Топологии компьютерных сетей

Топология КС - это схема соединения компьютеров в сеть.

Существуют четыре основные топологии: шинная, кольцевая, звездообразная, коммутируемая. Шинная топология – это соединение всех сетевых узлов одним кабелем с разомкнутыми концами.

 

Конец кабеля должен заканчиваться специальной заглушкой с резистором.

Этот кабель в данной топологии называют шиной. Все подключенные устройства прослушивают трафик (поток сигналов) шины и принимают только те пакеты сигналов, которые адресованы им. Затраты на развертывание такой одноранговой сети весьма невелики. Однако эта сеть имеет ограниченные функциональные возможности, малое расстояние соединения. Поэтому она применяется сейчас лишь для домашних сетей и сетей небольших офисов.

Кольцевая топология. Первоначально это была схема буквально кольцевого соединения ПК (кольцо на физическом уровне). Недостаток такого соединения в том, что при выходе из строя даже одной рабочей станции сеть прекращает функционировать. В целом одноранговая кольцевая топология сети была признана неработоспособной. Однако применение ретранслирующего концентратора привело к продлению жизни технологии кольцевого соединения. Однако термин «кольцевая топология» применима к этим сетям только на логическом уровне. Физическое соединение компонентов звездообразное, а метод доступа при этом - циклическое обслуживание, т.е кольцо виртуальное.

 

 

 

Физическое кольцо Логическое кольцо

Топология Token Ring появилась в середине 70-х и опиралась на технологии корпорации IBM. Достоинством этой технологии является определенность времени, за которое будут данные доставлены адресату. Поэтому в случаях, когда существенным является требование своевременной доставки данных, эта архитектура долгое время была единственным конкурентоспособным решением. Однако теперь появились новые конкурентоспособные решения, и эта технология постепенно уходит на задний план.

Топология типа «звезда»

В центре такого соединения находится концентратор, а его лучи – соединения с устройствами. Эти устройства, в отличие от кольцевой технологии, имеют право независимого друг от друга доступа к среде передачи. Причины широкой популярности звездообразных топологий – гибкость в применении этой конфигурации, возможность расширения, надежность, относительно низкая стоимость в сравнении с топологией Token Ring. Эта топология сделала шинные и кольцевые топологии принципиально устаревшими

Рис. 21 Пример реализации топологии типа «звезда» в компьютерной сети малого офиса

Коммутируемая топология

При такой топологии физически устройства соединяются с коммутатором (переключателем –switch’ем). Внешне эта топология похожа на звезду. Однако действительно коммутатор создает лишь временное соединение между отправителем порции данных и получателем на момент передачи этой порции данных. Для этого коммутатор держит в памяти адреса всех устройств сети. Поскольку каждое соединение используется лишь для передачи его данных, то для передачи может использоваться вся пропускная способность соединения канала. Таким образом коммутаторы повышают производительность сети в целом.

Сложные топологии

Последовательная цепочка - последовательное соединение концентраторов сети (звезд). Допустимый максимальный размер сети определяется максимальным диаметром сети – произведение допустимого расстояния между устройствами на количество устройств. Однако проблемы возникают обычно еще до достижения максимального диаметра. Эту топология рекомендуют использовать в сетях с ограниченным количеством концентраторов.

Иерархии:

- иерархические кольца

- иерархические звезды

- иерархические комбинации

Сеть и ее топология должны выбираться с учетом будущего развития. Топология ЛС является одним из самых критичных факторов, влияющих на производительность. Основным критерием выбора топологии являются требования пользователей к производительности.