Тип сети звезда: Топология сети: звезда, шина, кольцо

Содержание

Топология звезда - Архитектура ЛВС

Главная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом.

В сетях, использующих топологию "звезда", сетевой носитель соединяет центральный концентратор с каждым устройством, подключенным к сети. Физический вид топологии "звезда" напоминает радиальные спицы, исходящие из центра колеса. В этой топологии используется управление из центральной точки, а связь между устройствами, подключенными к сети, осуществляется посредством двухточечных линий между каждым устройством и центральным каналом или концентратором. Весь сетевой трафик в звездообразной топологии проходит через концентратор. Вначале данные посылаются концентратору, а затем концентратор переправляет их устройству в соответствии с адресом, содержащимся в данных. В сетях с топологией "звезда" концентратор может быть активным или пассивным. Активный концентратор не только соединяет участки среды передачи, но и регенерирует сигнал, т.е. работает как многопортовый повторитель. Благодаря выполнению регенерации сигналов, активный концентратор позволяет данным перемещаться на более значительные расстояния. В отличие от активного концентратора, пассивный концентратор только соединяет участки сетевой среды передачи данных.

Преимущества и недостатки топологии «звезда»

Большинство проектировщиков сетей считают топологию "звезда" самой простой с точки зрения проектирования и установки. Это объясняется тем, что сетевая среда выходит непосредственно из концентратора и прокладывается к месту установки рабочей станции. Другим достоинством этой топологии является простота обслуживания: единственной областью концентрации является центр сети. Также топология "звезда" позволяет легко диагностировать проблемы и изменять схему прокладки. Кроме того, к сети, использующей топологию "звезда", легко добавлять рабочие станции. Если один из участков сетевой среды передачи данных обрывается или закорачивается, то теряет связь только устройство, подключенное к этой точке. Остальная часть сети будет функционировать нормально. Короче говоря, топология "звезда" считается наиболее надежной. В некотором смысле достоинства топологии "звезда" могут считаться и ее недостатками. Например, наличие отдельного отрезка кабеля для каждого устройства позволяет легко диагностировать отказы, однако, это же приводит и к увеличению количества отрезков. В результате повышается стоимость установки сети с топологией "звезда". Другой пример: концентратор может упростить обслуживание, поскольку все данные проходят через эту центральную точку; однако, если концентратор выходит из строя, то перестает работать вся сеть.

Область покрытия сети с топологией «звезда»

Максимально допустимая длина отрезков сетевого кабеля между концентратором и любой рабочей станцией (их еще называют горизонтальной кабельной системой) составляет 100 метров. Величина максимальной протяженности горизонтальной кабельной системы устанавливается Ассоциацией электронной промышленности (Electronic Industries Association, EIA) и Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (Telecommunications Industry Association, TIA). Эти две организации совместно создают стандарты, которые часто называют стандартами EIA/TIA. В частности, для технического выполнения горизонтальной кабельной системы был и остается наиболее широко используемым стандарт EIA/T1A-568B. В топологии "звезда" каждый отрезок горизонтальной кабельной системы выходит из концентратора, во многом напоминая спицу колеса. Следовательно, локальная сеть, использующая этот тип топологии, может покрывать область 200x200 метров. Понятно, бывают случаи, когда область, которая должна быть покрыта сетью, превышает размеры, допускаемые простой топологией "звезда". Представим себе здание размером 250x250 метров. Сеть с простой звездообразной топологией, отвечающая требованиям к горизонтальной кабельной системе, устанавливаемым стандартом

EIA/TIA-568B, не может полностью покрыть здание с такими размерами. Рабочие станции находятся за пределами области, которая может быть накрыта простой звездообразной топологией, и, как и изображено, они не являются частью этой сети. Когда сигнал покидает передающую станцию, он чистый и легко различимый. Однако по мере движения в среде передачи данных сигнал ухудшается и ослабевает — чем длиннее кабель, тем хуже сигнал; это явление называется аттенюацией. Поэтому, если сигнал проходит расстояние, которое превышает максимально допустимое, нет гарантии, что сетевой адаптер сможет этот сигнал прочитать.

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).

Топология сети | KV.by

Продолжая разговор о построении сетей, начатый в предыдущих номерах "КВ" (См. №№ 16 и 22), рассмотрим сегодня такое понятие как топология сети, или архитектура ее построения.

Простые сети строятся, как правило, либо по принципу, условно говоря, "последовательного" соединения компьютеров, либо по схеме "звезда". Рассмотрим их в определенной исторической последовательности.

"Последовательное" соединение подразумевает наличие общего кабеля, к которому подключаются отдельные рабочие места. Причем, кабель может быть общим как физически, так и логически.

На сегодняшний день наиболее известны 2 варианта последовательного соединения. Это, так называемые, "толстый" и "тонкий" Ethernet.

Исходную идею "толстого" Ethernet'а можно, наверное, сформулировать так: основу сети составляет кабель, к которому подключаются рабочие места пользователей (см. рис.1).

Рис. 1. Общая шина: “толстый” Ethernet

Данный тип сети обычно строится по стандарту 10Base-5. Он использует в качестве среды передачи данных коаксиальный кабель с диаметром центрального медного провода 2,17 мм и внешним диаметром около 10 мм (отсюда и название "толстый" Ethernet).

Сегмент кабеля может иметь максимальную длину 500 м. При большей длине устанавливаются повторители, в народе - repeater'ы, которые представляют собой что-то вроде ретранслятора, поскольку на больших расстояниях возникает проблема затухания сигнала. На концах кабеля устанавливаются согласующие терминаторы (заглушки) сопротивлением 50 Ом, поглощающие распространяющиеся по кабелю сигналы и препятствующие возникновению отраженных сигналов.

Компьютеры подключаются к кабелю при помощи специального приемопередатчика - трансивера. Трансивер устанавливается непосредственно на кабеле и питается от сетевого адаптера компьютера. Трансивер может подсоединяться к кабелю как методом прокалывания, так и путем вставки между отрезками кабеля. Трансивер соединяется с сетевым адаптером интерфейсным кабелем AUI (Attachment Unit Interface) длиной до 50 м, состоящим из 4 витых пар (адаптер должен иметь разъем AUI). Допускается подключение к одному сегменту не более 100 трансиверов, причем расстояние между подключениями трансиверов не должно быть меньше 2,5 м.

К достоинствам "толстого" Ethernet'а стоит отнести, прежде всего, низкую вероятность физического повреждения такого кабеля, или, иначе говоря, высокую надежность. Другое немаловажное его достоинство - длина кабеля без повторителей (500 м), что позволяет достаточно просто добавлять новые рабочие места, например, методом прокалывания общего кабеля для подключения трансиверов.

Но, увы, есть у него и ряд недостатков. Это и сложность прокладки такого жесткого кабеля, и его стоимость, и необходимость заранее предусмотреть подводку кабеля ко всем возможным местам установки компьютеров.

Поэтому в свое время чаще использовался "тонкий" Ethernet. Условно говоря, его исходная идея состоит в следующем - основу сети составляет не кабель, а рабочие места.

В этом случае сеть строится по стандарту 10Base-2. В качестве передающей среды используется коаксиальный кабель с диаметром центрального медного провода 0,89 мм и внешним диаметром около 5 мм. Максимальная длина сегмента без повторителей составляет 185 м. Сегмент должен иметь на концах согласующие терминаторы 50 Ом.

Станция подключаются к кабелю с помощью T-коннектора, который представляет собой тройник, один отвод которого соединяется с сетевым адаптером, а два других - с двумя концами разрыва кабеля. Максимальное количество станций, подключаемых к одному сегменту, 30. Минимальное расстояние между станциями - 1 м.

Топология сегмента сети стандарта 10Base-2 показана на рисунке 2.

Рис. 2. Общая шина: “тонкий” Ethernet

Построение такой сети гораздо проще, чем в предыдущем случае, поскольку требуется, по сути дела, простое подключение компьютеров друг к другу, от точки к точке.

На этом же примере хорошо видна разница между физически общим кабелем и логическим его представлением. Т.е., физически сеть составлена из отдельных отрезков кабеля, но логически все они вместе образуют все ту же общую шину.

Реализация этого стандарта на практике приводит к наиболее простому решению еще и потому, что для соединения компьютеров, кроме кабеля, требуются только сетевые адаптеры и Т-коннекторы.

Однако этот вид кабельных соединений наиболее сильно подвержен авариям и сбоям: кабель восприимчив к повреждениям и помехам, в канале имеется большое количество механических соединений (каждый T-коннектор дает три механических соединения, два из которых имеют жизненно важное значение для всей сети), пользователи имеют доступ к разъемам и могут нарушить целостность канала. Кроме того, в практике довольно часто бывают случаи, когда при разных контурах заземления возможно выгорание адаптеров.

Наконец, эстетика и эргономичность этого решения оставляют желать лучшего, так как от каждой станции через T-коннектор отходят два довольно заметных провода, которые под столом часто образуют моток кабеля - запас, необходимый на случай даже небольшого перемещения рабочего места.

Другой тип топологии сети - "звезда" - включает в себя, помимо кабеля и сетевых аксессуаров в виде различных коннекторов, так называемое активное сетевое оборудование, через которое и осуществляется соединение компьютеров между собой. Минимальный вариант - это концентратор (Hub). В качестве коммуникационной среды здесь обычно используется уже не коаксиальный кабель, а витая пара.

На рис. 3 приведен пример построения такой сети.

Рис. 3: Топология сети “звезда” (Стандарт 10BaseT)

Количество подключаемых компьютеров определяется количеством портов Hub'а (от 2-х до 24-х). С обзором белорусского рынка концентраторов можно познакомиться в одном из предыдущих материалов Юрия Дроздова (См. "КВ" № 9)

Максимальное расстояние отрезка витой пары между двумя непосредственно связанными узлами (компьютерами и концентратором) - не более 100 м. При этом следует использовать витую пару качества не ниже категории 3.

Сети, построенные по такой архитектуре, обладают, по сравнению с коаксиальными вариантами Ethernet'а, многими преимуществами. Эти преимущества связаны, прежде всего, с разделением общего физического кабеля на отдельные отрезки, подключенные к центральному коммуникационному устройству (концентратору). И хотя логически эти отрезки по-прежнему образуют одну общую шину, их физическое разделение позволяет контролировать их состояние и отключать отдельные участки сети в случае различных сбоев - физического повреждения кабеля, короткого замыкания или неисправности сетевого адаптера.

Это обстоятельство существенно облегчает эксплуатацию подобных сетей и является главной отличительной особенностью топологии "звезда" от последовательного соединения. Теперь повреждения общего канала не являются критичными как раньше, где любой разрыв приводил к выходу из строя всей системы. Кроме того, активное оборудование, в том числе и концентратор, автоматически выполняет ряд функций, облегчающих работу администратора сети, например, сигнализирует о вышедшем из строя участке сети и т.д.

Еще один важный момент - скорость передачи данных. Витая пара в совокупности с соответствующим оборудованием позволяет повысить производительность сети от 10bps до 100Mbps.

В целом, опять же условно, исходную идею построения сети по схеме "звезда", можно, наверное, обозначить так: главное в сети - не кабель и не рабочие места, а места стыковки рабочих мест между собой, узлы соединения, где устанавливается специальное активное оборудование.

