Способ связывания элементов узлов в сети называется топологией

Туториал по компьютерным сетям. Часть 4

Топология определяет структуру сети о том, как все компоненты взаимосвязаны друг с другом. Существует два типа топологии — физическая и логическая топология.

Физическая топология — это геометрическое представление всех узлов в сети.

Топология шины

Топология шины спроектирована таким образом, что все станции подключены через один кабель, известный как магистральный кабель.

Каждый узел либо подключается к магистральному кабелю с помощью отводного кабеля, либо напрямую подключается к магистральному кабелю.

Когда узел хочет отправить сообщение по сети, он помещает сообщение по сети. Все станции, доступные в сети, получат сообщение независимо от того, адресовано оно им или нет.

Топология шины в основном используется в сетях стандарта 802.3 (ethernet) и 802.4.

Конфигурация шинной топологии довольно проста по сравнению с другими топологиями.

Магистральный кабель считается «одной полосой», по которой сообщение передается на все станции.

Наиболее распространенным методом доступа в топологиях шины является CSMA (множественный доступ с контролем несущей).

CSMA: это управление доступом к среде, используемое для управления потоком данных, чтобы сохранить целостность данных, то есть пакеты не теряются. Существует два альтернативных способа решения проблем, возникающих, когда два узла отправляют сообщения одновременно.

CSMA CD ( Обнаружение столкновения ) — это метод доступа, используемый для обнаружения столкновения. Как только столкновение обнаружено, отправитель прекратит передачу данных. Поэтому работает на « восстановление после столкновения ».

CSMA CA (предотвращение столкновений) — это метод доступа, используемый для предотвращения коллизий путем проверки, занята среда передачи или нет. Если он занят, то отправитель ожидает, пока носитель не станет свободным. Эта техника эффективно снижает вероятность столкновения. Не работает «восстановление после столкновения».

Преимущества топологии шины

В топологии шины узлы напрямую подключаются к кабелю без прохождения через Хаб. Поэтому первоначальная стоимость установки невысока.

Умеренные скорости передачи данных

Коаксиальные кабели или кабели витой пары в основном используются в шинных сетях, поддерживающих скорость до 100 Мбит / с.

Топология шины — это привычная технология, поскольку методы установки и устранения неполадок хорошо известны, а компоненты оборудования легко доступны.

Сбой в одном узле не повлияет на другие узлы.

Недостатки шинной топологии

Топология шины довольно проста, но все же требует большого количества кабелей.

Сложное устранение неполадок

Требуется специальное испытательное оборудование для определения неисправностей кабеля. Если в кабеле возникнет какая-либо неисправность, это нарушит связь для всех узлов.

Если два узла отправляют сообщения одновременно, то сигналы обоих узлов сталкиваются друг с другом.

Изменение конфигурации затруднено

Добавление новых устройств в сеть замедлит работу сети.

Затухание — это потеря сигнала, что приводит к проблемам со связью. Повторители используются для регенерации сигнала.

Кольцевая топология

Кольцевая топология похожа на шинную топологию, но со связанными концами.

Узел, который получает сообщение от предыдущего компьютера, будет повторно передан следующему узлу.

Данные передаются в одном направлении, т.е. однонаправлено.

Данные передаются в одном цикле, который непрерывно известен как бесконечный цикл.

Он не имеет завершенных концов, т. Е. Каждый узел связан с другим узлом и не имеет конечной точки.

Данные в кольцевой топологии передаются по часовой стрелке.

Наиболее распространенным методом доступа кольцевой топологии является передача токена .

Передача токена — это метод доступа к сети, при котором токен передается от одного узла к другому.

Маркер — это кадр, который циркулирует по сети.

Работа прохождения токена

Токен перемещается по сети и передается с компьютера на компьютер, пока не достигнет места назначения.

Отправитель изменяет токен, добавляя адрес вместе с данными.

Данные передаются с одного устройства на другое, пока адрес назначения не совпадет. Как только токен получен устройством-получателем, он отправляет подтверждение отправителю.

