Топология решетка плюсы и минусы

Виды локальных сетей

Первая из видов топология которую мы рассмотрим это:

топология звезда

1. «Звезда»

Преимущества:

• повреждение кабеля одного ПК не сказывается на работе всей сети;
• простота подключения, так как рабочая станция должна соединяться только с сервером;
• надёжный механизм защиты от несанкционированного доступа;
• высокая скорость передачи данных от рабочей станции к серверу.

Недостатки:

• невысокая скорость передачи между рабочими станциями;
• зависимость мощности всей сети от возможностей сервера;
• невозможность коммуникации между отдельными рабочими станциями, минуя сервер.

2. Кольцо

топология кольцо

Преимущества:

• существенное сокращение времени доступа к данным;
• отсутствие ограничений на длину сети.

Недостатки:

• выход из строя одной рабочей станции может привести к отказу всей сети, если не используются специальные переходные соединения;
• подключение новых рабочих станций требует отключения всей сети.

Топология сети кольцо

3. Общая шина

Топология шина

Преимущества:

Топология сети общая шина

1) малый расход кабеля;

2) высокая скорость передачи данных;

3) возможность подключения и отключения рабочий станций без

прерывания работы всей сети;

• возможность коммутации рабочий станций без помощи сервера.

Недостатки:

• обрыв кабеля приводит к выводу из строя всего участка сети от места разрыва;
• возможность несанкционированного подключения к сети, поскольку для увеличения числа рабочих станций нет необходимости прерывания работы сети.

4. Ячеистая топология

топология ячеистая

Преимущества:

Высокая отказоустойчивость, потому что имеет много путей соединения с другими рабочими станциями, компьютерами

Недостатки:

увеличенный расход кабеля, является не экономным, но зато каждый компьютер имеет множество запасных соединений с сетью, что является более надежным методом соединения.

Характерна для крупных видов локальных сетей.

Топология дерево представляет собой особый тип структуры, в которой многие соединенные элементы расположены как ветви дерева

. Они, как правило, используются для организации компьютеров в корпоративной сети или информации в базе данных.

Особенности

Топология дерева базируется на двух топологиях — шины и звезды. Несмотря на то что такая конфигурация не является широко используемой сетевой топологией, она все же применяется в определенных обстоятельствах, например, когда требуется масштабируемая иерархическая связь между двумя сетями.

В древовидной топологии между любыми двумя связанными узлами может быть только одно соединение. Поскольку любые два узла могут иметь только одну взаимную связь, такая структура образует естественную родительски-дочернюю иерархию. Например, в компьютерных сетях топология дерева также известна как топология звездной шины, потому что как уже было сказано выше, она включает в себя элементы как шинной, так и звездной конфигурации.

Древовидная топология — это иерархическая структура, в которой каждый уровень связан со следующим уровнем, и находится он, как правило, выше текущего. Таким образом, в ней могут объединяться несколько звездообразных структур, что позволяет, например, если речь идет о сети, пользователям соединятся с большим количеством серверов. Такая иерархическая структура считается лучшим вариантом для подключения больших сетей.

Преимущества

• Гибкость. В древовидную топологию можно легко добавлять новые узлы (компьютеры), просто подключив к ней концентратор. Это фактически позволяет добавлять несколько компьютеров в сеть одновременно.
• Простой централизованный мониторинг. Данная конфигурация позволяет пользователям легко контролировать и управлять большой сеткой. Кроме того, ее очень легко перенастраивать.
• Масштабируемость. Она очень масштабируема, потому что конечные узлы могут концентрировать в себе несколько подключений от новых узлов. Такое разветвление с каждым новых подключением множит количество потенциальных подключений.
• Простое подключение “точка-точка”. Подключение“точка-точка” к центральному концентратору на каждом промежуточном узле соответствует узлу в шинной топологии. Фактически, в древовидной топологии каждый компьютер подключен к концентратору, а также каждая часть сети подключена к главному кабелю.
• Доступ. Поскольку древовидная топология представляет собой большую сеть, все компьютеры будут иметь лучший доступ к сети. Это фактически делает ее наиболее эффективным способом подключения нескольких компьютеров к одному дереву.
• Надежность
  . В древовидной топологии другие иерархические сети не затрагиваются, если одна из них повреждена. Это делает ее очень надежной и эффективной.
• Поддерживается аппаратными и программными поставщиками. Она также поддерживается многими аппаратными и программными поставщиками, а это означает, что компоненты, которые требуются для конфигурации и обслуживания легкодоступны на рынке.
• Простая идентификация системы. Благодаря древовидной конфигурации очень легко идентифицировать конкретную систему, а также подключиться к более крупной сетке.
• Обмен информацией. Она также позволит обмениваться информацией по крупной сети, что очень удобно для крупных корпораций.
• Позволяет использовать несколько серверов. Топология дерева также позволяет пользователям подключаться к нескольким серверами. Это фактически делает ее расширяемой и способной одновременно вместить множество компьютеров.
• Снижение трафика. Поскольку древовидная топология включает несколько серверов, это поможет значительно уменьшить трафик независимо от количества компьютеров, находящихся в сети.

Недостатки и минусы

• Одна точка отказа.Если магистраль всей сети выходит из строя, то ее отдельные части не смогут взаимодействовать друг с другом.
• Необходимы огромные кабели. Поскольку в древовидной топологии имеется несколько точек подключения, наверняка понадобятся, большое количество длинных кабелей, а это довольно затратно.
• Сложности в настройке. Иногда такую топологию достаточно сложно настроить. Во-первых, потому что, как правило, большая сеть подразумевает большое количество подключений, во-вторых, структура подключения в реальной жизни может быть довольно запутанной, и не всегда совпадает со схемой.
• Длина сети ограничена типом кабеля
  . При такой конфигурации длина сети ограничена типом кабеля, который будет использоваться. Таким образом, потребуется использовать высококачественные кабели для расширения, иначе сигнал не будет проходить.
• Обслуживание. Подобные структуры нуждаются в постоянном мониторинге и обслуживании. Причина состоит в том, что большое количество точек подключения, подразумевает относительно регулярный выход из строя того или иного узла.

Рекомендации

Древовидная структура подходит лучше всего в случае, когда сеть широко распространена и разбита на множество ветвей. Как и любая другая топология, древовидная имеет свои преимущества и недостатки. Подобная конфигурация, как правило, не подходит для небольших сетей, потому что она подразумевает приобретение дорогостоящего кабеля использование, которого может быть нецелесообразным. Топология дерева имеет некоторые ограничения, и конфигурация должна соответствовать этим ограничениям. Стоит отметить, что на практике древовидная структура хорошо подходит для прокладки кабелей и сетей по всей территории многоэтажных зданий, таких как общественные антенные системы или кабельное телевидение.

Во время конфигурации компьютерной сети нужно выбрать одну из топологий, которая идеально будет соответствовать конкретным требованиям. Выбор необходимо сделать в пользу той топологии, при которой можно достичь результата при минимальных затратах. Также стоит отметить, что необязательно зацикливаться на одной конфигурации, так как существуют комбинированные топологии, которые имеют свои преимущества.

• Решётка (англ. Grid network, иногда также mesh, например 3D-mesh) — понятие из теории организации компьютерных сетей. Это топология, в которой узлы образуют регулярную многомерную решётку. При этом каждое ребро решётки параллельно её оси и соединяет два смежных узла вдоль этой оси. Не следует путать с понятием Грид, обозначающем вычислительную систему.

Одномерная «решётка» — это цепь, соединяющая два внешних узла (имеющие лишь одного соседа) через некоторое количество внутренних (у которых по два соседа — слева и справа). При соединении обоих внешних узлов получается топология «кольцо». n узлов, где n – количество измерений гиперкуба)

Сети, основанные на FDDI используют топологию «двойное кольцо», достигая тем самым высокую надежность и производительность.

Многомерная решётка, соединённая циклически в более чем одном измерении, называется топологией тор (из-за схожести математических свойств смежности узлов с абстрактной поверхностью «тор»).

Связанные понятия

Упоминания в литературе

Связанные понятия (продолжение)

В статистике, машинном обучении и теории информации снижение размерности — это преобразование данных, состоящее в уменьшении числа переменных путём получения главных переменных. Преобразование может быть разделено на отбор признаков и выделение признаков.

В математическом анализе и информатике кривая Мортона, Z-последовательность,Z-порядок, кривая Лебега, порядок Мортона или код Мортона — это функция, которая отображает многомерные данные в одномерные, сохраняя локальность точек данных. Функция была введена в 1966 Гаем Макдональдом Мортоном. Z-значение точки в многомерном пространстве легко вычисляется чередованием двоичных цифр его координатных значений. Когда данные запоминаются в этом порядке, могут быть использованы любые одномерные структуры.

В математической теории узлов, движением (преобразованием) Рейдемейстера называют одно из трёх.

В твердотельном моделировании и компьютерном проектировании, граничное представление, часто обозначаемое как B-rep или BREP, — способ представления фигур с помощью границ. Твердое тело представляет собой совокупность взаимосвязанных элементов поверхности – границ между телом и окружающим пространством.

Якорное моделирование – это технология моделирования гибкой базы данных, подходящая для информации, которая со временем изменяется как по структуре, так и по содержанию. Он обеспечивает графическое обозначение, используемое для концептуального моделирования, аналогичное моделированию отношений сущностей, с расширениями для работы с временными данными. В методике моделирования используются четыре модели моделирования: якорь, атрибут, связь и узел, каждый из которых отражает различные аспекты моделируемого.

В исследованиях графов и сетей: степенью узла сети называют число его связей с другими узлами. Распределение степеней (узлов, вершин) – это распределение вероятностей степеней во всей сети.

В области телекоммуникаций и информатике под термином последовательное соединение понимают процесс пересылки данных по одному биту за раз (последовательно) по каналу связи или компьютерной шине. Это противопоставляется параллельному соединению, в котором несколько бит отсылаются одновременно по соединению с несколькими параллельными каналами. Последовательное соединение используется для всех протяженных коммуникаций и большинства компьютерных сетей, где стоимость кабеля и сложности с синхронизацией.

Топология компьютерных сетей

Назад (Информатика).

Компьютерная сеть представляет собой совокупность узлов [компьютеров, средств коммутации] и соединяющих их ветвей. Ветвь сети — это путь, соединяющий два смежных узла.

Узлы сети бывают трёх типов:

оконечный узел — расположен в конце только одной ветви;
промежуточный узел — расположен на концах более чем одной ветви;
смежный узел — такие узлы соединены по крайней мере одним путём, не содержащим никаких других узлов.

Компьютеры могут объединяться в сеть разными способами. Способ соединения компьютеров в сеть называется её топологией. Топология сети соответствует ее физической структуре, которая определяет физические связи между компьютерами и может отличаться от логической структуры сети. Логическая структура определяет маршруты передачи данных между узлами сети и образуется путем соответствующей настройки коммуникационного оборудования.

Выбор топологии физических связей существенно влияет на многие характеристики сети. Например, наличие резе рвных связей повышает надежность сети и повышает ее пропускную способность. Простота подключения к сети новых узлов, свойственная некоторым топологиям, делает сеть легко расширяемой. Экономические соображения часто приводят к выбору топологий, для которых характерна минимальная суммарная длинна линий связи.

Рассмотрим некоторые, наиболее распространенные топологии.