Сравнивать тот или иной вариант лучше всего, ориентируясь на некоторые уже выявленные на практике параметры оценки. По отношению к сети в качестве таковых являются следующие характеристики: надежность, производительность, масштабируемость и, конечно, стоимость.

По отношению к "толстому" Ethernet'у стоит сказать, что, несмотря на его высокую надежность, он сегодня используется весьма редко и практически уже уступил место другим вариантам построения сети. Это связано и с материальными затратами, которые порой могут превышать стоимость сети, построенной на оптике, и со сложностью монтажных работ.

Сравнивая же "тонкий" Ethernet и "звездную" архитектуру сети, можно отметить, что единственным недостатком последней является необходимость дополнительных затрат на приобретение активного сетевого оборудования. Но эти затраты существенным образом компенсируются такими важными преимуществами, как надежность, производительность и масштабируемость. В частности, при превышении определенного количества пользователей в сети "тонкий" Ethernet явно проигрывает топологии "звезда" и по производительности, и по надежности, тогда как последняя за счет того же активного оборудования в стыковочных узлах позволяет осуществлять масштабирование сети в разнообразных вариантах без ущерба качеству ее работы.

Таким образом, в последнее время "звездная" архитектура сети все более уверенно лидирует на рынке. Можно сказать, что "тонкий" Ethernet используется сегодня главным образом в тех случаях, когда на первом месте стоит вопрос цены либо какие-то специфические условия. Если же для сети главное - качество ее работы, то топология по схеме "звезда" - наиболее оптимальный вариант.

Максим СВАНОВ,
ПКП "Веспол",
[email protected]

P.S. Автор выражает благодарность сотрудникам ЗАО "АлтоЛан" за технические консультации при подготовке данного материала.

Сеть типа клиент-сервер

Под сетью типа клиент-сервер понимают сеть, в центре которой находится мощный PC (называемый сервером или файловым сервером), соединенный с отдельными рабочими станциями (клиентами). Такое соединение компьютеров называют сетью типа клиент-сервер.

Отдельные рабочие станции используют ресурсы сервера, поэтому могут быть оснащены более скромно. Управление сетью, в смысле управления отдельными рабочими станциями, а также контроль за периферийными устройствами сети, такими как модемы, факсы и т. д., осуществляется специальным мощным сетевым программным обеспечением. Топология таких сетей может быть различной.

Топология "звезда"

В сети с топологией "звезда" файловый сервер находится в центре (рис. 24.4).

Рис. 24.4. Топология "звезда"

Сеть такого типа имеет свои достоинства.

П Повреждение кабеля является проблемой для одного конкретного компьютера и в целом не сказывается на работе сети.

П Просто выполняется подключение, т. к. рабочая станция должна соединяться только с сервером.

П Надежный механизм защиты от несанкционированного доступа.

П Высокая скорость передачи данных от рабочей станции к серверу.

Кроме достоинств, имеются и недостатки. Перечислим их.

П Если географически сервер находится не в центре сети, то подключение к нему отдельных удаленных рабочих станций может быть затруднительным и дорогим.

П В то время как передача данных от рабочей станции к серверу (и обратно) происходит быстро, скорость передачи данных между отдельными рабочими станциями мала.

П Мощность всей сети зависит от возможностей сервера. Если он недостаточно оснащен или плохо сконфигурирован, то будет являться "тормозом" для всей системы.

П Невозможна коммуникация между отдельными рабочими станциями без сервера.

Кольцевая топология В случае кольцевой тополгии все рабочие станции и сервер соединены друг с другом по кольцу, по которому посылаются данные и адрес получателя. Рабочие станции получают соответствующие данные, анализируя адрес посланного сообщения. Топология такой сети показана на рис. 24.5.

Достоинства:

П т. к. информация постоянно циркулирует по кругу между последовательно соединенными PC, то существенно сокращается время доступа к этим данным;

П нет ограничений на длину всей сети, т. е. имеет значение только расстояние между отдельными компьютерами.

Недостатки:

П время передачи данных увеличивается пропорционально числу соединенных в кольцо компьютеров;

П каждая рабочая станция причастна к передаче данных. Выход из строя одной станции может парализовать всю сеть, если не используются специальные переходные соединения;

П при подключении новых рабочих станций сеть должна быть кратковременно выключена.

Рис. 24.5. Кольцевая топология Шинная топология Сеть с шинной топологией похожа на центральную линию, к которой подключены сервер и отдельные рабочие станции. Она получила широкое распространение, что, прежде всего, можно объяснить небольшими потребностями в кабеле и высокой скоростью передачи данных.

Для исключения затухания электрического информационного сигнала вследствие переотражений в линии связи такой сети на концах линии устанавливаются специальные заглушки, называемые терминаторами (рис. 24.6).

Достоинства:

П небольшие затраты на кабели;

П рабочие станции в любой момент времени могут быть установлены или отключены без прерывания работы всей сети;

П рабочие станции могут коммутироваться друг с другом без помощи сервера.

Недостатки:

П при обрыве кабеля выходит из строя весь участок сети от места разрыва;

П возможность несанкционированного подключения к сети, поскольку для увеличения числа рабочих станций нет необходимости в прерывании работы сети.

Рис. 24.6. Шинная топология

⇐Топология сети | Аппаратные средства PC | Компоненты локальной сети⇒

Топологии сетей передачи данных

Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационное оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам физические или информационные связи между вершинами.

Полносвязная топология

Полносвязная топология

В данной топологии для связи N узлов требуется N(N-1)/2 физических дуплексных линий связи. Преимуществом данной топологии является то, что она соединяет каждый узел с каждым. Таким образом, в случае выхода одного из узлов из строя, не происходит нарушения функционирования остальных узлов в сети, построенной на данной топологии.

Но на практике данный вид топологии не применяется, поскольку является крайне дорогим вариантом построения сети.

Ячеистая топология

Ячеистая топология

Данная топология получается из полносвязной путём удаления некоторых связей между узлами. С точки зрения надежности, данная топология является менее надежной, чем полносвязная, но в тоже время и более дешевой, за счёт уменьшения расходов на организацию избыточных связей.

Данный тип топологии зачастую используется в Глобальных (WAN) и Городских Сетях (MAN). Технологии, в которых применяются данные типы топологий, могут быть как системами Ethernet, так и системами SDH/SONET.

Кольцевая топология

Кольцевая топология

В кольцевой топологии, как видно из названия, все узлы объединены в кольцо. Данные в кольце могут передаваться либо в одном из направлений, либо в обоих сразу, в зависимости от технологии локальной сети, которая применяется в каждом конкретном случае.

Данная топология является достаточно надежной, поскольку обеспечивает саморезервирование. Каждый узел соединяется с двумя соседними, и в зависимости от состояния связей передаёт данные либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки.

В итоге резервирование сети обеспечивается наличием двух путей передачи данных от начального узла к конечному, а также своевременными ремонтными работами на сети передачи данных в случае выхода из строя одного из узлов или одной из связей.

Звездообразная топология

Звездообразная топология

Возникновение звездообразной топологии обусловлено с появлением такого телекоммуникационного оборудования, как коммутаторы и концентраторы, которые коммутируют передачу данных между конечными узлами сети.

В данной топологии коммутатор выступает центральным узлом, через который осуществляется передача данных между остальными узлами.

Преимуществами подобной топологии являются простота организации сети передачи данных, увеличение эффективности используемой среды передачи данных, возможность администрирования сети и разграничение доступа пользователей к ресурсам сети.

К недостаткам можно отнести то, что коммутатор в данном случае является критичной точкой отказа, но в случае с конечными пользователями (не учитываем роль коммутатора, как магистрального узла, объединяющего другие коммутаторы) данное обстоятельство нивелируется преимуществами подобной топологии.

Иерархическая звезда, дерево

Иерархическая звезда

Данная топология является распространённым вариантом построения современных сетей передачи данных. В данном случае коммутаторы объединяются в основную звезду, которая организует магистральные каналы передачи данных, а от неё отходят ветки, к которым подключаются узлы конечных пользователей.

Резервированию в данной топологии подвергаются только магистральные каналы. Достигается это либо организацией ячеистой топологии между коммутаторами, либо организацией кольцевой топологии, опять же между коммутаторами.

Типы подключения ТЭНов типа ЗВЕЗДА или ТРЕУГОЛЬНИК для трехфазной сети: схемы и примеры :: информационная статья компании Полимернагрев

Трубчатые электронагреватели являются самым популярным типом нагревательных элементов как в промышленности, так и в бытовых приборах. Каждый электрический ТЭН, даже если он рассчитан на 220В, может подключаться как к однофазной, так и к трехфазной сети. Давайте подробно рассмотрим, какие типы подключения к трехфазной сети для нагревателей существуют и какие требования к характеристикам ТЭНов предъявляются для них.

Для подключения электронагревательных элементов к 3-фазной сети применяются такие виды схем:

Если мы имеем не специальные нагреватели, типа блок ТЭНов или сухие керамические ТЭНы, а обычные трубчатые ТЭНы, то для получения равномерной нагрузки необходимо иметь на каждой фазе трехкратное количество электронагревателей. То есть минимальное количество нагревателей будет равно 3. При этом в технических параметрах ТЭНов напряжение питания может быть как 380, так и 200 Вольт.

Для электронагревательных ТЭНов с параметрами напряжения электропитания 220 В нужно использовать тип подключения к 3-фазной сети типа ЗВЕЗДА. А для тех, которые производятся с характеристикой напряжения равной 380 Вольт, возможно применять обе схемы подключения: и вариант ЗВЕЗДА и вариант ТРЕУГОЛЬНИК.

Вариант подключения к трехфазной сети питания типа ЗВЕЗДА

Тип ЗВЕЗДА применяется в сухих ТЭНах от компании Полимернагрев в варианте подключения № 3 с четырьмя болтами в качестве типа токовывода. Также тип подключения «звезда» может применяться при подключении блок ТЭНов ТЭНБ. В данных случаях подключение нагревательных спиралей производится по следующей электрической схеме:

Давайте теперь рассмотрим, как можно подключить нагреватели по данной схеме, если у нас имеются в наличии не специальные, а стандартные электрические воздушные или водяные металлические ТЭНы.

К питающему напряжению должен подключаться только один вывод от каждого ТЭНа. Именно поэтому для подключения к трехфазной сети у нас должно быть кратное трем количество электронагревателей. Остальные же контактные выводы, которые не подключены к напряжению, должны быть соединены в одну так называемую нулевую точку.  Таким образом, мы получаем трехпроводную соединенную нагрузку.

Давайте подробно рассмотрим схему трехпроводного соединения на 380 В для включения 3-х водяных ТЭНов. На первом рисунке вы можете рассмотреть описанную выше схему включения ТЭНов, а на втором к схеме добавляется специальное устройство для подачи напряжения на ТЭНы с защитными переключателями. Как четко видно на схеме, каждый второй токовывод нагревателя подается на фазы А, В и С, а остальные же соединяются вместе. 


Подключая ТЭНы таким образом мы получаем значение напряжения электропитания на каждом электротэне между подключением к сети и нейтральной точкой равное 220 В.

