Типы компьютерных сетей, их топология.

В зависимости от расстояния между адресуемыми абонентами информационные сети подразделяются на локальные, территориальные и глобальные.

Локальная вычислительная сеть (ЛВС, англ. LAN — Local Area Network), или просто локальная сеть, — соединение между собой нескольких компьютеров и периферийных устройств с помощью скоростных линий передачи данных, аппаратных и программных средств в одном здании или нескольких близких зданиях, например вуза, большого банка. Каждый компьютер (узел) такой сети может получить доступ к данным и устройствам в других местах сети. Локальная сеть передает данные намного быстрее, чем внешние (например, глобальная) сети, но имеет ограничение по расстоянию (примерно 1 км) и числу компьютеров в сети.

Интрасеть (интранет) — ведомственная сеть организации, компании, предприятия, корпорации, которая обеспечивает распределение документов, программного обеспечения, доступ к базам данных, использует электронную почту, веб-технологии (просмотр документов с помощью программ-обозревателей, переходы по гиперссылкам).

Экстрасетъ (экстранет) — частичное открытие внутренней сети компании удаленным деловым партнерам и клиентам, предоставление удаленного доступа к информационным компьютерным ресурсам.

Глобальная сеть Интернет объединяет территориальные (региональные), ведомственные, локальные сети и отдельные компьютеры различных стран и континентов.

 

Физическая и логическая топология компьютерных сетей.

Все компьютеры в локальной сети соединены линиями связи. Геометрическое расположение линий связи относительно узлов сети и физическое подключение узлов к сети называется физической топологией. В зависимости от топологии различают сети: шинной, кольцевой, звездной, иерархической и произвольной структуры.

Различают физическую и логическую топологию. Логическая и физическая топологии сети независимы друг от друга. Физическая топология - это геометрия построения сети, а логическая топология определяет направления потоков данных между узлами сети и способы передачи данных.

В настоящее время в локальных сетях используются следующие физические топологии:

·  физическая "шина" (bus);

·  физическая “звезда” (star);

·  физическое “кольцо” (ring);

·  физическая "звезда" и логическое "кольцо" (Token Ring).

Шинная топология

Сети с шинной топологией используют линейный моноканал (коаксиальный кабель) передачи данных, на концах которого устанавливаются оконечные сопротивления (терминаторы). Каждый компьютер подключается к коаксиальному кабелю с помощью Т-разъема (Т - коннектор). Данные от передающего узла сети передаются по шине в обе стороны, отражаясь от оконечных терминаторов. Терминаторы предотвращают отражение сигналов, т.е. используются для гашения сигналов, которые достигают концов канала передачи данных. Таким образом, информация поступает на все узлы, но принимается только тем узлом, которому она предназначается.

Преимущества сетей шинной топологии:

·  отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом;

·  сеть легко настраивать и конфигурировать;

·  сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов.

Недостатки сетей шинной топологии:

·  разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети;

·  ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций;

·  трудно определить дефекты соединений.

Топология типа “звезда”

В сети построенной по топологии типа “звезда” каждая рабочая станция подсоединяется кабелем (витой парой) к концентратору или хабу (hub). Концентратор обеспечивает параллельное соединение ПК и, таким образом, все компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с другом. Данные от передающей станции сети передаются через хаб по всем линиям связи всем ПК. Информация поступает на все рабочие станции, но принимается только теми станциями, которым она предназначается. Так как передача сигналов в топологии физическая звезда является широковещательной, т.е. сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной. Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой 10Base-T Ethernet.

Преимущества сетей топологии звезда:

·  легко подключить новый ПК;

·  имеется возможность централизованного управления;

Недостатки сетей топологии звезда:

·  отказ хаба влияет на работу всей сети;

·  большой расход кабеля.

Топология “кольцо”

В сети с топологией кольцо все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо (необязательно окружность), по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется со входом другого ПК. Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении.Принимающая рабочая станция распознает и получает только адресованное ей сообщение. Всети с топологией типа физическое кольцо используется маркерный доступ, который предоставляет станции право на использование кольца в определенном порядке. Логическая топология данной сети - логическое кольцо. Как правило, в чистом виде топология “кольцо” не применяется из-за своей ненадёжности, поэтому на практике применяются различные модификации кольцевой топологии.

Данную сеть очень легко создавать и настраивать.

К основному недостатку сетей топологии кольцо является то, что повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети.

Топология Token Ring

Эта топология основана на топологии "физическое кольцо с подключением типа звезда". В данной топологии все рабочие станции подключаются к центральному концентратору (Token Ring) как в топологии физическая звезда. Центральный концентратор - это интеллектуальное устройство, которое с помощью перемычек обеспечивает последовательное соединение выхода одной станции со входом другой станции.Другими словами с помощью концентратора каждая станция соединяется только с двумя другими станциями (предыдущей и последующей станциями). Таким образом, рабочие станции связаны петлей кабеля, по которой пакеты данных передаются от одной станции к другой и каждая станция ретранслирует эти посланные пакеты. В каждой рабочей станции имеется для этого приемо-передающее устройство, которое позволяет управлять прохождением данных в сети. Физически такая сеть построена по типу топологии “звезда”.

Концентратор создаёт первичное (основное) и резервное кольца. Если в основном кольце произойдёт обрыв, то его можно обойти, воспользовавшись резервным кольцом, так как используется четырёхжильный кабель. Отказ станции или обрыв линии связи рабочей станции не влечет за собой отказ сети как в топологии кольцо, потому что концентратор отключит неисправную станцию и замкнет кольцо передачи данных.

В архитектуре Token Ring маркер передаётся от узла к узлу по логическому кольцу, созданному центральным концентратором. Такая маркерная передача осуществляется в фиксированном направлении. Станция, обладающая маркером, может отправить данные другой станции.

Для передачи данных рабочие станции должны сначала дождаться прихода свободного маркера. В маркере содержится адрес станции, пославшей этот маркер, а также адрес той станции, которой он предназначается. После этого отправитель передает маркер следующей в сети станции для того, чтобы и та могла отправить свои данные.Один из узлов сети (обычно для этого используется файл-сервер) создаёт маркер, который отправляется в кольцо сети. Такой узел выступает в качестве активного монитора, который следит за тем, чтобы маркер не был утерян или разрушен.

Преимущества сетей топологии Token Ring:

·  топология обеспечивает равный доступ ко всем рабочим станциям;

·  высокая надежность, так как сеть устойчива к неисправностям отдельных станций и к разрывам соединения отдельных станций.

Недостатки сетей топологии Token Ring:

· большой расход кабеля

· соответственно дорогостоящая разводка линий связи.