Топология компьютерной сети конспект

Конспект лекции 4. Топологии сетей.

Топология сети – граф, описывающий связи между устройствами компьютерной сети.

Топология описывается рёбрами и узлами.

1. Ребро обозначают связь между устройствами.
2. Узел обозначает устройство.

Топология может быть физической и логической.

1. Физическая топология определяет правила физических соединений узлов (прокладку реальных кабелей).
2. Логическая топология определяет направление потоков данных между узлами сети.

Виды топологий

Существуют следующие топологии компьютерных сетей:

1. Шинная топология
2. Кольцевая топология (петля)
3. Топология «звезда» (радиальная, звездообразная)
4. Полносвязная (ячеистая, сетка)
5. Иерархическая (древовидная)
6. Смешанная (гибридная)

Шина

В этой топологии все компьютеры сети подключены к одному кабелю, который называется магистралью.

В сети с топологией шина данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети, но принимает их только тот компьютер, адрес которого совпадает с адресом получателя. Адрес получателя передается вместе с данными. В каждый момент времени передачу может вести только один компьютер, поэтому производительность такой сети зависит от количества компьютеров в ней. Чем больше компьютеров в сети, тем она медленнее.

Шина – это пассивная топология, т.е. компьютеры только слушают передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому выход одного или нескольких компьютеров из строя в такой сети никак не сказывается на работе сети.

Кольцо

В сетях с топологией кольцо компьютеры связаны один с другим, при этом первый компьютер связан с последним. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер.

Каждый компьютер распзознает и получает только ту информацию, которая ему адресована.

В отличие от пассивной технологии «шина», в сетях с топологией «кольцо» каждый компьютер выступает в роли повторителя (репитера), т.е. компьютеры не только слушают, но и передают данные в сети от отправителя к получателю. Здесь каждый компьютер усиливает данные и передает их следующему компьютеру, пока эти данные не окажутся в том компьютере, чей адрес совпадает с адресом получателя. Получив данные, принимающий компьютер посылает передающему сообщение, в котором подтверждает факт приема. Выход из строя хотя бы одного компьютера приводит к неработоспособности сети.

Звезда

Топология звезда отличается тем, что все компьютеры подключаются к одному центральному устройству. Для этого в центре сети содержится узел коммутации (коммутирующее устройство), к которому отдельным кабелем подключаются все компьютеры сети. Такой узел называется концентратором (hub).

Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем другим компьютерам.

Концентраторы делятся на активные и пассивные.

Активные концентраторы передают сигналы так же, как репитеры (повторители), поэтому их называют многопортовыми повторителями. Обычно они имеют от 8 до 12 портов для подключения компьютеров. Активные концентраторы питаются от электрической сети.

К пассивным концентраторам относятся монтажные или коммутирующие панели, которые просто пропускают через себя сигнал, не усиливая и не восстанавливая его. Пассивным концентраторам не требуется питание от электрической сети.

Основное преимущество топологии «звезда» – высокая надежность. Выход из строя одного или нескольких компьютеров не приводит к потере работоспособности остальной части сети. Обрыв кабеля в одном месте приводит к отключению от сети только одного компьютера. Только неисправность концентратора приводит к полной потере работоспособности сети. Недостатком этой топологии является необходимость в дополнительном расходе кабеля и установке концентратора.

Ячеистая топология

В некоторых случаях используется ячеистая топология. В данной топологии каждый компьютер соединен с каждым другим компьютером отдельным кабелем.

Сеть с ячеистой топологией обладает высокой избыточностью и надежностью. Данные от одного компьютера к другому могут передаваться по разным маршрутам, поэтому разрыв кабеля не отражается на работоспособности сети. Главный недостаток сетей с ячеистой топологией – большой расход кабеля.

Источник

Конспект урока «Топология компьютерной сети»

Назад Вперёд

Дидактическая цель: разобрать основные виды топологий компьютерной сети.

Задачи обучения: научить различать виды топологий компьютерных сетей.

Знать: виды топологий

Уметь: различать виды топологий сетей, выделять их достоинства и недостатки.

Задачи воспитания: повышать познавательную активность учащихся (игровой момент в объяснении материала)

Задачи развития: развитие познавательных интересов, внимательности, логического мышления.

Тип урока: комбинированный.

Методы: объяснительно-иллюстративный.

Формы: фронтальная, индивидуальная.

Средства: компьютер, экран, проектор, презентация по теме (см. файл “Презентация.ppt”), компьютерный тест (см. файл “Приложение.exe”), ленты.

1. Орг.момент – 2
2. Подготовка к активной деятельности — 2
3. Проверочная работа – 10
4. Объяснение нового материала – 25
5. Запись домашнего задания — 1
6. Подведение итогов — 5

Здравствуйте, ребята. Я вижу, вы готовы к уроку – садитесь. Кто сегодня отсутствует?

2. Подготовка к активной деятельности.

И начнем мы наш урок с проверочной работы на знание определений и понятий, которые мы разобрали на прошлом уроке. Давайте вместе вспомним, что мы с вами разбирали на прошлом уроке, какие понятия узнали. (компьютерная сеть, локальная сеть, городская сеть, глобальная сеть)

Но, прежде, чем вы начнете выполнять тест, откройте тетради на домашнем задании и положите их на край стола. (жду, пока все откроют тетради)

Включаем мониторы, загружаем свой профиль. На рабочем столе находится файл Приложение.exe. Откройте его, пожалуйста.

Вам предлагается ввести свое имя. Во второй графе вбиваем класс.