В приведенной схеме можно увидеть, что выводы нагревателей справа подсоединены к фазам А, В, С. Выводы, которые находятся слева — соединяются в общей нейтральной точке. Рабочее напряжение между выводами справа и нейтральной точкой равно 220 Вольт.

Также есть вариант подключения к трехфазной сети ЗВЕЗДА, который использует четырехпроводную схему. При таком способе применяют трехфазное питание с напряжением 230В, а нулевую точку подают на нейтраль источника электропитания.

Тут так же, как и в предыдущем случае, одни выводы соединяются в нулевую точку, а другие подводятся к трехфазной сети. Если соединение с нулевой точкой передавать на нулевую шину источника электропитания, мы получим на каждом нагревателе между питанием и нулем напряжение в 220-230В.

Когда возникает необходимость в полном отключении питания на нагреватели, нужно применять выключатели типа 3+n или же 3р+n, способные функционировать в автоматическом режиме. Автоматы данного типа могут использоваться для полного перевода всех силовых электроконтактов на полностью автоматический рабочий режим.

Давайте рассмотрим, как же на практике следует применять тип подключения ЗВЕЗДА, на примере монтажа ТЭНов в электрокотле.

Подключение нагревателей по схеме ЗВЕЗДА для электрокотла

В электрических нагревательных котлах ТЭНы могут подключаться различными способами, но для демонстранции схемы подключения по типу ЗВЕЗДА опишем вариант установки сухих ТЭНов к 3-фазной сети питания с напряжением 220В.

Высокая мощность водяных сухих ТЭНов накладывает определенные требования к качеству соединений. Надежность соединений должна быть обеспечена высоким качеством термостойких проводов и строгим соответствием всех действий описанной в инструкции схеме.


Первое, что нужно сделать, это при подключении фазных поводов произвести накрутку гайки M4. Далее вам необходимо наложить шайбу и установить кольцевой наконечник провода питания. Следующим шагом будет наложение еще одной такой же шайбы, поверх которой помещается еще одна специальная пружинная шайба гровер. И это все нужно надежно зафиксировать гайкой M4.

Провода, которые выводятся на нейтральную фазу, крепятся при помощи болта типа M8. Провод нейтрали нужно поместить в перемычку, которая находится между контактами отверстий ТЭНа.

Обязательно заземлите корпус нагревательного элемента и проводов питания после того, как подключите все провода на питающие и нулевые контакты ТЭНа. В большинстве случаев в стандартных электрокотлах болт заземления располагается с левой стороны около блока с ТЭНами. К нему мы и должны присоединить провод для заземления.

После подключения проводов следует провести заземление корпуса нагревателя и проводов подключения ТЭНа. Обычно у котлов для заземления с левой стороны у блока электронагревателей находится болт, к которому и следует подключать проводник заземления.

Вы можете использовать для заземления как отдельный провод уравнения потенциалов, так и провод с клеммника заземления блока управления.

Наглядно все вышеописанное вы можете посмотреть на рисунке ниже в виде схемы и фото подключения ТЭНа.


Если вы сделали все в четком соответствии инструкции, подключение блок Тэна электрокотла можно считать завершенным. Останется лишь вернуть защитный кожух на блок нагрева.

В электрических котлах управление нагревом осуществляется на основе данных от термодатчиков. Терморегулирующие устройства находятся на основной панели управления котла. На терморегулятор будут подаваться данные о температуре ТЭНа и температуре теплоносителя. На основе этих показаний и установленных на терморегуляторе настройках автоматикой принимается решение о подаче или отключении питания нагревательных элементов. Пока температура будет меньше установленной, будет подаваться питание, и Тэны будут производить нагрев, а при достижении или превышении порогового значения питание будет отключено и ТЭН прекратит нагреваться. При остывании до нижнего порога ТЭН опять включится.

Терморегулятор позволяет человеку всего один раз установить температуру (верхний и нижний порог) и потом работа электрокотла будет осуществляться в автоматическом режиме, а температура будет поддерживаться на нужном уровне.

Есть вариант использования терморегуляторов с несколькими типами термодатчиков, которые будут не только контролировать нагревание самого ТЭНа, но и температуру воздуха в помещении. Для этого термодатчик нужно установить на расстоянии от котла и теплоносителя.

Вариант подключения к трехфазной сети питания типа ТРЕУГОЛЬНИК

Рассмотрим на схеме второй вариант подключения нагревательных элементов к трехфазной сети под названием ТРЕУГОЛЬНИК. 

При данном варианте нагреватели соединяются между собой последовательно. У нас в итоге должно сформироваться три плеча для фазы А, В и С.  Для примера:

  1. Для А фазы – соединяем первый вывод ТЭНа №1 и первый вывод ТЭНа №2

  2. Для В фазы – соединяем второй вывод ТЭНа №2 и второй вывод ТЭНа №3

  3. Для С фазы – соединяем второй вывод  ТЭНа №1 и первый вывод ТЭНа №3

Теперь, когда мы познакомились с двумя типами подключения ТЭНов, можно рассмотреть зависимость мощности и температуры нагревателей от типа схемы подключения.

Зависимость температуры и мощности нагрева от варианта схемы подключения

Мощность нагревателя – это очень важный параметр, на который многие покупатели ориентируются при покупке ТЭНа. По сути же мощность ТЭНа зависит только от показателя сопротивления греющей спирали. Конечно же, если не использовать трансформаторы и питание от определенной сети будет постоянным. Данное свойство зависимости можно легко вычислить, воспользовавшись простой формулой из школьного курса физики:

Мощность (P) = Напряжение (U) * Сила тока (I)

В данном случае за величину напряжения берем разницу потенциалов между выводами электрического ТЭНа, а силу тока нужно измерять ту, которая будет протекать по греющей спирали.

Силу тока можно вычислить по формуле I=U/R, где R – электрическое сопротивление нагревательной спирали. Теперь подставим данное значение в формулу мощности, и получится, что мощность ТЭНа зависит только от напряжения и сопротивления.

Таким образом, делаем вывод, что при постоянном напряжении сети питания мощность электронагревателя будет меняться только при изменении сопротивления.

Значение сопротивления резистивного элемента в основной массе нагревателей имеет прямую зависимость от значения выделения температуры. Но в нагревателях с нихромовой или фехралевой спиралью, к примеру, в пределах сотни-другой градусов сопротивление практически не изменяется.

В ситуации с высокотемпературными нагревателями из карбида кремния или дисилицид молибдена картина будет совсем другой. В выскотемпературных нагревателях с увеличением температуры сопротивление падает очень значительно в пределах от 5 до 0,5 Ом, что делает их очень выгодными с точки зрения потребления электроэнергии в печах.

Но из-за данного качества высокотемпературных КЭНов их нельзя подключать напрямую даже к сети питания 220В, не говоря уже о 380В. Технически можно произвести подключение к 220в КЭНы, если соединить их последовательным образом. Однако при данном способе будет невозможно контролировать мощность и температурную выработку нагревателей в печи. Для подключения высокотмепературных нагревателей неметаллического типа следует использовать специальные регулируемые трансформаторы или же стандартные статистические ЭМ устройства.


В компании Полимернагрев вы можете купить электронагреватели, которые производятся специально с учетом подключения к трехфазной сети питания. Это сухие керамические ТЭНы, блок Тэны для воды и трехстержневые КЭНы. Тип подключения данных нагревателей зависит от показателя напряжения по схеме звезды или треугольника.

При подключении электрических Тэнов в соответствии со схемой ТРЕУГОЛЬНИК соединяются три нагревательных спирали, у которых равные значения сопротивления и на питание будет подано 380В. Подключение ТЭНов ЗВЕЗДА подразумевает наличие нулевого вывода, а на каждый элемент нагрева будет подаваться 220В. Нулевой провод позволяет подключать потребители с разным значением сопротивления.

Если у вас остались вопросы по типам подключения нагревателей к трехфазной сети, вы можете обратиться к нашим специалистам по телефону в Москве или задайте свой вопрос в форме ниже, мы постараемся подробно ответить вам в самые кратчайшие сроки.

КОМПЬЮТЕРНЫЙ ВОДОПРОВОД | Наука и жизнь

О больших компьютерных сетях, в частности об Интернете, в последнее время пишут и говорят буквально на каждом шагу. В то же время местные локальные вычислительные сети - чрезвычайно полезные и очень распространенные - незаслуженно остаются в тени. Публикуемые материалы, конечно же, не в состоянии ликвидировать эту несправедливость, но помогут, видимо, задуматься о полезности локальных сетей, а кого-то и подтолкнуть к быстрейшему созданию этих несложных и часто очень нужных систем. В этом номере раздел "Человек и компьютер" ведет начальник отдела автоматизированных систем управления Мострансагентства И. Черменев.

Основные типы сетевых топологий.

Типичная мини-локальная сеть на компьютерах с Windows 95.

Пример большой локальной сети в двухэтажном учреждении, состоящей из трех сегментов: 100 Мбит/с на витой паре (второй этаж здания), 10 Мбит/с на коаксиальном кабеле (1 этаж) и 10 Мбит/с на витой паре (удаленный филиал).

Сетевая плата фирмы 3Com, рассчитанная на работу в сетях Ethernet на скорости 10 Мбит/с. Имеет три различных разъема для подключения разных типов кабелей.

Что такое локальные вычислительные сети (ЛВС) и для чего они нужны? Локальная сеть - это, попросту говоря, средство объединения компьютеров, расположенных недалеко, в пределах нескольких сотен метров друг от друга. Потребность в такой сети возникает, когда какая-то работа выполняется на нескольких компьютерах и нужно как минимум обеспечить обмен данными между ними. Конечно, для переноса информации с одного персонального компьютера (ПК) на другой можно пользоваться дискетами, однако файлы данных сейчас порой такие, что на одной дискетке их не уместить, и копирование дискет превращается в долгую утомительную процедуру. Образно говоря, переносить данные с помощью дискет - это то же самое, что носить воду ведрами: медленно, неудобно да и расплескать можно, гораздо приятнее пользоваться водопроводом. Роль такого водопровода как раз и играют локальные вычислительные сети.

Самая простая сеть

В простейшем случае два ПК можно соединить через так называемые последовательные порты (см. "Наука и жизнь" № 2, 1998 г.) с помощью специального кабеля, который иногда можно заменить тремя обычными проводами. Затем на обоих компьютерах следует запустить специальные коммуникационные программы, например, входящие в состав общеизвестного Norton Commander'а. В этом случае один из компьютеров становится ведущим (master, дословно - хозяин), а другой - ведомым (slave, дословно - невольник). Ведущий компьютер посылает по одному из проводов кабеля серию электрических импульсов, которая представляет собой команду, запрос - какую именно информацию с диска slave-компьютера желает получить master-компьютер. Получив и обработав эту команду, slave-компьютер извлекает требуемые данные со своего жесткого диска и отсылает их по другому проводу того же кабеля. Оператор, работающий на master-компьютере, этот сложный процесс совершенно не замечает: для него все выглядит так, словно на его ПК появился еще один жесткий диск, который как будто переставили с одной машины на другую. Оператор получает возможность манипулировать обоими дисками - создавать, удалять и редактировать файлы и свободно переносить их с диска на диск, а значит, с компьютера на компьютер.