В кольцевой топологии токен используется в качестве носителя.

Преимущества кольцевой топологии

Неисправные устройства могут быть удалены из сети без отключения сети.

Доступно множество аппаратных и программных средств для работы и мониторинга сети.

Витая пара недорогая и легко доступна. Поэтому стоимость установки очень низкая.

Это более надежная сеть, поскольку система связи не зависит от одного хост-компьютера.

Недостатки кольцевой топологии

Сложное устранение неполадок

Требуется специальное испытательное оборудование для определения неисправностей кабеля. Если в кабеле возникнет какая-либо неисправность, это нарушит связь для всех узлов.

Выход из строя на одной станции ведет к выходу из строя всей сети.

Изменение конфигурации затруднено

Добавление новых устройств в сеть замедлит работу сети.

Задержка связи прямо пропорциональна количеству узлов. Добавление новых устройств увеличивает задержку связи.

Топология звезды

Топология «звезда» — это схема сети, в которой каждый узел подключен к центральному концентратору, коммутатору или центральному компьютеру.

Центральный компьютер называется сервером , а периферийные устройства, подключенные к серверу, называются клиентами .

Коаксиальный кабель или кабели RJ-45 используются для подключения компьютеров.

Концентраторы или коммутаторы в основном используются в качестве соединительных устройств в топологии физической звезды .

Топология «звезда» — самая популярная топология в реализации сети.

Преимущества топологии Star

Эффективное устранение неполадок.

Устранение неполадок довольно эффективно в топологии «звезда» по сравнению с топологией шины. В топологии шины менеджер должен проверять километры кабеля. В топологии «звезда» все станции подключены к централизованной сети. Поэтому администратор сети должен обратиться к единственной станции, чтобы устранить проблему.

Сложные функции управления сетью могут быть легко реализованы в топологии «звезда». Любые изменения, сделанные в топологии «звезда», автоматически учитываются.

Поскольку каждая станция подключена к центральному концентратору с помощью собственного кабеля, следовательно, отказ в одном кабеле не повлияет на всю сеть.

Топология Star — это знакомая технология, поскольку ее инструменты экономически эффективны.

Он легко расширяется, так как новые станции могут быть добавлены к открытым портам на концентраторе.

Сети с топологией Star экономичны, так как используют недорогой коаксиальный кабель.

Высокая скорость передачи данных

Он поддерживает пропускную способность около 10 гигабит/ с. Ethernet 100BaseT — одна из самых популярных топологических сетей Star.

Недостатки топологии Star

Если центральный концентратор или коммутатор выходит из строя , то все подключенные узлы не смогут обмениваться данными друг с другом.

Иногда прокладка кабеля затруднена, когда требуется значительный объем прокладки.

Источник

55 Телекоммуникации. Дать понятие узла, ветви и топологии сети. Охарактеризовать аппаратные устройства сети: кабели, сетевые адаптеры, маршрутизаторы, модемы и т.Д.

Узел сети представляет собой компьютер, либо коммутирующее устройство сети. Ветвь сети — это путь, соединяющий два смежных узла.

Узлы сети бывают трёх типов:

— оконечный узел — расположен в конце только одной ветви;

— промежуточный узел — расположен на концах более чем одной ветви;

— смежный узел — такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Топология — это конфигурация сети, способ соединения элементов сети (компьютеров) друг с другом. Чаще всего встречаются следующие способы объединения компьютеров в локальную сеть: «звезда», «общая шина», «кольцо», «иерархическая (дерево)», «ячеистая».

Для построения локальных связей в вычислительных сетях в настоящее время используются различные виды кабелей — коаксиальный кабель, кабель на основе экранированной и неэкранированной витой пары и оптоволоконный кабель.

