Термин топология сети характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других сетевых компонентов. Топология – это стандартный термин. Кроме него для описания физической компоновки сети употребляются следующие:
Ø физическое расположение,
Выбор той или иной топологии влияет на:
Ø состав необходимого сетевого оборудования,
Ø возможности сетевого оборудования,
Ø возможности расширения сети,
Ø способ управления сетью.
Для соединения компьютеров в большинстве сетей используют кабель. Различные типы кабелей в сочетании с различными сетевыми платами, сетевыми ОС и другими компонентами требуют и различных методов реализации сети.
Каждая топология сети налагает ряд условий. Например, она может назначить не только тип кабеля, но и способ его прокладки. Топология также определяет способ взаимодействия компьютеров в сети. Различным видам топологий соответствуют различные методы взаимодействия, которые оказывают сильное влияние на работу сети.
Базовые топологии
Все сети строятся на основе 4-х базовых топологий: шина, звезда, кольцо, ячеистая.
Сами по себе базовые топологии не сложны, однако на практике часто встречаются довольно сложные их комбинации.
Эту топологию часто называют линейной шиной. Она наиболее простая из всех топологий и весьма распространенная. В ней используется 1 кабель, называемый магистралью или сегментом,вдоль которого подключены все компьютеры.
В сети с топологией шина компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру, передавая их по кабелю в виде электрических сигналов. При этом используются следующие понятия:
Данные в виде электрических сигналов 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.
Кроме количества компьютеров на быстродействие сети влияют:
Ø тип аппаратного обеспечения сетевых компьютеров,
Ø частота, с которой компьютеры передают данные,
Ø тип работающих сетевых приложений,
Ø расстояние между компьютерами в сети.
Шина – пассивная топология: компьютеры только слушают передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю (в активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети). 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. Отражение. Шумы. Помехи. Поэтому сигналы, достигшие конца кабеля, следует погасить. Для гашения сигналов на концах кабеля устанавливают терминаторы. Концы кабеля должны быть к чему-либо подключены: к терминатору или баррел-коннектору (служит для увеличения длины кабеля). Использовать баррел-коннектор можно не более одного раза. Сигнал ослабевает и искажается. Лучше приобрести более длинный кабель или использовать репитер, который в отличие от баррел-коннектора усиливает сигнал.
При разрыве кабеля, отсутствии терминаторов происходит отражение сигналов и прекращение функционирования сети. Сеть падает.
При топологии звезда все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному устройству, называемому концентратором (hub). Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным.
Читайте также: Датчик давления шин бмв g20
Недостатки: дополнительный расход кабеля, установка концентратора.
Если концентратор выйдет из строя, то сеть падает. Выход одного или нескольких компьютеров из строя на работу сети не влияют.
Компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Терминаторы не нужны. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии шина каждый компьютер выступает в роли репитера, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому выход из строя хотя бы одного компьютера приводит к падению сети.
Один из способов передачи данных по кольцу называется передачей маркера. Маркер (token) – это специальная последовательность бит, передающаяся по сети. В каждой сети существует только один маркер. Маркер последовательно от одного компьютера к другому передается по кольцу до тех пор, пока его не захватит тот компьютер, который хочет передать данные. Передающий компьютер изменяет маркер, добавляя к нему данные и адрес получателя, и отправляет его дальше по кольцу. Данные проходят через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя. Затем принимающий компьютер посылает передающему сообщение, в котором подтверждает факт приема. Получив подтверждение, передающий компьютер восстанавливает маркер и возвращает его в сеть. Скорость движения маркера сопоставима со скоростью света. В кольце диаметром 200 м маркер может циркулировать с частотой 477 376 об/сек.
Ячеистая топология
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 такой топологии – большие затраты на прокладку кабеля, что компенсируется высокой надежностью и простотой обслуживания. Ячеистая топология применяется в комбинации с другими топологиями при построении больших сетей.
Концентраторы
В настоящее время концентратор стал одним из стандартных компонентов сетей.
В сетях с топологией звезда он служит центральным узлом.
Концентраторы подразделяются на активные и пассивные. Активные регенерируют и передают сигналы так же, как репитеры. Их называют также многопортовыми повторителями. Обычно они имеют от 8 до 12 портов для подключения компьютеров. Активные концентраторы следует подключать к сети.
