Укажите обязательную характеристику компьютерной сети созданной на основе топологии звезда

3.1.2. Топология Звезда.

Звезда (Star) — это базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу, образуя физический сегмент сети (см. рис. 3.1.2). Центральным узлом может быть пассивный элемент (сетевой концентратор, Hub) или активный – компьютер, наделенный правами сервера.

Чаще всего в этой топологии используется кабель «витая пара», и протоколы Ethernet.

Рабочая станция, которой нужно послать данные, отсылает их на концентратор (сервер), который определяет адресата и передает ему информацию. В определённый момент времени только одна машина в сети может пересылать данные, если на концентратор одновременно приходят два пакета, обе посылки оказываются не принятыми и отправителям нужно будет подождать случайный промежуток времени, чтобы возобновить передачу данных.

• выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;
• хорошая масштабируемость сети;
• облегченный поиск неисправностей и обрывов в сети;
• высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);
• гибкие возможности администрирования.

• выход из строя центрального узла (сервера или концентратора) приводит к неработоспособности сети (или сегмента сети) в целом;
• Возможность наращивания числа узлов ограничена числом портов центрального узла (обычно не более 8 -12).
• Для прокладки сети требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;

Одна из наиболее распространённых топологий, поскольку проста в обслуживании. В основном используется в сетях, где носителем выступает кабель типа витая пара.

Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило, топология типа «дерево»).

3.1.3. Топология Общая шина

Иногда топологию общая шина (Bus), еще называют «Гирлянда». Ее можно рассматривать как частный случай топологии «Кольцо» с разомкнутыми концами (см. рис. 3.1.3).

Рис. 3.1.3 Топология «Общая шина»

Здесь центральный элемент это пассивный кабель (называемый шина или магистраль), к которому присоединены все узлы. Используется чаще всего коаксиальный кабель (толстый или тонкий). На оба открытых конца кабеля обязательно надо присоединить «нагрузку» (Terminator), обычно это резистор с номиналом, равным импедансу кабеля, в данном случае — 50 Ом, — чтобы предотвратить отражения сигналов, которые иначе на них возникают. Кроме того, один (и только один) из концов кабеля необходимо заземлить.

Отправляемое рабочей станцией сообщение распространяется на все компьютеры сети. Каждая машина проверяет, кому адресовано сообщение, и если ей, то обрабатывает его. Для того, чтобы исключить одновременную посылку данных, может применяться (редко) маркерный сигнал, либо один из компьютеров является главным и «даёт слово» остальным станциям.

При построении больших сетей возникает проблема ограничения на длину связи между узлами, в таком случае сеть разбивают на сегменты. Сегменты соединяются специальными коннекторами – повторителями или концентраторами (Hub). Например, технология Ethernet позволяет использовать в одном сегменте тонкий коаксиальный кабель RG58 длиной не более 185 метров.

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

• Любые неполадки в сети, такие как обрыв кабеля, выход из строя терминатора или коннекторов, используемых для наращивания длины кабеля, полностью выводят из строя всю сеть;
• Сложность локализации неисправностей;
• Увеличение числа рабочих станций более 15 -20 приводит к неустойчивости работы сети, производительность сети падает.

Чаще всего применяется протокол Ethernet.

В крупных компьютерных сетях (см. рис. 3.1.4) используются смешанные топологии. Например, топология «Звезда» + «Шина» позволяет увеличить число узлов в сети.

Рис. 3.1.4 Смешанные топологии

Здесь концентраторы каждой звезды соединяются друг с другом общей шиной. Недостаток топологии – большая нагрузка на общую шину, поэтому ее применение ограничено. Гораздо более распространены сети, построенные по иерархической звездообразной схеме, где точки ветвления – активные или пассивные концентраторы. Преимущества – надежность, наращиваемость. Недостатком является повышенный расход кабеля.

Физическая топология чаще всего не совпадает с логической (т.е. со структурой связей), причем, логическая топология является определяющей.

В последнее время все чаще используется беспроводные топологии, например, технологии Wi-Fi, Bluetooth, где каждый узел оснащен своим приемопередат­чиком, который взаимодействует с «точками доступа» (своего рода серверы), включенными в состав компьютерной сети (см. п.9). Логика работы в таких сетях практически совпадает с технологией «Общей шины».

При определении оптимальной топологии необходимо учитывать характеристики применяемых типов кабелей и необходимые протоколы, которые будут использоваться в сети.

Источник

Топология звезды: характеристики, преимущества, недостатки

В звездообразная топология или звездообразная сетьпредставляет собой конфигурацию для локальной сети (LAN), в которой каждый из узлов подключен к центральной точке подключения, такой как концентратор, коммутатор или компьютер. Эта топология — одна из наиболее распространенных сетевых конфигураций.

Следовательно, это сетевая топология, в которой каждая отдельная часть сети подключена к центральному узлу. Присоединение этих сетевых устройств к базовому компоненту визуально представлено звездочкой.

Весь трафик данных идет из центра звезды. Таким образом, этот центральный сайт контролирует все подключенные к нему узлы. Центральный концентратор обычно представляет собой быстрый независимый компьютер, который отвечает за маршрутизацию всего трафика к другим узлам.

Узел в центре сети работает как сервер, а периферийные устройства действуют как клиенты.

характеристики

В звездообразной топологии существует соединение точка-точка между каждым узлом и устройством концентратора. Таким образом, каждый компьютер индивидуально подключен к центральному серверу.

