На головну

Топологія комп'ютерної мережі

  1. Види комп'ютерної графіки. Растрова графіка. Векторна графіка. Гідності й недоліки.
  2. ІНСТРУМЕНТАРІЙ КОМП'ЮТЕРНОЇ ТЕХНОЛОГІЇ

під фізіческойтопологіей комп'ютерної мережі зазвичай розуміють фізичне розташування комп'ютерів у мережі відносно один одного і спосіб з'єднання їх лініями. Топологія визначає вимоги до обладнання, тип використовуваного кабелю, методи управління обміном, надійність роботи, можливість розширення мережі.

Можна дати і інше визначення поняття топологія. Під топологією мережі розуміється конфігурація графа, вершинам якого відповідають кінцеві вузли мережі (наприклад, комп'ютери) і комунікаційне обладнання (наприклад, маршрутизатори), а ребрами - електричні та інформаційні зв'язки між ними. Число варіантів конфігурацій різко зростає при збільшенні числа пов'язують пристроїв (див. Рис.26). Для трьох комп'ютерів існує два способи, для чотирьох можна запропонувати шість способів.

Рис.26 Варіанти зв'язку комп'ютерів для випадків трьох і чотирьох вузлів

Серед безлічі можливих конфігурацій розрізняють повнозв'язні и неполносвязние.

повнозв'язна топологія відповідає мережі, в якій кожен комп'ютер безпосередньо пов'язаний з усіма іншими (рис.27). Незважаючи на логічну простоту, цей варіант виявляється громіздким і неефективним. Кожен комп'ютер мережі повинен мати велику кількість комунікаційних портів, достатню для зв'язку з кожним з інших комп'ютерів мережі, для кожної пари комп'ютерів повинна бути виділена окрема фізична лінія зв'язку (в деяких випадках навіть дві, якщо неможливе використання цієї лінії для двосторонньої передачі).

Рис.27 Повнозв'язна топологія

В разі неполносвязной топології обмін даними між двома комп'ютерами може потреба проміжну передачу даних через інші вузли мережі. На практиці поширення набули неполносвязние топології. Всі мережі будуються на основі трьох базових топологій:

· Шина (bus);

· Кільце (ring).

Якщо комп'ютери підключені уздовж одного кабелю (сегмента), топологія називається шиною. У тому випадку, коли комп'ютери підключені до сегментів кабелю, що виходить з однієї точки, або концентратора, топологія називається зіркою. Якщо кабель, до якого підключені комп'ютери, замкнутий в кільце, така топологія зветься кільця. Хоча самі по собі базові топології нескладні, в реальності часто зустрічаються досить складні комбінації, які б поєднували властивості декількох топологій.

шина

Дана топологія відноситься до найбільш простим і широко поширеним топологиям. У ній використовується один кабель, іменований магістраллю або сегментом, до якого паралельно підключаються всі комп'ютери мережі (див. Рис.28).

 ПК
 ПК
 ПК
 термінатор

Рис.28 Шинна топологія

При такому способі підключення в кожен момент часу тільки один комп'ютер може передавати дані по мережі. Дані у вигляді електричних сигналів передаються всім комп'ютерам мережі; проте інформацію приймає тільки той, адреса якого збігається з адресою одержувача, зашифрованого в цих сигналах. Так як дані в мережу передаються лише одним комп'ютером, її продуктивність залежить від кількості комп'ютерів, підключених до шини. Чим їх більше, тобто чим більше комп'ютерів, які мають бути надіслані даних, тим повільніше мережу. Однак вивести пряму залежність між пропускною спроможністю мережі і кількістю комп'ютерів в ній не можна. Бо, крім числа комп'ютерів, на швидкодію мережі впливає безліч факторів, у тому числі:

· Характеристики апаратного забезпечення комп'ютерів в мережі;

· Частота, з якою комп'ютери передають дані;

· Тип працюють мережевих додатків;

· Тип мережевого кабелю;

· Відстань між комп'ютерами в мережі.

Шина - пасивна топологія. Це означає, що комп'ютери тільки «слухають» передані по мережі дані, але не переміщують їх від відправника до одержувача. Тому, якщо один з комп'ютерів вийде з ладу, це не позначиться на роботі інших. В активних топологіях комп'ютери регенерують сигнали і передають їх по мережі.

Дані, або електричні сигнали, поширюються по всій мережі від одного кінця кабелю до іншого. Якщо не вживати ніяких спеціальних дій, сигнал, досягаючи кінця кабелю, буде відображатися і не дозволить іншим комп'ютерам здійснювати передачу. Тому, після того як дані досягнуть адресата, електричні сигнали необхідно погасити.

Щоб запобігти відображення електричних сигналів, на кожному кінці кабелю встановлюють термінатори, що поглинають ці сигнали. Всі кінці мережевого кабелю повинні бути до чого-небудь підключені, наприклад, до комп'ютера або до Баррел-коннектор - для збільшення довжини кабелю. До будь-якого вільного - непідключеному - кінця кабелю повинен бути приєднаний термінатор, щоб запобігти відображення електричних сигналів.

Термінатор - Звичайний резистор, який поглинає електричні сигнали.