Сеть начинается с кабеля

Рассмотренный выше пример представляет собой простейшую локальную сеть, имеющую, к сожалению, множество недостатков. В их числе и низкая скорость передачи данных, и ограниченное расстояние между компьютерами - всего несколько метров. Хуже того, описанная схема не предусматривает соединения в сеть более двух ПК. Для повышения скорости и дальности передачи необходимо прежде всего заменить соединительный кабель. Хороший кабель может передавать как минимум несколько мегабит информации в секунду на расстояние в десятки метров. Мегабит в секунду можно считать эквивалентом переменного тока с частотой в один мегагерц. Если пустить столь высокочастотный ток по обычным проводам, то их индуктивность и емкость могут заметно исказить сигнал. К тому же открытый провод подобно приемной антенне будет улавливать помехи и тем самым искажать информацию.

Одно решение проблемы напрашивается само собой: использовать для передачи сигнала от одного ПК к другому экранированный (коаксиальный) кабель. Это наиболее дешевый и распространенный вариант, обеспечивающий скорость передачи до 10 мегабит в секунду (что в десятки раз выше, чем скорость записи на дискету) на расстояние в несколько сотен метров. Другой способ повысить помехоустойчивость пары проводов - свить их. Получится кабель, который так и называется - витая пара, обычно он содержит две или четыре пары взаимно перевитых проводов. По внешнему виду и по разъемам он аналогичен телефонному кабелю европейского стандарта. Качество (категория) витой пары определяется числом витков на единицу длины. Иногда для дополнительной защиты от помех витую пару еще и экранируют. Сети на витой паре часто используют при построении стомегабитных сетей - со скоростью передачи в сотни мегабит в секунду.

Очень интересное высокоскоростное средство передачи информации - оптоволокно, оно превосходит электрокабели и по скорости передачи, и по дальности. Обходится оптоволоконный кабель заметно дороже, так как требует дополнительного оборудования, ведь электрический сигнал, с которым работают компьютеры, приходится преобразовывать в оптический, а затем - при приеме - обратно. Иногда для передачи информации в локальных сетях (например, там, где компьютеры часто перемещаются с места на место) используют инфракрасные и радио средства связи, не требующие вообще никаких кабелей.

Сетевая плата - приемник и передатчик

Прежде, чем передавать последовательность битов информации по электрокабелю (или другим способом), ее надо преобразовать в пригодный для передачи электрический сигнал. В простейшей сети из двух компьютеров эту работу выполнял последовательный (COM) порт ПК - специальный узел компьютера, предназначенный для связи (communication, отсюда и сокращение - COM) с внешними устройствами. Обычно компьютер оснащают двумя такими портами, которые используются для подключения мыши, модема, других устройств, обмен данными с которыми не требует большой скорости. Однако с большими объемами данных, циркулирующими в локальных сетях, COM-порт справиться не в состоянии, для этого существуют специальные сетевые платы (адаптеры). Они берут данные из памяти компьютера, быстро и надежно преобразуют их в электрический сигнал и посылают его по кабелю. Если же на сетевую плату приходит сигнал с другого ПК, она его декодирует, сообщает об этом центральному процессору и передает принятые данные в оперативную память ПК.

Впрочем, последнее действие выполняется только если сетевая плата обнаружит, что принимаемые данные предназначены именно тому компьютеру, на котором она установлена. Ведь в локальной сети могут быть десятки, сотни компьютеров, и, когда два из них обмениваются информацией, всем остальным совершенно не нужно тратить время на ее получение и обработку. Поэтому каждая порция (пакет) данных, распространяемая в сети, содержит в своем заголовке адрес - код компьютера-получателя. Этот код определяется по уникальному номеру, жестко "зашитому" в каждой сетевой плате фирмой-изготовителем. Состоит код из двух частей - кода фирмы, который присваивается в соответствии с международными соглашениями, и кода платы, уникальность которого гарантируется фирмой. Таким образом, во всем мире не существует двух сетевых плат с одинаковым номером.

Протокол "беседы"

Два радиопередатчика не могут работать на одной частоте. Чтобы в эфире не звучала "каша", они должны "разойтись" по разным частотам. Два (или несколько) ПК "разойтись" в диапазоне не могут, поэтому они передают данные в сеть по очереди, небольшими порциями (пакетами) в десятки-сотни байт. Пересылка одного пакета занимает сотые, тысячные доли секунды, после чего право передачи переходит к другому ПК, затем к следующему и так далее. При этом ни один пользователь не почувствует заметной задержки доступа к сети. Но ее пропускная способность, конечно же, делится на всех: чем больше компьютеров желает послать данные, тем меньшая доля времени достанется каждому из них. Для соблюдения порядка в ЛВС существуют строгие правила - сетевые протоколы. Они не только определяют порядок передачи пакетов, но и вообще устанавливают все параметры системы: напряжение электрического сигнала в сети, частоту, вид модуляции, размер пакета, способ адресации, метод выявления ошибок передачи и т. д.

Вернемся к определению последовательности доступа к сети. Здесь прямо-таки напрашивается аналогия из повседневной жизни: сидят, скажем, за столом люди и рассказывают анекдоты. При этом возможен следующий протокол ведения беседы: один человек начинает, рассказывает свою историю и затем передает слово соседу, тот, после завершения рассказа, следующему и так далее - по кругу. Если кому-то нечего рассказать, он просто пропускает свою очередь - на следующем круге у него снова будет возможность выступить. В ЛВС, например в сети Token Ring фирмы IBM, часто используется такой же способ определения очередности - он называется эстафетным (маркерным) методом доступа. Все компьютеры подключены к замкнутому в кольцо кабелю, по которому перемещается так называемый маркер - специальный сигнал, дающий право вести передачу.

Но бывает, беседа за столом протекает по-другому: после очередного рассказа сразу несколько человек, желающих выступить, начинают говорить, и один из них, наконец, завладевает всеобщим вниманием, а остальные замолкают и слушают. Как ни странно, в ЛВС такой же способ "ведения разговора" реализован в сетях Ethernet и официально называется "множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий". Он не так эффективен, как маркерный - существенная доля драгоценного времени уходит не на передачу данных, а на борьбу за право передачи. Однако в силу исторических причин, а также благодаря своей простоте сети Ethernet получили широчайшее распространение.

"Кольцо", "шина" и "звезда"

Способ соединения компьютеров друг с другом в локальной сети называется топологией. Одна из основных топологий - "кольцо", а если его разомкнуть, подсоединив к концам заглушки (терминаторы), получится так называемая "шина". Третья стандартная топология - "звезда", здесь кабели, идущие от каждого из сетевых компьютеров, соединяются в специальном устройстве - концентраторе. "Шина" - самая дешевая топология, она не требует дорогостоящего концентратора, а расход кабеля для нее обычно меньше, чем для "кольца" или "звезды". Однако надежность шины невысока: обрыв любого участка кабеля, а иногда и неисправность одной из сетевых плат нарушают работу всей сети. Кроме того, подключение к сети нового компьютера, и даже его перемещение, требует временного разрыва "шины", а следовательно, остановки всей ЛВС. Неисправность любого из лучей "звезды", напротив, отключает только один ПК, и работа остальной сети не нарушается. Добавление в "звезду" новых компьютеров также не требует прекращения работы. На практике большие и средние ЛВС обычно имеют более сложную конфигурацию, так как состоят из нескольких частей (сегментов), каждая из которых является простейшей сетью ("кольцом", "шиной" или "звездой"). При этом в одной сети могут объединяться сегменты не только с разной топологией, но и с различными типами кабелей, скоростями и протоколами передачи. Стыковка этих отдельных "кирпичиков" в единую ЛВС осуществляется с помощью специальных компьютеров - коммутаторов или мостов.

Сеть - это обмен файлами. Но не только...

Представьте себе, что у вас на работе появилась небольшая сеть: несколько уже имевшихся ПК оснастили сетевыми платами, связали кабелем и произвели соответствующие настройки в операционных системах (скажем, Windows 95) этих компьютеров. Какие новые возможности вы получите на своем рабочем месте? Во-первых, вы можете разрешить своим коллегам работать с файлами на жестком диске вашего компьютера. Для этого вам просто надо указать, какие именно директории на диске (или весь диск) вы выделяете для общего пользования и какие действия в ней разрешены посторонним - только чтение или чтение и запись. Чтобы защитить свой диск от доступа нежелательных лиц, вы можете задать пароль, без знания которого доступ к вашим данным через сеть станет невозможным. Пользователи сети, знающие ваш пароль, могут обращаться к вашему диску, как к своему собственному. Во-вторых, и вы тоже можете обращаться к чужим дискам, выделенным в общее пользование, если, конечно, вам сообщили необходимые пароли.

Доступ к данным по сети бывает полезен в разных ситуациях. Прежде всего, для обмена файлами в процессе совместной работы над ними. Например, вы написали статью (начертили схему, составили смету) и затем переносите соответствующий файл на компьютер своего коллеги для редактирования. Он внесет свои изменения и вернет файл вам обратно или же направит другому сотруднику.

Во многих западных учреждениях весь документооборот и управление: перемещения документов, наложение резолюций и виз, распоряжения подчиненным и их отчеты о проделанной работе - все осуществляется без бумаг и даже без личного общения, а путем пересылки файлов по локальной сети. Естественно, для организации подобной системы требуется специальное программное обеспечение. Однако некоторые его элементы являются стандартными для сетевых операционных систем. Прежде всего, это рассылка в ЛВС электронной почты, по аналогии с Интернетом, или мгновенная передача коротких сообщений на другой компьютер.

Другая типичная ситуация, когда доступ к чужим дискам крайне полезен, - это просмотр справочной информации, которую гораздо удобнее хранить в общем компьютере, имеющем доступ для всех. Уже существуют в "цифровом виде" готовые информационные материалы, причем самые разнообразные - от полного сборника российских законодательных актов до каталога картин Третьяковской галереи. Если вам и вашим коллегам для работы требуется несколько таких систем, то их можно "разбросать" по разным компьютерам, не очень загружая при этом жесткий диск каждого из них, "справочный массив" станет общедоступным через локальную сеть.

Бывают ситуации, когда один файл одновременно должны изменять несколько человек, работающих на разных компьютерах. Например, в системе продажи железнодорожных билетов требуется, чтобы билет на определенное место, проданный одним оператором со своего компьютера, остальными не мог бы быть повторно продан через несколько минут. Другая ситуация: деньги, принятые в банке одним клерком и занесенные им на свой ПК, сразу же должны быть видны всем остальным. Решением подобных задач занимается отдельная область компьютерной науки - теория управления базами данных.

Но вернемся, однако, к нашей не очень сложной локальной сети. Вы можете предоставить в общее пользование не только жесткий диск. Вместо того, чтобы оснащать принтером каждое рабочее место, вы покупаете один хороший, мощный принтер, подключаете его к одному из ПК и разрешаете к нему сетевой доступ. Тогда с любого другого компьютера можно будет по сети выходить на этот принтер и печатать на нем так же, как будто он подключен к компьютеру напрямую. Если сразу несколько человек попытаются печатать одновременно, их задания просто выстроятся в очередь и исполнятся одно за другим. Человек, сидящий за компьютером, к которому присоединен принтер, в это время может выполнять любую работу, правда, его ПК, занятый печатью с других машин, будет работать чуть медленнее. Естественно, в сети могут быть и несколько различных принтеров - скажем, цветной, широкоформатный и т. д., - и с любого рабочего места можно будет печатать на любом из них.