В этом тесте 6 вопросов. Начинаем работать. У вас 7 минут. (ребята работают, прохожу и просматриваю домашнее задание)

Заканчиваем работу, выходим из профиля и выключаем мониторы. Компьютеры нам сегодня больше не понадобятся.

4. Объяснение нового материала.

На прошлом уроке мы разобрали классификацию сетей по территориальному признаку. Сегодня мы узнаем, каким образом можно соединить компьютеры внутри сети.

Открываем тетради. Записываем число и тему сегодняшнего урока. Тема: топология компьютерной сети. (Слайд 1)

И начнем с определения топологии.

Топология – (от греч. — место) физическое расположение компьютеров сети относительно друг друга и способ соединения их каналами связи.

Принято выделять 4 вида топологии. Каждый из них мы сейчас и рассмотрим. (Слайд 3)

Первый вид: Топология типа ши?на, все рабочие станции подсоединены к общему кабелю (называемый шина или магистраль)

Отправляемое рабочей станцией сообщение распространяется на все компьютеры сети. Каждая машина проверяет — кому адресовано сообщение и если ей, то обрабатывает его.

А теперь давайте построим эту сеть и постараемся выделить ее достоинства и недостатки. А строить мы ее будем вот каким образом:

В руках у меня вы видите ленточки. Это будут наши каналы связи. А компьютерами (т.е. узлами) сети будете вы. Вы будете выходить по 5 человек (крайние, по часовой стрелке) в центр класса. И ваша задача будет построить сеть, соединив друг друга ленточками. Вот эту папку (показываю папку с файлами) мы будем передавать по нашим образовавшимся каналам связи. А все остальные внимательно смотрят и отмечают ошибки, если таковые возникнут. После обсудим и запишем.

И так, первая пятерка выходит ко мне и строит топологию “шина” (образец на слайде).

Передаем информацию (даю одному из них папку, и он передает ее дальше).

А если мы добавим еще несколько рабочих станций? (прошу еще 2-3 ребят присоединиться). Сможем ли мы так же быстро доставить пакет до адресата? – нет, не сможем. Значит, производительность нашей сети упадет.

А что у нас получится, если, скажем, одна из рабочих станций (ученик) выйдет из строя? (забираю одну ленточку) – ему нельзя будет передать файл, но отправить его дальше – можно. Верно.

А если у нас оборвется главный канал связи? (развязываю главную ленточку) – нарушится вся сеть. Правильно.

Надеюсь, вы все внимательно смотрели и слушали. Поэтому давайте теперь запишем достоинства и недостатки этой сети.

• Небольшое время установки сети;
• Дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств);
• Простота настройки;
• Выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети;

• Любые неполадки канала связи уничтожают работу всей сети;
• Сложность поиска неисправностей;
• С добавлением новых рабочих станций падает производительность сети.

Второй вид: Топология типа кольцо, рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть. (Слайд 4)

Компьютер в сети получает данные от стоящего предыдущим в списке адресатов и перенаправляет их далее, если они адресованы не ему.

Вторая пятерка выходит ко мне и строит топологию “кольцо”.

Передаем информацию (даю одному из них папку, и он передает ее дальше).

Что у нас получится, если, скажем, одна из рабочих станций (ученик) выйдет из строя? (забираю одну ленточку) – ему нельзя будет передать файл. Верно.

А дальше по всей сети мы сможем отправлять? – сможем, но нам придется двигаться в другую сторону или переставить соединения. Правильно.

Надеюсь, вы все внимательно смотрели и слушали. Поэтому давайте теперь запишем достоинства и недостатки этой сети.

• Простота установки;
• Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети;

• Выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;
• Сложность поиска неисправностей;

Третий вид: Топология типа звезда, все компьютеры сети присоединены к центральному узлу. (Слайд 5)

Рабочая станция, которой нужно послать данные, отсылает их на концентратор, а тот определяет адресата и отдаёт ему информацию.

Третья пятерка выходит ко мне и строит топологию “звезда”.

Передаем информацию (даю одному из них папку, и он передает ее дальше).

Что у нас получится, если, скажем, одна из рабочих станций (ученик) выйдет из строя? (забираю одну ленточку) – ему нельзя будет передать файл. Верно.

А дальше по всей сети мы сможем отправлять? – сможем. Правильно.

А если из строя выйдет концентратор (центральный компьютер)? – вся сеть нарушится.

Как вы думаете, сколько максимально можно подключить рабочих станций? – столько, сколько можно подключить к концентратору. Т.е. количество ограничено.

Надеюсь, вы все внимательно смотрели и слушали. Поэтому давайте теперь запишем достоинства и недостатки этой сети.

• 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;

• выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью всей сети;
• требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;
• конечное число рабочих станций в сети ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

Три вида топологии мы с вами разобрали. Есть еще один.

Четвертый вид: смешанная топология, объединение нескольких топологий. (Слайд 6)

Строится она, соответственно из нескольких топологий. Давайте попробуем построить топологию, как на картинке. Эта топология называется снежинка. Какие здесь используются виды? – кольцо и звезда.

Достоинства и недостатки: зависят от составляющих ее видов топологий.

5. Запись домашнего задания.

Открываем дневники, записываем домашнее задание: выучить определения.

• Какие виды топологий мы сегодня разобрали?
• Каким образом строится смешанная топология?
• Достоинства/недостатки каждой из топологий?
• Есть ли у вас вопросы по сегодняшнему уроку?

Если нет – выставление отметок. Спасибо, урок окончен.

Источник