Полносвязная топология — это сеть, в которой имеется ветвь между любыми двумя узлами. Несмотря на логическую простоту, эта топология оказывается громоздкой и неэффективной. Действительно, каждый компьютер в сети должен иметь большое количество коммуникационных портов. Для каждой пары компьютеров должна быть выделена отдельная линия связи. Полносвязные топологии применяются редко. Однако, все другие варианты топологий можно получить из полносвязной путем удаления некоторых возможных связей. Тогда для обмена данными между компьютерами может потребоваться передача данных через другие узлы сети.

Ячеистая топология получается из полносвязной путем удаления некоторых возможных связей. Непосредственно связываются только те узлы, между которыми осуществляется интенсивный обмен данными, а для обмена данными между несмежными узлами используются промежуточные узлы. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для глобальных сетей.

Топология общая шина содержит только два оконечных узла, любое число промежуточных узлов и имеет только один путь между любыми двумя узлами. Общая шина — очень распространенная топология локальных сетей. Ее достоинствами являются минимальная суммарная длинна линий связи, сравнительно недорогое и несложное в использовании коммуникационное оборудование, легкость расширения сети, а ее недостатками — низкая пропускная способность, низкая надежность сети [обрыв одной ветви линии связи останавливает работу всей сети].

Топология звезда — это сеть, в которой имеется только один промежуточный узел. Главным преимуществом данной топологии перед общей шиной является существенно большая надежность и централизованный контроль над потоком информации в сети. К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость коммуникационного оборудования. Работа сети останавливается, когда выходит из строя промежуточный узел. Обрыв одной ветви линии связи не приводит к остановке сети.

Древовидная топология — это сеть, которая содержит более двух оконечных узлов и по крайней мере два промежуточных узла, и в которой между двумя узлами имеется только один путь. Иногда данную топологию называют иерархической звездой. В настоящее время древовидная топология является самым распространенным типом связей как в локальных, так и глобальных сетях.

Топология кольцо — это сеть, в которой к каждому узлу присоединены две и только две ветви. В сетях с кольцевой топологией данные передаются по кольцу от одного узла к другому, как правило, в одном направлении. При разрыве одной ветви или отказе одного узла сети требуются дополнительные меры, чтобы сохранить работоспособность сети в целом.

В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию — звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между узлами, т.е. смешанная топология. Смешанная топология — это большая сеть, в которой можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты [подсети], имеющие типовую топологию.

Топология сети. Многозадачность сети — Технарь

Топология — это физическая конфигурация сети в совокупности с ее логическими характеристиками. Топология — это стандартный термин, который используется при описании основной компоновки сети. Если понять, как используются различные топологии, то можно будет определить, какими возможностями обладают различные типы сетей.

Существует два основных типа топологий:

• физическая
• логическая

Логическая топология описывает правила взаимодействия сетевых станций при передаче данных.

Физическая топология определяет способ соединения носителей данных.

Термин «топология сети» характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология сети обуславливает ее характеристики.

Выбор той или иной топологии влияет на:

• состав необходимого сетевого оборудования
• характеристики сетевого оборудования
• возможности расширения сети
• способ управления сетью

Конфигурация сети может быть или децентрализованной (когда кабель «обегает» каждую станцию в сети), или централизованной (когда каждая станция физически подключается к некоторому центральному устройству, распределяющему фреймы и пакеты между станциями). Примером централизованной конфигурации является звезда с рабочими станциями, располагающимися на концах ее лучей. Децентрализованная конфигурация похожа на цепочку альпинистов, где каждый имеет свое положение в связке, а все вместе соединены одной веревкой. Логические характеристики топологии сети определяют маршрут, проходимый пакетом при передаче по сети.

При выборке топологии нужно учитывать, чтобы она обеспечивала надежную и эффективную работу сети, удобное управление потоками сетевых данных. Желательно также, чтобы сеть по стоимости создания и сопровождения получилась недорогой, но в то же время оставались возможности для ее дальнейшего расширения и, желательно, для перехода к более высокоскоростным технологиям связи. Это непростая задача! Чтобы ее решить, необходимо знать, какие бывают сетевые топологии.

Многозначность понятия топологии

Топология сети указывает не только на физическое расположение компьютеров, как часто считают, но, что гораздо важнее, на характер связей между ними, особенности распространения информации, сигналов по сети. Именно характер связей определяет степень отказоустойчивости сети, требуемую сложность сетевой аппаратуры, наиболее подходящий метод управления обменом, возможные типы сред передачи (каналов связи), допустимый размер сети (длина линий связи и количество абонентов) необходимость электрического согласования и многое другое.

Более того, физическое расположение компьютеров, соединяемых сетью, почти не влияет на выбор топологии. Как бы ни были расположены компьютеры, их можно соединить с помощью любой заранее выбранной топологии (Рисунок 1).

В том случае, если соединяемые компьютеры расположены по контуру круга, они могут соединяться, как звезда или шина. Когда компьютеры расположены вокруг некоего центра, их допустимо соединить с помощью топологий шина или кольцо. Наконец когда компьютеры расположены в одну линию, они могут соединяться звездой или кольцом. Другое дело, какова будет требуемая длина кабеля.

Строго говоря, в литературе при упоминании о топологии сети, авторы могут подразумевать четыре совершенно разные понятия, относящиеся к различным уровням сетевой архитектуры:

• физическая топология (географическая схема расположения компьютеров и прокладки кабелей). В этом смысле, например, пассивная звезда ничем не отличается от активной, поэтому ее нередко называют просто звездой.
• логическая топология (структура связей, характер распространения сигналов по сети). Это наиболее правильное определение топологии.
• топология управления обменом (принцип и последовательность передачи права на захват сети между отдельными компьютерами).
• информационная топология (направление потоков информации, передаваемой по сети).

Например, сеть с физической и логической топологией шина может в качестве метода управления использовать эстафетную передачу права захвата сети (быть в этом смысле кольцом) и одновременно передавать всю информацию через выделенный компьютер (быть в этом смысле звездой). Или сеть с логической топологией шина может иметь физическую топологию звезда (пассивная) или дерево (пассивное).

Сеть с любой физической топологией, логической топологией, топологией управления обменом может считаться звездой в смысле информационной топологии, если она построена на основе одного сервера и нескольких клиентов, общающихся только с этим сервером. В данном случае справедливы все рассуждения о низкой отказоустойчивости сети к неполадкам центра (сервера). Точно так же любая сеть может быть названа шиной в информационном смысле, если она построена из компьютеров, являющихся одновременно как серверами, так и клиентами. Такая сеть будет мало чувствительна к отказам отдельных компьютеров.

Ниже представлены наглядные схемы топологий:

Рисунок 2 — Схема топологии сети тип «шина»

Шина проводит сигнал из одного конца сети к другому, при этом каждая рабочая станция проверяет адрес послания, и, если он совпадает с адресом рабочей станции, она его принимает. Если же адрес не совпадает, сигнал уходит по линии дальше. Если одна из подключённых машин не работает, это не сказывается на работе сети в целом, однако если соединения любой из подключенных машин м нарушается из-за повреждения контакта в разъёме или обрыва кабеля, неисправности терминатора, то весь сегмент сети (участок кабеля между двумя терминаторами) теряет целостность, что приводит к нарушению функционирования всей сети.

Рисунок 3 — Схема топологии сети типа «звезда»

Топология «Звезда» — схема соединения, при которой каждый компьютер подсоединяется к сети при помощи отдельного соединительного кабеля. Один конец кабеля соединяется с гнездом сетевого адаптера, другой подсоединяется к центральному устройству, называемому концентратором (hub). 

Устанавливать сеть топологии «Звезда» легко и недорого. Число узлов, которые можно подключить к концентратору, определяется возможным количеством портов самого концентратора, однако имеются ограничения по числу узлов (максимум 1024). Рабочая группа, созданная по данной схеме может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами

Рисунок 4 — Схема топологии сети типа «дерево»

Топологию «дерево» (tree), можно рассматривать как объединение нескольких «звезд». Именно эта топология сегодня является наиболее популярной при построении локальных сетей. В древовидной топологии есть корень дерева, от которого произрастают ветви и листья.

Дерево может быть активным или истинным и пассивным. При активном дереве в центрах объединения нескольких линий связи находятся центральные компьютеры, а при пассивном — концентраторы (хабы).

Рисунок 5 — Схема комбинированной топологии сети типа «star-bus»

Довольно часто применяются комбинированные топологии, среди них наиболее распространены звездно-шинная и звездно-кольцевая. В звездно-шинной (star-bus) топологии используется комбинация шины и пассивной звезды.

К концентратору подключаются как отдельные компьютеры, так и целые шинные сегменты. На самом деле реализуется физическая топология шина, включающая все компьютеры сети. В данной топологии может использоваться и несколько концентраторов, соединенных между собой и образующих так называемую магистральную, опорную шину. К каждому из концентраторов при этом подключаются отдельные компьютеры или шинные сегменты. В результате получается звездно-шинное дерево. Таким образом, пользователь может гибко комбинировать преимущества шинной и звездной топологий, а также легко изменять количество компьютеров, подключенных к сети. С точки зрения распространения информации данная топология равноценна классической шине.

Рисунок 6 — Схема комбинированной топологии сети типа «star-ring»

В случае звездно-кольцевой (star-ring) топологии в кольцо объединяются не сами компьютеры, а специальные концентраторы, к которым в свою очередь подключаются компьютеры с помощью звездообразных двойных линий связи.

В действительности все компьютеры сети включаются в замкнутое кольцо, так как внутри концентраторов линии связи образуют замкнутый контур. Данная топология дает возможность комбинировать преимущества звездной и кольцевой топологий. Например, концентраторы позволяют собрать в одно место все точки подключения кабелей сети. Если говорить о распространении информации, данная топология равноценна классическому кольцу.

Рисунок 7 — Схема сеточной топологии сети

Наконец, следует упомянуть о сетчатой, или сеточной (mesh) топологии, в которой все либо многие компьютеры и другие устройства соединены друг с другом напрямую.

Такая топология исключительно надежна — при обрыве любого канала передача данных не прекращается, поскольку возможно несколько маршрутов доставки информации. Сеточные топологии (чаще всего не полные, а частичные) используются там, где требуется обеспечить максимальную отказоустойчивость сети, например, при объединении нескольких участков сети крупного предприятия или при подключении к Интернету, хотя за это, конечно, приходится платить: существенно увеличивается расход кабеля, усложняется сетевое оборудование и его настройка.

В настоящее время, подавляющее большинство современных сетей используют топологию «звезда» или гибридную топологию, представляющую собой объединение нескольких «звезд» (например, топологию типа «дерево»), и метод доступа к среде передачи CSMA/CD (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением столкновений).

СКС. Топология и требования к кабельной системе

Структурированные кабельные системы (СКС) востребованы практически каждым государственным или частным предприятием, производством, офисом, складом и другими объектами, где требуется организовать эффективную телекоммуникационную систему. Топология СКС должна предоставлять высокую скорость передачи данных и возможность быстрого перемещения сотрудников и отделов, настолько характерного для современного развития бизнеса. 

В связи с чем, СКС должны отвечать ряду требований международных, национальных и региональных стандартов, включая:

1. Высокую производительность, достаточное количество линий СКС и возможность их наращивать для оперативного ответа изменениям, связанным с реорганизацией компании, ее ростом или сдачей в аренду отдельных помещений. 

2. Поддержку широкого ряда сетевых приложений настоящего и будущего времени, отличающихся более высокими требованиями к полосе пропускания. 

3. Развитую и гибкую архитектуру линий, позволяющую реализовать разнообразные сетевые конфигурации с применением активного оборудования локальных сетей. 

Международный стандарт ISO/IEC11801 содержит требования к типовым СКС. Он является ключевым документом, устанавливающим основные параметры таких систем в части:

— архитектуры;

— разъемов и кабелей, их характеристик;

— длины и производительности используемых каналов и линий.

