Последовательностные
В случае последовательностной конфигурации ЛВС каждое устройство подключения к физической среде передает информацию только одному устройству. При этом снижаются требования к передатчикам и приемникам, поскольку все станции активно участвуют в передаче.
Основные типы последовательных топологий: «кольцо», «цепочка», «снежинка» и «сетка» показаны на схеме (рис. 2).
Рис. 2.типы широковещательных топологий
При кольцевой топологии сети компьютеры соединяются сегментами кабеля, имеющего форму кольца. Топология «кольцо» принципиально мало чем отличается от шинной. Так же в случае неисправ-ности одного из сегментов сети вся сеть выходит из строя. Правда, отпадает необходимость в использовании терминаторов.
Сигналы передаются только в одном направлении. Каждая станция непосредственно соединена с двумя соседними, но прослушивает передачу любой станции. Кольцо составляют несколько приемопередатчиков и соединяющая их физическая среда. Все станции могут иметь права равного доступа к физической среде. При этом одна из станций может выполнять роль активного монитора, обслуживающего обмен информацией.
Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географически рабочие станции расположены далеко от кольца (например, в линию).
Сообщения циркулируют регулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять по кабельной системе одно за другим. При такой топологии сети очень просто организовать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть.
Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко.
Подключение новой рабочей станции требует кратко срочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Ограничения на протяженность вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями.
Логическая кольцевая сеть
Специальной формой кольцевой топологии является логическая кольцевая сеть. Физически она монтируется как соединение звездных топологий. Отдельные «звезды» включаются с помощью специальных коммутаторов, называемых концентраторами (hub). В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивные концентраторы. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель.
Управление отдельной рабочей станцией в логической кольцевой сети происходит так же, как и в обычной кольцевой сети. Каждой рабочей станции присваивается соответствующий ей адрес, по которому передается управление (от старшего к младшему и от самого младшего к самому старшему). Разрыв соединения происходит только для нижерасположенного (ближайшего) узла вычислительной сети, так что лишь в редких случаях может нарушаться работа всей сети.
При использовании топологии «цепочка» передача произво-дится в обоих направлениях, каждая станция активно принимает уча-стие в передаче.
Топология «снежинка» требует меньшей длины кабеля, чем «звезда», но больше элементов.
Эта топология применяется главным образом в глобальных вычислительных сетях для обеспечения наиболее дешевого соединения абонентов. Применяется также в ЛВС для обеспечения отказоустойчи-вых коммуникаций.
Классификация и топология компьютерных сетей
В зависимости от средств связи и по охвату территории компьютерные сети делятся на:
По способу доступа к информации компьютерные сети бывают:
Локальная сеть ‑ это компьютерная сеть, которая объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной сети (2 — 2,5 км).
Региональная сеть ‑ это компьютерная сеть, которая связывает абонентов, расположенных на значительном расстоянии друг от друга (десятки — сотни километров).
Глобальная сеть ‑ это компьютерная сеть, которая объединяет абонентов, расположенных в различных странах и даже континентах.
Компьютер, подключенный к сети, может быть либо сервером, либо рабочей станцией, в зависимости от выполняемых им функций.
Сервер ‑ это компьютер, выделенный для обработки запросов от всех подсоединенных рабочих станций, предоставляющий доступ к общим сетевым ресурсам (базам данных, библиотекам программ, принтерам, факсам и т. д.).
В зависимости от разделяемых ресурсов серверы делятся на:
q файл-сервер (дисковая память)
q почтовый сервер (для организации почтовой связи) и др.
Рабочая станция (клиент) ‑ это компьютер, с помощью которого пользователь получает доступ ко всем ресурсам сети.
В компьютерных сетях могут быть реализованы два способа обработки данных:
q централизованная (центральная ЭВМ или Host-компьютер, все запросы идут к ней, и обработка ведется на ней);
q распределенная «клиент-серверная» (клиентская часть программы делает запрос серверу, на нем производится обработка запроса и передача ответа клиенту).
Такое разделение в сети на клиента и сервер позволяет эффективно использовать технологию «клиент/сервер». В этом случае приложение делится на две части: клиентскую и серверную. Один или несколько мощных компьютеров сети конфигурируются как серверы приложений, на них выполняются серверные части приложений. Клиентские части выполняются на рабочих станциях, именно на них формируются запросы к серверам приложений и обрабатываются полученные результаты.
Следует отметить некоторые базовые понятия, связанные с компьютерными сетями: сетевая архитектура, сетевой стандарт, протокол и топология сети. Коротко рассмотрим эти понятия.
Комбинация стандартов, топологий и протоколов, необходимых для создания работоспособной сети называется сетевой архитектурой.
В соответствии со стандартными протоколами физического уровня передачи данных выделяют три основные сетевые архитектуры: Ethernet; ArcNet; Token Ring.
Стандарты – это технические требования к компонентам и системам сети, формирующие единые правила для производителей, и набор протоколов, обеспечивающих передачу данных в сети.
Протоколы – это набор правил, регулирующих передачу данных в сети.
Конфигурация сети или схема соединения узлов, называется топологией.
Существуют базовые топологии и комбинированные. Ниже приведены три наиболее часто используемые в локальных сетях базовые топологии.
