Комбинированные топологии
В настоящее время используются топологии ЛВС, которые комбинируют компоновку сети по принципу шины, звезды и кольца. При этом широкое применение находят концентраторы, использование которых дает ряд существенных преимуществ:
· простота изменения или расширения сети, так как достаточно просто подключить еще один компьютер или концентратор;
· возможность подключения кабелей различных типов;
· централизованный контроль за работой сети и сетевым трафиком, так как во многих сетях активные концентраторы наделены диагностическими возможностями, позволяющими определить работоспособность соединения.
Звезда–шина (star-bus) – это комбинация топологий «шина» и «звезда» (рис.6). Чаще всего это выглядит так: несколько сетей с топологией «звезда» объединяются при помощи магистральной шины
Рис. 6 Топология «звезда-шина».
В этом случае выход из стоя одного компьютера не окажет никакого влияния на сеть. Остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуют друг с другом. Выход из стоя концентратора повлечет за собой остановку подключенных только к нему компьютеров и концентраторов. Такая топология очень удобна даже для небольших офисов, когда компьютеры в одном помещении подключаются к собственным концентраторам с помощью витой пары, а помещения (концентраторы) между собой соединяются только одним сетевым кабелем (витой парой или оптическим кабелем).
Рис. 7 Топология «звезда-кольцо».
Звезда-кольцо (star-ring) – кажется похожей на звезду-шину (рис.7). И в том, и в другом случае компьютеры подключены к концентратору, который фактически формирует кольцо или шину. Существенное различие этих топологий состоит в том, что топология «звезда-кольцо» является более надежной в работе за счет наличия резервных каналов передачи данных.
Пример организации таких топологий Industrial Ethernet на базе, например, коммутаторов фирмы Moxa описан в документе Redundancy User’s Manual, Fourth Edition, March 2015.
1.5 Простейшие топологии беспроводных ЛВС
В беспроводных ЛВС с независимым базовым набором услуг (IBSS — Independent Basic Service Set), которые называют ad-hoc сети, узлы связываются напрямую друг с другом (Peer-to-Peer). Такая структура удобна для быстрого развертывания ЛВС и требует минимум оборудования – каждый узел должен иметь только адаптер WLAN.
В инфраструктурном режиме (Infrastructure Mode) узлы ЛВС связываются друг с другом не напрямую, а через точку доступа, которая выполняет роль сетевого концентратора и имеют несколько сетевых адаптеров. Адаптер беспроводной связи, а также один или несколько Ethernet-адаптеров, обеспечивающих подключение к другим сегментам ЛВС. Инфраструктурный режим предполагает два варианта взаимодействия узлов с точками доступа, а именно:
· Базовый набор услуг (BSS – Basic Service Set).
· Расширенный набор услуг (ESS – Extended Service Set).
Рис. 8 Топологии инфраструктурного режим работы сети Wi-Fi.
Следует отметить, что разные подходы к организации инфраструктурного режима рабоы беспроводной ЛВС требуют и различных топологий организации ЛВС (рис. 8). В режиме BSS все узлы связаны между собой через одну точку доступа, которая может играть роль моста для соединения с внешней кабельной сетью. Такая топология обычно реализуется в домашних условиях или мелких офисах.
Режим ESS используется в крупных офисах, супермаркетах и представляет собой объединение нескольких точек доступа, соединяя между собой несколько сетей BSS. В этом случае точки доступа могут взаимодействовать и друг с другом. Расширенный режим удобно использовать тогда, когда необходимо небходимо организовать роуминг клиента.
В этом случае контроллер отслеживает перемещение клиента между областями покрытия разных точек доступа, и обеспечивает автоматическое переключение клиента без потери соединения к точке доступа с более мощным сигналом. Достигается это за счет того, что все данные проходят через контроллер, и он знает все ассоциации. При этом сами точки доступа работают просто как антенны. Кроме того режим ESS обеспечиват автоматический выбор канала в зависимости от расположенных рядом точек доступа.
Примером такой топологии может являться, например, система управления беспроводной сетью NETGEAR ProSAFE®, которая поддерживает до 16 точек доступа, предоставляет единый центр для настройки всех точек беспроводного доступа в сети и управления ими.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Топология сети комбинированные топологии
В настоящее время чаще всего используются топологии, которые комбинируют топологию сети по принципу шины, звезды и кольца.
Звезда-шина (star-bus) — это комбинация топологий «шина» и «звезда». Чаще всего это выглядит так: несколько сетей с топологией «звезда» объединяются при помощи магистральной линейной шины. В этом случае выход из строя одного компьютера не оказывает никакого влияния на сеть — остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуют друг с другом. А выход из строя концентратора повлечет за собой остановку подключенных к нему компьютеров и концентраторов.
