Топология локальных сетей

Основные данные о работе

Версия шаблона	2.1
ЦДОР	ЦД ООО «Светлогорская Орбита»
Вид работы	Творческое эссе
Название дисциплины	Современные информационные технологии и сети
Тема	Топология локальных сетей
Фамилия	Бусел
Имя	Сергей
Отчество	Геннадьевич
№ контракта	2910011400201139

 

Основная часть

Топология локальных сетей

Топология локальных сетей

Локальные сети в зависимости от назначения и технических могут иметь различные конфигурации. Общая схема соединения компьютеров в локальной сети называется топологией сети. Топологии сети могут быть различными. Чаще всего локальные сети могут иметь топологию «шина» и «звезда». В первом случае все компьютеры подключены к одному общему кабелю (шине), во втором - имеется специальное центральное устройство (хаб), от которого идут «лучи» к каждому компьютеру, т.е. каждый компьютер подключен к своему кабелю. Конфигурация локальной сети называется топологией.

1. Наиболее простой вид топологии - шина. В такой сети все компьютеры  подключены к одному кабелю.

2. На шину похожа и структура, которую называют кольцо.

3. Для локальных сетей, основанных  на файловом сервере, может применяться  схема звезда.

4. От схемы зависит состав оборудования  и программного обеспечения. Топологию  выбирают, исходя из потребностей  предприятия. Если предприятие занимает многоэтажное здание, то в нем может быть применена схема снежинка, в которой имеются файловые серверы для разных рабочих групп и один центральный сервер для всего предприятия.

Существует три основные физические топологии: шинная, кольцевая  и звездообразная . Каждая топология продиктована определенной технологией кадров локальной сети.

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. В топологии логическая шина среда передачи данных используются совместно и одновременно всеми ПК сети, а сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления по среде передачи. Так как передача сигналов в топологии физическая шина является широковещательной, т.е. сигналы распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной.

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой Ethernet (классы 10Base-5 и 10Base-2 для толстого и тонкого коаксиального кабеля соответственно).

  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 «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. В сети с топологией типа физическое кольцо используется маркерный доступ, который предоставляет станции право на использование кольца в определенном порядке. Логическая топология данной сети - логическое кольцо.

  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.

  Как правило,  в чистом виде  топология «кольцо» не применяется из-за своей ненадёжности, поэтому на практике применяются различные модификации кольцевой топологии.

Кольцевая топология впервые была реализована в простых одноранговых локальных сетях. Каждая рабочая станция соединялась с двумя ближайшими соседями. Общая схема соединения напоминала замкнутое кольцо. Данные передавались только в одном направлении. Каждая рабочая станция работала как ретранслятор, принимая и отвечая на адресованные ей пакеты и передавая остальные пакеты следующей рабочей станции, расположенной «ниже по течению».

В первоначальном варианте кольцевой топологии локальных сетей использовалось одноранговое соединение между рабочими станциями. Поскольку соединения такого типа имели форму кольца, они назывались замкнутыми (closed). Преимуществом локальных сетей этого типа является предсказуемое время передачи пакета адресату. Чем больше устройств подключено к кольцу, тем дольше интервал задержки. Недостаток кольцевой топологии в том, что при выходе из строя одной рабочей станции прекращает функционировать вся сеть.

Если рассматривать функциональное устройство, достаточно сказать, что маркер доступа циклически передается между конечными сетевыми устройствами. В результате большинство людей совершенно искренне относят архитектуру Token Ring к кольцевой топологии, хотя на самом деле эта архитектура близка к звездообразной топологии.

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;

- сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК.

  Недостатки сетей топологии звезда:

- отказ хаба влияет на работу всей сети;

- большой расход кабеля;

Звездообразные топологии широко используются в современных локальных сетях. Причиной такой популярности является гибкость, возможность расширения и относительно низкая стоимость развертывания по сравнению с более сложными топологиями локальных сетей со строгими методами доступа к среде передачи данных. Рассматриваемая архитектура не только сделала шинные и кольцевые топологии принципиально устаревшими, но и сформировала базис для создания следующей топологии локальных сетей - коммутируемой.

