Рис.1.4.3. Базовые топологии компьютерных сетей
Если компьютерыподключены вдоль одного кабеля (сегмента), топология называется шиной. В томслучае, когда компьютеры подключены к сегментам кабеля, исходящим из однойточки, или концентратора, топология называется звездой. Если кабель, к которомуподключены компьютеры, замкнут в кольцо, такая топология носит название кольца.
Хотя сами по себе базовые топологии несложны, в реальности частовстречают довольно сложные комбинации, объединяющие свойства несколькихтопологий.
1. Шина (рис.1.4.3 а)
Топологию «шина» относится к наиболее простым ишироко распространенным топологиям. В ней используется один кабель, именуемыймагистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети.
В сети с топологией«шина» компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру. Данные передаютсявсем компьютерам сети, однако информацию принимает только тот, адрес которогосоответствует адресу получателя, зашифрованному в передаваемых сигналах. Вкаждый момент времени только один компьютер может вести передачу.
Таккак данные в сеть передаются лишь одним компьютером, ее производительностьзависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем их больше, т.е. чембольше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее работает сеть.Кроме числа компьютеров, на быстродействие сети влияет множество факторов, втом числе:
· характеристикиаппаратного обеспечения компьютеров в сети;
· частота,с которой компьютеры передают данные;
· типработающих сетевых приложений;
· типсетевого кабеля;
· расстояниемежду компьютерами в сети.
Если один из компьютеров такойсети выйдет из строя, это не скажется на работе остальных.
2.Звезда (рис.1.4.3б)
При топологии «звезда»все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральномукомпоненту, именуемому концентратором. Сигналы от передающего компьютерапоступают через концентратор ко всем остальным. Кроме того, концентратор можетиграть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть,и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.
Недостаток - для большихсетей значительно увеличивается расход кабеля, а также более высокая стоимостьсетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. К томуже, если центральный компонент выйдет из строя, нарушится работа всей сети. Ноесли выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его сконцентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать или приниматьданные по сети. На остальные компьютеры в сети это не повлияет.
3. Кольцо (рис.1.4.3в)
Притопологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо.Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждыйкомпьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», здесь каждый компьютервыступает в роли «репитера», усиливая сигналы и передавая их следующемукомпьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращаетфункционировать вся сеть.
Передающий компьютерпомещает электронный адрес в данные и посылает их по кольцу. Данные проходятчерез каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресомполучателя. При этом сообщение передвигается по кольцу практически со скоростьюсвета. В кольце диаметром 200 м сообщение может циркулировать с частотой 10 000оборотов в секунду.
В настоящее время однимиз стандартных компонентов сетей становится концентратор — они имеют от 8 до 60портов для подключения компьютеров.
Сети,построенные на концентраторах, легко расширить, если подключить дополнительныеконцентраторы. Разрыв кабеля, подключенного к концентратору, нарушению работутолько данного сегмента. Остальные сегменты останутся работоспособными.
К числу другихпреимуществ использования концентраторов относятся:
· использованиеразличных портов для подключения кабелей разных типов;
· централизованныйконтроль за работой сети и сетевым трафиком.
Комбинированные топологии сетей
В настоящеевремя часто используются топологии, которые комбинируют компоновку сети попринципу шины, звезды и кольца.
1.Звезда-шина
Рис. 1.4.4. Топология сети «Звезда-шина»
Звезда-шина —это комбинация топологий «шина» и «звезда». Чаще всего это выглядит так:несколько сетей с топологией «звезда» объединяются при помощи магистральнойлинейной шины. В этом случае выход из строя одного компьютера не оказываетникакого влияния на сеть — остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуютдруг с другом. А выход из строя концентратора повлечет за собой остановкуподключенных к нему компьютеров и концентраторов.
4. Звезда-кольцо
Рис. 1.4.5. Топология сети «Звезда-кольцо»
Как и втопологии звезда-шина здесь компьютеры подключены к концентратору, которыйфактически и формирует кольцо или шину.
3. Иерархическая звезда
Рис. 1.4.6. Топология сети «Иерархическая звезда»
Возможности по наращиваниюколичества узлов в сети типа «звезда» ограничиваются количеством портовконцентратора. Иногда имеет смысл строить сеть с использованием несколькихконцентраторов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда; такойтип топологии называют «иерархическая звезда» (рис. 1.4.6). В настоящее времяиерархическая звезда является самым распространенным типом топологии связей какв локальных, так и глобальных сетях.
Необходимо учитывать нетолько физическую структуру сети, но и логическую. Логическая структура сети должнаучитывать большую интенсивность трафика внутри каждого отдела и меньшуюинтенсивность обмена данными между отделами. Т.е. лучше, чтобы сообщения,которые передают компьютеры одного отдела, выходили бы за пределы этой частисети в том и только в том случае, если эти кадры направлены какому-либокомпьютеру из других отделов. При такой организации работы сети ее - производительностьсущественно повысится, так как компьютеры одного отдела не будут простаивать (вслучае топологий «общая шина» и «кольцо») в то время, когда обмениваютсяданными компьютеры других отделов.