Базовые топологии локальных компьютерных сетей

Проблема синтеза топологии сети является одной из важнейших, но до конца не решенной, в связи с чем при решении задач определения числа и взаимосвязи компонентов сети используются приближенные, эмпирические методы.

Топология сетей - физическое расположение компьютеров, узлов коммутации и каналов связи в сети.

Все сети строятся на основе трех базовых топологий: "звезда" (star), "кольцо" (ring), "шина" (dus).

Топология звезда характерна тем, что в ней все узлы соединены с одним центральным узлом (рис. 7.3).

Достоинства подобной структуры состоят в экономичности и удобстве с точки зрения организации управления взаимодействием компьютеров (абонентов). Звездообразную сеть легко расширить, поскольку для добавления нового компьютера нужен только один новый канал связи. Существенным недостатком звездообразной топологии является низкая надежность: при отказе центрального узла выходит из строя вся сеть.

В топологии кольцо компьютеры подключаются к повторителям (репитерам) сигналов, связанным в однонаправленное кольцо (рис. 7.4).

По методу доступа к каналу связи (среде передачи данных) различают два основных типа кольцевых сетей: маркерное и тактированное кольца.

В маркерных кольцевых сетях по кольцу передается специ­альный управляющий маркер (метка), разрешающий переда­чу сообщений из компьютера, который им "владеет". Если компьютер получил маркер и у него есть сообщение для передачи, то он "захватывает" маркер и передает сообще­ние в кольцо. Данные проходят через все повторители, пока не окажутся на том повторителе, к которому подключен ком­пьютер с адресом, указанным в данных. Получив подтвержде­ние, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть. При отсутствии у компьютера сообщения для передачи он пропускает движущийся по кольцу маркер.

В тактированном кольце по сети непрерывно вращается замкнутая последовательность тактов - специально закодированных интервалов фиксированной длины. В каждом такте имеется бит-указатель занятости. Свободные такты могут заполняться передаваемыми сообщениями по мере необходимости либо за каждым узлом могут закрепляться определенные такты.

Достоинствами кольцевых сетей являются равенство компьютеров по доступу к сети и высокая расширяемость. К недостаткам можно отнести выход из строя всей сети при выходе из строя одного повторителя и остановку работы сети при изменении ее конфигурации.

В топологии шина широко применяемой в локальных сетях, все компьютеры подключены к единому каналу связи с помощью трансферов (приемопередатчиков) (рис. 7.5).

Канал оканчивается с двух сторон пассивными терминаторами, поглощающими передаваемые сигналы. Данные от передающего компьютера передаются всем компьютерам сети, однако воспринимаются только тем компьютером, адрес которого указан в передаваемом сообщении. Причем в каждый момент только один компьютер может вести передачу. Достоинством этой топологии является то, что если один компьютер выйдет из строя, это не скажется на работе остальных, потому что "Шина" - пассивная топология. Это означает, что 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 (как повторители компьютеров в кольцевой топологии). Другими достоинствами шины являются высокая расширяемость и экономичность в организации каналов связи. К недостаткам шинной организации сети относится уменьшение пропускной способности сети при значительных объемах трафика (трафик - объем данных).

В настоящее время часто используются топологии, комбинирующие базовые: "звезда-шина", "звезда-кольцо".

Топология звезда-шина чаше всего выглядит как объединение с помощью магистральной шины нескольких звездооб­разных сетей (рис. 7.6).

При топологии звезда - кольцо несколько звездообразных сетей соединяется своими центральными узлами коммутации в кольцо (рис. 7.7).

Дата добавления: 2014-01-13