина».

Выбор той или иной топологии определяется областью применения сети, географическим расположением ее узлов и размерностью сети в целом.

2.4.4. Выбор топологии

Существует множество факторов, которые необходимо учитывать при выборе наиболее подходящей к данной ситуации топологии. Эта таблица 2.2 поможет сделать правильный выбор.

Факторы, необходимые при выборе топологии

Экономный расход кабеля. Сравнительно недорогая и несложная в использовании среда передачи. Простота. Надежность. Легко расширяется

При значительных объемах переда-ваемой информации уменьшается про-пускная способность сети. Трудно локализовать проблемы. Выход из строя кабеля останавливает работу многих пользователей

Все компьютеры имеют равный доступ. Количество пользователей не оказывает сколько-нибудь значительного влияния на производительность

Выход из строя одного компьютера затрудняет работу всей сети. Трудно локализовать проблемы. Изменение конфигурации сети требует остановки работы всей сети

Легко модифицировать сеть, добавляя новые компьютеры. Централизованный контроль и управление. Выход из строя одного компьютера не влияет на работоспособность сети

Выход из строя центрального узла выводит из строя всю сеть

Для закрепления изложенного материала рассмотрим решение задачи.

Независимая страховая компания, в состав которой входит президент, управляющий, администратор и 5 агентов, решила установить сеть. Компания занимает половину небольшого здания. В последнее время наблюдается рост клиентуры и чтобы справиться с возрастающим объемом работы, планируется взять в штат еще двух агентов.

У каждого сотрудника компании есть компьютер. Если необходимо обменяться деловой информацией, приходится делать это устно или с помощью дискет. Все агенты занимаются делами только своих клиентов, и информация об этих клиентах строго конфиденциальна. Лазерный принтер восьмилетней давности находится у администратора офиса. Каждый агент имеет собственный матричный принтер.

Одновременно с установкой сети решено приобрести высокоскоростной лазерный принтер.

Вам поручено установить сеть для этой небольшой компании. Чтобы упростить решение задачи, ответьте на следующие вопросы.

1. Какой тип сети Вы бы посоветовали установить этой компании?

2. Какая топология подходит в этой ситуации?

Однозначного решения у этой задачи нет. Возможные решения и их обоснования являются всего лишь рекомендациями.

Казалось бы, раз в компании всего 8 человек, подходящей сетью может стать одноранговая. Но нам уже известно, что компания начинает расти. Кроме того, часть информации является конфиденциальной. Поэтому вывод: лучше установить сеть на основе сервера, которая предоставляет возможности для роста компании и централизации защиты данных, в то время как одноранговая сеть через год-два может исчерпать свой потенциал.

2. Единственно правильного ответа нет. На сегодняшний день наиболее популярными топологиями являются «звезда-шина» и «шина».

Первая кажется более привлекательной, поскольку в этом случае проще решать сетевые проблемы и переконфигурировать сеть.

Можно выбрать и сеть с топологией «шина» — она дешевле и проще в установке, но при этом мы потеряем преимущества, которые дает концентратор при администрировании и решении сетевых проблем.

Топология «кольцо» слишком сложна для подобной сети.

Источник

Звезда (топология компьютерной сети)

Топология Звезда — это топология с явно выделенным центром, к которому подключаются все другие абоненты. Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом ложится очень большая нагрузка, потому ничем другим, кроме сети, оно заниматься не может. Понятно, что сетевое оборудование центрального абонента должно быть существенно больше сложным, чем оборудование периферийных абонентов. О равноправии абонентов в этом случае говорить не придется. Как правило, именно центральный компьютер является самим мощным, и именно на него возлагают все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией «звезда» в принципе невозможные, потому что управление полностью централизовано, конфликтовать незачем.

Рабочая станция, с которой необходимо передать данные, отсылает их на концентратор. 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. Этот недостаток отсутствует на сетевом устройстве более высокого уровня — коммутаторе, который, в отличие от концентратора, подающего пакет на все порты, подает лишь на определенный порт — получателю. Одновременно может быть передано несколько пакетов. Сколько — зависит от коммутатора.

Активная звезда [ править ]

Выделенным центром является компьютер

Пассивная звезда [ править ]

В центре сети содержится не компьютер, а концентратор, или хаб (hub). Он возобновляет сигналы, которые поступают, и пересылает их в другие линии связи.

Недостатки [ править ]

Источник

Топология звезды: характеристики, преимущества, недостатки

В звездообразная топология или звездообразная сетьпредставляет собой конфигурацию для локальной сети (LAN), в которой каждый из узлов подключен к центральной точке подключения, такой как концентратор, коммутатор или компьютер. Эта топология — одна из наиболее распространенных сетевых конфигураций.

Следовательно, это сетевая топология, в которой каждая отдельная часть сети подключена к центральному узлу. Присоединение этих сетевых устройств к базовому компоненту визуально представлено звездочкой.

Весь трафик данных идет из центра звезды. Таким образом, этот центральный сайт контролирует все подключенные к нему узлы. Центральный концентратор обычно представляет собой быстрый независимый компьютер, который отвечает за маршрутизацию всего трафика к другим узлам.

Узел в центре сети работает как сервер, а периферийные устройства действуют как клиенты.

характеристики

В звездообразной топологии существует соединение точка-точка между каждым узлом и устройством концентратора. Таким образом, каждый компьютер индивидуально подключен к центральному серверу.