Он был разработан двумя международными организациями: по стандартизации (ISO) и по электротехнической комиссии (IEC) совместно с представителями ведущих производителей оборудования телекоммуникационных систем. 

СКС и их составляющие располагаются друг относительно друга согласно топологии сети. 

Различают 4 вида топологии:

1. Звезда. Суть данного вида архитектуры СКС заключается в следующем: каждый второй компьютер в общую сеть включается через отдельный кабель. Один разъем подключается к сетевому устройству, а второй – к адаптеру. 

Достоинства:

— простота монтажа;

— расширяемость и управляемость;

— возможность модернизации СКС.

Недостатки:

— дешевизна внедрения;

— большое количество кабеля для устройства этой архитектуры;

— отказ концентратора приводит к отключению всех рабочих станций. 

2. Кольцо. Предполагает последовательное соединение ПК, при этом передача сигнала идет в одном направлении по кольцу. Отельный ПК выполняет функцию повторителя для усиления сигнала. 

Достоинство – простота архитектуры СКС.

Недостаток – выход из строя одного из ПК неизбежно приведет к проблемам в работе всей системы. 

3. Шина. Подразумевает присоединение каждого компьютера к сети по единому кабелю. На концах этого кабеля находятся терминаторы. Они отражают проходящий через ПК сигнал, который в свою очередь передается шиной по сети. Каждый ПК (рабочая станция) сверяет адрес данного сигнала с адресом рабочей станции. При совпадении сигнал принимается. При несоответствии – передается дальше. Так происходит до тех пор, пока сигнал не найдет правильного адресата. 

Достоинства:

— безотказность сети;

— гибкость системы;

— доступная цена разъемов и кабеля;

— минимальная длина кабеля для построения этой архитектуры;

— легкость монтажа.

Недостатки:

— ограничение на количество рабочих станций и длину кабеля;

— низкая производительность;

— задержки при передаче больших объемов данных;

— сложность выявления дефектов сети.

4. Гибрид. На практике какой – либо вид топологии СКС редко реализуется в «чистом виде». Локальные сети, как правило, отличаются симметричной топологией, глобальные – неправильной. Объединение различных топологий СКС в единую архитектуру приводит к созданию таких разновидностей топологий, как древовидная, пересекающиеся кольца, «снежинка» и ряд других. 

Древовидная архитектура или архитектура иерархической звезды объединяет в единую кабельную инфраструктуру 3 подсистемы: внешних магистралей, внутренних магистралей и горизонтальную подсистему. 

 

Древовидная архитектура СКС

 

CD – распределительный пункт комплекса зданий

BD – распределительный пункт зданий

FD — распределительный пункт этажа

CP – точки объединений

ТО – телекоммуникационная розетка

Узлы древовидной архитектуры – распределительные пункты разного уровня. Они соединяются в единую инфраструктуру посредством установочного или монтажного кабеля. Функциональные составляющие — коммутационное или соединительное оборудование. Распределительные пункты СКС, в основном, располагаются в отдельных технических помещениях. Последние в зависимости от оснащенности делятся на 2 вида: кроссовые и аппаратные. 

Структурированность такой кабельной системы обеспечена применением развитого набора средств коммутации и переключения. Благодаря чему сеть становится гибкой и позволяет оперативно вносить изменения в конфигурацию физических каналов. 

Подсистема внешних магистралей строится в тех случаях, когда здания одной организации значительно удалены друг от друга. Подсистема внутренних магистралей – вертикальная подсистема. Она объединяет каждый этаж здания в единую сеть посредством внутренних кабелей, коммутационного оборудования и шнуров. Горизонтальная подсистема – поэтажная разводка. Она проходит от распределительного пункта до телекоммуникационных розеток рабочей зоны. 

Активное оборудование и линии подсистем подключаются друг к другу, как правило, по модели cross-connect. Это наиболее гибкое решение. Альтернативным вариантом является interconnect — непосредственное подключение к линии связи сетевого оборудования или линии подсистемы. Она позволяет объединить подсистемы в единый физический канал посредством единственного соединителя. 

Требования стандартов к СКС и стоимость реализации проекта

Наиболее затратной составляющей кабельной инфраструктуры является горизонтальная подсистема. Ее стоимость по статистике превышает 90% стоимости всего проекта по созданию кабельной инфраструктуры здания. Столь высокие затраты объясняются требованием стандартов, согласно которым оборудование для ее построения должно обладать достаточной пропускной способностью для поддержки существующих приложений и перспективных приложений в будущем. Экономия при организации горизонтальной подсистемы уже через год повлечет за собой серьезные затраты. Наращивание емкости вследствие увеличения штата, как и замена этажной разводки в уже работающем офисном помещении сопряжено с серьезными организационными проблемами и высокими финансовыми затратами.  

Подсистемы магистралей в соответствии со статистикой стоят 10% от общей цены проекта по созданию СКС на коммерческих объектах. Стандарты предъявляют к ним следующие требования: емкость и производительность подсистем магистралей должна быть пропорциональна емкости и производительности этажной разводки. 

В зависимости от обслуживаемой площади определяется количество распределительных пунктов на этаже здания. Стандарт допускает установку одного пункта на каждые 1000 м2 площади офиса. Что касается распределительных пунктов различных подсистем СКС, то здесь предъявляется требование к физической длине горизонтальной подсистемы. Длина канала должна быть до 100 м на одном уровне и до 2000 м – на разных уровнях, объединяющих все 3 подсистемы. Коммутация линий разных подсистем в единую кабельную инфраструктуру возможна только при условии, что эти линии построены на оптоволокне или кабеле с идентичными параметрами витой пары. 

Древовидная топология подсистем определяет функциональную нагрузку на каждую составляющую СКС и обуславливает выбор типа кабеля, среды передачи и интерфейса подключения.  

6 сетевых топологий, объясненных и сравненных

Что такое топология сети?

Топология сети — это описание расположения узлов (например, коммутаторов и маршрутизаторов) и соединений в сети, часто представляемых в виде графика..

Независимо от того, насколько идентичны две организации, нет двух одинаковых сетей. Тем не менее, многие организации полагаются на устоявшиеся модели топологии сети. Топологии сети описывают, как устройства соединяются вместе и как данные передаются от одного узла к другому..

топология логической сети это концептуальное представление о том, как устройства работают на определенных уровнях абстракции. физическая топология подробно, как устройства физически связаны. Логические и физические топологии могут быть представлены как визуальные диаграммы. 

карта топологии сети это карта, которая позволяет администратору видеть физическое расположение подключенных устройств. Наличие карты топологии сети под рукой очень полезно для понимания того, как устройства соединяются друг с другом, и лучших методов устранения неполадок..

Существует много различных типов топологий, которые корпоративные сети построили сегодня и в прошлом. Некоторые из топологий сети, которые мы собираемся рассмотреть, включают топология шины, кольцевая топология, звездная топология, топология сетки, и гибридная топология.

Топология шины

Топология шины — это тип сети, где каждое устройство подключается к одному кабелю, который проходит от одного конца сети к другому. Этот тип топологии часто называют линейная топология. В топологии шины данные передаются только в одном направлении. Если топология шины имеет две конечные точки, она называется топология линейной шины.

Меньшие сети с топологией этого типа используют коаксиальный кабель или кабель RJ45 для объединения устройств. Однако схема топологии шины устарела, и вы вряд ли встретите компанию, использующую топологию шины сегодня..

преимущества

Топологии шины часто использовались в небольших сетях. Одна из главных причин заключается в том, что они сделай макет простым. Все устройства подключены к одному кабелю, поэтому вам не нужно управлять сложной топологической настройкой..

Расположение также помогло сделать экономическую топологию шины экономически выгодной, потому что они можно запустить с помощью одного кабеля. Если требуется добавить больше устройств, вы можете просто подключить свой кабель к другому кабелю..

Недостатки

Однако использование одного кабеля означает, что топологии шины имеют единую точку отказа. Если кабель выходит из строя, вся сеть будет повреждена. Отказ кабеля стоил бы организациям много времени, пока они пытаются возобновить обслуживание. В дополнение к этому, высокий сетевой трафик снизит производительность сети потому что все данные проходят через один кабель.

Это ограничение делает топологии шины подходящими только для небольших сетей. Основная причина в том, что чем больше у вас узлов, тем ниже будет ваша скорость передачи. Стоит также отметить, что шинные топологии ограничены в том смысле, что они полудуплекс, это означает, что данные не могут быть переданы в двух противоположных направлениях одновременно.

Смотрите также: Мониторинг сети, сервера и приложений для малого и среднего бизнеса

Кольцевая топология

В сетях с кольцевой топологией компьютеры соединяются друг с другом в кольцевом формате. Каждое устройство в сети будет иметь двух соседей и не больше или не меньше. Кольцевые топологии обычно использовались в прошлом, но вам было бы трудно найти предприятие, все еще использующее их сегодня.

Первый узел подключен к последнему узлу, чтобы связать цикл вместе. Как следствие размещения в этом формате пакеты должны проходить через все узлы на пути к месту назначения. .

В рамках этой топологии один узел выбран для настройки сети и мониторинга других устройств. Кольцевые топологии полудуплекс, но также может быть сделан дуплекс. Чтобы сделать кольцевые топологии полнодуплексными, вам потребуется два соединения между сетевыми узлами для формирования Топология двойного кольца.

Топология двойного кольца

Как упомянуто выше, если кольцевые топологии сконфигурированы, чтобы быть двунаправленными, то они упоминаются как топологии с двумя кольцами. Топологии с двумя кольцами обеспечивают каждый узел двумя соединениями, по одному в каждом направлении. Таким образом, данные могут передаваться в по часовой стрелке или против часовой стрелки направление.

преимущества

В кольцевых топологиях риск коллизий пакетов очень низок из-за использования основанных на токене протоколов, которые позволяют только одной станции передавать данные в данный момент времени. Это усугубляется тем, что данные могут перемещаться по узлам на высоких скоростях который может быть расширен при добавлении большего количества узлов.

Топологии с двумя кольцами обеспечили дополнительный уровень защиты, потому что они были более устойчивы к сбоям. Например, если кольцо выходит из строя внутри узла, то другое кольцо может подняться и поддержать его. Кольцевые топологии были также низкая стоимость установки.

Недостатки

Одна из причин, по которой кольцевые топологии были заменены, заключается в том, что они очень уязвимы к сбоям. еAilure одного узла может вывести из строя всю сеть. Это означает, что сети с топологией кольца должны постоянно управляться, чтобы гарантировать, что все узлы находятся в хорошем состоянии. Тем не менее, даже если узлы были в добром здравии вашей сети все еще может быть сбит в автономном режиме из-за отказа линии электропередачи!

Кольцевые топологии также повышенные проблемы масштабируемости. Например, полоса пропускания используется всеми устройствами в сети. К тому же, больше устройств, которые добавляются в сеть чем больше задержка связи сеть переживает. Это означает, что количество устройств, добавленных в топологию сети, необходимо тщательно контролировать, чтобы убедиться, что сетевые ресурсы не были растянуты за их пределы..

Внесение изменений в кольцевую топологию также было сложным, потому что вы необходимо выключить сеть, чтобы внести изменения к существующим узлам или добавить новые узлы. Это далеко не идеально, так как вам нужно учитывать время простоя каждый раз, когда вы хотите внести изменения в топологическую структуру!

