Ячейка в компьютерных сетях

Ячеистая (сетевая) топология.

Ячеистая топология получается из полносвязной путем удаления некоторых связей. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для крупных сетей. Сеть с ячеистой топологией обладает высокой избыточностью и надежностью, так как каждый компьютер в такой сети соединен с каждым другим отдельным кабелем. Сигнал от компьютера-отправителя до компьютера – получателя может проходить по разным маршрутам, поэтому разрыв кабеля не сказывается на работоспособности сети. Основной недостаток – большие затраты на прокладку кабеля, что компенсируется высокой надежностью и простотой обслуживания.

Рис.4.2.1 Ячеистая топология.

Ячеистая топология применяется в сочетании с другими топологиями при построении больших сетей.

Звезда.

При топологии звезда (рис.4.2.2) все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному устройству, называемому концентратором (hub). В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. В качестве концентратора может выступать как универсальный компьютер, так и специализированное устройство.

В настоящее время концентратор стал одним из стандартных компонентов сети. В сетях с топологией звезда он, например, служит центральным узлом. Концентраторы делятся на пассивные и активные. Активные регенерируют и передают сигналы так же как репитеры (повторители). Их называют многопортовыми повторителями. Обычно они имеют от 8 до 12 портов для подключения компьютеров. Активные концентраторы подключают к электрической сети. К пассивным концентраторам относятся монтажные или коммутирующие панели. Они просто пропускают через себя сигнал, не усиливая его и не восстанавливая. Пассивные концентраторы не надо подключать к электросети.

Рис.4.2.2 Звездообразная топология.

Недостатки этой топологии: высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения специализированного центрального устройства. Кроме того наращивание сети ограничивается количеством портов концентратора. Главное преимущество этой топологии перед шиной – более высокая надежность. Выход из строя одного или нескольких компьютеров на работу сети не влияет. Любые неприятности с кабелем касаются только того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора приводит к падению сети. Кроме того, концентратор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.

Иерархическая звезда или дерево.

Иногда имеет смысл в построении сетей с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда. Получаемую в результате структуру называют иерархической звездой или деревом.

Рис.4.5. Топология «Иерархическая звезда» или «дерево».

Эту топологию часто называют линейной шиной. Она наиболее простая из всех существующих и весьма распространена. В ней используется один кабель, называемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры.

В сети с топологией шина данные в виде электрического сигнала передаются всем компьютерам сети, но принимает их тот, адрес которого совпадает с адресом получателя, зашифрованном в этих сигналах. Причем в каждый момент времени передачу может вести только один компьютер. Поэтому производительность такой сети зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее сеть.

Шина – пассивная топология: компьютеры только слушают передаваемые данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому выход одного или нескольких компьютеров из строя никак не сказывается на работе сети.

Электрические сигналы распространяются по всему кабелю – от одного конца к другому. Сигналы, достигшие концов кабеля, отражаются от них. Возникает наложение сигналов, находящихся в разных фазах, и, как следствие, их искажение и ослабление. Поэтому сигналы, достигшие концов кабеля, следует погасить. Для гашения сигналов на концах кабеля устанавливают терминаторы. При разрыве кабеля или отсутствии терминаторов функционирование сети прекращается. Сеть падает.

Достоинством такой топологии сети является возможность практически неограниченно расширять сеть — подключение новых пользователей не влечет изменения конфигурации.

Источник

Wi-Fi Mesh сети для самых маленьких

Недавним постом мы выяснили, что довольно большая часть от аудитории хабра не знает о том, что такое Mesh сети, постараемся это исправить.

• Что такое Mesh Wi-Fi
• Полноценная Mesh Wi-Fi сеть
• Зачем такие сети нужны
• Какие проблемы решает эта технология
• Плюсы и минусы Mesh сетей
• Какие технологии и протоколы используются
• Сравнительная таблица Mesh протоколов
• Mesh сети и органы власти

Что такое Mesh Wi-Fi

Mesh сеть — это распределенная, одноранговая, ячеистая сеть.

Каждый узел в ней обладает такими же полномочиями как и все остальные, грубо говоря — все узлы в сети равны.

Сети бывают самоорганизующиеся и настраиваемые, первый тип сетей при включении оборудования, которое его поддерживает, автоматически подключаются к существующим участникам, выбирают оптимальные маршруты и самонастраиваются внутри сети.