Кроме того, если у вас есть факс-модем, его тоже, как и принтер, можно предоставить в общее пользование, например, для отправки документов и писем по факсу. Упрощается и доступ к Интернету: нет необходимости покупать модем на каждую машину - лучше установить один, но хороший, и, используя специальную программу, настроить систему так, чтобы обеспечить работу с Интернетом всем компьютерам, входящим в вашу сеть.

В заключение хочу заметить, что мы рассказали о принципах работы простейшей, то есть малой сети - с числом компьютеров не более, скажем, десяти. Но есть ЛВС, объединяющие сотни компьютеров, а подразделения фирмы могут быть расположены в десятках километров друг от друга. Например, компьютерная сеть компании "Юганскнефтегаз" охватывает территорию в восемьсот квадратных километров. В таких ЛВС принципы работы уже иные. Компьютеры в них делятся на две группы: серверы (от английского to serve - обслуживать) и собственно рабочие станции. Серверы порой не имеют ни монитора, ни клавиатуры, все общение с внешним миром они осуществляют через сетевые платы. Их задача - обслуживать рабочие станции, хранить и обрабатывать данные, повышать скорость обработки информации и т. д.

Создают архитектуру подобных сетей, обслуживают их высококвалифицированные специалисты - системные администраторы. Среди "компьютерных" профессий системные администраторы - это элитная группа, как, скажем, летчики среди авиаторов вообще. Понятно, что со временем потребность в этих специалистах будет возрастать.

ПРОВОДА И ПЛАТЫ

Начиная размышлять о будущей своей локальной сети, хорошо бы прежде всего подумать о том, какая вам нужна (и, конечно, по средствам) скорость ее работы: достаточно ли вам обычной пропускной способности 10 Мбит/с, предпочтете ли вы более современную ЛВС на 100 Мбит/с или же вам непременно требуется последнее достижение - гигабитная сеть?

Второй предмет для размышлений: какой тип сети предпочесть - Ethernet, TokenRing, 100VG AnyLAN и т. д.? Здесь выбор в основном зависит от уже имеющегося оборудования, навыков персонала, вашего доверия к той или иной фирме и прочих субъективных факторов. Лучше всего размышлять об этом вместе с человеком, имеющим уже богатый "сетевой опыт".

И, наконец, третье, самое, видимо, простое: нужно определиться с топологией будущей сети и типом кабеля. Поразмышляв, поспорив и сделав окончательный выбор, можно подбирать сетевые платы.

Рассмотрим типичное сегодня решение - десятимегабитная Ethernet. Она существует в нескольких вариантах: "звезда" на витой паре (стандарт 10Base-T), "шина" на оптоволокне (стандарт 10Base-FL) и "шина" на коаксиальном кабеле, который бывает двух видов - "тонкий" (10Base2) и "толстый" (10Base5). Самый дешевый вариант - тонкий коаксиал, его основное ограничение - длина сегмента (шины) не более 185 метров. Основное неудобство (общее для всех локальных сетей с топологией "шина") в том, что любое повреждение кабеля прекращает работу всей сети. Впрочем, с обеими неприятностями можно бороться одним средством - созданием в одной сети нескольких сегментов. В простейшем случае вместо одной шины используются две, связанные друг с другом не напрямую (тогда это была бы одна шина), а за счет подключения к разным сетевым платам одного компьютера, обычно сервера. При этом каждый сегмент может иметь длину до 185 метров, а авария на одном сегменте не влияет на работу другого. Более того, если деление сети на сегменты соответствует распределению рабочих станций по группам, где они взаимодействуют в основном между собой и сервером, то скорость работы в сети также увеличится.

Другие типы кабелей для сети Ethernet топологии "шина" - толстый коаксиал и оптоволокно - дороже, чем тонкий коаксиальный кабель, но зато обеспечивают большую длину сегмента - 500 и 2000 метров соответственно. Естественно, для них также применяется сегментация, как, впрочем, и для сетей типа "звезда" на витой паре. Длина одного кабеля, луча "звезды" - не более 100 метров. Лучи "звезды" сходятся в концентратор (английский термин hub) - довольно дорогое устройство, обеспечивающее защиту сети от обрыва любого из ее лучей и даже некоторую диагностику ее работы. Каждый концентратор рассчитан на подключение определенного числа компьютеров - 8, 16, 24, в зависимости от модели. Поэтому, приобретая концентратор, желательно знать максимальное число компьютеров в данном сегменте сети. В случае необходимости, если в концентраторе уже нет свободного разъема для нового компьютера, можно вместо одного из "рядовых" компьютеров включить еще один концентратор и уже к нему подсоединять новые компьютеры.

Несколько слов о выборе плат. Во-первых, необходимо, чтобы они поддерживали выбранные тип сети и скорость передачи. Во-вторых, платы должны иметь необходимые разъемы для подключения к сети. И, наконец, сетевые платы должны подойти к вашим компьютерам. Наиболее универсальный вариант - плата с разъемом ISA, она будет работать практически на любом персональном компьютере. Однако стандарт ISA обеспечивает невысокую скорость передачи данных между платой и компьютером, и даже в сетях на 10 Мбит/с несколько замедляет работу. Если же у вас более быстрая сеть, использование ISA-плат крайне нежелательно - нужно что-то побыстрее. Для 486-й машины скорее всего подойдет плата с интерфейсом Local Bus, для Pentium'a - PCI; бывают также EISA - платы - их можно ставить лишь в ПК с соответствующей архитектурой - обычно это дорогие компьютеры, например серверы.

Кроме того, при выборе сетевой платы не следует забывать, что она использует различные ресурсы компьютера - так называемые порты ввода-вывода, аппаратные прерывания и т. д. Эти же ресурсы требуются и другим устройствам: модему, аудио- и видеоплатам, дисковым контроллерам - так что при неудачном сочетании устройств этих ресурсов на всех может и не хватить. Наконец, сетевая плата должна быть совместима с используемой вами операционной системой. В общем, создание сети - дело не очень сложное, но требующее квалифицированных специалистов. А данная заметка - лишь краткое введение в эту область.

Что такое звездная сеть и как она работает?

Что такое звездообразная сеть?

Звездообразная сеть - это топология локальной сети (LAN), в которой все узлы - персональные компьютеры (ПК), рабочие станции или другие устройства - напрямую подключены к общему центральному компьютеру, который часто называют концентратором . Поэтому звездообразную сеть часто называют сетевой топологией со звездообразным узлом .

Каждая рабочая станция, подключенная к концентратору, косвенно связана с каждой рабочей станцией, используя концентратор в качестве промежуточного устройства.Звездообразные сети обычно развертываются на уровне доступа корпоративных сетей. Уровень доступа использует централизованный сетевой коммутатор для подключения всех конечных точек к остальной части локальной сети.

На этом изображении показан центральный концентратор звездообразной сети и все его соединительные устройства.

На этом рисунке показана звездообразная сеть, состоящая из центрального концентратора. Каждая рабочая станция показана как ПК или ноутбук с центральным концентратором, соединяющим все устройства. Линии, соединяющие оконечные ПК и ноутбуки, являются спицами звездообразной топологии.В реальном мире звездообразная сеть может состоять из проводных или беспроводных соединений. В этом конкретном случае каждый луч подключается к концентратору проводным соединением.

Как работает звездообразная сеть?

Поскольку в звездообразной сети используется централизованный концентратор, этот концентратор отвечает за управление обменом данными между устройствами. Однако есть разные способы, которыми центральный концентратор может управлять этими коммуникациями. Например, концентратор Ethernet - это сетевое устройство, которое просто прослушивает сообщение, предназначенное для устройства на другом луче, а затем повторно передает - или широковещательно - сообщение на все луча.Это простейшая форма сетевого концентратора, поскольку он должен только повторять сообщение для всех других подключенных периферийных устройств. Но этот метод может быстро стать неэффективным, поскольку каждое сообщение отправляется на все лучи, а не только на луч, для которого было предназначено сообщение.

Если слишком много устройств начинают обмениваться данными с сетевым концентратором, объем широковещательного трафика может быстро снизить пропускную способность сети. Он также размещает концентратор Ethernet там, где он физически выглядит как топология сети «звезда», но работает как традиционная топология шинной сети.

Коммутатор Ethernet, с другой стороны, может выглядеть как концентратор Ethernet с точки зрения физической кабельной разводки, но он намного сложнее, когда дело доходит до того, как централизованное устройство обрабатывает передачу сообщений на предполагаемое лучевое устройство. Коммутаторы Ethernet устраняют необходимость в широковещательной передаче данных на все периферийные устройства звездообразной сети. Вместо этого коммутатор Ethernet поддерживает таблицу адресов управления доступом к среде (MAC). Эта таблица статически или динамически отображает физический MAC-адрес на порт или луч, на котором находится оконечная точка луча.Таким образом, если коммутатор Ethernet знает MAC-адрес и конкретный луч, на котором находится MAC-адрес, он может использовать эту информацию для отправки сообщения напрямую на один луч, в отличие от широковещательной передачи сообщений на все лучи - без необходимости с использованием сети. пропускная способность. В конечном итоге коммутатор Ethernet выполняет ту же задачу, что и концентратор Ethernet, с дополнительным преимуществом повышения эффективности сетевого транспорта.

Сравнение топологий звездообразной сети с другими топологиями

Топология сети «звезда» хорошо работает, когда рабочие станции размещаются в произвольном порядке по всему зданию или объекту.Благодаря конструкции «ступица и спица» легко добавлять или снимать рабочие станции, поскольку все кабели протягиваются и подключаются к центральному концентратору.

С точки зрения кабельной разводки, если рабочие станции находятся достаточно близко к вершинам выпуклого многоугольника и системные требования скромны, топология кольцевой сети может служить намеченной цели с меньшими затратами, чем топология звездообразной сети. Если рабочие станции расположены почти на прямой линии, топология шинной сети может быть наилучшей.

В звездообразной сети отказ кабеля на одном луче повлияет только на оконечную точку луча, которую он связывает с центральным компьютером.Все остальные рабочие станции будут продолжать нормально работать, за исключением того, что они не смогут связываться с устройством, которое находится на отказавшем луче. Другими словами, звездообразная сеть является мощной с этой точки зрения, поскольку отказ одного луча не влияет на обмен данными с другими лучами, находящимися в рабочем состоянии. Однако предостережение заключается в том, что в случае отказа центрального концентратора все периферийные устройства в звездообразной сети также откажутся. Если какая-либо рабочая станция выйдет из строя, никакие другие рабочие станции не пострадают.Следовательно, если требуется избыточность сети, предпочтительным вариантом может быть топология ячеистой сети.

Сеть

Star - обзор

5.4.1 Введение в кооперативную локализацию

В этом разделе предлагается обзор основных вопросов для разработки алгоритмов кооперативного позиционирования.

