Сравнительный анализ различных топологий сетей

Сравнительный анализ топологий компьютерных сетей будем проводится на основе следующих признаков:

1) простота структурной организации, которая измеряется количеством каналов связи между станциями сети;

2) надежность, которая определяется наличием «узких мест», при отказе которых сеть перестаёт работать или же резко падает её эффективность, и наличие альтернативных путей, при которых передача данных может осуществляться в обход отказавших элементов;

3) производительность сети, которая измеряется количеством сообщений или пакетов, передаваемых по сети за единицу времени, с учётом того, что в сети бывают конфликты;

4) время доставки пакетов, которое измеряется в хопах (hop), представляющих собой число промежуточных каналов или узлов на пути передачи данных;

5) стоимость топологии, которая зависит от состава, количества оборудования и от сложности реализации.

Все пять признаков взаимосвязаны. Поэтому более эффективные топологии с позиций надёжности, производительности и времени доставки наиболее сложны в реализации и являются более дорогими. Сравнение рассмотренных топологий представлены в виде табл. 1, признаки будут оцениваться значениями от 1 до 5, причем 1 – это наилучшее значение.[3]

 

Таблица 1

Сравнение топологий

Показатели	Общая шина	Звезда	Кольцо	Многосвязная
Простота
Стоимость
Надежность
Производительность
Доставка (время)

 

Простота структурной организации и стоимость – показатели, которые зависят друг от друга. По количеству каналов связи наиболее проста топология общая шина, которая имеет только 1 канал связи. Достоинством общей шины является отсутствие каких-либо дополнительных сетевых устройств. Сеть строится на основе сетевой карты. Отсутствие сложностей при добавлении новых компьютеров. Таким образом, общая шина без сомнений самая простая и дешевая топология. Также дешевыми являются топологии звезда и дерево, что связано с малым количеством типов связей между узлами, то есть каждый компьютер связан напрямую с центральным узлом. В топологии кольцо количество каналов связи равно количеству узлов. Полносвязная топология наиболее сложна и дорога. Поэтому она не распространена при построении больших сетей. При построении глобальных сетей самая распространённая – многосвязная\ячеистая топология. Она занимает промежуточное положение по этим показателям, однако альтернативы этой топологии в глобальных сетях нет. Так как глобальные сети объединяют уже существующие сети.

Надежность. Лидером является полносвяная топология. У нее нет узких мест и имеется множество альтернативных путей при выходе какого-либо звена из строя. Наименее надежные топологии: общая шина, звезда и дерево. Многосвязная топология занимает промежуточное положение.

Производительность сети. Производительность будет тем выше, чем больше пакетов одновременно находится в сети. С увеличением числа пакетов производительность растет и при определённом значении наступает насыщение. Насыщение связано с определённым узлом или каналом в сети, нагрузка которого приближается к 1. Поэтому при построении сети обеспечивают равную пропускную способность для всех каналов, что обеспечивает максимальную производительность для полносвязной топологии и минимальную производительность для общей шины.

Время доставки. Необходимо анализировать при условии отсутствия узких мест в сети. В этом случае время доставки связано с числом хопов, то есть каналов связи между соседними узлами. Полносвязная топология обеспечивает время доставки в 1 хоп. Наибольшее время доставки при большом количестве станций в сети с топологией кольцо. В топологии общая шина всё сложнее. Так как шина используется всеми узами, и если для одного узла время доставки оказывается минимальным, то другие узлы ждут своей очереди, и время доставки резко увеличивается. Также в топологии общей шины на время доставки оказывает влияние коллизии, то есть столкновения пакетов.

Решение об использовании той или иной топологии должно приниматься на основе учета всех параметров. Так как может оказаться, что более сложная топология оказалась дешевле, чем более простая.[4]

На основе изложенного материала, было принято решение о применении топологии ”звезда”, так как она обладает наибольшей эффективностью и простотой из приведённых.