Вопрос 46 Классификация сетей. Топология сетей.
1.2 По способу организации сети подразделяются на реальные и искусственные:
Искусственные сети (псевдосети) позволяют связывать компьютеры вместе через последовательные или параллельные порты и не нуждаются в дополнительных устройствах. Иногда связь в такой сети называют связью по нуль-модему (не используется модем). Само соединение называют нуль-модемным. Искусственные сети используются, когда необходимо перекачать информацию с одного компьютера на другой. MS-DOS и WINDOWS снабжены специальными программами для реализации нуль-модемного соединения.
Реальные сети позволяют связывать компьютеры с помощью специальных устройств коммутации и физической среда передачи данных.
1.3 Классификация по территориальной направленности
По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, региональными и городскими.
Локальные — это сети, перекрывающие территорию не более 10 м2
Региональные — расположенные на территории города или области
Глобальные на территории государства или группы государств, например, всемирная сеть Internet.
Городские — расположение в пределах населенного пункта.
Так же, в последнее время специалисты выделяют такой вид сети, как банковская.
1.4 Классификация сетей по принадлежности
По принадлежности различают ведомственные и государственные сети:Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.
Государственные сети — сети, используемые в государственных структурах.
По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.
низкоскоростные (до 10 Мбит/с),
среднескоростные (до 100 Мбит/с),
высокоскоростные (свыше 100 Мбит/с);
сверхскоростные (свыше 1000 Мбит/с)
Для определения скорости передачи данных в сети широко используется бод (от англ. “baud”):
Baud (бод) — единица скорости передачи сигнала, измеряемая числом дискретных переходов или событий в секунду. Если каждое событие представляет собой один бит, бод эквивалентен бит/сек (в реальных коммуникациях это зачастую не выполняется).
1.5 Классификация соединения ПК в сеть (топология)
Способ соединения компьютеров в сеть называется её топологией. Наиболее распространенные виды топологий сетей:
Линейная сеть — Содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами.
Кольцевая сеть — Сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви.
Звездообразная сеть — Сеть, в которой имеется только один промежуточный узел.
Общая шина — В этом случае подключение и обмен данными производится через общий канал связи, называемый общей шиной.
Древовидная сеть — Сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь.
Ячеистая сеть — Сеть, которая содержит по крайней мере два узла, имеющих два или более пути между ними.
Полносвязная сеть — Сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами.
1.6 Классификация по организации взаимодействия ПК
С точки зрения организации взаимодействия компьютеров, сети делят на одноранговые (Peer-to-Peer Network) и с выделенным сервером (Dedicated Server Network).
Все компьютеры одноранговой сети равноправны. Любой пользователь сети может получить доступ к данным, хранящимся на любом компьютере.
Одноранговые сети могут быть организованы с помощью таких операционных систем, как LANtastic, windows’3.11, Novell Netware Lite. Указанные программы работают как с DOS, так и с windows. Одноранговые сети могут быть организованы также на базе всех современных 32-разрядных операционных систем — windows 9x\ME\2k, windows NT workstation версии, OS/2 и некоторых других.
Достоинства одноранговых сетей:1. Наиболее просты в установке и эксплуатации.2. Операционные системы DOS и windows обладают всеми необходимыми функциями, позволяющими строить одноранговую сеть.
Недостатки:В условиях одноранговых сетей затруднено решение вопросов защиты информации. Поэтому такой способ организации сети используется для сетей с небольшим количеством компьютеров и там, где вопрос защиты данных не является принципиальным.
В иерархической сети при установке сети заранее выделяются один или несколько компьютеров, управляющих обменом данных по сети и распределением ресурсов. Такой компьютер называют сервером.
Любой компьютер, имеющий доступ к услугам сервера называют клиентом сети или рабочей станцией.
Сетевая тополо́гия (от греч. τόπος, — место) — способ описания конфигурации сети, схема расположения и соединения сетевых устройств.
Сетевая топология может быть
- физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети.
- логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.
- информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети.
- управления обменом — это принцип передачи права на пользование сетью.
