Топология сети из литературы
1. Понятие топологии сети 5
2. Базовые топологии сети 7
2.1 Топология сети типа «шина» (bus) 7
2.2 Базовая топология сети типа «звезда» (star) 12
2.3 Базовая топология сети типа «кольцо» (ring) 13
3. Другие возможные сетевые топологии 16
3.1 Топология сети типа «дерево» (tree) 16
3.2 Комбинированные топологии сети 17
3.3 «Сеточная» топология сети 19
4. Многозначность понятия топологии 21
Список используемой литературы 25
Введение
На сегодняшний день невозможно представить деятельность человека без использования им компьютерных сетей.
Компьютерная сеть — представляет собой систему распределенной обработки информации, состоящую как минимум из двух компьютеров, взаимодействующих между собой с помощью специальных средств связи.
В зависимости от удалённости компьютеров и масштабов, сети условно разделяют на локальные и глобальные.
Локальные сети 1 — сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Локальные сети развёртываются обычно в рамках некоторой организации, поэтому их называют также корпоративными сетями.
Иногда выделяют сети промежуточного класса 2 — городская или региональная сеть, т.е. сеть в пределах города, области и т.п.
Глобальная сеть 3 покрывает большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Глобальные сети практически имеют те же возможности, что и локальные. Но они расширяют область их действия. Польза от применения глобальных сетей ограничена в первую очередь скоростью работы: глобальные сети работают с меньшей скоростью, чем локальные.
Из выше перечисленных компьютерных сетей, обратим свое внимание на локальные сети, для того чтобы лучше понять архитектуру сетей, способы передачи данных. А для этого надо знать такое понятие, как топология сети.
1. Понятие топологии сети
Топология — это физическая конфигурация сети в совокупности с ее логическими характеристиками. Топология — это стандартный термин, который используется при описании основной компоновки сети. Если понять, как используются различные топологии, то можно будет определить, какими возможностями обладают различные типы сетей.
Существует два основных типа топологий:
Логическая топология описывает правила взаимодействия сетевых станций при передаче данных.
Физическая топология определяет способ соединения носителей данных.
Термин «топология сети» характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология сети обуславливает ее характеристики.
Выбор той или иной топологии влияет на:
состав необходимого сетевого оборудования
характеристики сетевого оборудования
возможности расширения сети
Конфигурация сети может быть или децентрализованной (когда кабель «обегает» каждую станцию в сети), или централизованной (когда каждая станция физически подключается к некоторому центральному устройству, распределяющему фреймы и пакеты между станциями). Примером централизованной конфигурации является звезда с рабочими станциями, располагающимися на концах ее лучей. Децентрализованная конфигурация похожа на цепочку альпинистов, где каждый имеет свое положение в связке, а все вместе соединены одной веревкой. Логические характеристики топологии сети определяют маршрут, проходимый пакетом при передаче по сети.
При выборке топологии нужно учитывать, чтобы она обеспечивала надежную и эффективную работу сети, удобное управление потоками сетевых данных. Желательно также, чтобы сеть по стоимости создания и сопровождения получилась недорогой, но в то же время оставались возможности для ее дальнейшего расширения и, желательно, для перехода к более высокоскоростным технологиям связи. Это непростая задача! Чтобы ее решить, необходимо знать, какие бывают сетевые топологии.
Исследовательская работа по теме «Топология»
В условиях развития новых технологий возрос спрос на людей, обладающих нестандартным мышлением, умеющие ставить и решать новые задачи. Великий русский ученый М. В. Ломоносов сказал:” Математику уже затем учить надо, что она ум в порядок приводит.”
В школьном курсе геометрии мы будем изучать различные тела и их свойства. Но это в будущем, а пока меня очень заинтересовал термин “резиновая геометрия”, и я решил разобраться, что же это такое и где это применяется.
Изучив соответствующую литературу и интернет-источники, я узнал, что изучением этого вопроса занимается отдельный раздел математики – топология.
Вот почему моя работа посвящена решению этой исследовательской задачи в данной области.
Гипотеза исследования — в математике имеются свойства, которые не нарушаются ни при каких непрерывных деформациях фигур.
Объектом исследования в данной работе является шар из пластилина.
Цель исследования — выяснись, что такое топология. Какие предметыобладают топологическими свойствами и как эти свойства не нарушаются при деформациях фигур.Где в окружающей нас жизни используются предметы с топологическими свойствами.Имеет ли будущее топология и как она используется в компьютерной сети.
Для этого мне было необходимо решить следующие задачи:
1.Найти значение слова топология, узнать ее историю .
2. Рассмотреть некоторые свойства топологии, на примере ленты Мёбиуса
3. Отобрать несколько объектов для изучения топологии и провести несколько простых опытов.
Предмет исследования
Топологические свойства в результате деформации шара.
Общая топология зародилась в конце XIX века и оформилась в самостоятельную математическую дисциплину в начале XX века. Основные труды, положившие начало современной топологии создали французские, немецкие и русские ученые: Феликс Хаусдорф (1868-1942) – Германия; Анри Пуанкаре (1854-1912) — Франция; Павел Александров (1896-1982)- Россия.