1. Шина — все компьютеры подключены к одному кабелю (см. рисунок 3.1).
Рисунок. 3.1. Топология «шина»
Отказ любой из рабочих станций не влияет на работу всей сети.
2. Кольцо — все компьютеры соединены кольцом (см. рисунок 3.2).
Рисунок 3.2. Топология «кольцо»
Сбой одного из них приводит к нарушению работы всей сети
3. Звезда — все компьютеры подключены к центральному серверу (см. рисунок 3.3).
Рисунок 3.3. Топология «звезда»
Рабочая группа, созданная по данной схеме, может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами.
Самый распространенный способ связей в локальных и глобальных сетях – это топология «Иерархическая звезда» или «Снежинка». Это способ связи, в которой файловые серверы для разных рабочих групп подключены к центральному серверу.
Комбинированные топологии, наиболее часто используемые в компьютерных сетях – это топологии «звезда – шина» и «звезда – кольцо».
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Топология в информатике
Топология в информатике — это структура графа, у которого вершинами являются сетевые компьютерные узлы и маршрутизаторы, а в качестве рёбер выступают каналы связи.
Виды топологии
Под сетевой топологией понимается метод представления сетевой конфигурации, схематическое отображение сети и взаимосвязи входящего в неё оборудования.
Сетевая топология подразделяется на следующие виды:
- Физическая топология, которая представляет фактическое местоположение и взаимосвязи между сетевыми узлами.
- Логическая топология. Представляет сигнальное взаимодействие в области физической топологии.
- Информационная топология. Представляет описание движения информационных потоков внутри сети.
- Топология регулирования обменов. Описывает принципы переадресации прав на использование сети.
Среди большого количества методов подсоединения устройств сети, возможно выделить такие основные топологии:
- На основе полных связей или полно связная.
- На основе ячеек.
- На основе общей шины.
- На основе звёздной структуры.
- На основе кольцевой структуры.
- На основе структуры типа снежинки.
Характеристика основных видов топологии
Приведём подробное описание каждой топологии.
Топология на основе полных связей (или полносвязная) предполагает, что каждый узел сети соединён со всеми другими узлами. Такая версия будет очень нагромождённой и мало эффективной, невзирая на свою простую логику. То есть каждая пара узлов должна быть соединена независимым каналом связи, и все компьютеры быть оснащены количеством портов для коммуникаций, равным количеству сетевых компьютеров. Это является главной причиной того, что такая сеть обычно мала по общим размерам.
Наиболее часто такая топология применяется в сетевых построениях при ограниченном числе сетевых узлов и машиномест. Принципы подключения к сети при этом типе топологии основаны на передаче маркера. Маркером является пакет, который имеет определённую битовую последовательность. Можно провести аналогию с конвертом, предназначенным для письма. Маркер поочерёдно пересылается по цепи от одного компьютера к другому в одну сторону. Каждый сетевой узел передаёт маркер далее, если он ему не предназначен. Если получен пустой маркер, то компьютер имеет возможность передачи своих данных. Передача маркера продолжается до тех пор, пока он не достигнет компьютера-адресата. Этот компьютер принимает данные, но движение маркера продолжается далее, вплоть до возвращения к компьютеру, который отправил сообщение. Получив подтверждение доставки пакет, компьютер-отправитель освобождает маркер.
К недостаткам этой топологии следует отнести громоздкость и низкую эффективность, поскольку все компьютеры должны быть оснащены большим числом портов для коммуникаций.
Топология ячеек является базовой полно связной сетевой топологией, где все рабочие станции сети подсоединены к некоторому количеству других рабочих станций такой сети. К достоинствам этой топологии следует отнести высокую надёжность, однако присутствует усложнённая настройка сети и потребность в избыточной длине кабелей. Все компьютеры обладают большим количеством связей с другими аппаратами, и повреждение одного кабеля не повлечёт за собой нарушение коммуникации. Фактически, эта топология является одним из вариантов полносвязной, из которой удалено некоторое количество взаимосвязей.
Данная топология используется для объединения значительного числа компьютеров в больших сетях.
Топология общей шины является, по сути, общим кабельным соединением, которое называется магистралью. Все сетевые узлы подключены к этой единой магистрали. К окончаниям шинного кабеля подключены так называемые терминаторы, которые предотвращают отражение сигнала. К достоинствам могут быть отнесены:
- Сеть возможно реализовать сравнительно быстро.
- Невысокая себестоимость, так как требуется меньше кабеля и дополнительного оборудования.
- Топология общей шины просто настраивается.
- Поломки отдельных рабочих станций не блокируют работу всей сети.
Но имеются у данной топологии и недостатки:
Топология типа звезда представляет собой сетевую структуру, где все компьютеры подключаются к единому центральному узлу, формируя физический сетевой сегмент. Такой сетевой сегмент способен работать как по отдельности, так и компонентом более сложной топологии. Все взаимные обмены данными идут только через центральный узел, который испытывает повышенную нагрузку.
Кольцевая топология подразумевает, что любой компьютер сети соединяется только с двумя соседними машинами. От первой он информацию только получает, а второй только передаёт.
Топология типа снежинка, называемая иначе Иерархическая Звезда или древовидная топология, фактически является звездой, но в ней применяется не один, а некоторое количество концентраторов, которые соединяются линиями типа звезда.