Существует множество способов соединения сетевых устройств. Выделяют 3 базовых топологии:
- Шина
- Кольцо
- Звезда
И дополнительные (производные):
- Двойное кольцо
- Ячеистая топология
- Решётка
- Дерево
- Fat Tree
- Полносвязная
Дополнительные способы являются комбинациями базовых. В общем случае такие топологии называются смешанными или гибридными, но некоторые из них имеют собственные названия, например «Дерево».
Одноранговая сеть
Все ПК в сети равноправны. Каждый пользователь предоставляет в сеть какие-то ресурсы (высококачественный принтер, графопостроитель и др.). В такой сети нет единого центра управления взаимодействием рабочих станций и нет единого устройства для хранения данных. Сетевая ОС распределена по всем рабочим станциям. Каждая станция сети может выполнять функции, как клиента, так и сервера. Она может обслуживать запросы от других рабочих станций и направлять свои запросы на обслуживание в сеть.
— возможность использования каждым пользователем ресурсов других ПК;
— удобство и простота работы пользователей в сети;
— низкая стоимость и высокая надежность.
— зависимость эффективности работы сети от количества станций;
— сложность управления сетью;
— сложность обеспечения защиты информации;
— трудности обновления и изменения ПО станций;
— число ПК не превышает в сети 25-30;
— ОС, поддерживающая работу сети, устанавливается на каждом ПК.
Базовые топологии
Топология сети– физическое расположение компьютеров, кабелей и других сетевых компонентов. Она влияет на:
— состав необходимого сетевого оборудования;
— возможность расширения сети (наращиваемость);
— характеристики и параметры сетевого оборудования.
На практике используются следующие базовые топологии:
Все остальные топологии получаются комбинированием базовых.
Шинная топология– топология, при которой станции подключаются к шинному магистральному каналу.
Терминатор– пассивный приемопередатчик, который гасит падающие ЭМ волны.
В большинстве реализации физическая среда передачи шинной сети может состоять из одной или нескольких секций кабеля, связанных специальными соединителями. В результате образуется сегмент кабеля.
Кабель удлиняется двумя способами:
1 – для соединения двух отрезков кабеля можно воспользоваться barrel connector’ом;
2 – с помощью repeater’а.
— минимальная длина локальной сети;
— легко расширяется (наращивается);
— высокая скорость обмена данными между пользователями;
— трудность локализации отказов с точностью до отдельного компонента, подключенного к шине;
— разрыв кабеля или отсоединение одного из концов приводит к прекращению функционирования сети (сеть падает);
— если разделение каналов производится не по частоте, а по времени, то всегда имеется задержка между моментом появления данных для передачи и моментом времени, когда эти данные могут быть переданы.
Звездообразная топология– топология, при которой каждая станция подсоединена одним или двумя выделенными кабелями к единственному центральному узлу, именуемомуконцентратором(HUB). Станция может непосредственно осуществлять доступ только к этому узлу. В сетях с такой топологией через центральный узел проходит весь сетевой траффик.
В настоящее время различают:
— звездообразная сеть с коммутацией— центральный узел отвечает за маршрутизацию и выполняет функции пересылки.
— широковещательная звездообразная сеть– предусматривает использование центрального узла как безбуферного повторителя, который направляет все приходящие сигналы во все исходящие из него линии.
— разрыв кабеля, подключенного к концентратору, нарушит работу только данного сегмента, когда остальные останутся работоспособными;
— простота изменения или расширения сети;
— использование различных портов для подключения кабелей разных типов;
— централизованный контроль работы сети и сетевым трафиком;
— пропускная способность сети ограничивается пропускной способностью концентратора;
— выход из строя центрального узла приводит к отказу всей сети;
— расширяемость сети ограничивается возможностями центрального узла;
— центральный узел является довольно-таки дорогим устройством.
Кольцевая топология– топология, при которой станции связаны звеньями типа «точка-точка» в топологии замкнутой петли. Каждая станция подключается к кольцу с помощью активному интерфейса –повторитель сигналов.
Повторители обычно состоят из двух частей:
— основная часть с электропитанием от узла;
— интерфейсная часть с электропитанием от автономного источника.
— все компьютеры имеют равный доступ;
— количество пользователей не существенно влияет на производительность.
— выход из строя компьютера может привести к отказу всей сети;
— трудно локализовать неисправности;
— подключение нового пользователя или изменение конфигурации сети требует остановки работы всей сети.
Сравнительная характеристика топологий