Смотрите также: Инструменты для мониторинга пропускной способности

Топология звезды

Топология «звезда» — это топология, в которой каждый узел в сети подключен к одному центральному коммутатору. Каждое устройство в сети напрямую связано с коммутатором и косвенно связано с любым другим узлом. Связь между этими элементами заключается в том, что центральное сетевое устройство является сервером, а другие устройства рассматриваются как клиенты. Центральный узел отвечает за управление передачей данных по сети и действует как ретранслятор. В топологии «звезда» компьютеры подключаются с помощью коаксиального кабеля, витой пары или оптоволоконного кабеля..

преимущества

Звездные топологии наиболее часто используются, потому что вы может управлять всей сетью из одного местаЦентральный выключатель Как следствие, если узел, который не является центральным узлом, выйдет из строя, то сеть останется работоспособной. Это дает топологиям звезд уровень защиты от сбоев, которые не всегда присутствуют при других настройках топологии. Точно так же ты можно добавлять новые компьютеры без необходимости отключать сеть как вы бы сделали с кольцевой топологией.

С точки зрения физической структуры, для топологии типа звезда требуется меньше кабелей, чем для других типов топологии. Это делает их прост в настройке и управлении в долгосрочной перспективе. Простота общего дизайна значительно облегчает администраторам устранение неполадок при работе с ошибками производительности..

Недостатки

Хотя звездные топологии могут быть относительно безопасны от отказа, если центральный коммутатор выйдет из строя, то вся сеть выйдет из строя. Таким образом, администратору необходимо тщательно контролировать состояние центрального узла, чтобы убедиться, что он не выходит из строя. Производительность сети также привязаны к конфигурации и производительности центрального узла. Топологией Star легко управлять в большинстве случаев, но их установка и использование далеко не дешевы.

Топология дерева

Как следует из названия, древовидная топология — это сетевая структура, имеющая форму дерева с множеством ветвей. Топологии деревьев иметь корневой узел который связан с другой иерархией узлов. иерархия родитель-потомок где существует только одна взаимная связь между двумя связанными узлами. Как правило, топология дерева должна иметь три уровня иерархии для классификации таким образом. Эта форма топологии используется в глобальных сетях выдержать много разложенных устройств.

преимущества

Основная причина, почему древовидные топологии используется для расширения топологии шины и звезды. В этом иерархическом формате легко добавить больше узлов в сеть, когда ваша организация увеличивается в размерах. Этот формат также хорошо подходит для поиска ошибок и устранения неполадок потому что вы можете систематически проверять проблемы с производительностью по всему дереву.

Недостатки

Наиболее существенным недостатком топологии дерева является корневой узел. В случае сбоя корневого узла все его поддеревья становятся разделенными. Все еще будет частичное соединение в сети среди других устройств, таких как родительский узел неисправного.

Поддерживать сеть тоже не просто, потому что чем больше узлов вы добавляете, тем сложнее становится управлять сеть. Другим недостатком древовидной топологии является количество необходимых кабелей. Кабели необходимы для подключения каждого устройства по всей иерархии, что делает макет более сложным по сравнению с более простой топологией.

Топология сетки

Топология сетки — это соединение точка-точка, где узлы взаимосвязаны. В этой форме топологии, данные передаются двумя способами: маршрутизации и затопление. В маршрутизации узлы используют логику маршрутизации для определения кратчайшего расстояния до места назначения пакета. Напротив, при затоплении данные отправляются на все узлы в сети. Наводнение не требует никакой формы логики маршрутизации для работы.

Есть две формы топологии сетки: частичная топология сетки и етопология ULL-сетки. При частичной топологии сетки большинство узлов взаимосвязаны, но есть несколько, которые связаны только с двумя или тремя другими узлами. В топологии с полной сеткой каждый узел взаимосвязан.

преимущества

Сетчатые топологии используются в первую очередь потому, что они надежны. взаимосвязанность узлов делает их чрезвычайно устойчивыми к сбоям. Нет ни одного сбоя компьютера, который мог бы сломать всю сеть. Отсутствие единой точки отказа является одной из причин, почему это популярный выбор топологии. Эта настройка также защищена от взлома.

Недостатки

Однако сетчатые топологии далеки от совершенства. Oни требует огромного количества конфигурации как только они развернуты. Топологическая схема более сложна, чем у многих других топологий, и это отражается в том, сколько времени потребуется для ее настройки. Вам нужно будет разместить целый ряд новых проводов, которые могут быть довольно дорогими.

Гибридная топология

Когда топология состоит из двух или более разных топологий, она называется гибридной топологией. Гибридные топологии чаще всего встречается на крупных предприятиях где отдельные отделы имеют сетевые топологии, которые отличаются от другой топологии в организации. Соединение этих топологий вместе приведет к гибридной топологии. Как следствие, возможности и уязвимости зависят от типов топологии, которые связаны.

преимущества

Существует много причин, по которым используются гибридные топологии, но все они имеют одну общую черту: гибкость. Есть несколько ограничений на структуру, которые гибридная топология не может вместить, и вы может включать несколько топологий в одну гибридную установку. Как следствие, гибридные топологии очень масштабируемы. Масштабируемость гибридных установок делает их хорошо подходящими для больших сетей.

Недостатки

К сожалению, гибридные топологии может быть довольно сложным, в зависимости от топологии, которую вы решили использовать. Каждая топология, которая является частью вашей гибридной топологии, должна управляться в соответствии с ее уникальными требованиями. Это усложняет работу администраторов, поскольку им придется пытаться управлять несколькими топологиями, а не одной. Кроме того, настройка гибридной топологии может оказаться довольно дорогостоящим.

Смотрите также: Инструменты и программное обеспечение для обнаружения сети

Какую топологию выбрать?

Существует ряд факторов, которые необходимо учитывать при выборе топологии. Прежде чем выбрать топологию, вы должны внимательно рассмотреть следующее:

• Необходимая длина кабеля
• Тип кабеля
• Стоимость
• Масштабируемость

Во-первых, вам нужно принять во внимание длину кабеля, который вам нужен предоставлять услуги всем вашим сетевым устройствам. Топология шины является наиболее легкой с точки зрения потребностей в кабеле. В этом смысле это будет самая простая топология для установки и покупки кабеля. Это связано со вторым фактором, вам нужно рассмотрите тип кабеля, который вы собираетесь использовать. Типы кабелей варьируются от витых пар до коаксиальных и оптоволоконных кабелей.

Стоимость установки топологии также очень важна. Чем сложнее выбранная топология, тем больше вам придется заплатить с точки зрения ресурсов и времени, чтобы создать эту настройку..

Последний фактор, который вы хотите принять во внимание, — это масштабируемость.. Если вы планируете повысить вашей сетевой инфраструктуры в будущем вы хотите убедиться, что вы использовать сеть, в которую легко добавлять устройства. Сеть со звездообразной топологией идеально подходит для этого, потому что вы можете добавлять узлы с минимальным нарушением работы. Это не так просто в кольцевой сети, потому что вы добавите время простоя, если добавите какие-либо узлы.

ПО для картирования топологии сети

Теперь, когда мы знаем различные типы топологии, пришло время подумать о том, как спроектировать вашу сеть с нуля. Существует ряд программных продуктов, позволяющих создавать собственные диаграммы топологии сети. Диаграммы топологии сети показывают, как ваша сеть соединяется вместе, и помогают вам создать эффективный дизайн сети. Он также предоставляет вам контрольную точку, которая помогает вам при попытке выполнить поиск и устранение неисправностей для устранения неисправностей..

Существует множество различных продуктов для отображения топологии сети, но один из наиболее широко используемых Microsoft Visio. С помощью Microsoft Visio вы можете создать свою сеть, добавив сетевые элементы на холст. Эта программа позволяет вам разработать схему, которая детализирует вашу сеть. Конечно, создание собственной сети не всегда идеально, особенно когда вы пытаетесь отобразить большую сеть.

В результате вы можете рассмотреть возможность использования другого инструмента, такого как Картограф топологии сети SolarWinds который может автоматически обнаруживать устройства, подключенные к вашей сети. Автообнаружение пригодится, потому что это означает, что вам не нужно составлять структуру сети вручную.

Сетевая топология SolarWinds MapperDownload 14-дневная бесплатная пробная версия

Обзор сетевых топологий

Топология сети, которую вы выбираете для своего предприятия, должна основываться на ваших требованиях к использованию. Количество узлов в вашей сети будет определять, сможете ли вы сделать это с помощью топологии шины или вам понадобится развернуть более сложную сетку или гибридную установку.

Помни что все топологии имеют свои преимущества и недостатки в зависимости от среды, в которой они применяются (даже те, которые устарели!). После того, как вы продумали топологию, которую хотите использовать, вы можете приступить к ее развертыванию..

Один хороший способ планировать заранее — использовать инструмент отображения топологии сети составить макет, который вы собираетесь использовать. Используя такой инструмент, как Картограф топологии сети SolarWinds позволит вам построить свою сеть на диаграмме, чтобы увидеть топологическую структуру в одном месте.

Связанные: 25 лучших инструментов мониторинга сети 2018 года

Sorry! The Author has not filled his profile.

Интеллектуальные функции коммутаторов | Компьютерные сети

Коммутируемые сети гораздо более производительны и масштабируемы, чем сети на разделяемой среде. Тем не менее локальная сеть, коммутаторы которой поддерживают алгоритм прозрачного моста, по-прежнему обладает рядом принципиальных недостатков. Прежде всего, остается нерешенной проблема надежности сети, так как древовидная топология коммутируемых локальных сетей очень уязвима — отказ любой линии связи или коммутатора приводит к потере связности сети, сеть фактически распадается на два или более сегмента.

Наши партнеры:
— Возможно эта информация Вас заинтересует:
— Посмотрите интересные ссылочки вот тут:

---

Кроме того, такая сеть не имеет барьеров на пути ошибочного трафика, генерируемого любым из ее узлов, так как алгоритм прозрачного моста подразумевает передачу кадров с неизученным или широковещательным адресом всем узлам сети. Примером такой нежелательной ситуации является широковещательный шторм, возникающий из-за неисправности всего одного сетевого адаптера и приводящий к потере работоспособности всей сети. Говорят, что сеть на коммутаторах является «плоской», поскольку такая сеть не имеет барьеров на пути нежелательного трафика.

Ограничения древовидной топологии преодолеваются с помощью интеллектуальных функций коммутаторов, которые наделяют локальные сети дополнительными возможностями. Так, в коммутируемых локальных сетях широко применяется протокол покрывающего дерева (STP), который за счет резервных связей в сети автоматически находит новый вариант древовидной топологии при отказах и тем самым обеспечивает отказоустойчивость сети. Алгоритм покрывающего дерева был разработан одновременно с алгоритмом прозрачного моста (то есть в начале 80-х) и с тех пор успешно применяется в локальных сетях; последняя версия этого алгоритма Rapid STP позволила значительно сократить время перехода сети на резервную топологию.

Техника виртуальных локальных сетей (VLAN) позволяет разбивать коммутируемую локальную сеть на несколько обособленных логических сегментов, предотвращающих распространение нежелательного трафика по всей сети, кроме того, это свойство улучшает управляемость сети. Обособленные сегменты виртуальных локальных сетей затем могут быть соединены в составную сеть уже с помощью маршрутизаторов, при этом благодаря программному делению сети на сегменты очень удобно быстро поменять структуру сети.

Механизм агрегирования линий связи позволяет объединить несколько линий связи (физических каналов) в один логический канал. Это повышает как производительность, так и надежность сети. Агрегирование линий связи полезно в тех случаях, когда 10-кратное повышение скорости какойнибудь связи за счет перехода на более высокий уровень иерархии протокола Ethernet либо невозможно (например, из-за того, что существующая скорость линии является предельной, каковой на момент написания этой книги была скорость 10 Гбит/с), либо экономически или организационно менее выгодно, чем параллельное использование нескольких имеющихся портов.