Сетевой адаптер (Network Interface Card, NIC) — периферийное устройство компьютера, непосредственно взаимодействующее со средой передачи данных, которая прямо или через другое коммуникационное оборудование вызывает его с другими компьютерами. Решает задачи надежного обмена двоичными данными, представленными соответствующими электромагнитными сигналами, по внешним линиям связи. Работает под управлением драйвера операционной системы.

Для построения простейшей односегментной сети достаточно иметь сетевые адаптеры и кабель подходящего типа. Но даже в этом простом случае часто используются дополнительные устройства — повторители сигналов, позволяющие преодолеть ограничения на максимальную длину кабельного сегмента. Многопортовый повторитель часто называют концентратором.

Коммутатор (switching hub), делит общую среду передачи данных на логические сегменты. Логический сегмент образуется путем объединения нескольких физических сегментов (отрезков кабеля) с помощью одного или нескольких концентраторов. Каждый логический сегмент подключается к отдельному порту коммутатора.

Маршрутизаторы анализируют все возможные пути между любыми двумя узлами сети и выбирают самый короткий из них. При выборе могут приниматься во внимание и другие факторы, например, состояние промежуточных узлов и линий связи, пропускная способность линий или стоимость передачи данных.

Для подключения локальных сетей к глобальным связям используются специальные выходы мостов и маршрутизаторов, а также аппаратура передачи данных по длинным линиям — модемы (при работе по аналоговым линиям) или же устройства подключения к цифровым каналам (TA — терминальные адаптеры сетей ISDN, устройства обслуживания цифровых выделенных каналов типа CSU/DSU и т.п.).

56 Дать понятие сети Интернет, протокола tcp/ip, ip-адреса, url, домена, службы имен доменов. Привести пример ip-адреса и url

Интернет представляет собой глобальную компьютерную сеть. Само ее название означает «межсеть». Это сеть, объединяющая множество различных сетей. С одной стороны – это миллионы компьютеров, связанных друг с другом, с другой – единое информационное пространство – киберпространство (cyberspace), внутри которого осуществляется непрерывная циркуляция данных. Сегодня кибернетическое пространство является частью повседневной жизни около 40 миллионов людей из 160 стран. Примерно столько человек сейчас пользуется Интернетом.

В основе Интернет лежит протокол TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). Точнее говоря это не один протокол, а набор протоколов (так называемый стек протоколов) лежащих на раз уровнях.

Для идентификации компьютеров в сетях с протоколом TCP/ IP используются IP-адреса, которые записываются в виде четырехбайтовой комбинации, в качестве разделителя между байтами используется точка, например: 10000000.00101101.00001001.10001000 (в двоичной системе счисления) или 128.45.9.136 (в десятичной системе).

Каждый ресурс в Интернет имеет свой уникальный адрес, который называется URL (Universal Resource Locator — универсальный указатель ресурсов). URL записывается в формате: протокол://доменное_имя_сервера/путь, где протокол – наименование протокола, который соответствует службе, осуществляющей доступ к дан ресурсу; доменное_имя_сервера – имя сервера, на котором находится данный ресурс; путь — обычный путь к файлу, содержащему Web-документ. В качестве разделителя имен каталогов и имени файла используется прямой слеш (/). Пример URL: http://www.msu.ru/russian/recviz.html.

Так как пользователю неудобно работать с числовым представлением IP-адреса, предусматривается другая форма записи этого адреса – доменное имя, содержательное и легко запоминающееся. Преобразование доменных имен в IP-адреса выполняется на серверах DNS (Domain Name Service – служба имен доменов). Домен является виртуальной зоной (областью), к которой относится тот или иной компьютер. Доменное имя может содержать несколько уровней, отделенных точкой, и крайний правый является доменом верхнего уровня. В настоящее время Интернет делится на домены верхнего уровня либо по географическому признаку (состоят из двух букв, например, домен ru указывает на принадлежность сервера России, ua – Украине, uk – Великобритании), либо по роду деятельности тех или иных организационных структур (состоят из 3 букв, например, gov – правительственные учреждения; com – коммерческие организации; edu – образовательные учреждения).

Источник