Звезда-кольцо (star-ring) кажется несколько похожей на звезду-шину. И в той, и в другой топологии компьютеры подключены к концентратору, который фактически и формирует кольцо или шину. Отличие в том, что концентраторы в звезде-шине соединены магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце на основе главного концентратора они образуют звезду.
Существует множество факторов, которые необходимо учитывать при выборе наиболее подходящей к данной ситуации топологии. Возможно нижеприведенная таблица поможет сделать правильный выбор.
Экономный расход кабеля. Сравнительно недорогая и несложная в использовании среда передачи. Простота, надежность. Легко расширяется.
При значительных объемах трафика уменьшается пропускная способноси 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 нa производительность.
Выход из строя одного компьютерам может вывести из строя всю сеть. 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.
Комбинированные топологии
В настоящее время используются топологии ЛВС, которые комбинируют компоновку сети по принципу шины, звезды и кольца. При этом широкое применение находят концентраторы, использование которых дает ряд существенных преимуществ:
- простота изменения или расширения сети, так как достаточно просто подключить еще один компьютер или концентратор;
- возможность подключения кабелей различных типов;
- централизованный контроль за работой сети и сетевым трафиком, так как во многих сетях активные концентраторы наделены диагностическими возможностями, позволяющими определить работоспособность соединения.
Сравнительные характеристики топологий.
Существует множество факторов, которые необходимо учитывать при выборе подходящей топологии. Однако многие из этих факторов противоречивы. В приведенной ниже табл. 3.1 собраны основные достоинства и недостатки каждой из топологий..
Сравнительные характеристики рассмотренных топологий.
— при значительных объемах трафика уменьшается пропускная способность;
— трудная локализация проблем;
— выход из строя кабеля остановит работу пользователей.
— все РС имеют равный доступ;
— количество пользователей не сказывается на производительности.
— выход из строя одной РС выводит из строя всю сеть;
— трудно локализовать проблемы;
— изменение конфигурации сети требует остановки всей сети.
— легко модифицировать сеть, добавляя новые РС;
— централизованный контроль и управление;
— выход из строя РС не влияет на работу сети.
Выход из стоя центрального концентратора выводит из стоя всю сеть.
Методы доступа
При использовании любой топологии, когда два компьютера начнут одновременно передавать данные, в сети происходит столкновение (коллизия) (рис. 3.8). Для решения этих проблем служат методы доступа – набор правил, по которым РС узнают, когда шина свободна, и можно передавать данные.
Наибольшее распространение при проектировании и построении ЛВС получили два метода доступа, зто:
- Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизии (CSMA/CD — Carrier-Sense Multiple Access and Collision Defection).
- Доступ с передачей маркера.
Алгоритм работы рабочей станции, а точнее ее сетевого адаптера при использовании первого метода доступа заключается в следующем:
1. Рабочая станция прослушивает канал, стремясь обнаружить чью-либо передачу данных.
2. Если слышит чью-либо передачу, ожидает ее окончания.
3. Если канал свободен, начинает передачу пакета.
4. При обнаружении коллизии во время передачи прекращает передачу.
5. Через случайный промежуток времени все повторяется (т.е. осуществляется переход к п. 1).
Вдумайтесь в название этого доступа. Компьютеры «прослушивают» канал, отсюда – контроль несущей. Чаще всего сразу несколько РС сети хотят передать данные, отсюда – множественный доступ. При передаче прослушивается канал с целью выявления коллизии – обнаружение коллизий.
CSMA/CD – состязательный метод, при котором РС конкурируют за право передачи данных по каналу. Он кажется достаточно громоздким, но современные CSMA/CD настолько быстры, что пользователи даже не замечают, что применяется состязательный метод.
Суть маркерного доступа заключается в том, что пакет особого типа (маркер) перемещается по замкнутому кругу, минуя по очереди все РС, до тех пор, пока его не получит тот, который хочет передать данные (рис. 3.9). Алгоритм взаимодействия рабочих станций ЛВС при использовании маркерного метода заключается в следующем:
1. Передающая рабочая станция изменяет состояние маркера на занятое и добавляет к нему пакет данных.
2. Занятый маркер с пакетом данных проходят через все РС сети, пока не достигнет адресата.
3. После этого, принимающая РС посылает передающей сообщение, где подтверждается факт приема.
4. После получения подтверждения, передающая РС создает новый свободный маркер и возвращает его в сеть (рис. 3.10).