В каких локальных сетях применяется топология шина

Топологии сетей: шина, звезда, кольцо

Шина, звезда, кольцо — это методы объединения компьютерного оборудования в единую сеть.

Введение

Сетевой топологией является метод отображения конфигурации сети, схематическое представление сети и взаимных связей между оборудованием, которое входит в её состав. Сетевая топология может быть представлена следующими видами:

1. Физическая топология, представляющая фактическое расположение оборудования и взаимные связи между сетевыми узлами.
2. Логическая топология, представляющая сигнальное взаимодействие в области физической топологии.
3. Информационная топология, представляющая описание движения потоков информации внутри сети.
4. Топология регулирования обменов, описывающая принципы переадресации прав на использование сети.

То есть, сам термин топология сети означает методы соединения компьютерного оборудования в единую сеть. Помимо этого, понятие топологии состоит из множества правил, определяющих местоположение компьютеров, методы прокладки кабеля, методы размещения связующего оборудования и ещё много другого. На текущий момент сформированы и опробованы на практике следующие типы базовых топологий:

Топология «шина»

Топология шина, именуемая также топологией общая шина или магистраль, подразумевает применение единого кабеля, к которому подключена каждая рабочая станция, как показано на рисунке ниже.

Рисунок 1. Топология «шина». Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Единый общий кабель может использоваться каждой станцией по очереди. Каждое сообщение, посылаемое какой-либо рабочей станцией, может приниматься и прослушиваться всеми другими рабочими станциями, которые подключены к этой сети. Из данного потока сообщений все рабочие станция отбирают адресованные только им сообщения. К преимуществам топологии «шина» следует отнести следующие аспекты:

1. Сравнительно простая настройка.
2. Относительно простой монтаж и небольшая стоимость, особенно когда все рабочие станции расположены сравнительно недалеко друг от друга.
3. Неисправность на одной или нескольких рабочих станциях никак не влияет на работоспособность всей сети.

Недостатками топологии «шина» считаются следующие обстоятельства:

1. Неисправности в самой шине (в любом её месте), такие как, например, обрыв кабеля, выход из строя сетевых коннекторов, ведут к полному отказу сети.
2. Достаточно сложный процесс поиска неисправностей.
3. Низкий уровень производительности, поскольку в любой момент времени только один компьютер способен транслировать данные в сеть, с возрастанием количества рабочих станций производительность сети снижается.
4. Наличие плохой масштабируемости, так как чтобы добавить новую рабочую станцию нужно менять участки имеющейся шины.

Как раз по топологии «шина» были построены локальные сети на коаксиальном кабеле. В этом варианте в качестве шины использовались отрезки коаксиального кабеля, соединяемые Т-коннекторами. Шину требовалось проложить через все помещения, и она должна была подходить к каждому компьютеру. Боковой отвод Т-коннектора нужно было вставить в разъем на сетевой карте. Сегодня такой тип топологии сети безнадежно устарел и его почти везде заменили топологией «звезда», использующей витую пару. Тем не менее оборудование под коаксиальный кабель еще можно встретить в некоторых организациях.

Топология «кольцо»

«Кольцо» является топологией локальной сети, где рабочие станции подключаются последовательно друг к другу и образуют замкнутое кольцо. Информационные данные транслируются от одной рабочей станции к другой по одному направлению, то есть по кругу. Все персональные компьютеры работают как повторители, транслируя сообщения к следующему компьютеру, то есть данные должны передаваться от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Когда компьютер получает информацию, которая предназначена для другого компьютера, то он транслирует её далее по кольцу. В противном случае, то есть, если информация предназначена ему, то она далее не передаётся.

К достоинствам кольцевой топологии следует отнести:

1. Простоту установки.
2. Фактически полное отсутствие дополнительного оборудования.
3. Устойчивое функционирование без заметного падения скорости информационного обмена при интенсивной загрузке сети.

Тем не менее, кольцевая топология обладает и определёнными недостатками:

1. Все рабочие станции обязаны принимать активное участие в пересылке информации. Если выходит из строя хотя бы одна из рабочих станций или происходит обрыв кабеля, то работа всей сети прекращается.
2. При подключении новой рабочей станции требуется краткосрочное прекращение работы всей сети, так как при установке нового персонального компьютера кольцо необходимо разомкнуть.
3. Наличие сложной процедуры конфигурирования и настройки.
4. Сложная процедура поиска неисправностей.

Кольцевая топология сети применяется достаточно нечасто. Она в основном используется в оптоволоконных сетях стандарта Token Ring.

Топология «звезда»

«Звезда» является топологией локальной сети, в которой все рабочие станции присоединяются к центральному устройству, то есть, коммутатору или маршрутизатору. Центральное устройство управляет пересылкой информационных пакетов во всей сети. Все компьютеры через сетевую карту подключены к коммутатору отдельным кабелем, как показано на рисунке ниже.