В централизованных решениях меры, обеспечиваемые узлами в известных или неизвестных местоположениях, передаются в уникальную точку, которая обрабатывает все данные и обеспечивает оценку развертывания узлов в сети.Этот узел обработки может быть результатом сетевой организации (например, звездообразной сети) или конкретной технологии узла. Преимущество этого решения - его простая организация (например, в небольших сетях) и производительность, если узел обработки имеет большие вычислительные возможности. Основным недостатком является количество передач в единую точку обработки, которое выражается в потребляемой энергии и увеличенной нагрузке трафика в сети.

С другой стороны, в распределенных решениях выполнение алгоритма занимает все узлы, а результат координат достигается локально.Распределенные решения более привлекательны, чем традиционные централизованные, поскольку они избегают пересылки измерений на центральный процессор, что снижает затраты на энергию связи. В распределенных подходах датчики обмениваются информацией только со своими соседями, и местоположение неизвестных узлов получается итеративно путем последовательных уточнений. Каждый узел обменивается информацией со своими соседями и уточняет свою оценку на основе информации соседей, повторяя процесс до сходимости.Преимущество этого подхода по сравнению с централизованным заключается в экономии затрат на связь и энергию [96]: доставка данных от каждого узла к центральному блоку, обработка всех собранных данных и распространение информации о местоположении обратно на все узлы может привести к недопустимому энергопотреблению. потребление. Это особенно актуально в больших сетях, в которых требуется много переходов для достижения центрального блока. С другой стороны, распределенная обработка основана на (повторяющихся) односкачковых передачах и, таким образом, может обеспечить значительное снижение затрат (очевидно, если количество итераций, необходимых для получения желаемой точности определения местоположения, не слишком велико).Возможный способ распространить традиционные методы локализации на распределенную обработку - это сетевая мультилатерация или итеративная мультилатерация , как описано в главе 3 [68, 89, 102].

Перспективным решением для распределенной локализации является алгоритмов передачи сообщений , таких как хорошо известный метод распространения убеждений (BP) [50, 126]. Локализация в этом случае формулируется как задача вывода на графической модели, которая может быть решена путем итеративной передачи сообщений [31, 101, 103, 123].Коммуникационная сеть, используемая для сотрудничества между узлами, описывается графом связности и моделируется как байесовская сеть. Каждый узел вычисляет локальное предположение о своем положении на основе своих собственных измерений и предельных убеждений, предоставляемых связанными узлами. Местоположение оценивается путем уточнения вычислений доверия посредством повторяющихся обменов сообщениями. Однако необходимы эффективные представления плотностей вероятностей, чтобы избежать огромных накладных расходов при обмене мнениями.Ни сеточный, ни гауссовский подходы не подходят для решения этой проблемы, поскольку пространство расположения слишком велико для эффективной дискретизации, а модель локализации обычно является нелинейной, негауссовской. Аналитические аппроксимации и выборочное представление плотностей вероятностей были предложены на основе использования гауссовой смеси [50], фильтров частиц (PF) или методов Монте-Карло [3]. С помощью PF плотность расположения может быть эффективно представлена ​​набором неоднородных выборок (частиц), взвешенных в соответствии с их правдоподобием.

Распределенное мобильное позиционирование также является открытым направлением для исследований. В динамических сетях, где узлы, подлежащие локализации, перемещаются, байесовские алгоритмы отслеживания использовались для уменьшения ложных локализаций из-за условий многолучевого распространения и NLOS [82]. Алгоритмы распределенного PF были предложены в [3]. [21, 52, 109], тогда как подход факторных графов рассмотрен в [21]. [123]. Теория байесовской фильтрации и PF, а также их использование в задачах позиционирования будут рассмотрены в главе 6.

Выбор между централизованным и распределенным решениями зависит в первую очередь от технологии узла / сети (например, узел обработки может быть недоступен в специальных сетях или WSN), приложения (например, относительной системы координат может быть достаточно в нескольких ситуациях ), задержки ответа (например, в больших беспроводных сетях) и бюджета энергии. Эти соображения кратко изложены в Таблице 5.3. Мы можем заметить, что выбор дизайна обусловлен компромиссом между объемом данных, передаваемых в сети, и вычислительной нагрузкой, которую может гарантировать технология узлов.Распределенные или централизованные алгоритмы локализации обычно неоптимальны с точки зрения минимизации глобальной функции затрат, и степень их оптимизации, очевидно, связана с их сложностью, стоимостью и потреблением энергии.

Таблица 5.3. Основные факторы, определяющие выбор алгоритма централизованной или распределенной сети

Фактор Централизованное решение Распределенное решение
Обработка Только в центральном блоке (CU) На всех узлах
Передача Многоканальная доставка данных к и от CU Повторяющаяся односкачковая передача между соседями
Задержка ответа Зависит в основном от времени многоскачковой доставки Зависит в основном от количества итераций
Энергия бюджет Высокое потребление в районе и рядом с ним Малое потребление в каждом узле

Одним из ключевых моментов проектирования для эффективного использования совместных подходов является энергетический бюджет сети.Это важный аспект для WSN, где срок службы узлов и батарей совпадает, и это особенно верно для кооперативного подхода, поскольку окончательный бюджет будет зависеть от скорости передачи и обработки данных между узлами. Передача обычно намного дороже обработки данных, и это важно при оценке распределенных кооперативных алгоритмов, если трафик данных может быть уменьшен.

Таким образом, ключевое преимущество кооперативных стратегий локализации связано с энергетическим бюджетом.Обмен сообщениями между взаимодействующими узлами должен оцениваться с точки зрения конечного преимущества в производительности, а в распределенных решениях локальная обработка и многоскачковая маршрутизация сообщений могут означать меньший сетевой трафик (особенно меньший трафик на большие расстояния) по сравнению с централизованными решениями.

Нижняя граница Крамера – Рао (CRB) предоставляет полезные средства для анализа точности позиционирования также в кооперативных сетях. CRB-анализ для распределенного позиционирования на основе определения дальности TOA также приведен в Ref.[69], как для обычного, так и для совместного позиционирования, демонстрируя влияние смещения часов на измерения TOA. В исх. [108], анализ ошибок положения узлов, связанных с кооперативной локализацией на основе TOA, показывает, что якоря и неизвестные узлы по существу эквивалентны в кооперативном подходе: якоря - это просто специальные узлы с бесконечной точностью в процессе локализации.

Краткое руководство по топологии сети

ИТ-инфраструктуры компаний стали более сложными, чем когда-либо.Согласно последним отчетам, глобальный рынок Bring Your Own Device (BYOD) был оценен в 94 200 миллионов долларов США в 2018 году и, как ожидается, достигнет 337 500 миллионов долларов США к концу 2025 года. Поскольку все большее число сотрудников приносит свои собственные ноутбуки, планшеты, и мобильных устройств в работу, поставщикам управляемых услуг (MSP) становится все труднее получать полную информацию о сетях своих клиентов.

Здесь вступает в игру сложная топология сети. Он описывает логические и физические отношения между всеми узлами, устройствами и соединениями в сетях ваших клиентов.Проще говоря, сетевая топология относится к способу организации сети. Физические соединения - это соединения между узлами и сетью - физические провода, кабели и так далее. Логические соединения описывают, какие узлы соединяются друг с другом и как данные передаются по сети. Хотя эти соединения не видны, они являются неотъемлемой частью общей функции сети.

При наличии правильной системы MSP могут автоматически определять, добавлено или удалено устройство, быстро устранять проблемы с сетевым подключением и получать исчерпывающее, удобоваримое визуальное представление о сети и ее взаимосвязях.

Как составить карту топологии сети?

Создание карты сети начинается с обнаружения сетевых устройств. Обнаружение сетевых устройств - это процесс идентификации всех компьютеров и других устройств, расположенных в сети. Хотя вы можете сделать это вручную, многие MSP полагаются на программное обеспечение сетевого картографирования для автоматизации и ускорения процесса. Программное обеспечение сетевого обнаружения использует распространенные протоколы обнаружения, включая простой протокол управления сетью, протокол обнаружения канального уровня и ping, для быстрого обнаружения и сбора информации о виртуальных компьютерах и сетях, оборудовании в сети, программном обеспечении в сети, а также логических и физических данных. отношения между сетевыми активами.

После обнаружения устройств комплексный инструмент сетевого обнаружения может использовать эту информацию для создания простых для понимания сетевых диаграмм, которые объединяют данные топологии OSI Layer 2 и Layer 3, включая данные о переключениях между коммутаторами, коммутаторами и узлами. соединения между портами коммутатора и маршрутизатора.

Какая сетевая топология наиболее распространена?

Существует несколько различных типов топологии сети. Каждый тип разработан для своей уникальной цели - универсального решения не существует.Выбор правильного макета для сетей ваших клиентов зависит от общего размера каждой сети и ваших конкретных целей. Некоторые из наиболее распространенных типов включают звезду, шину, кольцо, дерево, сетку и гибрид. Вот краткий обзор каждого:

  • Звездообразная топология на сегодняшний день является наиболее распространенной. В рамках этой структуры каждый узел независимо подключается к центральному концентратору через физический кабель, создавая таким образом звездообразную форму. Все данные должны пройти через центральный узел, прежде чем они достигнут пункта назначения.Поскольку никакие два соседних узла не подключены, в случае отказа одного из них остальные останутся работающими. Однако, если центральный узел выйдет из строя, то же самое произойдет и со всеми соседними узлами в сети.
  • Топология шины - также известная как линия или магистраль - соединяет все устройства с помощью одного кабеля, проложенного в одном направлении. Все данные в сети также проходят через этот кабель в том же направлении. Из-за ограниченного количества оборудования, необходимого для создания такой схемы (один коаксиальный кабель или кабель RJ45), шинная топология считается надежным и экономичным вариантом для многих MSP.По мере роста потребностей сети вы можете добавить больше узлов, подключив дополнительные кабели. Просто имейте в виду, что эти топологии могут обрабатывать только такую ​​большую полосу пропускания, и если один кабель выйдет из строя, вся сеть, в свою очередь, выйдет из строя.
  • R В топологии , как следует из названия, все узлы расположены в кольцо. Данные могут перемещаться по кольцу в любом направлении, проходя через каждый узел, пока не достигнет места назначения. Поскольку только один узел в кольце может отправлять данные в любой момент времени, вероятность конфликтов пакетов значительно снижается.Однако, как и топология шины, один отказавший узел в кольцевой схеме может вывести из строя все остальные. Пропускная способность также ограничена, что ставит под сомнение масштабируемость.
  • Топология дерева настроена как генеалогическое древо с центральным блоком наверху, который затем каскадно превращается в иерархию дополнительных блоков. Вариант дерева сочетает в себе лучшие топологии звезды и шины, что упрощает добавление узлов в сеть. Если концентратор выйдет из строя, узлы, напрямую подключенные к нему, также выйдут из строя, но связь будет поддерживаться в оставшихся системах филиалов.Хотя древовидные топологии упрощают масштабируемость, управление ими может быть дорогостоящим из-за количества кабелей, необходимых для подключения всех устройств.
  • Сетчатые топологии образуют сетчатые структуры взаимосвязанных узлов. Затем узлы используют логику для определения наиболее эффективного маршрута для передачи каждого пакета данных. В некоторых случаях данные переполняются, и информация отправляется на все узлы в сети без необходимости в логике маршрутизации. Сетчатые топологии часто требуют большого количества кабелей и могут быть трудозатратными для настройки.Тем не менее, многие MSP считают их стоящими из-за их надежности и отказоустойчивости.
  • Гибридная топология использует два или более макетов для удовлетворения потребностей использования сети. Древовидная топология технически является примером гибридной топологии, поскольку сочетает в себе звездообразную и шинную структуры. Гибридные технологии предлагают большую гибкость и распространены среди крупных компаний, особенно тех, которые разделены на множество различных отделов. Поскольку эти топологии настолько сложны, для управления ими требуется большой опыт.