Итак, топология стала отдельной областью математики примерно 90 лет назад, но само ее развитие приходится на последние 70 лет. Топология, как одна из самых новых ветвей геометрии, имеет большое будущее.
Поэтому моя выбранная тема актуальна и имеет дальнейшее развитие.
1. Что такое топология
Топология – это раздел геометрии, изучающий свойства фигур и тел, которые не изменяющиеся при деформации. Фигуры можно сжимать и растягивать, сгибать и выпрямлять, но нельзя разрезать и склеивать. Фигура, которая получилась после деформации, и исходная фигура называются топологическими равными.
По этой причине топологию иногда называют “резиновой геометрией”. Можно считать, что топология изучает фигуры, сделанные из пластилина. Примерами топологических равных фигур в жизни могут быть шар и тарелка, гайка и баранка, баранка и макаронина.
Топологию называют “резиновой геометрией”. Что бы это хорошо понять, нужно представить, что некоторая фигура сделала из резины. Ее можно рассматривать, сжимать, скручивать, закручивать, но не разрывать и не склеивать. Например, если мы возьмем маленький шар, то его можно раздуть в больший, потом его можно превратить в эллипс, потом в гантель. Также поверхность шара можно превратить в поверхность куба, призмы, пирамиды, конуса.
В качестве своей исследовательской работы я провел несколько опытов по деформации фигур и хочу доказать, что их свойства не нарушаются ни при каких деформациях. В математике эти свойства называются топологическими свойствами.
Самым удивительным объектом топологии является лента Мёбиуса.
Все знают, что поверхности имеют две стороны – лицевую и изнаночную, но при глубоком рассмотрении оказываются, что это не всегда так. Возьмём полоску бумаги и склеим её концы, предварительно перекрутив. В этом случае нельзя отличить лицевую сторону от изнаночной. Они непрерывно приходят друг в друга. Эта поверхность называется поясом или лентой Мёбиуса (по имени немецкого математика, который один из первых указал на существование этой поверхности). Покрасить у обычной ленты разные стороны разными цветами не вызывает никакого затруднения, одна сторона оказывается не закрашенной. С лентой Мёбиуса совершенно другая ситуация. При непрерывной покраске обе стороны (вернее одна) будут одинаково покрашены.
Лента Мёбиуса – это такая “река”, у которой один берег служит продолжением другого.
Если обычную ленту разрезать вдоль средней линии, то получается два кольца. Если разрезать вдоль средней линии ленту Мёбиуса, то мы увидим, что она не распадётся на два кольца, а будет одно кольцо, но в два раза длиннее.
Чудесные свойства ленты Мёбиуса породили множество фантастических рассказов, лента используется в форме абразивных ремней для заточки инструмента, красящей ленты для печатных устройств, магнитофонной ленты.
Есть гипотеза, что спираль ДНК сама по себе также является фрагментом ленты Мёбиуса. Более того такая структура вполне логично объясняет причину биологической смерти – спираль замыкается сама на себя и происходит самоуничтожение. Физики утверждают, что все оптические законы основаны на ленте Мёбиуса, например, отражение в зеркале – это своеобразный перенос во времени, ведь мы видим перед собой своего зеркального двойника!
3. Топология компьютерной сети
На сегодняшний день невозможно представить деятельность человека без использования компьютерных сетей. Как можно соединить между собой несколько компьютеров? Тоже с помощью топологии.
Топология сети – геометрическая форма и расположение компьютеров по отношению друг к другу.
Сетевая топология может быть:
— Физической (описывает реальное расположение и связи между компьютеров)
— Логической (описывает хождения сигнала между компьютерами)
— Информационной (описывает направление потоков информации)
Различают три основных вида топологии :
Топология звезда – все компьютеры сети присоединены к центральному узлу.
Топология шина – это общий кабель (шина), к которому подключены все рабочие станции.
Топология кольцо – каждый компьютер соединён линиями связи с двумя другими, от одного он только получает информацию, а другому только передаёт.
Топология компьютерных сетей основана на явлении непрерывности.
В результате работы над проектом, я узнал, что топология – это часть геометрии, посвящённой явлению непрерывности. В математике имеются свойства, которая не нарушается ни при каких деформациях фигур. Это и есть топологические свойства.
В науке математике есть столько неразгаданных тайн и секретов, которые не включены в программу школьного обучения. Но на основе этих секретов создано много полезных вещей и изображений, поэтому их изучение просто необходимо.
Познакомившись с топологией и её свойствами, я убедился, что это такая наука, которая будет постоянно развиваться и имеет большое будущее.
1. Болтянский В. Г. Наглядная топология / Болтянский В.Г., Ефремович В.А. – М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. 1983. – с.160 ;
2. Васильев В.А. Топология для младшекурсников/ Васильев В.А. — М.: МЦНМО, 2014. -160 с.;
3. Прасолов В.В. Наглядная топология/ В.В. Прасолов – М.: МЦНМО, 1995. — 111 с.;