Новые развитые возможности коммутаторов локальных сетей обеспечивают поддержку методов QoS для различных типов трафика, включая приоритетные и взвешенные очереди, обратную связь, резервирование ресурсов.

НОУ ИНТУИТ | Лекция | Определение локальных сетей и их топология

Аннотация: В этой лекции говорится о базовой терминологии сетевых технологий, назначении и роли локальных сетей, применяемых сетевых структурах, их достоинствах и недостатках.

Место и роль локальных сетей

Немного истории компьютерной связи

Связь на небольшие расстояния в компьютерной технике существовала еще задолго до появления первых персональных компьютеров.

К большим компьютерам (mainframes), присоединялись многочисленные терминалы (или «интеллектуальные дисплеи»). Правда, интеллекта в этих терминалах было очень мало, практически никакой обработки информации они не делали, и основная цель организации связи состояла в том, чтобы разделить интеллект («машинное время») большого мощного и дорогого компьютера между пользователями, работающими за этими терминалами. Это называлось режимом разделения времени, так как большой компьютер последовательно во времени решал задачи множества пользователей. В данном случае достигалось совместное использование самых дорогих в то время ресурсов — вычислительных (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Подключение терминалов к центральному компьютеру

Затем были созданы микропроцессоры и первые микрокомпьютеры. Появилась возможность разместить компьютер на столе у каждого пользователя, так как вычислительные, интеллектуальные ресурсы подешевели. Но зато все остальные ресурсы оставались еще довольно дорогими. А что значит голый интеллект без средств хранения информации и ее документирования? Не будешь же каждый раз после включения питания заново набирать выполняемую программу или хранить ее в маловместительной постоянной памяти. На помощь снова пришли средства связи. Объединив несколько микрокомпьютеров, можно было организовать совместное использование ими компьютерной периферии (магнитных дисков, магнитной ленты, принтеров). При этом вся обработка информации проводилась на месте, но ее результаты передавались на централизованные ресурсы. Здесь опять же совместно использовалось самое дорогое, что есть в системе, но уже совершенно по-новому. Такой режим получил название режима обратного разделения времени (рис. 1.2). Как и в первом случае, средства связи снижали стоимость компьютерной системы в целом.

Рис. 1.2. Объединение в сеть первых микрокомпьютеров

Затем появились персональные компьютеры, которые отличались от первых микрокомпьютеров тем, что имели полный комплект достаточно развитой для полностью автономной работы периферии: магнитные диски, принтеры, не говоря уже о более совершенных средствах интерфейса пользователя (мониторы, клавиатуры, мыши и т.д.). Периферия подешевела и стала по цене вполне сравнимой с компьютером. Казалось бы, зачем теперь соединять персональные компьютеры (рис. 1.3)? Что им разделять, когда и так уже все разделено и находится на столе у каждого пользователя? Интеллекта на месте хватает, периферии тоже. Что же может дать сеть в этом случае?

Рис. 1.3. Объединение в сеть персональных компьютеров

Самое главное — это опять же совместное использование ресурса. То самое обратное разделение времени, но уже на принципиально другом уровне. Здесь уже оно применяется не для снижения стоимости системы, а с целью более эффективного использования ресурсов, имеющихся в распоряжении компьютеров. Например, сеть позволяет объединить объем дисков всех компьютеров, обеспечив доступ каждого из них к дискам всех остальных как к собственным.

Но нагляднее всего преимущества сети проявляются в том случае, когда все пользователи активно работают с единой базой данных, запрашивая информацию из нее и занося в нее новую (например, в банке, в магазине, на складе). Никакими дискетами тут уже не обойдешься: пришлось бы целыми днями переносить данные с каждого компьютера на все остальные, содержать целый штат курьеров. А с сетью все очень просто: любые изменения данных, произведенные с любого компьютера, тут же становятся видными и доступными всем. В этом случае особой обработки на месте обычно не требуется, и в принципе можно было бы обойтись более дешевыми терминалами (вернуться к первой рассмотренной ситуации), но персональные компьютеры имеют несравнимо более удобный интерфейс пользователя, облегчающий работу персонала. К тому же возможность сложной обработки информации на месте часто может заметно уменьшить объем передаваемых данных.

Рис. 1.4. Использование локальной сети для организации совместной работы компьютеров

Без сети также невозможно обойтись в том случае, когда необходимо обеспечить согласованную работу нескольких компьютеров. Эта ситуация чаще всего встречается, когда эти компьютеры используются не для вычислений и работы с базами данных, а в задачах управления, измерения, контроля, там, где компьютер сопрягается с теми или иными внешними устройствами (рис. 1.4). Примерами могут служить различные производственные технологические системы, а также системы управления научными установками и комплексами. Здесь сеть позволяет синхронизировать действия компьютеров, распараллелить и соответственно ускорить процесс обработки данных, то есть сложить уже не только периферийные ресурсы, но и интеллектуальную мощь.

Именно указанные преимущества локальных сетей и обеспечивают их популярность и все более широкое применение, несмотря на все неудобства, связанные с их установкой и эксплуатацией.

Что такое топология дерева?

Обновлено: 30.10.2017 компанией Computer Hope

Древовидная топология — это особый тип структуры, в которой множество связанных элементов расположены как ветви дерева. Например, древовидные топологии часто используются для организации компьютеров в корпоративной сети или информации в базе данных.

В древовидной топологии может быть только одно соединение между любыми двумя подключенными узлами. Поскольку любые два узла могут иметь только одно взаимное соединение, древовидные топологии создают естественную родительскую и дочернюю иерархию.

Древовидная топология в компьютерных сетях

В компьютерных сетях древовидная топология также известна как топология звездообразной шины . Он включает элементы как шинной топологии, так и звездообразной топологии. Ниже приведен пример сетевой диаграммы древовидной топологии, в которой центральные узлы двух звездообразных сетей соединены друг с другом.

На рисунке показано, что в случае отказа основного кабеля (магистрали) между двумя сетями с топологией «звезда» эти сети не смогут взаимодействовать друг с другом.Однако компьютеры в одной и той же звездообразной топологии все равно смогут обмениваться данными.

Древовидная топология в компьютерном программировании

В компьютерном программировании древовидные топологии могут структурировать многие виды данных, включая саму компьютерную программу.

Например, это компьютерная программа, написанная на Лиспе:

 (+ 1 2 (если (> p 10) 3 4)) 

Эта программа говорит: «Если p больше 10, сложите числа 1, 2 и 3. В противном случае сложите числа 1, 2 и 4.» Как и все программы на Лиспе, ему присуща древовидная топологическая структура.Если мы нарисуем его как график, это будет похоже на дерево, показанное справа. Такой способ представления программы может быть полезен, поскольку он ясно показывает, как связаны все операции и данные.

Программы с такой структурой также имеют специальное применение. Например, методы генетического программирования могут создавать новые компьютерные программы, обмениваясь ветвями между существующими программами, структурированными в виде деревьев.

Топология дерева в двоичных деревьях

Двоичное дерево — это топология дерева, в которой каждый узел имеет не более двух дочерних элементов. Дочерние узлы помечены как «левый дочерний» или «правый дочерний». Этот тип структуры данных часто используется для сортировки и поиска больших объемов данных. В бинарном дереве, показанном ниже, у каждого левого потомка родителя значение меньше, чем у правого потомка.

B-деревья

B-дерево — это разновидность двоичного дерева, которое было изобретено Рудольфом Байером и Эдом МакКрайтом в Boeing Labs в 1971 году. Его узлы имеют дочерние элементы, которые попадают в предопределенный минимум и максимум, обычно от 2 до 7.График B-дерева может выглядеть как на изображении ниже.

B-деревья являются «самобалансирующимися», что означает, что высота ветвей регулируется таким образом, чтобы они не становились произвольно большими. Каждый узел содержит разделение «ключевых значений», которые указывают значения дочерних элементов. Их конструкция оптимизирована для работы с очень большими файлами данных и для записи данных в память или на диск. Они широко используются в системах баз данных, таких как MySQL, PostgreSQL и Redis, а также в файловых системах, таких как NTFS, HFS + и ext4.

Структура данных, Сетевые термины, Топология

Что такое топология дерева? Преимущества и недостатки древовидной топологии

В древовидной топологии все компьютеры связаны как ветви дерева. В компьютерных сетях древовидная топология известна как комбинация топологии сети «Шина» и «Пуск». Основные преимущества этой топологии — лучшая гибкость и масштабируемость.

Древовидная топология сети — это простейшая топология, в которой существует только один маршрут между любыми двумя узлами в сети.Схема соединения напоминает дерево, в котором все ветви берут начало от одного корня (топология дерева).

Построение древовидной топологии

Древовидная топология объединяет характеристики топологии «звезда» и «шина». В нашей предыдущей статье мы видели, как в звездообразной топологии компьютеры соединяются друг с другом через центральный концентратор. И мы также видели в топологии шины, что компьютеры соединены общим кабелем, называемым шиной. После понимания этих двух сетевых конфигураций, мы можем легко понять работу и построение древовидной топологии.

В Tree Network количество звездообразных сетей соединено с помощью шины . Этот главный кабель кажется основным маршрутом дерева, а другие звездные сети — его ветвями. Его также называют расширенной звездообразной топологией . Схема ниже иллюстрирует это.

Характеристики топологии дерева

• Идеально, если узлы расположены в группах.
• Используется в глобальной сети.
• Лучшая гибкость
• Лучшая масштабируемость

Преимущества древовидной топологии

1. Это комбинация шинной и звездообразной топологии
2. Он обеспечивает высокую масштабируемость, поскольку конечные узлы могут добавлять больше узлов в иерархическую цепочку.
3. Другие узлы в сети не пострадают, если один из их узлов будет поврежден.
4. Это обеспечивает простое обслуживание и идентификацию неисправностей.
5. Поддерживается несколькими поставщиками оборудования и программного обеспечения.
6. Двухточечная проводка для отдельных сегментов.

Недостатки древовидной топологии

1. Требуются большие кабели по сравнению с топологией «звезда» и «шина».
2. При выходе из строя концентратора вся сеть выходит из строя.
3. Древовидная сеть очень сложно настроить, чем другие сетевые топологии.

Протокол Ethernet использует древовидную топологию сети.

Заключение

Древовидная топология представляет собой комбинацию топологии звезды и шины. Эта топология в основном используется в более крупных сетях. Древовидная сеть имеет некоторые преимущества, такие как высокая гибкость, масштабируемость и простота обнаружения неисправностей в сети, поэтому управление сетью очень простое. А недостатками этой топологии является то, что ее сложно настроить, существует единая точка отказа, при выходе из строя хаб-устройства вся сеть будет отключена.Древовидная сеть используется для обмена информацией в сети и позволяет пользователям иметь много серверов в сети. Это лучшая топология, потому что сигналы, передаваемые корневыми узлами, принимаются всеми компьютерами одновременно.