Каждая из этих сетевых топологий может похвастаться как своими преимуществами, так и некоторыми уникальными недостатками. MSP должны прислушиваться к потребностям своих клиентов и находить наиболее подходящих.

Преимущества мониторинга и отображения сетевых устройств Топология сети

позволяет поставщикам услуг проводить углубленную оценку сети и более эффективно выяснять корень сетевых проблем. Имея в наличии подходящее программное обеспечение для мониторинга и отображения сетевых устройств, MSP получают следующие возможности:

  • Автоматическое обнаружение устройств: Вместо того, чтобы вручную проводить инвентаризацию всех устройств в сети, MSP могут использовать комплексную платформу для автоматического обнаружения всех устройств в сети за считанные минуты.После этих сканирований могут быть созданы подробные карты сети, чтобы MSP могли получить представление об ИТ-инфраструктуре своих клиентов с высоты птичьего полета. Многие платформы даже могут похвастаться запланированным сканированием сети, чтобы гарантировать, что новые устройства автоматически добавляются в сеть, и MSP не может пошевелить пальцем.
  • Соблюдение нормативных требований: Соблюдение нормативных требований является абсолютной необходимостью для любого MSP. Многие стандарты соответствия, включая PCI, SOX, HIPAA и FIPS 140-2, требуют поддержки актуальной сетевой схемы.Исчерпывающая и точная карта, созданная новейшим программным обеспечением, упрощает процесс соответствия для MSP. Если по какой-либо причине карты топологии необходимо экспортировать, действительно надежные программы сетевого картографирования даже позволят MSP экспортировать карты в форматы Microsoft Office Visio, PDF и PNG.
  • Быстрое устранение проблем с сетью: Проблемы с сетью могут снизить производительность, поставив под угрозу вашу репутацию и прибыль ваших клиентов. Когда возникают проблемы в сети, вы несете ответственность за их быстрое выявление и устранение с минимальными нарушениями.Используя высокодетализированную карту сети, вы можете легко просмотреть схему сети вашего клиента, что поможет вам найти проблему с сетью, чтобы ускорить устранение неполадок и минимизировать время простоя.
  • Проведение комплексного управления инвентаризацией сети: Программное обеспечение для комплексного картирования сети предоставляет больше, чем просто карты - оно также создает подробные отчеты для отслеживания инвентаризации оборудования, данных портов коммутатора, кэша ARP устройств, а также виртуальных локальных сетей и подсетей. Эти отчеты позволяют MSP отслеживать инвентаризацию и сетевую информацию, чтобы они могли лучше понять всю доступную инвентаризацию и существующую емкость устройств.Некоторые отчеты даже выявляют уязвимости системы безопасности и предоставляют статус исправлений конечных точек и серверов на нескольких клиентских сайтах.
  • Повысьте эффективность своей работы: Платформы, которые позволяют поставщикам услуг создавать несколько сетевых карт без необходимости повторного сканирования, экономят драгоценное время, пропускную способность и ресурсы MSP. Эти решения часто поддерживают несколько методов обнаружения, включая SNMP v1-v3, ICMP, WMI, CDP, VMware, Hyper-V и другие. Некоторые платформы управления сетью также являются частью сервисных пакетов, которые предлагают программное обеспечение для удаленного доступа для бизнеса.Это дополнительно помогает повысить операционную эффективность для многих MSP, позволяя им управлять сетями своих клиентов в режиме реального времени.

Нетрудно заметить, что преимущества программного обеспечения для топологии сети огромны и разнообразны. Использование правильных инструментов может поднять вашу деятельность на новый уровень, помогая вам добиваться лучших результатов для ваших клиентов.

Что такое звездообразная топология? Определение | Примеры | Преимущества

Звездообразная топология - это тип сетевой топологии, в которой узлы подключены к центральной точке подключения, например концентратору или коммутатору.Подробное объяснение Что такое звездообразная топология? Звезда Топология на сегодняшний день является наиболее часто используемой топологией сети в компьютерных сетях . Как и топология шины , очень просто и легко создать сеть Computer , в которой используется топология Star Topology . Если вы посмотрите вокруг, то найдете довольно большое количество примеров топологии «звезда» в реальной жизни . Фактически, вы можете найти миллионы примеров топологии сети типа «звезда» в банках, учебных заведениях, больницах и даже в аэропортах.

Что такое звездообразная топология?

Звездная топология также известна как Звездная сеть . Если я говорю о физической топологии сети Star Network , то она просто состоит из центрального устройства, называемого Hub , и всех сетевых узлов , соединяющих провода с этим центральным устройством. Вы также можете использовать Switch в качестве центрального устройства. Хотя физическая схема этой топологии на самом деле не похожа на звезду.Однако, если вы создадите схематическую диаграмму этого типа топологии , то вы фактически нарисуете концентратор или коммутатор посередине.

Аналогичным образом вы подключите серверы , клиенты и другие сетевые устройства к центральному концентратору с помощью соединительных кабелей. Как и топология шины , центральное устройство является главным в сети с топологией «звезда» . В случае возникновения каких-либо проблем связь через всю компьютерную сеть не работает.Одним из основных качеств этого является то, что он существует как в проводной, так и в беспроводной формах (я объясню это в следующих разделах).

Определение топологии звезды

В топологии «звезда» все сетевых узлов , таких как клиентов , серверов и другие сетевые устройства , такие как принтеры, сканеры, коммутаторы, подключаются к центральному устройству. Обычно Hub или Switch - лучший выбор для центрального устройства.Это еще один простой Тип топологии . Вы можете найти эту топологию сети в различных организациях, включая банки, школы, компьютерные лаборатории, библиотеки, автобусные терминалы и универсальные магазины.

Схема и описание сети с топологией «звезда»

Вот макет топологии звезды Изображение для правильного понимания этой концепции. Из диаграммы ясно видно, что этот тип топологии работает с использованием центрального устройства, к которому подключены все остальные Узлы , такие как Клиенты , Серверы и другие Сетевые Узлы .Нет Узел , который мог бы напрямую связываться с другим. Но каждый Узел имеет прямое двухточечное соединение с центральным устройством. Таким образом, каждое сообщение с данными должно пройти через это центральное устройство, прежде чем достигнет пункта назначения. Логическая топология звезды Изображение очень хорошо отражает это явление.

Примеры звездообразной топологии

Теперь пришло время разработать эту топологию сети типа с помощью реальных примеров.Это поможет вам лучше понять это. После полного понимания, я предоставлю вам приложения и рабочий механизм Star Topology . Ниже приведены два основных примера для изображения типичной топологии «звезда» .

Пример 1: Звездная топология LAN

Некоторые из вас могли заметить запертый ящик в разных офисах. Этот сундучок содержит устройство, повсюду мигают разные лампочки.Вы также могли заметить, что из коробки выходит связка кабеля. Ну вот и проводная настройка Star Topology для вас. Такие вещи часто можно найти в офисах и компьютерных лабораториях. В этом типе сценария каждое устройство в сети имеет карту проводной локальной сети . Патч-кабель соединяет каждое отдельное устройство с центральным концентратором . Независимо от того, является ли узел сервером или клиентом или любым другим устройством, например принтером, сканером и т. Д., Вам всегда нужен соединительный кабель для подключения устройства к компьютерной сети .

Пример 2: Беспроводная локальная сеть с топологией «звезда»

У большинства из вас есть подключение к Интернету дома или в офисе. Сегодня в большинстве случаев нам нравится использовать его с помощью WiFi . Интернет-провайдеры (ISP) предоставляют нам Беспроводной модем . Благодаря этому у нас дома или в офисе есть беспроводной модем . Когда кто-то хочет подключиться к Internet , для него / нее нет ограничений в отношении местоположения.Более того, беспроводной модем может распространять сигналы по комнате, группе комнат или даже зданию. Итак, мы подключаем наши ноутбуки, планшетные ПК и смартфоны к Wireless Modem для доступа к Internet . Следовательно, все наши устройства подключаются к одному центральному устройству, известному как Hub . Итак, это, вероятно, лучший Пример звездообразной топологии .

Приложения с топологией «звезда» или использование топологии «звезда»

В качестве сетевого инженера вы можете использовать топологию «звезда» в сети в различных местах.Благодаря легкодоступному и дешевому оборудованию со звездообразной топологией вы можете найти его применение повсюду. Тем не менее, некоторые общие приложения:

  • Большинство компьютерных лабораторий в образовательных учреждениях используют эту топологию для подключения узлов в лаборатории
  • В банках представлены самые разные банковские пользователи. Все они связаны друг с другом с помощью этого типа топологии
  • Очевидно, что наши домашние сети настроены на эту топологию сети

Как можно настроить эксперимент по звездной топологии дома?

Что ж, это действительно простая задача.Чтобы установить Star Topology Experiment у себя дома, вам не потребуется никаких затрат. Все, что вам нужно, это загрузить определенное сетевое программное обеспечение из Internet . После загрузки и установки этого программного обеспечения вы легко сможете эффективно спроектировать Star Topology Ethernet . Ниже приведены два наиболее распространенных программного обеспечения для этой цели:

  1. Cisco Packet Tracer
  2. Сетевой симулятор 2 (NS2)

Очень легко создать типичную топологию «звезда» в Cisco Packet Tracer .Он предоставляет вам мощный графический интерфейс, в котором вы можете перетаскивать элементы оборудования и легко их подключать. Однако получить настройку звездообразной топологии в NS2 немного сложно. Это связано с тем, что NS2 немного сложно установить и настроить. Вы даже можете настроить и понять различные протоколы Star Topology и их значения в этих программах.

Особенности / характеристики звездообразной топологии

  • Его можно использовать практически для всех типов компьютерных сетей , малых, средних или крупных.
  • Между компьютерами, подключенными по такой топологии, нет абсолютно никакой зависимости.
  • Вы можете использовать гирляндную цепочку для расширения всей сети.
  • Это более безопасно по сравнению с другими типами топологических структур.

Аппаратное обеспечение звездообразной топологии

Существует определенное количество аппаратного оборудования, которое требуется как Аппаратное обеспечение звездообразной топологии . Но тип используемого вами оборудования полностью зависит от технических характеристик компьютерной сети Computer Network , которую вы собираетесь разработать.

Тип кабеля в топологии звездообразной сети

Если вы выбираете Wired Star Network , вы можете использовать в нем различные кабели. У вас есть возможность использовать кабель витой пары или коаксиальный кабель . Раньше Network Engineers использовали коаксиальный кабель . Но витая пара - самый распространенный вариант. Для создания высокоскоростной компьютерной сети можно даже использовать оптоволоконный кабель .