Настраиваемые же сети, это те сети, которые следует настроить перед использованием.

Полноценная Mesh Wi-Fi сеть

• Для подключения к которой не требуется никакого дополнительного ПО кроме dhcp-клиента и поддержки ipv6 системой

Зачем такие сети нужны

Mesh сети — это вполне осмысленный следующий шаг в развитии беспроводных сетей, в mesh сети вы «сам себе провайдер», вас нельзя отключить от этой сети, с вами нельзя разорвать договор о пользовании интернетом, вас нельзя подслушивать СОРМ’ом спец оборудованием.

Какие проблемы решает эта технология

• Позволяет быть независимыми от провайдеров
• Вы можете сами построить свою сеть с шлю. Wi-Fi роутерами и маршрутизацией
• Для подключения к сети вам не нужно производить никаких сложных действий (при условии, если сеть самонастраиваемая)
• Каждый новый клиент, который подключился к сети, увеличивает ёмкость сети
• Понятие «бесплатный Wi-Fi дома» меняется на «бесплатный Wi-Fi везде»
• Если произошло стихийное бедствие, то с помощью Mesh сети можно быстро построить сеть на месте пришествия для связи, при поддержке из вне — соединить её с глобальной сетью

Плюсы и минусы Mesh сетей

• Независимость от провайдера, режима, власти
• При стихийных бедствиях позволяет иметь сеть на месте происшествия, хотя возможно и отрезанную от глобальной части
• Некоторые современные протоколы для строительства Mesh сетей гарантируют шифрование всего трафика проходящего через сеть (cjdns)
• Динамическая, авто-конфигурируемая маршрутизация
• Возможность объединять mesh сети через обычный интернет (cjdns)

• Первоначальный запуск Mesh сети очень сложен
• Эффективная работа достигается когда в сети много участников
• Из-за отсутствия привычных пользователям ресурсов Mesh сеть может отпугивать новичков
• Негарантированная ширина канала
• Негарантированное качество связи

Какие технологии и протоколы используются

Сравнительная таблица Mesh протоколов:

Авто-назначение адреса — клиент сам выбирает себе адрес и может не менять его, переходя из одной под сети в другую, нет единого центра выдачи адресов
Авто-конф. Маршрутизация — нет необходимости вручную настраивать маршрутизацию в сети
Распределенная маршрутизация — узлы обмениваются информацией о маршрутизации
Объединение сетей — умеет объединять сети через обычный интернет
IPv4/v6 — по какому протоколу работает сеть
Авто-настройка — позволяет пользоваться сетью без установки какого-либо другого ПО
Разработка — статус разработки сети
Поддержка OS — какие операционные системы могут быть полноценными участниками сети

Mesh сети и органы власти

Для государства, Mesh сети это двоякое явление, с одной стороны такой тип сетей позволяет за меньшие деньги подключить к сети удаленные регионы с минимальным количеством вложений, с другой стороны — трафик в таких сетях не может быть перехвачен и проанализирован.

Какой стороны будет придерживаться наше правительство — станет известно в будущем, но уже сейчас в мире работают множество Mesh сетей, они построены на разных протоколах, у них разное сообщество, но они работают. en.wikipedia.org/wiki/List_of_wireless_community_networks_by_region

В России нет никаких ограничений для запуска Mesh Wi-Fi сетей в диапазоне 2,4 GHz habrahabr.ru/post/183474

Как будут работать сети в ближайшем будущем

На данный момент, активнее всего разрабатывается набор протоколов cjdns, на таблице выше видно чего он может делать уже сейчас.

Так же сейчас идет разработка DNS системы для cjdns, что позволит сделать доменную систему распределенной, еще нет окончательного стандарта, но, судя по всему, будет выбран Bitcoin как средство для фиксирования регистрации доменов, как только будет утвержден стандарт DNS в cjdns — я непременно расскажу об этом.

Но на DNS все не заканчивается, сейчас происходит тестирование и разработка полноценного движка Mesh сети (части которая отвечает за автоматические нахождение пиров рядом и подключение к ним) .

Как только две эти части будут реализованы, то можно будет сказать, что у нас есть готовая реализация набора протоколов для организации полноценной Mesh сети.

На данный момент, к сожалению, ни одна из доступных реализаций не может считаться полноценной Mesh сетью из-за отсутствия тех или иных функций.

Источник