К пассивным концентраторам относятся монтажные или коммутирующие панели. Они просто пропускают через себя сигнал, не усиливая и не восстанавливая его. Пассивные концентраторы не надо подключать к сети.
Гибридные концентраторы допускают подключение кабелей различных типов.
Преимущества использования концентраторов:
1. Разрыв кабеля, подключенного к концентратору, нарушает работу только данного сегмента.
2. Простота изменения или расширения сети (подключение еще одного компьютера или концентратора).
3. Использование различных портов для подключения кабелей разных типов.
4. Централизованный контроль за работой сети и сетевым трафиком (активные концентраторы способны выполнять диагностику).
Комбинированные топологии
Звезда-шина – несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины (к концентратору подключены компьютеры, а сами концентраторы соединены шиной). Выход из строя одного компьютера не сказывается на работе всей сети, а сбой в работе концентратора влечет за собой отсоединение от сети только подключенных к нему компьютеров и концентраторов.
Читайте также: Мишлен шины для формулы 1
Звезда-кольцо– отличие состоит в том, что концентраторы в звезде-шине соединяются магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце концентраторы подсоединены к главному концентратору, внутри которого физически реализовано кольцо.
Видео:Виды топологий локальных сетей ¦ Звезда, кольцо, шинаСкачать
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).
Читайте также: Шины кама 221 в перми
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.
Видео:Виды топологий локальных сетей | Звезда, кольцо, шинаСкачать
Комбинированная топология звезда шина
В настоящее время при компоновке сети все чаще используется комбинированная топология, которая сочетает отдельные свойства шин, звезды и кольца.
Видео:Топологии сетей | Курс "Компьютерные сети"Скачать
Звезда-шина.
Звезда-шина — это комбинация топологий шина и звезда, обычно схема выглядит так: несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины. В этом случае выход из строя одного компьютера не скажется на работе всей сети — остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуют друг с другом. А выход из строя концентратора повлечет за собой отсоединение от сети только подключенных к нему компьютеров и концентраторов.
Видео:Инфокоммуникационные системы и сети Л2Скачать
Звезда-кольцо.
Звезда-кольцо несколько похожа на звезда-шина. И в той и в другой топологии компьютеры подключаются концентратором. Отличие в том, что концентраторы в звезде-шине соединены магистральной шиной, а в звезде-кольце все концентраторы подключены к главному концентратору, образуя звезду. Кольцо же реализуется внутри главного концентратора.
Преимущества
Экономный расход кабеля. Сравнительно недорогая и несложная в использовании среда передачи. Простота, надежность. Легко расширяется.
При значительных объемах трафика уменьшается пропускная способность 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 на производительность.
Выход из строя одного компьютера может вывести из строя всю сеть. Трудно локализовать проблему. Изменение конфигурации сети требует остановки всей сети.
Л егко модифицировать сеть, добавляя новые компьютеры. Централизованный контроль и управление. Выход из строя одного компьютера не влияет на работоспособность сети.
Выход из строя центрального узла парализует всю сеть.
- Свежие записи
- Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
- Скрипят амортизаторы на машине что делать
- Из чего состоит стойка амортизатора передняя
- Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
- Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
🌟 Видео
Особенности топологии сети EthernetСкачать
Моделирование сети с топологией звезда на базе Switch и HubСкачать
Ошибки при установке и выборе радиальных и диагональных пластырей. Резинокорд - это главная ошибка.Скачать
Шины - ключевой элемент качественной архитектуры | Андрей ПутинСкачать
Теория сетей: 6. Топология сетиСкачать
Топология.Основы.Скачать
Основы компьютерных сетей - принципы работы и оборудованиеСкачать
Топологии сетейСкачать
Jablotron (Яблотрон) ч.2 Интерфейсы, Кабели, Топология, Контрольные панели, РадиомодульСкачать
Топология сети.Скачать
7 Курс CCNA 2022_2 часть 1 - Канальный уровеньСкачать
ТОПология в 3D моделированииСкачать
Режимы WDS и WDS with Ap | Различные топологии беспроводных сетейСкачать
09. ТопологияСкачать
Сборка и окраска модели Князь Суворов звезда 1/350 финалСкачать