Его конструкция напоминает велосипедное колесо со спицами, отходящими от центра. Таким образом, обмен данными может осуществляться только косвенно через центральный узел, к которому подключены другие узлы.

Центральное устройство получает пакет данных от любого узла и передает его всем остальным узлам сети. Хаб работает как сервер, контролируя и управляя всеми сетевыми функциями.

Если узлы желают установить связь, они передают сообщение серверу, и сервер пересылает это сообщение другим узлам. Таким образом, они образуют топологию, подобную изображению звезды.

Различные реализации

Топологии «звезда» могут быть реализованы с помощью проводных фабрик Ethernet, беспроводных маршрутизаторов и / или других компонентов. Во многих случаях сервер является центральным концентратором, а дополнительные узлы — клиентами.

В зависимости от сетевой карты, которую использует каждый компьютер, для соединения устройств используется сетевой кабель RJ-45 или коаксиальный кабель.

Часто топология звезды сочетается с шинной сетью. Это делается путем подключения концентратора к магистрали шины. Эта композиция называется древовидной сетью.

Общение

Предположим, что все компьютеры на этаже подключены к общему концентратору или коммутатору. В этом случае коммутатор поддерживает таблицу CAM (Content Addressable Memory).

Эта таблица CAM представляет собой адресную память, в которой аппаратные адреса всех подключенных устройств хранятся в памяти коммутатора.

Например, если компьютер A хочет отправить пакет данных компьютеру B, компьютер A отправит сообщение коммутатору. Коммутатор проверит адрес конечного компьютера и, таким образом, перешлет ему сообщение.

В случае концентратора у него нет собственной памяти. Когда компьютер A отправляет сообщение компьютеру B, концентратор сообщает: «Я объявляю всем подключенным ко мне портам, что у меня есть пакет для этого адреса. Кому из вас принадлежит этот адрес? «

Эта процедура называется ARP (протокол разрешения адресов). Используя этот сетевой протокол, хаб может найти адрес нужного компьютера. Таким образом он передает пакет на целевую машину.

Преимущество

Ограничьте влияние отказов

Основное преимущество звездообразной сети — ограничить влияние неисправности. Когда какой-либо компьютер в сети не работает должным образом, это не повлияет на остальную часть сети, а только повлияет на локальный диапазон этого компьютера. Сеть продолжит нормально функционировать.

По той же причине, указанной выше, эта топология упрощает добавление, замену или удаление любого отдельного компонента в сети и из сети. Таким образом, сеть легко расширяется, не прерывая ее работу.

Централизованное управление

Управление сетью централизовано с использованием центрального компьютера, концентратора или коммутатора.

Все компьютеры зависят от центрального устройства. Это неизменно означает, что любые проблемы, которые приводят к неработоспособности сети, можно отследить до центрального концентратора.

Простое администрирование и обслуживание

Управлять и поддерживать сеть очень легко, потому что для каждого узла требуется только отдельный кабель. С точки зрения функциональности это самая простая из всех топологий.

Проблемы легко обнаружить, так как отказ кабеля затронет только одного пользователя.

Более высокая производительность и безопасность

Пакеты данных не должны проходить через несколько узлов. Тот факт, что нет конфликтов данных, увеличивает его производительность, значительно ускоряя передачу данных.

Более того, тот факт, что пакеты данных должны пройти не более трех разных точек (компьютер A — концентратор — компьютер B), гарантирует безопасность данных.

Недостатки

Зависимость от центрального устройства

Основная проблема с топологией сети «звезда» заключается в том, что она сильно зависит от работы центрального устройства.

Если концентратор, коммутатор или центральный сервер выйдет из строя, вся сеть выйдет из строя, и все компьютеры будут отключены от сети.

Центральным устройством сети является то, которое определяет общее количество узлов, которые сеть может обрабатывать. Размер сети будет зависеть от количества подключений к концентратору. По мере увеличения количества подключений увеличиваются и размер, и, следовательно, необходимая инфраструктура.

Более высокая стоимость внедрения

Это может иметь более высокую стоимость реализации, особенно потому, что коммутатор или концентратор дополнительно используется в качестве центрального устройства подключения к сети.

Для подключения требуется больше кабелей по сравнению с топологией кольца и шины, потому что каждый компьютер должен быть индивидуально подключен к центральному серверу. Таким образом, затраты на звездообразную топологию также будут относительно высокими.

Горлышко бутылки

Этот тип сети может быть уязвим для проблем с узкими местами. Если один из узлов использует значительную часть вычислительной мощности центрального концентратора, это отразится на производительности других узлов.

Производительность всей сети напрямую зависит от производительности концентратора. Если сервер работает медленно, это приведет к замедлению работы всей сети.

Если центральный концентратор каким-либо образом скомпрометирован, это сделает уязвимой всю сеть.

Ссылки

1. Телеком ABC (2019). Звездная топология. Взято с: telecomabc.com.
2. Компьютерная надежда (2018). Звездная топология. Взято с: computerhope.com.
3. Техопедия (2019). Звездная топология. Взято с: потолокpedia.com.
4. Амар Шекхар (2016). Что такое звездная топология? Преимущества и недостатки звездообразной топологии. Fossbytes. Взято с: fossbytes.com.
5. Techspirited (2019). Звездная топология. Взято с: techspirited.com.

Источник