Читайте также:

1. Что такое топология точка-точка? Преимущества и недостатки
2. Что такое топология шины? Преимущества и недостатки
3. Что такое топология сетки? Преимущества и недостатки
4. Что такое кольцевая топология? Преимущества и недостатки
5. Что такое звездообразная топология? Преимущества и недостатки
6. Что такое гибридная топология? Преимущества и недостатки s
7. Что такое сеть LAN? Преимущества и недостатки LAN
8. Что такое сеть WAN? Преимущества и недостатки WAN
9. Что такое сеть MAN? Преимущества и недостатки MAN
10. Сетевая операционная система — преимущества и недостатки NOS

Что такое древовидная сеть? — Определение от WhatIs.

com От

В телекоммуникационных сетях древовидная сеть представляет собой комбинацию двух или более звездообразных сетей, соединенных вместе. Каждая звездообразная сеть — это локальная сеть (LAN), в которой есть центральный компьютер или сервер, с которым напрямую связаны все узлы рабочих станций. Центральные компьютеры звездообразных сетей подключены к основному кабелю, называемому шиной. Таким образом, древовидная сеть — это автобусная сеть звездообразных сетей.

На рисунке показана древовидная сеть с пятью звездами, подключенными к общей шине.Рабочие станции показаны в виде маленьких сфер, центральные компьютеры звездообразных сетей показаны как большие сферы, соединения в звездных сетях показаны короткими линиями, а шина показана длинной жирной линией. Соединения могут состоять из проводных кабелей, оптоволоконных кабелей или беспроводных линий связи.

Древовидная сетевая топология идеальна, когда рабочие станции расположены в группах, причем каждая группа занимает относительно небольшую физическую область. Примером может служить университетский городок, в котором каждое здание имеет свою звездную сеть, а все центральные компьютеры связаны в систему, охватывающую весь кампус. В каждую звездообразную сеть легко добавлять или удалять рабочие станции. Целые звездообразные сети могут быть добавлены к шине или удалены из нее. Если шина имеет низкие потери и / или оборудована повторителями, эту топологию можно использовать в конфигурации глобальной сети (WAN).

В древовидной сети отказ кабеля в одной из звездообразных сетей изолирует рабочую станцию, которую он связывает с центральным компьютером этой звездообразной сети, но будет изолирована только эта рабочая станция.Все остальные рабочие станции будут продолжать нормально работать, за исключением того, что они не смогут связываться с изолированной рабочей станцией. Если какая-либо рабочая станция выйдет из строя, никакие другие рабочие станции не пострадают. Если центральный компьютер выйдет из строя, вся обслуживаемая им часть сети испытает снижение производительности или полный отказ, но остальная часть сети продолжит нормально функционировать. Если шина сломана, может произойти серьезное нарушение работы сети. Если требуется избыточность, центральные компьютеры звездообразных сетей могут быть соединены между собой в топологии ячеистой сети.

Последний раз обновлялся в сентябре 2005 г.

Узнайте больше о телекоммуникационных сетях

Что такое сеть с древовидной топологией? Определение | Преимущества

Древовидная топология — это структура, подобная ветвям дерева, древовидная топология в основном комбинация звездообразной топологии и топологии шины. В своих предыдущих сообщениях я обсуждал Основные типы топологии в компьютерных сетях .Теперь тема обсуждения — Tree Topology . Древовидная топология представляет собой гибрид топологии шины и звездообразной топологии . Он очень гибкий и обеспечивает преимущества обоих компонентов.

Что такое топология дерева в компьютерной сети?

Вы также можете назвать его Сеть с древовидной топологией . По сути, это гибридная топология. Он сочетает в себе физическую и логическую схему топологии «звезда» и топологии шины для построения древовидной структуры.Основная структура дерева представляет собой шину Backbone Cable . Каждая ветка содержит Star Network . Итак, основная шина подключается к одному или нескольким коммутаторам или шинам . Каждый коммутатор или шина дополнительно подключается к одному или нескольким сетевым узлам и сетевым устройствам . Это действительно гибкий подход к Computer Networks . Вы можете легко добавить сетевых устройств к этой сети , просто расширив звездообразную сеть в каждой ветви дерева. Однако в определенное время вам может потребоваться добавить Drop Lines для расширения.

Определение топологии дерева

Топология дерева представляет собой комбинацию топологии шины и топологии звезды . В этом типе сетевой топологии сильный магистральный кабель соединяет отдельные сегменты сети . Каждый сетевой сегмент содержит несколько узлов . Узлы в сетевых сегментах подключены к коммутатору или концентратору .

Примеры топологии дерева в реальной жизни

Эта топология очень полезна для ваших организаций, если у вас есть небольшие отделы и даже подотделы. Точно так же, если у вас есть многоэтажное командное размещение, это может быть лучшим выбором для вас. Если вы попытаетесь использовать базовую схему Star Network , это создаст для вас много проблем. Это связано с тем, что в таких ситуациях нежелательно прокладывать кабели с одного этажа на другой. Это будет стоить вам слишком дорого.

Точно так же вы не можете использовать базовую сеть шины .Если вы это сделаете, вам потребуется установка Sub Backbone Cables . Однако это не выгодно. Это также потребует нескольких проколов как в основном магистральном кабеле , так и в вспомогательных магистральных кабелях . Для каждого типа магистрального кабеля потребуется терминатор. В случае, если вам нужно добавить еще несколько сетевых узлов в подотдел или отдел, вам нужно проколоть магистральные кабели в нескольких местах. Это повлияет на производительность сети .

Итак, вам нужно использовать прочный магистральный кабель шины для соединения этажей. Кроме того, вы подключите каждый подчиненный и ведомственный Сетевые узлы к одному концентратору . Этот Hub будет размещен внутри отдела или подотдела. Такой тип расположения более рентабелен и осуществим. Он намного более гибкий, надежный и отказоустойчивый по сравнению с Basic Types of Network Topology . Использование простой сети Star Network или Bus Network создаст для вас множество узких мест и проблем.Итак, вы можете использовать гибридную схему, чтобы облегчить себе жизнь.

Изображения топологии дерева

Посмотрите на следующие изображения в качестве примера топологии дерева . Я уверен, что они дадут вам отличное представление об этой топологии сети типа . Это те же сценарии, которые я обсуждал в предыдущих разделах. На обоих изображениях вы найдете две общие вещи:

1. Магистральный кабель автобусной сети
2. Разделы подсети сети Star

Особенности топологии дерева

• Высокая надежность и отказоустойчивость.Отказ одного или нескольких компьютеров не влияет на работу всей Компьютерной сети .
• Вы можете легко расширить топологию Network Tree Topology , добавляя все больше и больше компьютеров. Это легко сделать, расширив Star Networks , подключив его к основному магистральному кабелю .
• Сетевая производительность может быть действительно хорошей благодаря использованию Switch или Intelligent Hub .
• Древовидная топология обеспечивает высокий уровень безопасности.Эта безопасность повышается при использовании Intelligent Hub .
• Для вашего небольшого размера Топология дерева ЛВС — действительно хороший вариант.

Приложения и использование топологии дерева

Хотя это не очень распространено. Так что обычно вы не находите его применения. Однако его использование полностью зависит от вас. Вы можете не только использовать его, но и получать от него пользу. Довольно часто мы рассматриваем Zigbee как приложение с древовидной топологией .Но позвольте мне сказать вам тот факт, что Zigbee не использует Tree Topology . Вместо этого он основан на концепции топологии ячеистой сети . Что касается его использования, вы можете использовать его где угодно.

• Если у вас есть многоэтажное здание и вы хотите определить кластеры сети Network в каждой части, вы можете использовать это.
• Большинство офисов подразделяются на отделы и подотделы. Таким образом, вы можете разделить все Tree Network , используя несколько коммутаторов .Это делает все дерево сети более управляемым и простым в обслуживании.

Древовидная топология и пояснения

В этом разделе я объясню точное значение топологии дерева , значение , и сделаю это с помощью типичной графической схемы топологии дерева . В этом схематическом примере рассматривается действительно простая древовидная сеть . В этом примере сеть содержит основной опорный кабель . Вы можете ясно видеть, что на каждом конце магистрального кабеля есть терминатор . Кроме того, магистральный кабель имеет три линии ответвления . Эти Drop Lines подключаются к серверу и двум коммутаторам .

Коммутатор на левой стороне подключается к трем узлам . Два из узлов используют Microsoft Windows , а третий использует Linux . Итак, это образует Подсеть . Когда вы смотрите на подсеть с правой стороны, она выглядит немного иначе.Магистральный кабель напрямую подключается к концентратору / коммутатору . Этот концентратор / коммутатор , в свою очередь, подключается к трем узлам и дополнительному концентратору . Это создает Extended Star Topology . Каждый концентратор / коммутатор в этой расширенной звездообразной сети содержит три узла . Два из узлов на каждом концентраторе используют Microsoft Windows , а один использует Linux . Можно сказать, что узлов в этой компьютерной сети довольно разнородны с точки зрения платформы.

Как работает сеть с древовидной топологией?

Ответить на этот вопрос действительно просто. Я уверен, что вы сможете легко понять это, если внимательно посмотрите на приведенное выше изображение топологии дерева . Предположим, что Server хочет связаться с Node I . Сервер инкапсулирует сообщение данных и адрес назначения.После этой инкапсуляции он будет передавать сигнал по магистральному кабелю Cable. Инкапсулированный пакет переместится в обе ветви магистральной сети шины .

Существует множество типов концентраторов , которые вы можете использовать в своей древовидной сети . Вы можете использовать 1) Active Hub 2) Passive Hub или 3) Intelligent Hub . У каждого из них свой рабочий механизм. Для удобства я буду обсуждать здесь только рабочую тему Intelligent Hub .Итак, давайте предположим, что все Hubs на самом деле Intelligent , то есть Switch . Первым делом пакет достигнет Switch S 1 . S1 проверит адрес назначения. Теперь ясно, что адрес назначения не принадлежит этой части. Таким образом, он автоматически отбрасывает пакет. Для понимания работы этой топологии сети внимательно см. Изображение топологии дерева выше.

Между тем, весь инкапсулированный пакет будет Switch S2 . S2 проверит адрес назначения и узнает, что у него нет требуемого адреса. Таким образом, он перешлет пакет на Switch S3 . S3 затем найдет ссылку, соединяющую адрес назначения I . Он отправит пакет в указанное место назначения.

Подробнее о: Как работает звездообразная топология?

Типы топологии дерева

Я думаю, что вы, возможно, поняли концепцию Tree Topology в деталях. Теперь я собираюсь обсудить различные типы древовидной сети . Хотя специализированных видов нет. Но важно, чтобы вы тоже узнали об этом. Это обязательно поможет вам в вашей карьере Network Engineer .

Топология дерева шины

Этот тип содержит основной Магистраль Кабель . Этот кабель отвечает за связь в пределах всей сети Tree . Кроме того, вы подключаете компьютеры к центральным устройствам, таким как Hub или Switch .Вместо индивидуального подключения к компьютеру, магистраль шины подключается к центральным устройствам. Но если вы хотите напрямую соединить компьютеры с помощью магистрального кабеля Backbone Cable , вы можете это сделать. В этом нет абсолютно никаких ограничений. Честно говоря, все, что я обсуждал до сих пор, относится к этой топологии сети типа дерева .

Топология дерева кластера

В топологии дерева кластера отношения родитель-потомок являются ключевым понятием в этом типе. Теперь, как вы можете визуализировать отношения родитель-ребенок? Это действительно легко и просто. Для простоты можно сказать, что центральное устройство ( Hub или Switch ) является просто родительским. Если вы спросите меня, почему, то я отвечу, что каждый компьютер подключается к магистрали Bus Network Backbone через эти центральные устройства. Итак, полный родительско-дочерний набор называется кластером. У вас может быть Server в качестве родительского. Но в большинстве случаев центральное устройство в основном обозначается как родительское.Каждый кластер идентифицируется идентификационным номером кластера.

Иногда мы ошибочно называем это Zigbee Cluster Tree Topology . Но на самом деле Zigbee не поддерживает Cluster Tree Topology .