Три рассмотренные топологии можно считать элементарными блоками для построения локальных сетей. Их можно комбинировать всевозможными способами и расширять. При выборе топологии следует учитывать в первую очередь требования к производительности сети конкретных приложений-клиентов. Вполне вероятно, что идеальным вариантом окажется комбинация основных топологий.

Сложные топологии являются расширениями и/или комбинациями основных физических топологий. Сами по себе основные топологии целесообразно использовать только в небольших локальных сетях. Возможность расширения сетей основных топологий чрезвычайно ограничена. Гораздо выгоднее оказывается создать сложную топологию, объединив для этого в одну локальную сеть сегменты различных топологий.

Последовательная цепочка

Простейшая из сложных топологий последовательно соединяет все концентраторы сети . Подобная схема получила название последовательной цепочки (daisy chaining). Соединения между концентраторами устанавливаются с помощью их же портов. В результате построение объединяющей магистрали такого типа не связано с дополнительными расходами.

Создание связи между концентраторами небольших локальных сетей представляет собой довольно привлекательный способ объединения небольших локальных сетей. Последовательную цепочку несложно построить, для ее администрирования не нужны специальные навыки. Исторически сложилось так, что именно эта топология чаще всего использовалась для объединения локальных сетей первого поколения.

В сетях с топологией последовательной цепочки, которые поддерживают конкурирующий метод доступа к среде передачи, проблемы начинают возникать еще до достижения максимального диаметра. Последовательная цепочка увеличивает число соединений и соответственно устройств локальной сети. При этом суммарная полоса пропускания не расширяется и количество доменов конфликтных сегментов не увеличивается. Рассмотренная топология просто увеличивает количество машин, пользующихся общей полосой пропускания. Машины, конкурирующие за доступ к среде передачи, создают конфликтные ситуации и быстро ставят локальную сеть на колени.

Специалисты рекомендуют использовать эту топологию в локальных сетях с ограниченным количеством концентраторов в небольших глобальных сетях.

Иерархии

Иерархические топологии предполагают использование более чем одного уровня концентраторов. Каждый уровень выполняет отдельную сетевую функцию. На нижний ярус концентраторов возлагается задача обработки запросов на соединение между рабочими станциями и серверами. Ярусы более высоких уровней агрегируют низшие ярусы. Иерархическое упорядочение оптимальным образом подходит для локальных сетей среднего и большого размера при условии, что предполагается их дальнейшее расширение и повышение интенсивности трафика.

Иерархические кольца

Реализующие кольцевую топологию сети расширяются путем установления соединения между несколькими кольцами способом.Для соединения рабочих станций и серверов используется столько колец, сколько необходимо для поддержки необходимой производительности. Кольцо второго яруса, будь то Token Ring или FDDT, используется для межсоединения всех колец пользовательского уровня и обеспечения доступа к глобальной сети.

Иерархические звезды

Звездные топологии также могут быть созданы путем иерархического объединения нескольких несложных сетей .Иерархические звезды могут состоят из единственного конфликтного домена или с помощью коммутаторов и мостов сегментированы на несколько конфликтных доменов.

Топология иерархической звезды предполагает использование одного яруса концентраторов для обеспечения возможности соединения пользователей и сервера и второго яруса концентраторов, поддерживающих магистраль передачи данных.

 

 

Список использованных интернет-ресурсов

№ п/п	Наименование интернет-ресурса	Ссылка на конкретную используемую страницу интернет-ресурса
1	Топология сети	http://ru.wikipedia.org/wiki/Топология сети
2	Топология сети	http://sapr.mgsu.ru/biblio/metstud1/oglavl.htm/Топология сети
3	Локальные сети	http://www.gpntb.ru/win/book/5/Локальные сети