Сетевые топологии

При организации компьютерной сети исключительно важным является выбор топологии, т. е. компоновки сетевых устройств и кабельной инфраструктуры. Нужно выбрать такую топологию, которая обеспечила бы надежную и эффективную работу сети, удобное управление потоками сетевых данных. Желательно также, чтобы сеть по стоимости создания и сопровождения получилась недорогой, но в то же время оставались возможности для ее дальнейшего расширения и, желательно, для перехода к более высокоскоростным технологиям связи.

Среди топологических схем наиболее популярными являются (рисунок 1):

- Шина - Звезда - Кольцо - Многокаскадные и многосвязные сети

Рисунок 1 - Примеры сетевых топологий

К первым трем типам топологии относятся 99% всех локальных сетей. Наиболее популярный тип сети - Ethernet, может строиться по схемам 1 и 2. Вариант 1 наиболее дешевле, так как требует по одному интерфейсу на машину и не нуждается в каком-либо дополнительном оборудовании. Сети Token Ring и FDDI используют кольцевую топологию (3 на рисунке 1), где каждый узел должен иметь два сетевых интерфейса. Эта топология удобна для оптоволоконных каналов, где сигнал может передаваться только в одном направлении (но при наличии двух колец, как в FDDI, возможна и двунаправленная передача). Нетрудно видеть, что кольцевая топология строится из последовательности соединений точка-точка.

Используется и немалое количество других топологий, которые являются комбинациями уже названных. Примеры таких топологий представлены на рисунке 2.

Рисунок 2 - Различные сетевые топологические схемы

Вариант А представляет собой схему с полным набором связей (все узлы соединены со всеми), такая схема используется только в случае, когда необходимо обеспечить высокую надежность соединений. Эта версия требует для каждого из узлов наличия n-1 интерфейсов при полном числе узлов n. Вариант Б является примером нерегулярной топологии, а вариант В - иерархический случай связи (древовидная топология).

Если топологии на рисунке 1 чаще применимы для локальных сетей, то топологии на рисунке 2 типичны для региональных и глобальных сетей. Выбор топологии локальной или региональной сети сказывается на ее стоимости и рабочих характеристиках.

При этом важной характеристикой при однородной сети является среднее число шагов между узлами d. , где n_d - число ЭВМ на расстоянии d, n - полное число ЭВМ в сети; d - расстояние между ЭВМ. Для сети типа А на рисунке 2 d=1. Сеть типа В характеризуется графом без циклических структур (дерево).

Современные вычислительные системы используют и другие топологии: решетки (А), кубы (В), гипердеревья (Б), гиперкубы и т.д. (рисунок 3).

Рисунок 3 - Некоторые топологии вычислительных систем

Дата добавления: 2015-06-04