Топология связующего дерева

Это одна из широко используемых терминов. Мы довольно часто используем его в теории графов. На любом графике у нас есть две вещи 1) Узлы или точки 2) Ребра или соединения . Spanning Tree — это дерево, которое соединяет все узлы графа.Другими словами, связующее дерево — это подграф графа, который содержит ребра для соединения всех узлов графа. Другой часто используемый родственный термин — это Minimal Spanning Tree (MST) . Это дает нам остовное дерево , которое требует наименьших затрат на соединение всех ребер графа.

Топология связующего дерева содержит несколько магистральных кабелей для соединения различных кластеров, присутствующих во всей компьютерной сети .Если мы хотим минимизировать затраты на связь и накладные расходы, мы можем даже применить для этой цели алгоритм минимального связующего дерева .

Преимущества и недостатки древовидной топологии

Преимущества топологии дерева

• Он очень гибкий и масштабируемый. В отличие от топологии шины , вам не нужно прокалывать основной магистральный кабель для добавления компьютеров. Вы можете просто подключить новые компьютеры к концентратору или коммутатору .Даже если доступно меньше места, вы можете расширить сеть Star Network для создания большего пространства.
• Древовидная топология очень надежна. Отказ одного или нескольких компьютеров не влияет на работу сети . Даже в случае выхода из строя одного коммутатора / концентратора сеть может продолжать работу.
• Благодаря использованию интеллектуального концентратора / коммутатора , топология дерева обеспечивает гораздо лучшую производительность по сравнению с простой шинной сетью .
• Создание и управление этой сетью действительно похоже на сеть Star .
• Выявление проблем и устранение неисправностей просты и понятны.
• Древовидная топология действительно подходит для небольших организаций.
• Вы можете получить повышенную безопасность, приняв эту схему.

Недостаток топологии дерева

• Это дороже по сравнению с Bus и Star Networks .Это связано с тем, что вам требуется оборудование, необходимое как для топологии шины , так и для топологии «звезда» .
• Требуется огромное количество сетевых кабелей . Управление и размещение большого количества кабелей действительно сложно.
• При возникновении проблем в центральном магистральном кабеле весь Сеть перестает работать. В таком случае обнаружение проблемы и устранение неисправностей действительно затруднено.
• Вы должны внимательно следить за Terminator на каждом конце, потому что любая проблема в терминаторе может вызвать отражение сигнала.
• Использование топологии дерева для крупных организаций не рекомендуется.

Часто задаваемые вопросы

1. Что вы подразумеваете под топологией дерева?

Он формируется путем объединения топологии шины и топологии звезды . Прочный магистральный сетевой кабель соединяет различные части компьютерной сети . Каждая часть сети может иметь один или несколько узлов сети или компьютеров. Каждый компьютер внутри части подключается к центральному устройству.Этим центральным устройством может быть Hub или Switch .

2. Какая польза от топологии дерева?

Обычно он используется в среде, где вы хотите разделить всю вашу компьютерную сеть на части. У вас могут быть разные офисные этажи, и вы можете разделить управление каждым этажом отдельно. Точно так же у вас могут быть разные отделы на одном этаже. В такой ситуации вам может потребоваться определенная децентрализация управления сетью .

3. Что такое топология дерева, ее преимущества и недостатки?

Топология дерева представляет собой гибрид топологии шины и топологии звезды . Он в основном подходит для небольших компьютерных сетей . Он очень гибок и надежен в своих операциях. Базовым строительным блоком этой топологии сети типа является магистральный кабель шинной сети . Вся сеть организована вокруг нескольких подсетей.Каждая подсеть содержит несколько компьютеров, подключенных к центральному концентратору или коммутатору .

Преимущества

• Он очень гибкий, надежный, масштабируемый и безопасный.
• Производительность действительно хороша по сравнению с простой сетью с топологией шины .
• Создание сети , управление, обнаружение ошибок и устранение неисправностей намного проще.

Недостатки

• Для строительства и расширения сети деревьев требуются большие капитальные затраты.
• Требуется много кабелей. Управлять таким большим количеством кабелей действительно сложно.
• В случае проблемы в магистральном кабеле вся сеть перестает работать.

Заключительные слова

Являясь гибридом базовых типов топологии , он сочетает в себе преимущества и недостатки обоих. Хотя топология дерева очень гибкая, безопасная и надежная. Тем не менее, он не подходит для крупных компьютерных сетей .Но поверьте мне, если вы хотите разделить управление и устранение неполадок сети Network с точки зрения отделов / подотделов / этажей, тогда это может оказаться лучшим выбором для вас. Я надеюсь, что вам понравилось и вы поняли то, что я вам сказал. Впереди еще много всего. Оставайтесь с нами ……………

Топология сети

— E 115: Введение в вычислительную среду

Локальные сети

LAN

A Локальная сеть (LAN) — это географически небольшая сеть, состоящая из узлов, компьютеров или других устройств.Все подключенные устройства обычно находятся в одном здании или строении. ЛВС используются для разделения и организации больших сетей на более мелкие и более управляемые части. Эти сети, как правило, принадлежат и управляются теми же людьми, которым принадлежат узлы, которые подключаются к сети. Эти сети были созданы для домашних пользователей при подключении 2 или более сетевых устройств в их «Домашнюю сеть». Устройства в определенной локальной сети подключаются через коммутатор.

WAN

A Глобальная сеть (WAN) географически больше локальной сети.Глобальные сети обычно принадлежат и / или обслуживаются более крупной компанией, которая может использовать глобальную сеть для корпоративных целей или сдавать ее в аренду для связи. Телекоммуникационные компании, такие как Charter Spectrum (ранее Time Warner Cable) и AT&T Inc. (ранее BellSouth), используют глобальные сети, которые позволяют людям и компаниям подключаться к другим локальным сетям и подключаться к глобальным коммуникациям, таким как Интернет. Локальные сети подключаются к глобальным сетям, а глобальные сети подключаются друг к другу с помощью маршрутизаторов.

VLAN

NC State помещает все сети в виртуальных локальных сетей (VLAN) , которые позволяют подключать узлы к локальной сети виртуально, а не физически.По сути, VLAN действует как WAN, но на локальном уровне.

ЧЕЛОВЕК

A Городская сеть (MAN) находится между LAN и WAN по размеру. Обычно он принадлежит интернет-провайдеру (ISP), тем же компаниям, которые владеют и управляют глобальными сетями, но имеет множество функций, таких как локальная сеть. Компании могут использовать MAN в городе для соединения нескольких офисов. MAN подключаются с помощью комбинации маршрутизаторов и специализированных коммутаторов.

Конфигурации

Звездная сеть

Звездообразная сеть — это сеть, в которой компьютеры соединены одним центральным устройством, известным как концентратор.Концентратор управляет и контролирует все функции сети. Кроме того, концентратор действует как повторитель для сети. Повторитель — это устройство, которое усиливает сигнал связи, когда он проходит через соответствующую среду.

Рисунок 1: Звездная сеть

Отключение конкретного узла в звездообразной сети не нарушит работу остальной части сети, и концентратор может легко найти неисправный сетевой узел. Если концентратор выйдет из строя, вся сеть будет отключена.Некоторые примеры звездообразной сети включают коммутаторы и концентраторы Ethernet.

Древовидная сеть

Древовидные сети — это совокупности звездообразных сетей, упорядоченных по иерархии. Концентраторы из каждой звездообразной сети подключены друг к другу в определенном порядке, чтобы сформировать дерево.

Рисунок 2: Древовидная сеть

Как и в звездообразной сети, точка отказа на линии передачи может отделить узел от сети, а остальная часть сети продолжит работу.Если концентратор отключается, все подключенные узлы отделяются от более массивной древовидной сети. Если отделенный соединитель все еще функционирует, узлы в этой сети также продолжат функционировать, даже если они отделены от дерева.

Автобусная сеть

В шинной сети набор клиентов подключается с помощью одной общей соединительной линии, известной как шина. Шинные сети — это самый простой способ подключения устройств, но проблемы возникают, когда два устройства хотят обмениваться данными одновременно.В шинных сетях обычно используется метод обнаружения / предотвращения коллизий, известный как множественный доступ с контролем несущей (CSMA), для обеспечения надлежащей передачи данных.

Рисунок 3: Автобусная сеть

Единственное оборудование, которое необходимо для добавления устройства в шинную сеть, — это интерфейсная карта для каждого узла и одна линия связи для установления сети. Автобусная сеть хорошо подходит для быстрой временной настройки сети. Если один узел выходит из строя на шине, это не приводит к выходу из строя всей сети. Однако, если в сети произойдет разрыв строки, вся сеть выйдет из строя. Линии автобусной сети имеют ограниченное физическое расстояние и ограниченное количество разрешенных узлов, прежде чем удобство использования системы значительно снизится.

Кольцевая сеть

В кольцевой сети узлы соединены в кольцевой конфигурации. Данные могут перемещаться по кольцу либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки, но все данные должны перемещаться в одном направлении. Чтобы информация могла быть отправлена ​​от одного узла к другому, она должна быть отправлена ​​по кольцу и через каждый узел, пока не достигнет места назначения.

Рисунок 4: Кольцевая сеть

Поскольку все узлы имеют равный доступ к сети, добавление устройств оказывает минимальное влияние на производительность сети. Однако, если одно устройство выходит из строя в сети, вполне вероятно, что другие узлы также выйдут из строя, или сеть может полностью перестать работать.

