Характеристика основных сетевых топологий

Модель взаимодействия открытых систем

Напомним назначение всех семи уровней этой модели и кратко проанализируем приведенные далее сетевые решения именно с этой точки зрения.

А именно, постараемся понять,

- для решения каких основных задач создавались эти сети,

- чем разработчики жертвовали,

- что выдвигали на первый план и

- какие возможности это дает конечным пользователям.

Выделим три наиболее значимых параметра, по которым можно сравнивать сети и которые послужат основой для дальнейшей классификации, а именно:

1) топология сети,

2) объем информационного сервиса, предоставляемого сетью,

3) способ доступа к физическому каналу передачи данных.

Наиболее распространенный тип сетевой топологии - общая шина.

Ориентирована на полное равноправие всех абонентов и идентичность их адаптеров.

Однако это не значит, что управление обменом не может быть централизованным.

Достоинства:

1) Основное преимущество - простота и дешевизна, легкость переконфигурирования.

2) Не боится отключения или подключения устройств во время работы.

3) Хорошо подходит для сильно распределенных объектов.

Но имеет ряд "генетических" недостатков, а именно:

1) присутствие в каждой точке сети общего трафика,

2) опасность потери связи при одиночном обрыве канала связи или фатальном выходе из строя одного узла.

В "шине" в отличие от "звезды" и "кольца" чрезвычайно важны вопросы электрического согласования используемых линий связи, так как при любом повреждении кабеля возникают отражения и наложения сигналов, полностью нарушающие работу сети.

Оптоволоконные кабели при данной топологии практически не применяются.

К выходу из строя компьютеров "шина" нечувствительна: нарушается только обмен с неисправным компьютером, а вся остальная сеть остается работоспособной.

Максимально допустимое количество абонентов в "шине" примерно такое же, как и в "кольце" (до 1024).

Сложность аппаратуры адаптеров в "шине", как правило, выше, чем в других топологиях, что связано с необходимостью работы на большое количество нагрузок, а также со сложностью децентрализованного управления обменом по сети.

Зато децентрализованное управление гораздо надежнее централизованного и лучше приспосабливается к изменяющимся внешним условиям.

Топология типа "кольцо".

Это последовательное соединение абонентов в замкнутое кольцо, что и определяет его особенности.

Очень популярна со времен выхода на рынок сети Token Ring фирмы IBM.

Использование протокола с циклической передачей маркера (IEEE 802.5) позволяет сетям с такой топологией обеспечить:

- абсолютную предсказуемость и

- хорошую пропускную способность.

Основными недостатками топологии являются:

- высокая стоимость организации канала связи,

- нерациональное (в большинстве случаев) использование сетевого трафика и

- потеря всей синхронизации сети в случае сбоя и отключения хотя бы одного из узлов.

Здесь вся передаваемая информация проходит через всех абонентов. Поэтому выход любого из них (во всяком случае, его адаптера) нарушает работу всей сети в целом.

Разрыв кабеля в любой точке нарушает целостность кольца и выводит из строя всю сеть. Для предотвращения такой ситуации иногда применяют дублирование кабеля.

Управление может быть как централизованным, так и децентрализованным.

Все адаптеры должны быть одинаковы, но иногда один из них выполняет функцию диспетчера сети. Тогда он значительно сложнее.

Топология обычно допускает значительное число абонентов (1024 и выше), причем изменение количества абонентов совершенно безболезненно.

В кольце автоматически производится усиление передаваемых сигналов каждым абонентом. Поэтому размеры его могут быть очень большими (до нескольких десятков километров) и ограничены только временем прохождения сигнала по всему кольцу.

Топология "звезда".

Принципиально централизованная топология, в которой всегда есть четко выделенный центральный абонент, осуществляющий все управление обменом в сети, и через который идет вся информация в сети.

В этом сила и слабость такой топологии. Любое жесткое централизованное управление по своей сути бесконфликтно, но нарушения в работе центра приводят к выходу из строя всей системы.

Поэтому центральный компьютер должен быть гораздо надежнее (но и дороже) остальных. К тому же центральный компьютер будет сильно загружен работой с сетью и не сможет заниматься другими задачами.

Зато сеть с такой конфигурацией мало чувствительна к выходу из строя соединительного кабеля.

Разрыв кабеля в любом месте всегда нарушает связь только с одним абонентом, но вся остальная сеть остается работоспособной.

К недостаткам топологии относится ограниченное число абонентов (редко превышает 16).

Данная топология позволяет существенно оптимизировать трафик, передавая пакеты только в те "лучи", где находятся их получатели. Последнее особенно существенно для сетей, где допускаются коллизии.

Дата добавления: 2014-01-05