Розрив мережевого кабелю відбувається при його фізичному розриві або від'єднанні одного з його кінців. Можлива також ситуація, коли на одному або декількох кінцях кабелю відсутні термінатори, що призводить до відбиття електричних сигналів в кабелі і припинення функціонування мережі. Мережа «падає». Самі по собі комп'ютери в мережі залишаються повністю працездатними, але до тих пір, поки сегмент розірваний, вони не можуть взаємодіяти один з одним.

переваги топології шина:

§ Простота додавання нових вузлів в мережу (це можливо навіть під час роботи мережі);

§ Мережа продовжує функціонувати, навіть якщо окремі комп'ютери вийшли з ладу;

§ Недороге мережеве обладнання за рахунок широкого поширення такої топології;

§ Забезпечує мінімальний витрата кабелю.

недоліки:

§ Складність мережевого обладнання;

§ Складність діагностики несправності мережевого обладнання через те, що всі адаптери включені паралельно;

§ Обрив кабелю тягне за собою вихід з ладу всієї мережі;

§ Обмеження на максимальну довжину лінії зв'язку через те, що сигнали при передачі послаблюються і ніяк не відновлюються.

Топологію шина мають багато мереж, що використовують бездротовий зв'язок - роль загальної шини тут відіграє загальна радиосреде.

зірка

Топологія зірка утворюється в разі, коли кожен підключається окремим кабелем до загального центрального пристрою, званого концентратором (Хабом) (див. Рис.29). У функції концентратора входить напрямок переданої комп'ютером інформації одному або всім іншим комп'ютерам мережі.

Як концентратора може виступати як комп'ютер, так і спеціалізований пристрій, таке як Багатовходові повторювач, комутатор або маршрутизатор.

 ПК
 ПК
 ПК
 ПК
 ПК
 концентратор

Рис.29 Зіркоподібна топологія

Концентратор працює таким чином, що сигнал, що приходить по одному з його кабелів, миттєво посилається назад по всім іншим кабелям, тобто концентратор є пунктом розподілу даних. Топологія зірки застосовується в самих різних мережах (мережі відрізняються один від одного типами використовуваних кабелів і методами передачі інформації по цим кабелям), проте найбільшого поширення вона отримала в мережах Ethernet. Мережі зі зіркоподібною топологією підтримують технології FastEthernet і GigabitEthernet, що дозволяє збільшувати пропускну здатність в десятки і навіть сотні разів - 10, 100, 1000 Мбіт / с.

переваги:

§ Вихід з ладу периферійного комп'ютера ніяк не відбивається на функціонуванні решти мережі;

§ Простота використовуваного мережевого обладнання;

§ Всі точки підключення зібрані в одному місці, що дозволяє легко контролювати роботу мережі, локалізувати несправності мережі шляхом відключення від центру тих або інших периферійних пристроїв;

§ Чи не відбувається загасання сигналів.

недоліки:

§ Вихід з ладу центрального комп'ютера робить мережу повністю непрацездатною;

§ Можливості з нарощування кількості вузлів в мережі обмежуються кількістю портів концентратора;

§ Значний витрата кабелю;

§ Вища вартість мережевого обладнання через придбання спеціалізованого центрального пристрою.

Іноді має сенс будувати мережу з використанням декількох концентраторів, ієрархічно з'єднаних між собою зв'язками типу зірка (див. Рис.30). Одержану в результаті структуру називають також деревом. В даний час дерево є найпоширенішим типом топології зв'язків. Як в локальних, так і в глобальних мережах.

Мал. 30 Структура типу «дерево»

кільце

При використанні кільцевої топології кожен комп'ютер передає інформацію завжди тільки одному комп'ютеру, який перевозиться в ланцюжку, а одержує інформацію тільки від попереднього в ланцюжку комп'ютера, і цей ланцюжок замкнута (див. Рис.31). Для спрощення функціонування ЛВС з кільцевою структурою сигнал зазвичай передається по кільцю тільки в одному напрямку.

 ПК
 ПК
 ПК
 ПК

Мал.31 Кільцева топологія

Особливістю кільця є те, що кожен комп'ютер відновлює приходить до нього сигнал, тому загасання сигналу у всьому кільці не має ніякого значення, важливо тільки загасання між сусідніми комп'ютерами.

переваги:

§ Легко підключити нові вузли, хоча для цього потрібно призупинити роботу мережі;

§ Велика кількість вузлів, яке можна підключити до мережі (більше 1000);

§ Висока стійкість до перевантажень.

недоліки:

§ Вихід з ладу хоча б одного комп'ютера порушує роботу мережі;

§ Обрив кабелю хоча б в одному місці порушує роботу мережі.

Зазвичай кільцева топологія асоціюється з мережами TokenRing, пропускна здатність яких 16 Мбіт / с.

У той час як невеликі мережі, як правило, мають типову топологію - зірка, кільце або загальна шина, для великих мереж характерна наявність довільних зв'язків між комп'ютерами. У таких мережах можна виділити окремі, довільно пов'язані фрагменти (підмережі), що мають типову топологію, тому їх називають мережами зі смешаннойтопологіей (Див. Рис.32).

Мал. 32 Змішана топологія



Класифікація комп'ютерних мереж | мережеве обладнання

покоління ЕОМ | Перспективи розвитку сучасних комп'ютерів | Операційна система ПК | драйвери | Програмно-інструментальні засоби | Прикладне програмне забезпечення | Термінологія | Локальні обчислювальні мережі і завдання, які вирішуються за їх допомогою | Тимчасова локальна мережа | Мережеві операційні системи |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати