Сетевая топология это: Что такое топология сети своими словами. Значение слова топология

Содержание

ISSP \ Домен 05. Телекоммуникации и сетевая безопасность. Часть 3

В этой части рассмотрены следующие вопросы:
  • Организация локальных вычислительных сетей
  • Топология сети
  • Топология «кольцо»
  • Топология «шина»
  • Топология «звезда»
  • Полносвязная топология
  • Технологии доступа к среде LAN
  • Ethernet
  • Token Ring
  • FDDI

Ниже представлены четыре основные причины для организации сети:
  • Чтобы обеспечить взаимодействие между компьютерами
  • Чтобы совместно использовать информацию
  • Чтобы совместно использовать ресурсы
  • Чтобы обеспечить централизованное администрирование
Большинству пользователей сети нужно использовать однотипные ресурсы, такие как информация, принтеры, файловые серверы, плоттеры, факсы, доступ в Интернет и т.д. Почему бы не объединить все эти ресурсы и не сделать доступными всем? Прекрасная идея, для ее реализации нам нужно организовать сеть!

Организация сети может дать прекрасные возможности за короткое время. В начале компьютерной эры использовались мейнфреймы. Они были изолированы в серверных помещениях и доступ к ним осуществлялся посредством простых терминалов. Однако это еще не сеть в чистом виде. В конце 1960-х – начале 1970-х годов исследователи нашли способ объединения всех мейнфреймов и Unix-систем для обеспечения их взаимодействия. Это были первые шаги Интернета.

Микрокомпьютеры использовались во многих офисах и на рабочих местах. Терминалы стали немного «умнее» и полезнее при совместном использовании офисных ресурсов. А затем был разработан Ethernet, позволивший создать настоящую сеть.

ПРИМЕЧАНИЕ. Значительной частью организации сети являются вопросы идентификации и аутентификации, рассмотренные в Домене 02. Однако, сейчас важно отметить, что аутентификация самого по себе узла сети не может быть использована для установления доверительных отношений между пользователями сети. В распределенной сети тема доверия является основной проблемой безопасности.
Ссылки по теме: 

Физическое размещение компьютеров и устройств называется сетевой топологией. Топология указывает на способ, которым физически соединена сеть, показывает размещение ресурсов и систем. Существует разница между физической топологией сети и логической топологией. Сеть может быть сконфигурирована физически как звезда, а логически – как кольцо, использующее технологию Token Ring.

Выбор лучшей топологии для конкретной сети зависит от таких вещей, как предполагаемый порядок взаимодействия узлов, используемые протоколы, типы приложений, надежность, расширяемость, физическое размещение в здании, а также от уже внедренных технологий. Неверная топология (или комбинация топологий) может негативно сказаться на производительности сети, ее продуктивности и возможностях расширения.

В этом разделе описаны основные типы сетевых топологий. Большинство сетей значительно более сложны и реализованы с использованием комбинации топологий.

Топология «кольцо»


Топология «кольцо» (ring topology) – это последовательное соединение устройств однонаправленными линиями связи, как показано на Рисунке 5-18. Эти связи образуют замкнутое кольцо, не имеющее подключения к центральной системе (имеющейся в топологии «звезда»). В физическом кольце каждый узел зависит от предшествующих узлов. В простой системе, в случае неисправности одной системы, она окажет негативное влияние на все остальные системы, поскольку все они взаимосвязаны. Сегодня большинство сетей обладают избыточностью или другими механизмами, которые могут защитить сеть в случае неисправности одной рабочей станции, но некоторые неудобства при этом вероятно все равно возникнут.

Рисунок 5-18. Топология «кольцо» образует замкнутое соединение

Топология «шина»


В простой топологии «шина» (bus topology), единственный кабель проходит по всей длине сети. Узлы подключаются к сети «в разрыв» кабеля. Данные передаются по всей длине кабеля, и каждый узел может просмотреть любой передаваемых пакетов. Каждый узел решает, принять ему пакет или проигнорировать его, ориентируясь на указанный в пакете адрес компьютера-получателя.

Существует два основных типа топологии «шина»: линейная и древовидная. Линейная топология «шина» имеет один кабель, к которому подсоединены все узлы. Древовидная топология «шина» имеет отдельные ответвления от единого кабеля, к каждому ответвлению может быть подключено множество узлов.

В простой реализации топологии «шина», если одна рабочая станция выходит из строя, она оказывает негативное влияние на другие системы, т.к. они в определенной степени взаимозависимы. Подключение всех узлов к одному кабелю – это единая точка отказа. Традиционно Ethernet использует топологию «звезда».

Топология «звезда»


В топологии «звезда» (star topology) все узлы подключаются к центральному устройству, такому как коммутатор (switch). Каждый узел имеет выделенное подключение к центральному устройству. Центральное устройство должно обеспечивать достаточную пропускную способность, чтобы не стать «бутылочным горлышком» для всей сети. Использование центрального устройства потенциально является единой точкой отказа, поэтому должна быть обеспечена некоторая избыточность. Коммутаторы могут быть настроены в плоской или иерархической реализации, которую могут использовать крупные компании.

Когда одна рабочая станция выходит из строя в топологии «звезда», это не оказывает воздействия на другие системы, как в топологиях «шина» или «кольцо». В топологии «звезда» каждая система независима от других, но она зависит от центрального устройства. Эта топология обычно требует меньше проводов, чем другие топологии, и, как следствие, существует меньше шансов разрыва провода, а задача выявления проблем существено упрощается.

Не многие сети используют в чистом виде топологию линейной «шины» или «кольцо» в локальной сети. Топология «кольцо» может быть использована для магистральной сети, но большинство локальных вычислительных сетей (LAN) создается на базе топологии «звезда», поскольку это повышает отказоустойчивость сети и позволяет ей не зависеть от проблем отдельных узлов. Помните, что существует разница между физической топологией и методами доступа к среде передачи информации. Даже если сеть построена как Token Ring или Ethernet, это говорит только о том, как подключен к среде передачи информации каждый узел этой сети и как проходит трафик. Хотя Token Ring обычно работает через «кольцо», а Ethernet подразумевает реализацию «шины», эти термины относятся только к логической организаций сети, реализующейся на канальном уровне. Если при этом физически проще организовать «звезду», то так и делают.

Полносвязная топология


В полносвязной топологии (mesh topology) все системы и ресурсы подключены друг к другу иными способами по сравнению с вышеуказанными топологиями, как показано на рисунке 5-19. Эта схема обычно представляет собой сеть связанных друг с другом маршрутизаторов и коммутаторамов, обеспечивающих множественные маршруты передачи данных между всеми узлами в сети. При полной реализации полносвязной топологии (full mesh), каждый узел напрямую соединен с каждым другим из других узлов, что обеспечивает наивысшую степень отказоустойчивости. При частичной реализации полносвязной топологии (partial mesh), не все узлы связаны напрямую. Интернет – это пример сети с частичной реализацией полносвязной топологии.

Рисунок 5-19. В полносвязной топологии все узлы соединены друг с другом, что обеспечивает наличие избыточных связей


Резюме по различным сетевым топологиям и их наиболее важные характеристики представлены в таблице 5-2.

Таблица 5-2. Резюме по сетевым топологиям


Независимо от используемой топологии, большинство сетей LAN имеет магистраль (backbone), являющуюся комбинацией кабелей и протоколов, которая связывает отдельные сетевые сегменты. Магистраль работает на более высокой скорости, чем отдельные сетевые сегменты, что позволяет быстро передавать данные из одной сети в другую. В то время как для сетевых сегментов лучше использовать UTP и Ethernet, для магистрали лучше подходит FDDI или Fast Ethernet. В качестве аналогии можно привести пример городских улиц и автомобильных магистралей. На улицах (в сетевых сегментах) машины (данные) движутся медленно, но улицы соединены с магистралями, которые позволяют машинам быстро перемещаться из одного места в другое. Точно также магистраль позволяет данным быстро перемещаться на большие расстояния.
ПРИМЕЧАНИЕ. При использовании топологии «кольцо» или «шина» все узлы между системами отправителя и получателя имеют доступ к передаваемым данным. Это упрощает для атакующего задачу получения потенциально критичных данных.

LAN – это сеть, которая предоставляет общие коммуникации и ресурсы на относительно небольшой площади. Различия между LAN и WAN определяются физической средой, протоколами инкапсуляции и функциональностью. Например, LAN может использовать кабели 10Base-T, протоколы IPX/SPX и позволять взаимодействовать пользователям, находящимся в пределах здания. WAN, в свою очередь, может использовать оптоволоконные кабели, протокол L2TP и может позволять пользователям одного здания взаимодействовать с пользователями другого здания или даже другого штата (или страны). WAN соединяет сети LAN на больших расстояниях. Наиболее существенные отличия между этими двумя технологиями находятся на канальном уровне.
Вопрос: Говорят, что LAN охватывает относительно небольшую площадь. При каких размерах сеть перестают быть LAN?
Ответ: Когда две отдельные сети LAN соединены маршрутизатором, в результате образуется объединенная сеть (internetwork), которая не является большой LAN. Каждая отдельная LAN имеет собственную схему адресации, широковещательный домен (broadcast domain) и коммуникационные механизмы. Если две сети LAN соединены с помощью других технологий канального уровня, таких как Frame Relay или X.25, они образуют WAN.
Термин «локальная» в контексте LAN означает не столько географическую область, сколько ограничения LAN с точки зрения общей среды передачи данных, количества подключенных к ней устройств и компьютеров, скорости передачи данных, используемых типов кабелей и устройств. Если сетевой администратор строит очень большую LAN, предпочтительнее организовать ее в виде нескольких LAN, т.к. большой объем трафика нанесет удар по производительности, либо кабели будут слишком длинными и скажется фактор затухания сигнала (attenuation). Сеть, в которой установлено слишком много узлов, маршрутизаторов, мостов, коммутаторов может быть очень сложна – в особенности с точки зрения администрирования, что станет открытой дверью для ошибок, конфликтов и «дыр» в безопасности. Сетевой администратор должен следовать спецификациям используемой им технологии, и когда он достигнет предела, ему следует подумать о реализации двух или более небольших LAN вместо одной большой LAN. Сети LAN определяет их физическая топология, технологии канального уровня, протоколы и используемые устройства. Об этом мы поговорим в следующих разделах.

Ссылки по теме:



Ethernet – это сетевая технология (LAN-sharing), позволяющая нескольким устройствам взаимодействовать в рамках одной сети. Ethernet обычно использует топологию «звезда» или «шина». Если используется топология линейной шины, все устройства подключаются к одному кабелю. Если используется топология «звезда», каждое устройство кабелем соединяется с центральным устройством (например, с коммутатором). Ethernet был разработан в 1970-х годах и стал доступен для применения в бизнесе в 1980 году. Он был назван стандартом IEEE 802.3.

В своей короткой Ethernet истории прошел эволюцию с реализации на коаксиальном кабеле, работающем на скорости 10 Mб/с, до 5-й категории витой пары, работающей на скоростях 100 Мб/с, 1 Гб/с и даже 10 Гб/с.

Ethernet определяется следующими характеристиками:

  • Общая среда (все устройства используют среду поочередно, возможно возникновение коллизий)
  • Использует широковещательные (broadcast) и коллизионные (collision) домены
  • Использует метод множественного доступа с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMA/CD – Carrier sense multiple access with collision detection)
  • Поддерживает полный дуплекс при реализации на витой паре
  • Может использовать среду с коаксиальным кабелем или витой парой
  • Определен стандартом IEEE 802.3
Ethernet определяет, каким образом компьютеры совместно используют общую сеть и как они обрабатывают коллизии, а также вопросы целостности данных, механизмы коммуникаций, упровление передачей. Это обычные характеристики Ethernet, но кроме того Ethernet поддерживает множество типов кабельных схем и скоростей передачи. Существует несколько типов реализации Ethernet, приведенных в таблице 5-3. В следующих разделах будут обсуждаться реализации 10Base2, 10Base5 и 10Base-T, которые используются чаще всего.

Таблица 5-3. Типы Ethernet


10Base2. 10Base2, ThinNet использует коаксиальный кабель. Максимальная длина кабеля составляет 185 метров, обеспечивается скорость передачи 10 Мбит/с, требуются BNC-коннекторы (British Naval Connector) для сетевых устройств.

10Base5. 10Base5, ThickNet использует толстый коаксиальный кабель. При использовании ThickNet могут применяться более длинные сегменты кабеля, чем для ThinNet, поэтому ThickNet часто используется для магистральной сети. ThickNet более устойчив к электрическим помехам, чем ThinNet, поэтому обычно он предпочтительнее при прокладке кабеля через подверженное электрическим помехам пространство. При использовании ThickNet также требуются BNC-коннекторы, т.к. он тоже использует коаксиальный кабель.

10Base-T. 10Base-T использует витую пару с медными проводами вместо коаксиального кабеля. Витая пара использует один провод для передачи данных, а другой – для приема. 10Base-T обычно применяется в топологии «звезда», позволяющей легко настраивать сеть. В топологии «звезда» все системы подключены к центральному устройству в плоской или иерархической конфигурации.

Сети 10Base-T используют коннектор RJ-45, который используется для подключения компьютеров. Провода чаще всего прокладывают по стенам и подключают к коммутационной панели. Коммутационная панель обычно подключается к концентратору 10Base-T, который открывает дверь к магистральному кабелю или центральному коммутатору. Этот тип конфигурации показан на рисунке 5-20.

Рисунок 5-20. Ethernet-узлы подключены к коммутационной панели, соединенной с магистральным кабелем через концентратор или коммутатор


Fast Ethernet: Ускоренный Ethernet. Не удивительно, что когда-то скорость 10 Мбит/с казалась заоблачной, но сейчас большинству пользователей требуется значительно большая скорость. Для реализации этой потребности был разработан Fast Ethernet.

Fast Ethernet – это обычный Ethernet, но работающий на скорости 100 Мбит/с по витой паре. Примерно в то же время, когда появился Fast Ethernet, была разработана другая технология 100 Мбит/с – 100-VG-AnyLAN . Эта технология не использовала традиционный CSMA/CD Ethernet, она работала по-другому.

Fast Ethernet использует традиционный CSMA/CD (о ней расказывается дальше в этом домене) и оригинальный формат кадра Ethernet. Именно поэтому он используется многими корпоративными средами LAN в настоящее время. В одной среде могут работать одновременно сетевые сегменты со скоростью 10 и 100 Мбит/с, соединенные через 10/100 концентратор или коммутатор.

В настоящее время существует четыре основных типа Fast Ethernet, они отличаются используемыми кабелями и дальностью передачи. Для более подробной информации о них пройдите по приведенным ниже ссылкам.

Ссылки по теме:



Как и Ethernet, Token Ring – это технология LAN, позволяющая передавать информацию и совместно использовать сетевые ресурсы. Технология Token Ring была разработана IBM и определена в стандарте IEEE 802.5. Она использует технологию передачи маркеров (токенов) в топологии, организованной в виде «звезды». Часть «ring» в имени технологии связана с потоком прохождения сигналов, образующим логическое кольцо. Каждый компьютер подключен к центральному концентратору, называющемуся модулем множественного доступа (MAU – Multistation Access Unit). Физически топология может быть организована в виде «звезды», однако сигналы проходят по логическому кольцу.

Технология передачи маркеров – это единственная технология, в которой данные не помещаются в сетевой провод, не имея специального маркера (token), являющегося управляющим кадром, путешествующим по логическому кольцу и захватывающимся, когда какой-либо системе нужно взаимодействовать с другой системой. Это отличается от Ethernet, в котором все устройства пытаются взаимодействоввать одновременно, из-за чего Ethernet зовут «болтливым протоколом», такой подход приводит к коллизиям. В Token Ring не бывает коллизий, так как только одна система может передавать информацию в каждый момент времени, однако из-за этого скорость передачи данных снижается по сравнению с Ethernet.

В начале технология Token Ring позволяла передавать данные со скоростью 4 Мбит/с, затем она была увеличена до 16 Мбит/с. Когда кадр помещается в провод, каждый компьютер просматривает его, чтобы проверить, не адресован ли он ему. Если кадр адресован не ему, компьютер помещает его обратно в сетевой провод, усиливая сигнал, который идет к следующему компьютеру по кругу.

Token Ring применяет пару механизмов для обработки проблем, которые могут возникнуть в сети этого типа. Механизм активного мониторинга удаляет кадры, которые продолжают кружить по сети. Это происходит, когда компьютер-получатель по какой-либо причине отключается от сети и маркер не может быть доставлен ему. Используя механизм сигнализации (beaconing), компьютер отправляет кадр сигнализации при обнаружении проблемы с сетью. Этот кадр создает сбойный домен (failure domain), который передается другим компьютерам с целью их информирования о проблемном участке. Компьютеры и устройства в рамках сбойного домена попытаются перенастроиться, чтобы попытаться обойти проблемный участок. На рисунке 5-21 показана сеть Token Ring с физической конфигурацией «звезда».

Рисунок 5-21. Сеть Token Ring


Сети Token Ring были популярны в 1980-х – 1990-х годах, некоторые из них еще используются и в настоящее время, однако Ethernet стала гораздо более популярной и взяла первенство на рынке сетей LAN.
Вопрос: В чем заключается различие между Ethernet, Token Ring и FDDI?
Ответ: Все это технологии канального уровня. Реально, канальный уровень состоит из подуровня MAC и подуровня LLC. Эти технологии работают на подуровне MAC и используют интерфейс для взаимодействия с подуровнем LLC. Эти технологии LAN отличаются тем, как они взаимодействуют со стеком протоколов, а также предоставляемой ими функциональностью.
Ссылки по теме:
Технология FDDI (Fiber Distributed Data Interface), разработанная ANSI (American National Standards Institute) – это высокоскоростная технология доступа к среде, использующая передачу маркера. FDDI имеет скорость передачи данных до 100 Мбит/с и, как правило, применяется в качестве магистральной сети с использованием волоконно-оптических кабелей. FDDI обеспечивает отказоустойчивость путем создания второго кольца, вращающегося в обратную сторону. В основном кольце данные «крутятся» по часовой стрелке, именно это кольцо обычно используется для передачи данных. Во втором кольце данные «крутятся» против часовой стрелки, оно используется только тогда, когда основное кольцо не работает. Датчики следят за функционированием основного кольца и, если оно перестает работать, они переключают передачу данных на второе кольцо, задействуя для этого механизм восстановления целостности кольцевой сети (ring wrap). Каждый узел в сети FDDI имеет ретранслятор (relay), подключенный к обоим кольцам, поэтому в случае разрыва в кольце, оба кольца могут быть соединены.

FDDI обычно используется как магистральная сеть, объединяющая несколько различных сетей, как показано на рисунке 5-22.

Рисунок 5-22. Кольца FDDI могут использоваться в качестве магистрали для объединения различных сетей LAN


До появления на рынке Fast Ethernet и Gigabit Ethernet, именно FDDI чаще всего использовалась в магистральных сетях. Поскольку FDDI может использоваться на расстояниях до 100 километров, эта технология часто используется для сетей MAN (metropolitan area networks). Преимущество техглогии FDDI заключается в том, что она может работать на больших расстояниях с высокими скоростями и с минимальным помехами. Это позволяет нескольким маркерам одновременно находиться в кольце, что дает возможность одновременно передавать по сети несколько сообщений, а также обеспечивает предсказуемые задержки, что помогает соединенным сетям и устройствам знать, чего ожидать и когда.

Технология CDDI (Copper Distributed Data Interface), являющаяся разновидностью FDDI, может работать на витой паре (UTP). CDDI может использоваться в рамках LAN для соединения сетевых сегментов, тогда как FDDI предпочтительнее использовать в MAN.

ПРИМЕЧАНИЕ. FDDI-2 обеспечивает фиксированную полосу пропускания, которая может быть выделена для конкретных приложений. Это делает ее работу похожей на широкополосную связь, которая позволяет по одной линии передавать голос, видео и данные.
Таблица 5-4 резюмирует наиболее важные характеристики технологий, описанных в предыдущих разделах.

Таблица 5-4. Методы доступа к среде LAN


Сетевая топология — цифровая связь

Топология сети

Глава 14 — Цифровая связь

Если мы хотим подключить два цифровых устройства к сети, у нас будет сеть, известная как «точка-точка»:

Для простоты сетевая проводка символизируется как одна линия между двумя устройствами. На самом деле это может быть витая пара проводов, коаксиальный кабель, оптическое волокно или даже семипроводный BogusBus. Прямо сейчас мы просто фокусируемся на «форме» сети, технически известной как ее топология .

Если мы хотим включить в эту сеть больше устройств (иногда называемых узлами ), у нас есть несколько вариантов конфигурации сети:

Многие сетевые стандарты диктуют тип топологии, который используется, в то время как другие более универсальны. Ethernet, например, обычно реализуется в топологии «шины», но также может быть реализован в топологии «звезда» или «кольцо» с соответствующим соединительным оборудованием. Другие сети, такие как RS-232C, почти исключительно «точка-точка»; и маркерное кольцо (как вы могли догадаться) реализовано исключительно в кольцевой топологии.

У разных топологий есть разные плюсы и минусы, связанные с ними:

Совершенно очевидно, что единственный выбор для двух узлов.

Очень проста в установке и обслуживании. Узлы могут быть легко добавлены или удалены с минимальными изменениями в проводке. С другой стороны, одна шинная сеть должна обрабатывать все сигналы связи со всех узлов. Это известно как широковещательная сеть и аналогично группе людей, разговаривающих друг с другом по одному телефонному соединению, где может разговаривать только один человек (ограничение обмена данными), и каждый может услышать всех остальных, когда они говорят (что может быть проблемой безопасности данных). Кроме того, разрыв в проводке шины может привести к изоляции узлов в группах.

С устройствами, известными как «шлюзы» в точках разветвления в сети, поток данных может быть ограничен между узлами, что обеспечивает частную связь между конкретными группами узлов. Это касается некоторых проблем скорости и безопасности простой топологии шины. Тем не менее, эти ветки могут быть легко отключены от остальной сети «звезд», если один из шлюзов потерпит неудачу. Также может быть реализовано с помощью «переключателей» для подключения отдельных узлов к более крупной сети по требованию. Такая коммутируемая сеть похожа на стандартную телефонную систему.

Эта топология обеспечивает максимальную надежность при минимальном количестве проводки. Поскольку каждый узел имеет две точки соединения с кольцом, один разрыв в любой части кольца не влияет на целостность сети. Однако устройства должны быть разработаны с учетом этой топологии. Кроме того, сеть должна быть прервана для установки или удаления узлов. Как и в случае с топологией шины, кольцевые сети транслируются по своей природе.

Как вы могли подозревать, две или более кольцевые топологии могут быть объединены, чтобы дать «лучшее из обоих миров» в конкретном приложении. Довольно часто промышленные сети со временем становятся такими же, как инженеры и техники, которые объединяются в несколько сетей в интересах доступа к информации, доступной для всей компании.

Сетевые топологии и способы доступа к среде передачи данных

Основы компьютерных сетей

Основы компьютерных сетей Сеть группа компьютеров и других устройств, соединенных каким-либо способом для обмена информацией и совместного использования ресурсов. Ресурсы аппаратное обеспечение (принтеры)

Подробнее

Что такое компьютерная сеть?

Что такое компьютерная сеть? 1 Компьютерная сеть это группа компьютеров, соединённых линиями связи: электрические кабели телефонная линия оптоволоконный кабель (оптическое волокно) радиосвязь (беспроводные

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 8 СЕТЕВЫЕ УСТРОЙСТВА

ЛЕКЦИЯ 8 СЕТЕВЫЕ УСТРОЙСТВА Лектор Ст. преподаватель Купо А.Н. типы сетевых устройств и их функции Устройства, подключенные к какому-либо сегменту сети, называют сетевыми устройствами. Их принято подразделять

Подробнее

Локальные вычислительные сети

Локальные вычислительные сети Вопросы 1. Основные понятия компьютерных сетей 2. Классификация компьютерных сетей 3. Среда передачи в компьютерных сетях 4. Топология сетей. Базовые топологии 5. Модель сетевого

Подробнее

Лекция Методы доступа

Министерство образования Республики Беларусь Учреждение образования Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины Физический факультет «Информационные системы и сети» Лекция Методы доступа Лектор

Подробнее

Методика и этапы проектирования сети

Методика и этапы проектирования сети Последовательность этапов и варианты выбора при проектировании ЛС Исходные данные Требуемый размер сети Структура, иерархия и основные части сети Основные направления

Подробнее

СЕКЦИЯ: ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

Тутейкина О.П. Проектирование и моделирование сетевой топологии с использованием симулятора сети Cisco Packet Tracer // Материалы по итогам VI ой Всероссийской научнопрактической конференции «Актуальные

Подробнее

Рис. 1. Варианты связи компьютеров

ТЕХНОЛОГИИ ФИЗИЧЕСКОГО УРОВНЯ ПЕРЕДАЧИ ДАННЫХ Занятие 21 Топология сетей. Виды адресации узлов сети 1. Топология физических связей 2. Виды адресации узлов сети 3. Вопросы Топология физических связей Объединяя

Подробнее

В.Г. ОЛИФЕР, Н.А. ОЛИФЕР

В.Г. ОЛИФЕР, Н.А. ОЛИФЕР КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ ПРИНЦИПЫ, ТЕХНОЛОГИИ, ПРОТОКОЛЫ УЧЕБНИК СОДЕРЖАНИЕ ОБЩИЕ ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СЕТЕЙ… 7 1.1. ОТ ЦЕНТРАЛИЗОВАННЫХ СИСТЕМ — К ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫМ СЕТЯМ…7

Подробнее

Курс «Компьютерные сети»

Курс «Компьютерные сети» Лекция 2 Принципы функционирования физической среды передачи данных. Протоколы канального уровня. кафедра ЮНЕСКО по НИТ 1 Содержание Теоретические основы передачи данных Среды

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 18 ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

ЛЕКЦИЯ 18 1 ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ Локальные вычислительные сети (ЛВС) позволяют объединять компьютеры, расположенные в ограниченном пространстве. Локальные сети LAN (Local Area Network) являются

Подробнее

Возможность использования ресурсов

Лекция 2 Возможность использования ресурсов Связь компьютера с периферийными устройствами Интерфейс в широком смысле формально определенная логическая и физическая границы между взаимодействующими независимыми

Подробнее

Сеть: необходимое преимущество?

Глава 1 Сеть: необходимое преимущество? Вернемся немного назад во времени, лет так на сто. Потребность в появлении компьютера как средства произведения вычислений зрела давно. Существовавшие примитивные

Подробнее

Вычислительные сети. Лекция 7

Вычислительные сети Лекция 7 Содержание Обобщенная задача коммутации. Методы коммутации. Определения, то-сѐ. 2 Определения Если топология сети не полносвязная, то обмен данными между произвольной парой

Подробнее

Сети ЭВМ. Топологии и типы сетей

Сети ЭВМ Топологии и типы сетей 1 Топология сети Опр. Топология сети (network topology) логическая схема сети, отражающая непосредственные связи узлов сети между собой. Наиболее распространенными топологиями

Подробнее

Что такое компьютерная сеть?

Компьютерные сети Что такое компьютерная сеть? КОМПЬЮТЕРНАЯ СЕТЬ соединение компьютеров для обмена информацией и совместного использования ресурсов (принтер, модем и т. д) Линия передачи данных Компьютерные

Подробнее

СЕТИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «БЕЛОРУССКО-РОССИЙСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» Кафедра «Автоматизированные системы управления» СЕТИ И ТЕЛЕКОММУНИКАЦИИ Методические рекомендации к

Подробнее

Компьютеры, сети, оборудование

Глава 1 Компьютеры, сети, оборудование Для многих людей компьютер и его внутреннее устройство представляются чрезвычайно сложными и непонятными. В этом есть определенная доля истины, но не надо думать,

Подробнее

Перейти на страницу с полной версией»

Федеральное агентство по образованию Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Ивановский государственный химико-технологический университет С.В. Ситанов, С.С.Алаева

Подробнее

ЛЕКЦИЯ 22 ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ

ЛЕКЦИЯ 22 1 ЛОКАЛЬНЫЕ КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ Локальные вычислительные сети (ЛВС) позволяют объединять компьютеры, расположенные в ограниченном пространстве. Локальные сети LAN (Local Area Network) являются

Подробнее

Работа шлюза CNC-02-IP в сети

Версия 11 Июль 2007 г Оглавление Оглавление 1 История документа 2 Шлюз CNC-02-IP в системе 3 Введение 3 Место шлюза в системе 4 Принципы обмена 4 Соединение с сервером 4 Поддержание связи 5 Рассоединение

Подробнее

Компьютерные сети. Локальная сеть

Компьютерные сети Локальная сеть За период 1970 2002 гг. построены сотни национальных и международных компьютерных сетей. Благодаря этому в большинстве стран обеспечивается повсеместное внедрение информационных

Подробнее

Вопросы к разделу «Теория информации»

Перечень экзаменационных вопросов по дисциплинам специальности 6М070400 — «Вычислительная техника и программное обеспечение» для поступающих в магистратуру Вопросы к разделу «Теория информации» 1. Области

Подробнее

В плену компьютерной сети

Урок-зачет 11 класс В плену компьютерной сети Тип урока: урок обобщения и систематизации знаний. Цели урока: 1) проверка знаний учащихся по теме «Компьютерные телекоммуникации и Интернет»; 2) повышение

Подробнее

Компьютерные комплексы и сети

Компьютерные комплексы и сети Компьютерный комплекс представляет собой автоматизированную систему, полностью решающую поставленные перед ней задачи. В качестве комплекса в зависимости от его предназначения

Подробнее

Компьютерные сети……

История Сети передачи информации возникли раньше вычислительных устройств Первая попытка удаленного управления компьютерам была осуществлена в 1940 году История С 1940-х по 1960-е сети использовались для

Подробнее

Лабораторная работа 2

Лабораторная работа 2 Тема: Методика расчета конфигурации сети Fast Ethernet Сетевое оборудование. Кроме кабелей для установки Fast Ethernet потребуются сетевые адаптеры для рабочих станций и серверов,

Подробнее Обзор топологии сети

 | Облако Google

Network Topology — это инструмент визуализации, который показывает топологию вашей сети. Сети виртуального частного облака (VPC), гибридное подключение к вашему локальные сети, подключение к службам, управляемым Google, и связанные с ними показатели. Ты сможешь также просматривать показатели и сведения о сетевом трафике к другим общим VPC. сети и межрегиональный трафик. Топология сети сочетает в себе информация о конфигурации с оперативными данными в реальном времени в одном представлении.Этот представление облегчает понимание сетевых отношений между различными рабочие нагрузки в Google Cloud и их текущее состояние, например пути трафика и пропускная способность между экземплярами виртуальной машины (ВМ).

Топология сети размещает информацию в формат графика, где узлы и линии представляют объектов и соединений в вашей сети.

Как это работает

Network Topology собирает данные телеметрии и конфигурации в режиме реального времени. из инфраструктуры Google для визуализации ваших ресурсов.Он захватывает элементы такие как информация о конфигурации, метрики и журналы, чтобы сделать вывод о взаимосвязях между ресурсами в проекте или в нескольких проектах. После сбора каждого элемент, топология сети объединяет их для создания графа, который представляет ваше развертывание.

Преимущества

Использование сетевой топологии дает следующие преимущества:

  • Вы можете быстро просмотреть топологию своих развертываний. Нет дополнительных конфигурации или агенты необходимы для использования топологии сети.

  • Вы можете использовать графики топологии сети, чтобы понять Облачная инфраструктура Google. Вам не нужно просматривать несколько журналов или использовать сторонние инструменты.

  • Сетевую топологию можно использовать для анализа производительности ваша сеть. Вы можете детализировать и просматривать различные показатели, которые могут вам помочь выявить неожиданные закономерности.

  • Вы можете использовать фильтры, чтобы быстро выделить и сфокусировать внимание на определенных ресурсов, особенно когда вам нужно быстро диагностировать и устранять проблемы.

Соображения

Важно: Если имеется много проектов и диаграмма топологии слишком велика для отображается в браузере, отображается усеченный график. Некоторые связи и узлы могут отсутствовать на отображаемом графике. Вы можете удалить некоторые проекты или ресурсов из этой области метрик. Или, чтобы уменьшить размер графика, покажите данные только для текущего проекта. Обратите внимание, что показатели не выборочное или усеченное. Под графиком появится сообщение о том, что график слишком большой.

Network Topology охватывает шесть недель истории.

Топология сети визуализирует объекты и соединения, только если они общались (отправляли или получали трафик) в течение выбранного периода времени. А связь между сущностями существует, если базовые сущности в их соответствующих иерархии находятся в общении. Например, топология сети. соединяет регионы us-east4 и europe-west1 , если хотя бы один экземпляр виртуальной машины в каждый регион взаимодействует с другим. Хотя другие ресурсы могут существовать, сетевая топология не показывает их, если они не получать или отправлять трафик.

Дополнительные сведения см. в разделе Сбор и актуальность данных.

Ресурсы и трафик

График топологии сети показывает ваши ресурсы и трафик как объекты и связи. Сетевая топология объединяет связанные ресурсы в иерархические сущности, где каждый тип ресурса имеет свою собственную иерархию. следующие разделы описывают ресурсы (сущности) и пути трафика (соединения), которые может отображать сетевая топология.

Сущности

Базовый объект является самым низким уровнем конкретной иерархии и представляет ресурс, который может напрямую взаимодействовать с другими ресурсами по сети, например как экземпляр ВМ.

При наличии нескольких сетей и большого количества базовых объектов отображение все в плоском представлении может быть ошеломляющим. Чтобы решить эту проблему, Сетевая топология объединяет базовые объекты в иерархические объекты. что вы можете расширить или свернуть. При первом просмотре Граф топологии сети, он объединяет все базовые объекты в их иерархия верхнего уровня.

Например, агрегаты топологии сети экземпляры ВМ в свою группу экземпляров, а затем объединяет группы экземпляров в Зона Google Cloud и так далее.

Топология сети представляет базовый или иерархический объект как круговой узел в графе. Каждая базовая сущность имеет свою собственную иерархию. За Например, балансировщики нагрузки имеют другую иерархию, чем экземпляры виртуальных машин.

Примечание. При детализации иерархии топология сети может пропустить уровень. Если конкретная иерархия содержит только один объект, Топология сети пропускает этот уровень, пока не достигнет уровня, содержит несколько сущностей или базовых сущностей. Например, см. Аудит сценарий использования производительности сети.

В следующей таблице показаны базовые объекты и их агрегированные иерархии. На графике топология сети представляет каждый базовый объект с помощью значок, показанный в таблице.

* Деловой регион может быть одним из следующих объектов: Americas для Северной и Южной Америки, APAC для Азии и Океании, и EMEA для Европы, Ближнего Востока и Африки.
# Google использует внешние IP-адреса для категоризации происхождения внешний клиент.Однако IP-адрес может не указывать фактический местонахождение клиента. Например, если вы доставляете контент через Cloud CDN, IP-адрес, наблюдаемый топологией сети, может не быть фактическим адресом внешнего клиента.

Соединения

Топология сети представляет трафик между объектами в виде линий, например как трафик между экземплярами ВМ. Топология сети соединяет объекты если хотя бы одна сторона соединения отправляет трафик.

Network Topology показывает соединения на различных уровнях иерархии пока их базовые сущности находятся на связи.Например, Топология сети показывает соединение между двумя регионами, если хотя бы один экземпляр виртуальной машины в каждом регионе взаимодействует с другим.

Топология сети поддерживает только TCP-трафик для определенных путей трафика. В следующем списке описаны пути, по которым топология сети визуализирует между сущностями:

  • Трафик в сети VPC , например трафик между экземплярами ВМ и внутренние балансировщики нагрузки, которые находятся в той же сети.
  • Трафик между одноранговыми сетями VPC , например трафик между ВМ инстансы и внутренние балансировщики нагрузки, которые находятся в одноранговых VPC сети.
  • Трафик между Google Cloud и Интернетом , например, трафик между клиенты в Интернете и сущности (например, экземпляры ВМ или внешние балансировщики нагрузки HTTP(S) с внешними IP-адресами).
  • Трафик к и от шлюзов Cloud VPN и Cloud Interconnect связи.
Сервисы, управляемые Google

Network Topology также визуализирует входящий и исходящий трафик, управляемый Google. Сервисы. Пользователи Google Cloud могут использовать топологию сети для аудита настройка их сети и устранение сетевых неполадок, связанных с различными используемыми службами Google.

Топология сети

поддерживает прямой доступ виртуальных машин к управляемым Google услуги, используя маршрут по умолчанию со следующим узлом в качестве интернет-шлюз по умолчанию или Частный доступ к Google. Это не поддерживают следующие методы доступа к службам, управляемым Google:

  • Внешний трафик из Интернета
  • Прямой доступ к Google с виртуальных машин
  • Частный доступ к Google с локальных хостов

Сетевая топология не показывает входящий или исходящий трафик некоторых Службы, управляемые Google, такие как Memcache App Engine, Filestore, Memorystore, Cloud SQL, а также решения партнеров и торговых площадок.

Рекомендации по IP-адресу

Для трафика между экземплярами ВМ в Google Cloud, которые взаимодействуют с использованием внешних IP-адреса, топология сети не отображает ни одного подключения непосредственно между виртуальными машинами. Вместо этого Network Topology отображает трафик как если бы это было во внешнее место и из него с помощью двух соединения: одно соединение между первой ВМ и страной второй ВМ и другое соединение между второй ВМ и страной первой ВМ.

Особенности сетевого интерфейса

Топология сети визуализирует только трафик в первую сеть или из нее интерфейс ( nic0 ) виртуальной машины.

Для виртуальных машин, использующих для связи внутренние IP-адреса, топология сети отображает соединение только в том случае, если обе виртуальные машины обмениваются данными, используя свой первый сетевой интерфейс ( nic0 -to- nic0 ).

Для виртуальных машин, которые используют внешние IP-адреса для связи, топология сети обычно отображает два соединения, как описано в Соображения по поводу IP-адреса. Однако, если только один из виртуальных машин использует nic0 , топология сети отображает только соединение для этой ВМ.Например, если одна виртуальная машина обменивается данными через nic0 , а другая Виртуальная машина обменивается данными через nic1 , отображается только топология сети. соединение между nic0 VM и страной.

Несколько проектов

Network Topology визуализирует ресурсы в вашем проекте, или вы можете использовать облачный мониторинг, который может визуализировать метрики для нескольких Облачные проекты Google. При настройке Cloud Monitoring для доступа к метрики для нескольких проектов, топология сети может показать сетевой трафик, который проходит через несколько проектов.

Например, предположим, что у вас есть два экземпляра ВМ в двух разных проектах. vm-a находится в project-a , а vm-b находится в project-b . Оба экземпляра ВМ общаются друг с другом и находятся в общей сети VPC. Если вы только иметь видимость в project-b , топология сети показывает vm-b , но ничто не указывает на то, что он общался с vm-a . Однако, если вы настроить Cloud Monitoring для просмотра метрик для обоих проектов, Топология сети показывает vm-a , vm-b и их связь.

Cloud Monitoring особенно полезен для Shared VPC и сценарии сетевого пиринга VPC, в которых ресурсы или сети могут быть разные проекты. Для получения дополнительной информации см. Просмотр метрик для нескольких проектов.

Агрегация проекта

При просмотре нескольких проектов на графике топологии сети вы можете объединять объекты Google Cloud по проектам, а затем по их стандарту иерархии. Этот параметр позволяет просматривать ресурсы по проектам. Сущности за пределами Google Cloud, например внешние клиенты, не включены в агрегация проекта.

Например, если вы агрегируете по проекту, а затем расширяете проект, график показывает сущность региона для каждого региона, содержащего экземпляр виртуальной машины. если вы не использовать агрегацию проектов, на графике отображаются все объекты, как если бы они находились в тот самый проект. Чтобы включить агрегацию проектов, см. раздел «Агрегация». проекты.

Изменить объем проекта

Для просмотра нескольких проектов в топологии сети настройте метрики и добавить в нее отслеживаемые проекты.

Когда вы добавляете проекты в область метрик, эта область метрик позволяет вам отслеживать данные для проекта определения масштаба и отслеживаемых проектов.Из этого метрики, вы можете получить доступ к комбинированным метрикам проекта определения объема и отслеживаемые проекты. Для получения дополнительной информации см. Просмотр метрик для нескольких проектов.

Чтобы использовать существующую область метрик и отслеживать несколько Google Cloud проекты в одном представлении, выберите проект области действия с помощью Google Cloud Console средства выбора проекта или кнопки Изменить область . Вы также можете выбрать один мониторинг проекта с использованием этих опций.

Сбор и обновление данных

Network Topology охватывает шесть недель истории.

История топологии сети разделена на почасовые сегменты, которые начать в начале часа. Для каждого часового сегмента на графике показана базовая сущностей и их общение, которое произошло в течение этого часа. Например, если два экземпляра связывались друг с другом, а затем были уничтожены во время час, они появятся в этот час, даже если их больше не существует.

Визуализация сущностей и их соединений включает наложенные метрики на соединения, где это применимо.Топология сети также отображает отдельные диаграммы временных рядов, которые показывают такие показатели, как пропускная способность трафика между взаимодействующими объектами или загрузкой ЦП экземпляров ВМ. Время диаграммы серий не имеют тех же почасовых ограничений, что и визуализированные объекты, соединения и наложенные метрики.

Дополнительные сведения о просмотре метрик см. в разделе Использование Топология сети.

Настоящий сегмент

При просмотре текущего времени на графике топологии сети отображается часовой сегмент от предыдущего часа.Каждый раз, когда вы загружаете график, Топология сети показывает последний доступный сегмент.

Для получения более подробной информации о каждом компоненте и его данных во время текущий сегмент см. в следующей таблице.

Для этого компонента Данные взяты из этого периода времени И доступен в это время Пример
Организации и связи Предыдущий час Сразу после каждого часа 1 Если текущее время 13:19, на графике визуализируются объекты которые передавались с 00:00 до 13:00, но график может измениться.В 13:20 график зафиксирован и не изменится.
Наложенные значения показателей Последние 5 минут предыдущего часа 2 По мере того, как сущности и соединения становятся доступными Если текущее время 10:37 и текущий выбранный метрика Трафик , наложенные значения являются средними с 09:55 до 10:00.
Диаграммы временных рядов В режиме реального времени с историческими данными за указанный период времени.Таймфрейм по умолчанию показывает поминутные значения метрик из прошлого час. Доступные таймфреймы варьируются от 1 час до 6 недель 3 . Максимум через 7 минут после действия Если текущее время 10:37 и вы открываете диаграммы временных рядов для виртуальной машины вы видите поминутные значения метрик за час с с 09:37 до 10:37.

1 График может измениться в течение 20 минут после окончания часа.
2 Трафик и пакеты метрики потерь используют среднее значение за последние 5 минут, а латентность — медиану.
3 Интервал агрегации или частота выборки данных, зависит от срока. Например, таймфрейм 1 час имеет интервал агрегации 1 минута, в то время как таймфрейм 1 день имеет интервал агрегации 5 минут.

Прошлые сегменты

Для получения подробной информации о каждом компоненте и его данных при просмотре прошлые сегменты см. в следующей таблице.

Для этого компонента Данные взяты из этого периода времени Пример
Организации и связи Час, который вы выбираете из прошлого с 11:00 до 12:00 по сравнению с предыдущим днем
Наложенные значения показателей Последние 5 минут выбранного часа 1 Если вы выберете сегмент, который длится с 11:00 до 12:00 предыдущего дня, текущая выбранная метрика Трафик , наложенные значения являются средними из с 11:55 до 12:00.
Диаграммы временных рядов В режиме реального времени с историческими данными за указанный период времени. Таймфрейм по умолчанию показывает поминутные значения метрик из прошлого час. Доступные таймфреймы варьируются от 1 час до 6 недель 2 . Если вы установите таймфрейм графика временных рядов на 1 день , на диаграмме показаны значения метрик от текущего времени до 24 часов назад с использованием 5-минутного интервала агрегации.

1 Трафик и пакет метрики потерь используют среднее значение за последние 5 минут, а латентность — медиану.
2 Интервал агрегации или частота выборки данных, зависит от срока. Например, таймфрейм 1 час имеет интервал агрегации 1 минута, в то время как таймфрейм 1 день имеет интервал агрегации 5 минут.

Что дальше

что такое топология сети? каковы его преимущества

Что такое топология сети?

Поскольку сеть состоит из узлов и ребер, топология сети — это то, как компоненты сети организованы и связаны друг с другом.Поскольку сеть может быть организована по-разному, различные типы топологий влияют на производительность сети в зависимости от ее расположения. Каждая топология имеет свои положительные и отрицательные стороны, учитывая другие основные характеристики. Выбор точной топологии сети может зависеть от других факторов, таких как размер сети, цели и, что наиболее важно, накопленный бюджет. В этой статье основное внимание уделяется различным типам сетевых топологий, их плюсам и минусам, а также предлагается, какой тип следует применять в той или иной конкретной ситуации.

Топология сети — это то, как взаимосвязаны все различные активы сети, такие как узлы и различные устройства. Это можно представить как карту мира, где все места являются узлами, а дороги между ними — связующими звеньями, и как разные маршруты могут быть полезными в одних ситуациях и в то же время приводить к беспокойству в других обстоятельствах. Способ подключения этих устройств обеспечивает уровень производительности, безопасности и целостности.

Определение топологии сети

Два основных подхода к созданию топологии сети — логический и физический.Логическое представление топологии сети намного глубже и относится к более осмысленному контексту, например, к тому, как передаются данные, что придает им нитроускорение и что может выступать в качестве барьера, если организовано определенным образом. С другой стороны, физическое представление, как следует из названия, имеет дело с физической природой устройства (как соединены провода, устройства, кабели), имея дело с различными взлетами и падениями.

Типы топологии (выбор между вариантами)

Существует несколько типов сетевых топологий, каждый из которых подходит для определенной цели.Общие предпочтения топологии сети могут меняться в зависимости от масштаба вашей организации или цели, которую вы пытаетесь достичь. Изменение типа желаемой сети может не только сократить затраты на инфраструктуру, но и обеспечить более эффективную работу сети и более высокую производительность. Здесь будут обсуждаться четыре наиболее популярных типа топологий, а также их плюсы и минусы, включая топологию «точка-точка», «шина», «звезда» и «кольцо».

Самая простая топология, которая может быть указана в списке, — это топология «точка-точка», при которой сеть не является сложной и использует только один единственный канал между двумя узлами.Никаких барьеров, петель или других расширений не требуется для создания хорошо работающей двухточечной сети.

Существует несколько способов совместного использования информации в сети точка-точка, а именно:

Этот тип гарантирует, что данные или сигналы передаются в одном направлении, здесь один узел действует как передатчик, а другой — как приемник.

В этом режиме каждый режим не может принимать одновременно, но может передавать на другие узлы сети.

В этом типе режима оба узла в сети могут действовать как приемник и как передатчик.

Примером сети «точка-точка» может быть пульт дистанционного управления телевизором или пультом дистанционного управления переменного тока и т. д. Как и при попытке изменить каналы телевизора, инфракрасный свет (ИК) служит связующим звеном между двумя узлами и устанавливает соединение. также известный как сеть точка-точка.

Топология шины, как следует из названия, действует, когда автобусы путешествуют и забирают своих пассажиров из разных назначенных точек, аналогичный процесс здесь. Этот тип топологии в основном используется на уровне локальной вычислительной сети (LAN), и разные узлы подключаются к одной центральной линии, где узлы действуют как автобусные остановки, откуда данные принимаются и передаются по центральному основному каналу.Этими узлами могут быть все подключенные устройства, такие как ноутбуки, принтеры, сканеры и т. д., и они могут отправлять и получать сигналы через этот провод основного линейного канала.

 Концы этого центрального провода подключены к терминаторам, которые обеспечивают достижение конца сигнала и предотвращают дребезг данных. Отскок сигнала возникает, когда данные, поступающие с одного направления, проходят по каналам и пытаются вернуться к источнику, из которого они пришли, создавая проблемы в компьютерной сети. Это пытается снизить общую производительность сети, если в это время отправляется другой сигнал, и они оба сталкиваются.

Эта сеть требует меньших затрат и ее проще построить.

В этом типе сеть соединена и сформирована в виде звезды, где каждое устройство и периферийное устройство подключены к центральному концентратору. Единственный способ, с помощью которого устройства могут общаться друг с другом, — через центральный концентратор, и здесь нет прямой связи. Например; если устройство А должно отправить сигнал устройству Б, оно должно сначала отправить его на центральный концентратор, чтобы быть уверенным, что он будет передан дальше нужному приемнику.

Этот тип сети очень легко построить, так как для подключения устройств требуется только несколько проводов и центральный концентратор. Одна из основных проблем с этой топологией заключается в том, что если центральный концентратор выйдет из строя, это повлияет на всю систему и перестанет работать. Но действует надежно, так что если одно звено выходит из строя, остальная часть системы по-прежнему работает безупречно и продолжает работать.

Все эти топологии хорошо понятны из названий, здесь кольцо означает, что сеть создает кольцевую петлевую структуру, в которой каждые два устройства соединены и имеют по одному соединению с каждой стороны.

Связь здесь осуществляется путем отправки сигналов в одном направлении и продолжается до тех пор, пока желаемый получатель не получит их. Каждое устройство имеет повторитель, который передает сигналы вперед для чтения на следующем узле. Эта сеть очень щадящая, так как одно единственное звено или сбой одного устройства приведет к сбою всей сети. Поскольку у всего есть свои плюсы и минусы, этот тип топологии проще и дешевле в установке, но может привести к большим потерям данных с точки зрения проблем с трафиком данных.

Все вышеупомянутые типы сетевой топологии обладают определенными характеристиками, которые оказываются полезными в некоторых обстоятельствах, но могут привести к катастрофическим последствиям, если их выбрать в другой ситуации. Таким образом, необходимо хорошенько подумать, прежде чем принимать решение о типе топологии вашей сети, чтобы обеспечить максимальную производительность и минимизировать потери.

7 типов топологии сети (плюс определения и основные функции)

  1. Начало новой работы
  2. 7 типов топологии сети (плюс определения и основные функции)
Авторы редакции Indeed

2 апреля 2022 г. отвечает за поддержание и улучшение производительности компьютерной сети организации.Они разрабатывают, внедряют и управляют компоновкой или топологией каждой сети для улучшения ее функций. Если вы работаете сетевым администратором или делаете карьеру в этой области, вам может быть интересно узнать о различных типах сетевой топологии. В этой статье мы объясним, что такое топология сети, перечислим семь типов конфигураций и обсудим ключевые особенности топологии сети, чтобы помочь вам выбрать правильную настройку для различных обстоятельств.

Связанный: Все, что вам нужно знать о компьютерных сетях

Что такое топология сети?

Топология сети относится к тому, как различные компьютеры, устройства или узлы соединяются друг с другом в коммуникационной сети.Он описывает их физическое расположение и объясняет логический поток информации по сети. Топология компьютерной сети может состоять из одной физической топологии и нескольких логических топологий.

Физическая топология объясняет, как компьютеры, устройства или узлы соединяются друг с другом в сети в зависимости от их местоположения. Он включает в себя оценку физического расположения сетевых кабелей и рабочих станций. И наоборот, логическая топология объясняет, как данные передаются от одного устройства к другому на основе сетевых протоколов.Он оценивает, как устройства взаимодействуют друг с другом внутри. Таким образом, топология сети определяет виртуальную форму, расположение и структуру сети как с физической, так и с логической точек зрения.

Связано: Что такое сетевая диаграмма? (Плюс как его создать)

7 типов топологии сети

Существует семь основных типов топологии сети. Какой из них вы решите использовать, может зависеть от размера организации и конкретных потребностей. Вот обзор каждого из этих семи типов топологии сети, который поможет вам начать работу:

1.Топология сети «точка-точка»

Топология сети «точка-точка» — самый простой метод. Этот тип топологии сети предполагает соединение двух узлов или устройств с помощью общего канала. Эти два устройства могут быть двумя компьютерами, серверами, маршрутизаторами или коммутаторами, соединенными друг с другом кабелем. Топология сети «точка-точка» распространена в компьютерных сетях, компьютерной архитектуре и телекоммуникационных системах. Некоторые преимущества использования топологии сети «точка-точка»:

  • Высокая пропускная способность и скорость

  • Низкая задержка

  • Простота обслуживания P2P) Сеть?

    2.Топология шинной сети

    Топология шинной сети — это основополагающий метод, который многие сетевые администраторы используют для подключения всех устройств или узлов к одному основному кабелю с различными ответвлениями и ответвлениями. Ответвительные линии — это кабели, которые подключаются к основному кабелю, также известному как шина, а отводы — это отдельные разъемы. Это создает один канал для связи по всей сети. Когда кто-то использует свой компьютер для отправки сообщения через этот тип сети, все подключенные компьютеры знают об этом действии.

    Однако только получатель сообщения может принять его, проверив его адрес, прикрепленный к фрейму данных. Остальные компьютеры в топологии шинной сети автоматически отклоняют сообщение. Как только сообщение достигает адресата, терминатор удаляет эти данные из линии связи, чтобы предотвратить нарушение потока данных и отказ сигнала. Эта конфигурация часто является отличным вариантом для небольших сетей, поскольку каждый компьютер в сети работает независимо, имея доступ ко всем возможностям сети.Использование топологии шинной сети дает следующие преимущества:

    • Простота установки и реализации

    • Минимальное количество кабелей

    • Экономичность -точечные связи, соединяющие одно устройство с еще двумя устройствами, расположенными по бокам от него. Это создает кольцо устройств, через которое данные могут проходить, пока не достигнут целевого устройства.В этой конфигурации способ передачи сообщений от одного устройства к другому является круговым и однонаправленным. Каждое устройство или компьютер в кольце имеет доступ к сообщению в течение фиксированного периода времени, чтобы помочь с передачей. Когда сообщение достигает адресата, получатель удаляет данные. Некоторые из преимуществ использования топологии сети кольцевой сети включают в себя:

      • Легкая установка

      • Минимальная кабеля требуется

      • Столкновение данных

      . .Топология сети «звезда»

      Топология сети «звезда» является наиболее распространенной конфигурацией. В этой схеме каждое устройство или узел подключается к центральному сетевому концентратору. Устройства используют этот центральный концентратор для косвенной связи друг с другом. Если устройство хочет отправить или получить сообщение, оно должно сначала связаться с концентратором, чтобы действовать как промежуточное программное обеспечение между устройствами. Как только концентратор понимает, какой тип сообщения хочет отправить устройство, он передает его через широковещательную или одноадресную рассылку назначенным получателям.

      Для создания топологии сети «звезда» сетевые администраторы подключают каждое устройство к концентратору, используя один порт ввода-вывода и один кабель.Основная причина популярности звездообразной сетевой топологии заключается в том, что она повышает безопасность сети, предотвращая передачу данных через каждое устройство. Некоторые из других преимуществ использования топологии Star Network включают в себя:

      • Централизованный контроль

      • Легкая масштабируемость и реконфигурация

      • Эффективность

      5. Миш-сети Топ-топ-топалогия

      Mesh Topology. выделенный двухточечный канал между каждым устройством в сети.Это позволяет передавать данные напрямую между двумя устройствами, минуя другие устройства в той же сети. Существует два основных типа топологий ячеистой сети. Первая представляет собой полносвязную топологию сети. В этой конфигурации каждый узел соединяется с каждым другим узлом в сети.

      Вторая топология частично ячеистой сети. В этой схеме некоторые узлы не могут быть подключены к каждому отдельному узлу в сети. Связи между узлами в топологиях ячеистых сетей обоих типов обычно представляют собой симплексные связи, что означает, что данные перемещаются только в одном направлении.Однако некоторые сетевые администраторы могут заменить два симплексных канала дуплексными, чтобы данные могли передаваться между двумя узлами одновременно в обоих направлениях. Некоторые из преимуществ использования топологии сети сетей включают в себя:

      • Fast Communication

      • Больше конфиденциальности и лучшая безопасность

      • Снижение застой на каналах

      6. Tree Speat Topology

      Topology Tepology Stine STINTOLOG STINTOLOCS CONNETOLOG STINTOLOSAS STINTOLOG. сетей путем интеграции шинных сетей для создания иерархии родитель-потомок.В этой конфигурации каждый узел прямо или косвенно подключен к кабелю первичной шины. Для этого сетевые администраторы делят сеть на сегменты, что упрощает их обслуживание. Каждый сегмент состоит из основного концентратора, который соединяет все подчиненные концентраторы. Некоторые из преимуществ использования топологии древовидной сети включают в себя:

      • Увеличенное расстояние покрытия сети

      • Ограниченная потеря данных

      • Увеличенное количество прямых и непрямых узлов

      Статическая маршрутизация: руководство по организации компьютерных сетей

      7. Топология гибридной сети

      Топология гибридной сети объединяет как минимум две другие топологии сети. Этот тип конфигурации популярен, поскольку позволяет сетевым администраторам создавать практичные сетевые топологии, отвечающие уникальным потребностям каждой организации. Например, сетевой администратор может использовать шинную топологию сети для размещения как топологии сети «звезда», так и топологии сети «кольцо», используя ответвления и ответвления для соединения с ними.

      Это позволяет сетевым администраторам легко выбирать лучшие функции каждого типа сетевой топологии. Это также позволяет им настраивать сетевые топологии для различных отделов организации, чтобы улучшить поток данных и повысить безопасность по мере необходимости. Некоторые из преимуществ использования топологии гибридной сети включают в себя:

      • Увеличение объема узлов

      • Улучшенная гибкость

      • Увеличенная надежность

      Связанные: сеть. функции топологии сети

      Выбор правильной топологии сети может повысить эффективность передачи данных, снизить эксплуатационные расходы и оптимизировать распределение ресурсов.Понимание того, на каких функциях следует сосредоточиться при сравнении различных типов топологии сети, поможет вам принять взвешенное решение. Вот некоторые из ключевых характеристик топологии сети, которые могут различаться в зависимости от выбранной вами конфигурации:

      • Узлы. В сети узлы относятся к точкам подключения, точкам перераспределения и конечным точкам связи.

      • Кабели. Топология физической сети состоит из нескольких типов кабелей и оборудования, включая коаксиальные кабели, кабели с витой парой и оптоволоконные кабели.

      • Концентратор и коммутатор: Концентратор и коммутатор соединяют несколько устройств в сети, получают сообщения и передают их нужным узлам или устройствам.

      • Маршрутизатор: Маршрутизатор анализирует, получает и передает информацию между различными IP-сетями, определяя правильные IP-адреса исходного и конечного узлов.

      Понимание топологии сети — технические обзоры

      Сенсорные сети являются основой Интернета вещей (IoT) и Индустрии 4.0. Они предоставляют данные, которые управляют автоматизированными системами: как обратную связь для контуров управления, так и информацию о состоянии для всех компонентов (узлов) подключенных систем. Данные датчиков должны быть надежными и доступными как можно ближе к реальному времени, то есть с минимальной задержкой. Поэтому то, как эти данные передаются, имеет решающее значение. Существуют различные топологии для создания сетей сенсорной связи. Понимание их является ключом к построению успешной системы.

      Термин «топология сети» относится к расположению устройств связи в сети.Эти устройства могут принадлежать к одному из нескольких классов, включая серверы, клиенты, периферийные устройства, коммутаторы, концентраторы, повторители и маршрутизаторы. Структуру взаимосвязей можно рассматривать как то, как устройства связаны либо физически (физическая топология), либо как они связаны логически (логическая топология).

      Структуры базовой топологии
      Рис. 1. Топология «точка-точка»

      Из основных топологий стратегия межсоединения «точка-точка» наиболее проста для понимания. Как видно на рис. 1, две системы соединены через единую сетевую среду.Преимущество этой стратегии в том, что легко установить соединение и навсегда связать две конечные точки. При отсутствии необходимости в дополнительном оборудовании только две конечные точки представляют собой потенциальные точки отказа, а скорость соединения ограничивается только пропускной способностью среды межсоединений и физическими соединениями с конечными точками.

