Топологией называется способ организации физических связей между узлами сети (компьютерами)

Лекция 5. (+)Топологии связей. Сетевые адаптеры и концентраторы.

При объединении в сеть большего числа компьютеров возникает целый комплекс проблем:

- как по одной линии передачи передавать сигналы нескольких компьютеров так, чтобы они не мешали друг другу?

- как соединить компьютеры между собой: сколько линий связи нужно и в каком порядке соединять?

- Одинаковая ли скорость должна быть на всех линиях?

- Как передавать пакет удаленному компьютеру через множество промежуточных узлов сети так,чтобы он был доставлен точно по адресу?

- и.т.д.

Топологии физических связей компьютеров.

Компьютеры, подключенные к сети, часто называют станциями или узлами сети.

Полносвязная топология соответствует сети, в которой каждый компьютер сети связан со всеми остальными. Несмотря на простоту, этот вариант оказывается громоздким и неэффективным. Действительно, каждый компьютер в сети должен иметь большое количество портов для связи с каждым из остальных компьютеров сети. Для каждой пары компьютеров должна быть выделена отдельная электрическая линия связи. Полносвязные топологии применяются редко, Чаще она используется в многомашинных комплексах или глобальных сетях при небольшом количестве компьютеров.

Все другие варианты основаны на неполносвязных топологиях, когда для обмена данными между двумя компьютерами может потребоваться промежуточная передача данных через другие узлы сети

Ячеистая топология (mesh) получается из полносвязной путем удаления некоторых возможных связей В сети с ячеистой топологией непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными, а для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для глобальных сетей.

Топология Общая шина до 2000г являлась очень распространенной топологией для локальных сетей. В этом случае компьютеры подключаются к одному коаксиальному кабелю. Передаваемая информация распространяется в обе стороны по всему кабелю (шине).

Преимущества: дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям.

Недостатки:
- коллизии – это наложение двух или нескольких сигналов, посланных компьютерами одновременно. В этом случае образуется как бы «шум» в линии, который распознается сетевым оборудованием и называется коллизией.Количество коллизий увеличивается с увеличением количества узлов сети. Поэтому эффективными могут быть шины до 20 узлов, а при большем количестве коллизии очень «тормозят» сеть.
- низкая надежность - любой дефект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть. К сожалению, дефект коаксиального разъема редкостью не является.
- невысокая производительность, так как при таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть. Поэтому пропускная способность канала связи всегда делится здесь между всеми узлами сети.

Топология Звезда. В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором. В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети.

Преимущества:
- существенно большая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть.
- концентратор может играть роль фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.

Недостатки:
- коллизии при использовании простых концентраторов тормозят сеть как и в шине.
- более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора и большего количества проводов и монтажа.
- увеличение количества узлов ограничиваются количеством портов концентратора.

Расширенна звезда. Имеет смысл строить сеть с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда. В настоящее время эта топологияявляется самой распространенной как в локальных, так и глобальных сетях.

Топология кольцо. Данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому в одном направлении. Если компьютер распознает данные как «свои», то он копирует их себе во внутренний буфер, а если нет, то передает их следующему по кольцу узлу.

Преимущества:
- постоянная скорость из-за отсутствия коллизий
- контроль доставки данных за счет их возврата источнику по кольцу

Недостатки:
- в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции прерывается канал связи между остальными станциями.

В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию - звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией

Индивидуальные линии связи и разделяемые.

В вычислительных сетях используют как индивидуальные линии связи между компьютерами, так и разделяемые (shared), когда одна линия связи попеременно используется несколькими компьютерами. Только в сети с полносвязной топологией для соединения каждой пары компьютеров имеется отдельная линия связи. Во всех других топологиях линии связи используются совместно несколькими компьютерами сети. Такие связи используются в локальных сетях с большим количеством компьютеров, где громоздкость и дороговизна индивидуальных линий не разумна.

Сеть с разделяемой средой при большом количестве узлов будет работать всегда медленнее, чем аналогичная сеть с индивидуальными линиями связи, так как пропускная способность индивидуальной линии связи достается одному компьютеру, а при ее совместном использовании - делится на все компьютеры сети.

В глобальных сетях отказ от разделяемых линий связи объясняется техническими причинами. Здесь большие временные задержки распространения сигналов принципиально ограничивают применимость техники разделения линии связи. Компьютеры могут затратить больше времени на переговоры о том, кому сейчас можно использовать линию связи, чем непосредственно на передачу данных по этой линии связи.

Дата добавления: 2014-12-07