Рисунок 2. Топология «Звезда». Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Если возникает необходимость, то можно объединить целый набор сетей с топологией «звезда». В итоге может быть получена конфигурация сети с древовидной топологией. Древовидная топология применяется, как правило, в крупных организациях. Топология типа «звезда» на текущий момент превратилась в основную при формировании локальных сетей. Это объясняется наличием у неё следующих достоинств:

1. Отказ в работе одной рабочей станции или повреждение ее кабеля никак не отражается на работе всей сети в целом.
2. Сеть обладает отличной масштабируемостью. Для подсоединения новой рабочей станции достаточно проложить от коммутатора отдельный кабель.

Источник

Сети с топологией «шина»

Для связи компьютеров используется один канал. Самым распространенным методом доступа в сетях такой топологии является метод Ethernet (рис. 5.1).

Основной принцип, положенный в основу Ethernet, — случайный метод доступа к разделяемой среде передачи данных. В качестве такой среды может использоваться толстый или тонкий коаксиальный кабель, витая пара, оптоволокно или радиоволны.

Главным достоинством таких сетей, благодаря которому они стали такими популярными, является их экономичность. Для построения сети достаточно иметь по одному сетевому адаптеру для каждого компьютера плюс один физический сегмент коаксиального кабеля нужной длины. Эта схема построения сети достаточно надежна: выход из строя одного компьютера не приведет к краху всей сети. Недостаток такой сети: ее медлительность, — чтобы сообщение дошло от одного компьютера к другому, оно должно пройти через все компьютеры, расположенные между сообщающимися двумя, и каждый промежуточный компьютер пытается определить, не ему ли послано сообщение.

Сети с топологией «кольцо»

В сети с этой топологией распространен метод Token Ring. Все компьютеры сети соединены по кольцу (рис. 5.2). Неисправность одного из них приводит к неисправности всей сети. Такую схему сейчас используют очень редко.

Сети с топологией «звезда»

При использовании топологии типа «звезда» все компьютеры подключаются непосредственно к некоторому центру (см. рис. 5.3). Таким центром может служить некоторый управляющий компьютер (сервер) или специальное устройство, называемое концентратором или хабом.

При такой схеме есть свои достоинства и недостатки. Достоинство — эта сеть быстрее, чем описанные ранее, и надежнее. Недостаток — она дороже, т.к. требуется кроме компьютеров и кабелей специальное управляющее устройство.

Большинство сетей предприятий соединяют в себе более мелкие сети, которые могут иметь разную топологию и работать под управлением разных операционных систем. Для обеспечения связи между различными подсетями используются устройства межсетевого взаимодействия: мосты и маршрутизаторы. В качестве моста или маршрутизатора может использоваться и компьютер.

Разновидности локальных сетей

Различают сети с централизованным управлением и децентрализованные (или одноранговые сети).

В одноранговых сетях все компьютеры равноправны. Вы можете выделять свои папки и диски для совместного использования и пользоваться информацией с других компьютеров. Создание такой сети — приемлемое решение для небольших организаций: 5-10 компьютеров.

В сетях с централизованным управлением любой топологии существует компьютер, который управляет работой всей сети. Он называется сервер. Это специальная, более мощная, чем остальные, машина, имеющая более быстрый процессор, больший объем оперативной и внешней памяти. На этом компьютере устанавливается специальная сетевая операционная система, как правило, Windows 2000 Server.

Преимущества сетей с централизованным управлением:

• большой объем данных может храниться на сервере, а не дублироваться на каждом компьютере;
• централизованно хранящиеся данные можно оперативно обновлять и надежно защищать как от отдельных пользователей, так и от вирусов (сервер обычно хранит информацию о пользователях, и некоторым пользователям можно просто запретить доступ к определенным данным);
• сервер может использоваться не только для хранения данных, но и помогать своей мощью при их обработке: при этом часть программного обеспечения работает на вашем компьютере (клиентская часть), а часть на сервере (серверная часть); про такие программы, состоящие из двух частей, говорят, что они работают по «клиент-серверной» технологии.

Если ваш компьютер настроен для работы в локальной сети, то для просмотра сетевых ресурсов можно использовать папкуСетевое окружение (значок находится на рабочем столе). В окне Сетевое окружение (рис. 5.4) видны все компьютеры вашей сети. Однако, чтобы получить доступ к сетевым компьютерам, папкам и принтерам, необходимо наличие прав доступа (права назначает администратор сети). Можно вручную настраивать содержимое этой папки, добавляя новые элементы, например, подпапку с общей сетевой папки (на рис. 5.4 это папка Сети). Для этого воспользуйтесь командой Добавить новый элемент в сетевое окружение. Далее следуйте указаниям Мастера добавления в сетевое окружение. Вопросы для самопроверки

1. Что такое распределенная обработка данных?
2. Что такое компьютерная (вычислительная сеть)?
3. Приведите классификацию компьютерных сетей.
4. Что такое глобальная компьютерная сеть, региональная компьютерная сеть, локальная вычислительная сеть?
5. Расскажите о тенденциях сближение сетей разных типов.
6. Назовите основные элементы компьютерной сети.
7. Что такое скорость передачи данных?
8. Что такое архитектура компьютерной сети?
9. Назовите основные типы физической передающей среды для ЛВС.
10. Что такое топология сети и каковы особенности кольцевой, шинной, звездообразной топологии?
11. Что такое клиент-серверная технология?

5

Источник