      Мы можем расширить базовую стратегию «точка-точка» с помощью технологий пакетной или коммутации каналов, которые позволяют устанавливать и разрывать соединение по требованию.Это предполагает, что мы добавляем какой-то сигнальный протокол, чтобы сообщить промежуточным коммутаторам, какие конечные точки должны быть подключены. Однако внедрение коммутаторов добавляет сложности, а также создает дополнительные потенциальные точки отказа.

      Шаг вверх — это шинная топология, в которой каждый из сетевых узлов подключен к общей широковещательной среде, называемой «шиной». Таким образом, каждый узел может видеть сетевой трафик любого другого узла в сетевом сегменте — все узлы являются частью единого широковещательного домена.

      Проблема с этой топологией заключается в том, что по мере увеличения количества сетевых узлов увеличивается вероятность того, что два узла попытаются передать данные одновременно. Это называется коллизией — говорят, что эти сетевые узлы находятся в одном и том же домене коллизий. Если две станции столкнутся, они прекратят передачу, подождут случайное количество времени, а затем попытаются повторно передать пакет в надежде, что случайная задержка поможет избежать дополнительных коллизий. Из-за этой случайности нет гарантии того, сколько времени потребуется для передачи сообщения.

      Token Ring
      Рис. 2. Топология кольца

      По мере увеличения сложности мы получаем кольцевую топологию. По сути, кольцевая сеть похожа на шинную сеть, в которой два конца кабеля соединены друг с другом (рис. 2). Каждая сетевая станция имеет два соединения: по одному с каждым из соседних сетевых узлов. Предотвращение коллизий в кольцевых сетях может быть достигнуто с помощью мультиплексирования с временным разделением (TDMA) или с помощью специального трехбайтового кадра, называемого маркером. Зная, что нам известно количество узлов в сети, мы можем определить максимальное количество времени, необходимое для передачи сообщения.

      Поскольку станция не может передавать без маркера, домен коллизий отсутствует. Следовательно, единственным практическим ограничением размера сети является максимальное время вращения токена, которое мы можем допустить.

      Несмотря на то, что кольца с передачей маркеров могут гарантировать производительность, каждый узел должен повторно передать маркер следующему узлу в кольце. Следовательно, кольцевые топологии страдают от того, что каждый узел может стать потенциальной точкой отказа. Если узел выйдет из строя, пока он держит токен, токен будет потерян, и его потребуется восстановить, что приведет к значительной задержке.

      Во избежание возможного отказа кольца часто используются два кольца, вращающихся в противоположных направлениях. Таким образом, если одно кольцо выходит из строя, другое все еще может работать. Затем у каждого узла есть шанс передать по любому кольцу, когда он получит токен в этом конкретном сегменте. С двумя токенами, циркулирующими в кольце, задержка всей сети значительно снижается.

      Звезда
      Рисунок 3. Топология сети «звезда»

      Если мы используем топологию сети «точка-точка» с централизованным коммутатором-концентратором или маршрутизатором, к которому подключен каждый узел сети, мы получим топологию сети «звезда» (рисунок 3).В звездообразной топологии каждая сетевая станция косвенно связана с каждым другим узлом, подключенным к тому же концентратору. Однако этот подход требует большего количества кабелей, и центральный концентратор становится единой точкой отказа. Несмотря на все необходимые кабели, с развитием технологий и переходом от коаксиального кабеля к неэкранированной витой паре (UTP), звездообразную топологию теперь относительно легко настроить и обслуживать.

      Mesh
      Рисунок 4. Полносвязная топология Mesh

      Если мы удалим центральный концентратор и соединим каждый из узлов с каждым из других узлов с помощью каналов точка-точка, мы получим топологию Mesh.Ячеистые сети могут быть либо полностью подключенными — каждый узел подключен к каждому другому узлу (рис. 4), либо частично подключенными — только некоторые узлы имеют подключения более чем к одному узлу (рис. 5). Множественные соединения помогают повысить надежность сети, предоставляя более одного пути к определенному узлу.

      К сожалению, поскольку количество подключений растет квадратично с количеством узлов, создание больших полносвязных ячеистых сетей нецелесообразно. Частично связанная сетка является хорошим компромиссом: мы предоставляем резервные каналы там, где это необходимо, и только одиночные каналы, если резервирование не требуется, как для некритичных узлов сети.

      Рисунок 5. Топология частично связанной сетки
      Дерево
      Рисунок 6. Топология дерева

      Наконец, если мы возьмем набор звездообразных сетей и соединим концентраторы вместе, используя что-то вроде топологии шины, мы получим древовидную (иерархическую) топологию (рис. 6). Отдельные узлы сети в топологии дерева называются листьями. Если мы теряем ссылку на определенный конечный узел, то только этот узел изолируется от сети. Если мы потеряем один из узлов, то весь участок сети может быть изолирован.При топологии шины «звезда» каждый кластер может представлять широковещательный домен для любого другого кластера. Интеллектуальные функции, встроенные в концентратор/коммутатор, затем могут обеспечить фильтрацию и изучение адресов, чтобы ограничить охват широковещательной рассылки локальным кластером. Это уменьшает болтовню между кластерами для лучшей поддержки масштабирования размера.

      Логическая и физическая топология

      В начале этой статьи мы определили сетевую топологию как имеющую физическое и логическое представление. Например, физически топология может выглядеть как звезда, но логически выглядеть как шина.Пример этой двойственности можно найти в сегодняшнем Ethernet. Каждый из узлов подключен к централизованному коммутатору, как и следовало ожидать от топологии «звезда». Однако коммутатор реализует широковещательный домен на уровне коммутатора, в котором каждый узел может осуществлять широковещательную рассылку на любой другой узел, подключенный к этому коммутатору. Поскольку каждый порт на коммутаторе представляет собой собственный уникальный домен коллизий, мы не должны видеть коллизии, если коммутатор не работает со сбоями.

      Другим примером является кольцевая сеть со звездообразной разводкой. Так называемый «кольцо в коробке» реализует стандартную передачу токена от станции к станции, но физическое подключение по-прежнему осуществляется по схеме «звезда».Хотя централизованный концентратор остается единственной точкой отказа, мы можем использовать кабели UTP и стандартную звездообразную проводку, чтобы избежать множественных точек отказа, характерных для традиционной сети Token Ring.

      Логическая связность в сети потенциально очень мало влияет на физическую топологию. Проектировщики сетей часто используют хорошо понятный подход физической звездообразной проводки с разнообразными логическими соединениями в зависимости от требований миссии. Звездообразные топологии легко прокладываются, а современные технологии цепей достаточно развиты, чтобы свести к минимуму проблемы, связанные с центральной точкой отказа концентратора.

      Беспроводные топологии

      Беспроводное соединение может быть реализовано с использованием тех же сетевых топологий. Например, обычная точка доступа Wi-Fi физически и логически представляет собой звездообразную сетевую топологию. Если мы подключим точки доступа к центральному коммутатору, мы получим топологию «звезда из звезд». Если мы затем подключим маршрутизатор, мы перейдем от топологии «звезда из звезд» к топологии с коммутацией пакетов.

      Примеры включают Bluetooth, который обычно является двухточечным (хотя недавно был анонсирован Bluetooth Mesh со спецификацией Bluetooth 5).Группа потоков (например, термостат Nest) использует топологию частичной сетки, как и некоторые режимы спецификации Zigbee. Advanced Metering Infrastructure (AMI) для домашних измерителей мощности также использует топологию с частичной сеткой.

      Топологии сетей с частичной ячеистостью обеспечивают некоторые реальные преимущества для беспроводных сенсорных сетей. Используя протоколы маршрутизации, мы можем расширить диапазон беспроводных соединений, если есть промежуточный узел, который находится в пределах досягаемости для каждого последующего перехода в сети.

      Резюме

      Это обсуждение призвано внести некоторую ясность в различные способы настройки и соединения сетей датчиков. Шаблоны этих сетевых взаимосвязей более формально называются топологиями. Каждая из этих топологий имеет сильные и слабые стороны, поэтому важно понимать доступные варианты и то, как они влияют на системные требования. Инженер-проектировщик также должен учитывать, что логические взаимосвязи не обязательно должны соответствовать лежащим в их основе физическим топологиям, на которых они реализованы.Создание сенсорной сети требует тщательного рассмотрения всех возможностей.

      Эта статья была написана Майком Андерсоном, техническим директором и главным научным сотрудником PTR Group, Inc. (Эшберн, Вирджиния). Для получения дополнительной информации нажмите здесь  .


      Еще от SAE Media Group

      Журнал Sensor Technology

      Эта статья впервые появилась в мартовском выпуске журнала Sensor Technology Magazine за 2018 год.

      Читать другие статьи из этого номера здесь.

      Больше статей из архива читайте здесь.

      ПОДПИСАТЬСЯ

      .

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.