Топологии компьютерных сетей — javatpoint

Топология определяет структуру сети, в которой все компоненты связаны друг с другом.Есть два типа топологии: физическая и логическая топология. Физическая топология — это геометрическое представление всех узлов в сети. Топология шины Топология шины спроектирована таким образом, что все станции соединяются одним кабелем, известным как магистральный кабель. Каждый узел подключается к магистральному кабелю с помощью ответвительного кабеля или напрямую к магистральному кабелю. Когда узел хочет отправить сообщение по сети, он отправляет сообщение по сети.Все станции, доступные в сети, получат сообщение независимо от того, адресовано оно или нет. Топология шины в основном используется в сетях стандартов 802.3 (Ethernet) и 802.4. Конфигурация шинной топологии довольно проста по сравнению с другими топологиями. Магистральный кабель рассматривается как «однополосный» , по которому сообщение транслируется на все станции. Наиболее распространенный метод доступа в шинных топологиях — это CSMA (множественный доступ с контролем несущей). CSMA: Это управление доступом к среде, используемое для управления потоком данных, чтобы поддерживать целостность данных, то есть пакеты не теряются. Есть два альтернативных способа решения проблем, возникающих при одновременной отправке сообщений двумя узлами. CSMA CD: CSMA CD ( Обнаружение коллизий, ) — это метод доступа, используемый для обнаружения коллизий. Как только конфликт будет обнаружен, отправитель прекратит передачу данных.Поэтому работает на «Восстановление после столкновения «. CSMA CA: CSMA CA (предотвращение коллизий) — это метод доступа, используемый для предотвращения коллизии путем проверки того, занята ли среда передачи или нет. Если занято, отправитель ждет, пока носитель не станет свободным. Этот метод эффективно снижает вероятность столкновения. Не работает «восстановление после столкновения». Преимущества топологии шины: Недорогой кабель: В шинной топологии узлы напрямую подключаются к кабелю, не проходя через концентратор.Поэтому первоначальная стоимость установки невысока. Средняя скорость передачи данных: Коаксиальные кабели или кабели витой пары в основном используются в шинных сетях, поддерживающих скорость до 10 Мбит / с. Знакомая технология: Топология шины — это знакомая технология, поскольку методы установки и устранения неполадок хорошо известны, а компоненты оборудования легко доступны. Ограниченный сбой: Сбой на одном узле не повлияет на другие узлы. Недостатки шинной топологии: Расширенная кабельная разводка: Шинная топология довольно проста, но все же требует большого количества кабелей. Устранение сложных неисправностей: Для определения неисправностей кабеля требуется специальное испытательное оборудование. Если в кабеле возникнет какая-либо неисправность, это приведет к нарушению связи для всех узлов. Помехи сигналов: Если два узла отправляют сообщения одновременно, то сигналы обоих узлов конфликтуют друг с другом. Сложная реконфигурация: Добавление новых устройств в сеть замедлит работу сети. Затухание: Затухание — потеря сигнала приводит к проблемам со связью. Повторители используются для регенерации сигнала. Кольцевая топология Кольцевая топология похожа на топологию шины, но с соединенными концами. Узел, получивший сообщение от предыдущего компьютера, повторно передаст сообщение следующему узлу. Данные передаются в одном направлении, т. Е. В одном направлении. Данные непрерывно передаются в едином цикле, известном как бесконечный цикл. Он не имеет оконечных концов, т.е. каждый узел подключен к другому узлу и не имеет оконечной точки. Данные в кольцевой топологии передаются по часовой стрелке. Наиболее распространенный метод доступа кольцевой топологии — передача токена . Передача токена: Это метод доступа к сети, при котором токен передается от одного узла к другому узлу. Токен: Это фрейм, который циркулирует по сети. Работа прохождения токена Маркер перемещается по сети и передается от компьютера к компьютеру, пока не достигнет места назначения. Отправитель изменяет токен, помещая адрес вместе с данными. Данные передаются от одного устройства к другому, пока адрес назначения не совпадет.После того, как маркер получен устройством назначения, оно отправляет подтверждение отправителю. В кольцевой топологии маркер используется в качестве носителя. Преимущества кольцевой топологии: Управление сетью: Неисправные устройства могут быть удалены из сети без отключения сети. Наличие продукта: Доступно множество аппаратных и программных инструментов для работы и мониторинга сети. Стоимость: Кабельная витая пара недорого и легко доступна. Поэтому стоимость установки очень низкая. Надежность: Это более надежная сеть, поскольку система связи не зависит от единственного главного компьютера. Недостатки кольцевой топологии: Устранение сложных неисправностей: Для определения неисправностей кабеля требуется специальное испытательное оборудование. Если в кабеле возникнет какая-либо неисправность, это приведет к нарушению связи для всех узлов. Отказ: Отказ одной станции приводит к отказу всей сети. Сложная реконфигурация: Добавление новых устройств в сеть замедлит работу сети. Задержка: Задержка связи прямо пропорциональна количеству узлов. Добавление новых устройств увеличивает задержку связи. Звездная топология Топология «звезда» — это структура сети, в которой каждый узел подключен к центральному концентратору, коммутатору или центральному компьютеру. Центральный компьютер называется сервером , а периферийные устройства, подключенные к серверу, называются клиентами . Коаксиальный кабель или кабели RJ-45 используются для подключения компьютеров. Концентраторы или коммутаторы в основном используются в качестве устройств подключения в топологии физической звезды . Звездообразная топология — самая популярная топология в сетевой реализации. Преимущества топологии «звезда» Эффективный поиск и устранение неисправностей: Устранение неисправностей в звездообразной топологии довольно эффективно по сравнению с шинной топологией.В шинной топологии менеджер должен проверить километры кабеля. В звездообразной топологии все станции подключены к централизованной сети. Следовательно, сетевой администратор должен обратиться к единственной станции для устранения проблемы. Управление сетью: Сложные функции управления сетью могут быть легко реализованы в топологии «звезда». Любые изменения, внесенные в звездообразную топологию, автоматически учитываются. Ограниченный отказ: Поскольку каждая станция подключена к центральному концентратору собственным кабелем, отказ одного кабеля не повлияет на всю сеть. Привычная технология: Топология «звезда» — это знакомая технология, поскольку ее инструменты экономичны. Легко расширяется: Он легко расширяется, поскольку новые станции могут быть добавлены к открытым портам на концентраторе. Рентабельность: Сети с топологией «звезда» рентабельны, поскольку в них используется недорогой коаксиальный кабель. Высокая скорость передачи данных: Поддерживает полосу пропускания около 100 Мбит / с. Ethernet 100BaseT — одна из самых популярных сетей с топологией «звезда». Недостатки топологии звезда Центральная точка отказа: Если центральный концентратор или коммутатор выйдет из строя, все подключенные узлы не смогут взаимодействовать друг с другом. Кабель: Иногда прокладка кабеля затруднена, когда требуется прокладка значительного объема. Топология дерева Древовидная топология сочетает в себе характеристики шинной топологии и звездообразной топологии. Древовидная топология — это тип структуры, в которой все компьютеры иерархически связаны друг с другом. Самый верхний узел в топологии дерева называется корневым узлом, а все остальные узлы являются потомками корневого узла. Между двумя узлами существует только один путь для передачи данных. Таким образом, образуется иерархия родитель-потомок. Преимущества топологии дерева Поддержка широкополосной передачи: Древовидная топология в основном используется для обеспечения широкополосной передачи, т.е.е., сигналы передаются на большие расстояния без ослабления. Легко расширяется: Мы можем добавить новое устройство к существующей сети. Таким образом, можно сказать, что топология дерева легко расширяется. Легко управляемый: В древовидной топологии вся сеть делится на сегменты, известные как звездообразные сети, которыми можно легко управлять и поддерживать. Обнаружение ошибок: Обнаружение и исправление ошибок очень просто в древовидной топологии. Ограниченный отказ: Отказ одной станции не влияет на всю сеть. Двухточечная проводка: Имеется двухточечная проводка для отдельных сегментов. Недостатки топологии дерева Устранение трудностей: Если в узле возникает какая-либо неисправность, становится трудно устранить проблему. Высокая стоимость: Устройства, необходимые для широкополосной передачи, очень дороги. Отказ: Древовидная топология в основном зависит от кабеля главной шины, а отказ в кабеле главной шины приведет к повреждению всей сети. Сложность перенастройки: При добавлении новых устройств перенастройка становится затруднительной. Ячеистая топология Ячеистая технология — это структура сети, в которой компьютеры связаны друг с другом посредством различных резервных соединений. Существует несколько путей от одного компьютера к другому. Он не содержит коммутатора, концентратора или какого-либо центрального компьютера, который действует как центральная точка связи. Интернет является примером топологии ячеистой сети. Ячеистая топология в основном используется для реализаций WAN, где сбои связи являются критической проблемой. Ячеистая топология в основном используется для беспроводных сетей. Ячеистая топология может быть сформирована по формуле: Количество кабелей = (n * (n-1)) / 2; Где n — количество узлов, представляющих сеть. Топология сетки делится на две категории: Топология полносвязной сетки Частично связанная топология сетки Топология полной сетки: В топологии полной сетки каждый компьютер подключен ко всем компьютерам, доступным в сети. Топология частичной сетки: В топологии частичной сетки не все, кроме определенных компьютеров, подключены к тем компьютерам, с которыми они часто обмениваются данными. Преимущества топологии Mesh: Надежность: Сети с ячеистой топологией очень надежны, поскольку любой разрыв связи не повлияет на обмен данными между подключенными компьютерами. Быстрая связь: Связь между узлами очень быстрая. Более простая реконфигурация: Добавление новых устройств не нарушит связь между другими устройствами. Недостатки топологии Mesh Стоимость: Ячеистая топология содержит большое количество подключенных устройств, таких как маршрутизатор, и больше средств передачи, чем другие топологии. Управление: Сети с ячеистой топологией очень большие, и их очень сложно поддерживать и управлять. Если за сетью не ведется тщательный мониторинг, отказ канала связи останется незамеченным. Эффективность: В этой топологии количество избыточных соединений велико, что снижает эффективность сети. Гибридная топология Комбинация различных топологий известна как гибридная топология . Гибридная топология — это соединение между различными ссылками и узлами для передачи данных. Когда две или более разные топологии объединяются вместе, это называется гибридной топологией, и если похожие топологии соединены друг с другом, это не приведет к гибридной топологии. Например, если существует кольцевая топология в одном филиале банка ICICI и топология шины в другом филиале банка ICICI, соединение этих двух топологий приведет к гибридной топологии. Преимущества гибридной топологии Надежно: Если отказ в какой-либо части сети не повлияет на работу остальной сети. Масштабируемость: Размер сети можно легко расширить за счет добавления новых устройств, не влияя на функциональность существующей сети. Гибкость: Эта топология очень гибкая, поскольку ее можно спроектировать в соответствии с требованиями организации. Эффективный: Гибридная топология очень эффективна, поскольку ее можно спроектировать таким образом, чтобы мощность сети была максимальной, а ее слабые стороны минимизированы. Недостатки гибридной топологии Сложная конструкция: Основным недостатком гибридной топологии является конструкция гибридной сети. Спроектировать архитектуру гибридной сети очень сложно. Дорогой концентратор: Концентраторы, используемые в гибридной топологии, очень дороги, поскольку эти концентраторы отличаются от обычных концентраторов, используемых в других топологиях. Дорогостоящая инфраструктура: Стоимость инфраструктуры очень высока, поскольку гибридная сеть требует большого количества кабелей, сетевых устройств и т. Д.

Что такое топология дерева в компьютерных сетях

Топология сети, в которой узлы размещены в виде дерева. С топологической точки зрения древовидное соединение похоже на серию взаимосвязанных звездообразных сетей, за исключением того, что оно не имеет центрального узла. Вместо этого у него есть узел магистрального канала, обычно занятый концентратором или коммутатором, от которого отходят другие узлы. Это разновидность шинной сети, отказ узла не означает прерывания связи.Один и тот же канал связи используется совместно.

Топология дерева представляет собой комбинацию звезды:

Древовидную топологию можно рассматривать как комбинацию нескольких звездообразных топологий. И дерево, и звезда похожи на шину, когда узел межсоединений работает в широковещательном режиме, поскольку информация распространяется на все станции, только в этой топологии ветви отходят от корневой точки (звезды), как можно больше ветвей, в зависимости от характеристик дерева.

Преимущества и недостатки топологии дерева:

У каждой топологии есть своя уникальность, помимо уникальности, есть некоторые плюсы древовидной топологии и некоторые минусы древовидной топологии, описанные ниже.Имея в виду, расскажите нам в комментариях.

Преимущества топологии дерева:

1. Несколько устройств могут быть подключены из-за вторичного концентратора. Сигнал может распространяться на большие расстояния из-за центрального устройства концентратора.
2. Древовидная топология — одна из лучших альтернатив для применения других топологий в реальной жизни.
3. Древовидная топология позволяет дифференцированным службам определять приоритеты связи между устройствами. например компьютерам, подключенным к одному вторичному концентратору, может быть отдан приоритет перед другими.
4. Дифференцированное обслуживание позволяет не ждать доступа к сети при совместном использовании Time Sensitive Data .
5. Преимущества в компьютерных сетях в основном аналогичны топологии «звезда».
6. Обнаружение ошибок простое, поэтому их можно легко исправить.
7. Каждый компьютер подключен к двухточечной проводке или к центральному концентратору.

Недостатки топологии дерева:

1. Используется кабель главной шины, поэтому топология дерева ненадежна, поскольку зависит от кабеля шины.При обрыве основного кабеля или кабеля шины сеть отключится или замедлится.
2. Режим обслуживания будет затруднен для этой сети, потому что к ней добавлено больше узлов.