Рассмотрим наиболее часто встречаемые топологии

1. Полносвязная топология соответствует сети, в которой каждый компьютер связан со всеми остальными. Несмотря на логическую простоту, этот вариант оказывается громоздким и неэффективным. Действительно, каждый компьютер сети должен иметь большое количество портов, достаточное для связи с остальными компьютерами. Для каждой пары компьютеров должна быть выделена своя электрическая линия связи. Полносвязные топологии применяются редко, в основном при небольшом количестве узлов в сети.

 

 

Рис. 6. Полносвязная топология

Все другие варианты основаны на неполносвязных топологиях, когда для обмена данными между двумя компьютерами сети могут понадобиться промежуточные передачи данных через другие компьютеры сети.

2.Ячеистая топология (mesh ) получается из полносвязной путем удаления некоторых возможных связей. В сети с ячеистой топологией непосредственно связывают только те компьютеры, которые ведут интенсивный обмен данными. Эта топология используется, как правило, в глобальных сетях.

 

 

 

Рис.7. Ячеистая топология

3.Общая шина (линейная топология) является очень простой и распространенной, а до недавнего времени самой распространенной, топологией для локальных сетей. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети. Основная передающая среда (шина) – общая для всех рабочих станций.

В сети с топологией «шина» компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру, передавая их по кабелю в виде электрических сигналов.

Передаваемая информация может распространяться в обе стороны. Применение общей шины снижает стоимость проводки, унифицирует подключение различных модулей, обеспечивает возможность широковещательного обращения ко всем станциям сети. Таким образом, основным преимуществом такой топологии является дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям.

Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкой надежности: любой дефект кабеля или какого-либо из многочисленных разъемов парализует всю сеть. Общий кабель является узким местом сети не только по надежности. Но и по производительности, так как он разделяется всеми станциями сети.

Рис.8. Шинная топология

4.Звезда (радиальная ) – это вариант топологии, когда каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором (хаб), который находится в центре воображаемой звезды. Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным.

В функции концентратора входит обеспечение доступа станциям к среде передачи данных. Для подсоединения компьютера к концентратору используется, как правило, витая пара.

Пропусканная способность сети определяется вычислительной мощностью центрального узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Столкновений в передаче данных не возникает.

Рис.9

Производительность определяется в первую очередь параметрами центрального узла, который выступает в качестве сервера сети.

Главное преимущество этой топологии перед общей шиной – значительное увеличение надежности, простое соединение, быстродействие (поскольку передача информации между рабочими станциями идет по выделенным линиям, используемым только рабочими станциями). Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель подсоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть.

К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. К тому же, если центральный компонент выйдет из строя, нарушится работа всей сети. Если выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры в сети это не повлияет.

Т 5.Кольцевая технология предусматривает передачу сигналов по кольцу от одной станции к другой, как правило, в одном направлении. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», здесь каждый компьютер может, усиливать сигналы и передавать их следующему компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.

Рис.10

Если станция не распознает пакет как “свой”, то она передает его следующей в кольце станции. В сети с этой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или  отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Топология типа кольцо применяется, в основном, в локальных сетях.

Особой формой кольцевой топологии является логическое кольцо. Физически оно монтируется как соединение звездных топологий.

В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют:

• активные концентраторы;

• пассивные концентраторы.

Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до 16 рабочих станций, т.е. с возможностью усиления сигнала, которые необходимы для подключения большего количества устройств

Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). 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.

6.В древовидной топологии существует «главный» компьютер, которому подчинены компьютеры следующего уровня, и т.д.

 

Рис.11

Сети с древовидной топологией применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур. Для подключения рабочих станций применяются концентраторы.

Существуют две разновидности таких устройств: пассивные концентраторы, активные концентраторы.

7.Смешанная топология используется для крупных сетей, для которых характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию – звезда, кольцо или общая шина.

Локальные сети Ethernet

Основные понятия ЛВС

Локальная сеть может объединять несколько компьютеров (например, учебный класс), несколько десятков компьютеров (например, школа или офис крупной фирмы) или несколько сотен компьютеров (например, университет).

Традиционное название - локальная вычислительная сеть (ЛВС) - дань тем временам, когда сети в основном использовались для решения вычислительных задач; сегодня же в 99% случаев речь идет исключительно об обмене информацией в виде текстов, графических и видеообразов, числовых массивов. Полезность ЛС объясняется тем, что от 60 до 90 % необходимой учреждению информации циркулирует внутри пего, не нуждаясь в печати на бумаге.

Большое влияние на развитие ЛС оказало создание автоматизированных систем управления предприятиями (АСУП) и технологическими процессами (АСУТП). АСУ может включать в себя множество автоматизированных рабочих мест (АРМ), измерительных комплексов, пунктов управления, взаимодействующих на основе ЛС и совместно использующих базу данных.

Другое важнейшее поле деятельности, в котором ЛС доказали свою эффективность, - создание классов учебной вычислительной техники (КУВТ). Локальная сеть в этом случае обеспечивает совместное использование дисководов, принтера, дистрибутивов программных средств, электронных учебников и методических материалов, мультимедийных обучающих систем, канала доступа к Интернету.

Благодаря относительно небольшим длинам линий связи (как правило, не более 300 м), по ЛС можно передавать информацию в цифровом виде с высокой скоростью. На больших расстояниях такой способ передачи неприемлем из-за неизбежного затухания высокочастотных сигналов, в этих случаях приходится прибегать к дополнительным техническим (цифро-аналоговым преобразованиям) и программным (протоколам коррекции ошибок и др.) решениям.

Т Локальная сеть – программно-аппаратный комплекс, включающий в себя несколько активно взаимодействующих компьютеров, соединенных между собой каналами связи.

Основное отличие локальной сети от территориально распределенных сетей заключается в использовании коммуникационного оборудования, не требующего специальных мер коррекции ошибок передачи и сжатия информации.

Сетевая работа пользователя начинается на его рабочем месте, которое чаще всего представляет собой компьютер, включенный в местную (или локальную) сеть. Компьютер, подключенный к удаленной сети через модем, логически по адресации также включен в локальную сеть. В этом случае говорят об использова­нии протокола TCP/IP поверх последовательной линии. В России преобладают локальные сети Ethernet.

Локальные вычислительные сети (ЛВС) традиционно выделяют из всего многообразия возможных компьютерных сетей.

В настоящее время концепция локальных вычислительных сетей достаточно хорошо проработана. В основе этой концепции лежит принцип организации ЛВС в виде так называемой сети Intranet, то есть внутренней сети, построенной на основе тех же протоколов, программного обеспечения, средств доступа и защиты информации, что и глобальная сеть Internet.