Его конструкция напоминает велосипедное колесо со спицами, отходящими от центра. Таким образом, обмен данными может осуществляться только косвенно через центральный узел, к которому подключены другие узлы.

Центральное устройство получает пакет данных от любого узла и передает его всем остальным узлам сети. Хаб работает как сервер, контролируя и управляя всеми сетевыми функциями.

Если узлы желают установить связь, они передают сообщение серверу, и сервер пересылает это сообщение другим узлам. Таким образом, они образуют топологию, подобную изображению звезды.

Различные реализации

Топологии «звезда» могут быть реализованы с помощью проводных фабрик Ethernet, беспроводных маршрутизаторов и / или других компонентов. Во многих случаях сервер является центральным концентратором, а дополнительные узлы — клиентами.

В зависимости от сетевой карты, которую использует каждый компьютер, для соединения устройств используется сетевой кабель RJ-45 или коаксиальный кабель.

Часто топология звезды сочетается с шинной сетью. Это делается путем подключения концентратора к магистрали шины. Эта композиция называется древовидной сетью.

Общение

Предположим, что все компьютеры на этаже подключены к общему концентратору или коммутатору. В этом случае коммутатор поддерживает таблицу CAM (Content Addressable Memory).

Эта таблица CAM представляет собой адресную память, в которой аппаратные адреса всех подключенных устройств хранятся в памяти коммутатора.

Например, если компьютер A хочет отправить пакет данных компьютеру B, компьютер A отправит сообщение коммутатору. Коммутатор проверит адрес конечного компьютера и, таким образом, перешлет ему сообщение.

В случае концентратора у него нет собственной памяти. Когда компьютер A отправляет сообщение компьютеру B, концентратор сообщает: «Я объявляю всем подключенным ко мне портам, что у меня есть пакет для этого адреса. Кому из вас принадлежит этот адрес? «

Эта процедура называется ARP (протокол разрешения адресов). Используя этот сетевой протокол, хаб может найти адрес нужного компьютера. Таким образом он передает пакет на целевую машину.

Преимущество

Ограничьте влияние отказов

Основное преимущество звездообразной сети — ограничить влияние неисправности. Когда какой-либо компьютер в сети не работает должным образом, это не повлияет на остальную часть сети, а только повлияет на локальный диапазон этого компьютера. Сеть продолжит нормально функционировать.

По той же причине, указанной выше, эта топология упрощает добавление, замену или удаление любого отдельного компонента в сети и из сети. Таким образом, сеть легко расширяется, не прерывая ее работу.

Централизованное управление

Управление сетью централизовано с использованием центрального компьютера, концентратора или коммутатора.

Все компьютеры зависят от центрального устройства. Это неизменно означает, что любые проблемы, которые приводят к неработоспособности сети, можно отследить до центрального концентратора.

Простое администрирование и обслуживание

Управлять и поддерживать сеть очень легко, потому что для каждого узла требуется только отдельный кабель. С точки зрения функциональности это самая простая из всех топологий.

Проблемы легко обнаружить, так как отказ кабеля затронет только одного пользователя.

Более высокая производительность и безопасность

Пакеты данных не должны проходить через несколько узлов. Тот факт, что нет конфликтов данных, увеличивает его производительность, значительно ускоряя передачу данных.

Более того, тот факт, что пакеты данных должны пройти не более трех разных точек (компьютер A — концентратор — компьютер B), гарантирует безопасность данных.

Недостатки

Зависимость от центрального устройства

Основная проблема с топологией сети «звезда» заключается в том, что она сильно зависит от работы центрального устройства.

Если концентратор, коммутатор или центральный сервер выйдет из строя, вся сеть выйдет из строя, и все компьютеры будут отключены от сети.

Центральным устройством сети является то, которое определяет общее количество узлов, которые сеть может обрабатывать. Размер сети будет зависеть от количества подключений к концентратору. По мере увеличения количества подключений увеличиваются и размер, и, следовательно, необходимая инфраструктура.

Более высокая стоимость внедрения

Это может иметь более высокую стоимость реализации, особенно потому, что коммутатор или концентратор дополнительно используется в качестве центрального устройства подключения к сети.

Для подключения требуется больше кабелей по сравнению с топологией кольца и шины, потому что каждый компьютер должен быть индивидуально подключен к центральному серверу. Таким образом, затраты на звездообразную топологию также будут относительно высокими.

Горлышко бутылки

Этот тип сети может быть уязвим для проблем с узкими местами. Если один из узлов использует значительную часть вычислительной мощности центрального концентратора, это отразится на производительности других узлов.

Производительность всей сети напрямую зависит от производительности концентратора. Если сервер работает медленно, это приведет к замедлению работы всей сети.

Если центральный концентратор каким-либо образом скомпрометирован, это сделает уязвимой всю сеть.

Ссылки

1. Телеком ABC (2019). Звездная топология. Взято с: telecomabc.com.
2. Компьютерная надежда (2018). Звездная топология. Взято с: computerhope.com.
3. Техопедия (2019). Звездная топология. Взято с: потолокpedia.com.
4. Амар Шекхар (2016). Что такое звездная топология? Преимущества и недостатки звездообразной топологии. Fossbytes. Взято с: fossbytes.com.
5. Techspirited (2019). Звездная топология. Взято с: techspirited.com.

Источник