Концентратор или коммутатор

Эти устройства служат центральным устройством. При установлении типичной топологии сети звезда вы можете использовать Hub или Switch . Это устройства, к которым подключены кабели от отдельных узлов. Оба они служат промежуточным устройством, через которое проходят данные. Каждый раз, когда отправитель хочет отправить данные получателю, данные должны пройти через центральное устройство. Существует три типа концентраторов :

  1. Пассивный концентратор
  2. Активная ступица
  3. Интеллектуальный концентратор или коммутатор

Что такое пассивный концентратор? - Определение пассивного концентратора

Пассивный концентратор просто принимает данные от отправителя и передает их на все узлы сети без какой-либо обработки или усиления.Он используется в топологии пассивной звезды .

Что такое Active Hub? - Определение активного концентратора

Активный концентратор работает как повторитель. Он не только передает данные на все остальные Network Nodes , но и усиливает их. Это сделано для того, чтобы сигналы не теряли силы. Это базовое устройство в Active Star Topology .

Что такое интеллектуальный концентратор или коммутатор? - Интеллектуальный концентратор или коммутатор

Интеллектуальный концентратор / коммутатор также работает как повторитель и используется в топологии Switch Star Topology .Он передает данные отправителя одному получателю, а не всем сетевым узлам .

Типы звездообразной топологии - из-за сетевых средств массовой информации

В качестве основы для подключения устройств к центральному концентратору вы можете использовать либо проводную, либо беспроводную настройку. Таким образом, из-за этого фактора можно сказать, что может быть два основных типа из звездообразной топологии . Каждая топология имеет некоторые особенности и недостатки. Но то, какую топологию вы хотите использовать, полностью зависит от вашего решения и удобства.Я подробно объясню преимущества и недостатки каждого из них для вашего понимания.

Проводная звездообразная топология

В этом типе топологии «звезда» каждое устройство имеет двухточечное проводное соединение с центральным устройством. Каждое сетевое устройство подключается к центральному устройству с помощью патч-корда. Этот патч-корд может проходить через всю комнату или все здание. Хотя до сих пор используется во многих организациях. Из-за высокой надежности и скорости передачи данных большая часть организаций использует его для высокопроизводительных задач, таких как банкоматы и т. Д.Но из-за популярности беспроводных устройств пользователи начали отказываться от их использования. Кроме того, с проводной настройкой связано много недостатков, которые большинству пользователей не нравятся. (Подробнее см. Пример 1 )

Плюсы и минусы проводной звездообразной топологии

Плюсы

  • Топология проводной звезды отличается высокой надежностью с точки зрения передачи данных.
  • Он не перегружает всю компьютерную сеть , потому что для подключения к сети Network вам необходимо подключить кабель.
  • Проводная установка этой топологии обеспечивает высокую скорость передачи данных по сравнению с беспроводными установками.
  • Устранение неполадок легко, потому что вы уверены, что проблема либо в соединительном проводе, либо в сетевых устройствах .

Минусы

  • Из-за ограниченной длины провода вам, очевидно, придется сидеть на определенном расстоянии от модема . Значит, это влияет на мобильность пользователя.
  • В наших планшетных ПК и смартфонах нет порта, через который можно было бы подключить кабель для подключения к Интернету .Фактически, эти устройства обладают функциями высокой мобильности.
  • Проводные модемы предоставляют ограниченное количество подключаемых устройств. Обычный проводной модем предоставляет место для подключения до 8 устройств.
  • Использование большого количества кабелей делает компьютерную сеть беспорядочной.
  • Для установки этой установки требуются большие капитальные затраты, так как вам необходимо приобрести значительное количество проводов. Мало того, вам даже придется платить за кабельные каналы и соединители.
  • Устранение неполадок и управление затруднено. Для расширения вам могут потребоваться дополнительные концентраторы и провод.
  • Провод более восприимчив к повреждениям по многим причинам, в том числе из-за наличия птиц и погодных условий. Так что это не так уж и надежно.

Топология беспроводной сети

Для этого типа топологии «звезда» требуется, чтобы центральный концентратор был беспроводным по своей природе. Следовательно, все устройства подключаются к центральному устройству с помощью беспроводных сигналов, предпочтительно по технологии WiFi .Мы получаем много преимуществ от этой реализации. Очевидно, что одной из основных движущих сил его использования является свобода или свобода использования. Используя эту технику, вы не ограничены. Фактически, вы можете подключиться к компьютерной сети по беспроводной сети. (Подробнее см. Пример 2 )

Плюсы и минусы топологии Wireless Star

Плюсы

  • Вы можете сесть в любом месте комнаты и подключиться к сети .Мало того, вы можете расслабиться и комфортно в другой комнате в здании, сохраняя при этом доступ к сети .
  • Нет ограничений на количество подключаемых устройств. Однако вы все равно можете установить ограничение, если хотите.
  • Беспроводная установка обеспечивает большую безопасность по сравнению с проводной. В большинстве случаев вам потребуется ключ доступа для подключения к сети Network .
  • Такие настройки выглядят аккуратно и чисто, потому что в них нет грязных кабелей.
  • Вы чувствуете себя комфортно при подключении различных устройств к сети Network , поскольку большинство производителей устройств, таких как смартфоны, планшетные ПК и даже принтеры, используют технологию WiFi в своих устройствах для связи.
  • Это дешевле, так как вам придется приобрести Wireless LAN Cards . Однако в большинстве случаев это даже не требуется, поскольку большинство устройств поставляются со встроенной картой WLAN .
  • Управление такой Сеть Топология довольно проста.
  • Топология
  • Wireless Star является надежной.

Минусы

  • Устранение неполадок в топологии Wireless Star иногда бывает очень сложно и сложно.
  • Такая топология сети обеспечивает пониженную скорость передачи данных по сравнению с топологией сети Wired Star.
  • Для наложения ограничения на количество пользователей вы должны выполнить настройки вручную, и если вы технически не здоровы, вы можете столкнуться с трудностями.
  • Безопасность - большой вопрос в топологии беспроводной сети . Хотя мы используем ключи безопасности, тем не менее, существует определенное программное обеспечение для взлома, которое может взломать ключ безопасности.

Как работает звездная топология?

Работа с топологией «звезда» действительно проста и понятна для понимания. В этой топологии сети типа нет прямой связи между различными узлами . Вместо этого в сети имеется центральное устройство .Это центральное устройство отвечает за получение сообщения от отправителя и передачу его получателю. Как я уже упоминал ранее, центральным устройством может быть Passive Hub , Active Hub или Switch . В каждом из сценариев работа центрального устройства немного отличается. Таким образом, в соответствии с рабочим механизмом, мы можем разделить звездообразную топологию на три различных типа:

  1. Пассивная звездообразная топология
  2. Топология активной звезды
  3. Звездная топология с использованием коммутатора

Однако во всех этих трех случаях схема топологии «звезда» одинакова.Что отличает от них, так это рабочий механизм каждого из них. Не волнуйтесь. Я собираюсь подробно объяснить каждую из них в следующем разделе.

Пассивная звездообразная топология

Пассивная звездообразная топология просто содержит пассивный концентратор . Пассивный концентратор просто действует как центральное устройство в сети . Passive Hub просто принимает сигнал от отправителя и передает его другим станциям в Computer Network .Этот тип Hub просто позволяет сигналам проходить без какого-либо вмешательства. Другими словами, Passive Hub не обрабатывает и не регенерирует коммуникационные сигналы.

Когда вы используете Passive Hub в своей Star Network , центральное устройство получает сообщение с данными от отправителя. После получения сообщения с данными он просто транслирует сообщение на все Узлы , подключенные к Hub . Следует отметить, что Passive Hub не регенерирует сигнал.Каждый Узел получает сообщение с данными и проверяет адрес назначения. Если адрес назначения и адрес узла совпадают, то соответствующий адрес сохраняет сообщение. Узел , адрес которого не совпадает с адресом назначения, отбрасывает сообщение данных. Этот тип не подходит для междугородных и больших компьютерных сетей .

В пассивной топологии сети «звезда» пассивный концентратор получает сообщение и передает его в широковещательном режиме без какой-либо обработки.

Топология активной звезды

В топологии Active Star есть Active Hub , служащий центральным устройством. Active Hub выполняет дополнительные функции в дополнение к передаче сигналов связи. Фактически, Active Hub принимает сигналы связи отправителя, повторно обрабатывает / регенерирует сигналы и транслирует их на все остальные Узлы в компьютерной сети . Таким образом, Active Hub также выполняет функции повторителя .

В этой схеме используется Active Hub , который передает сообщение на все Узлы после его регенерации.Регенерация сигнала приводит к увеличению мощности сигнала связи. В остальном работа аналогична Passive Hub . Использование Active Hub в Star Network делает его очень подходящим для компьютерной сети , имеющей большее количество узлов или большую длину кабеля.

Active Hub получает сообщение, обрабатывает / регенерирует его и транслирует его

Звездная топология с использованием коммутатора

В Коммутатор с топологией «звезда» - еще один хороший вариант вместо концентратора .Он также может быть известен как Switcher Star Network Topology . В этом сценарии интеллектуальное устройство играет роль центрального устройства, а не Active Hub или Passive Hub . Наиболее распространенным интеллектуальным устройством для этой цели является коммутатор Switch . Коммутатор Switch - это просто интеллектуальный концентратор , который выполняет множество функций. Коммутатор Switch не передает сигнал связи. Вместо этого он считывает адрес назначения сообщения с данными и передает его предполагаемому получателю.Ниже приведены некоторые дополнительные функции, которые может выполнять коммутатор Switch :

  • Обработка или регенерация сигнала
  • Управление сетью
  • Маршрут
  • Перемычка

Коммутатор получает сообщение с данными от отправителя аналогично тому, как это делает Концентратор . Но после получения сообщения с данными коммутатор Switch сам проверяет адрес назначения. Затем он пересылает сообщение с данными в конкретное место назначения вместо широковещательной рассылки.Это трансмиссия Uni-cast . Топология сети «звезда» с использованием коммутатора должна быть вашим первым выбором, поскольку она интеллектуальна с точки зрения маршрутизации, идентификации пункта назначения и регенерации.

Коммутатор / интеллектуальный концентратор получает сообщение, обрабатывает / регенерирует его и унифицирует

Преимущества и недостатки звездообразной топологии

Я надеюсь, что до сих пор вы, люди, могли понять все концепции, которые я пытался объяснить.Теперь настала очередь самого важного, что помогает вам решить, идти на это или нет. Как и в случае с продуктами, вы пытаетесь определить плюсы и минусы, потому что это помогает вам в вашем решении. Итак, в этом разделе я собираюсь представить «Звездная топология» за и против .

Плюсы и минусы звездообразной топологии

Плюсы

  • Создание этой топологии и управление ею очень просто. Все, что вам нужно, - это подходящее центральное устройство. Остальная часть необходимости - просто подключить другие Сетевые узлы либо с помощью проводного, либо беспроводного носителя.
  • Вы можете легко добавить или удалить сетевых узлов из компьютерной сети .
  • Вся сеть продолжает свою работу, даже если один или несколько узлов вышли из строя. Это означает, что проблема в одном компьютере не затрагивает всю сеть компьютеров .
  • Диагностика и устранение неисправностей просты благодаря индивидуальным двухточечным соединениям.
  • Звездообразную топологию можно использовать как для малого бизнеса , так и для крупных предприятий.

Минусы

  • Центральное устройство действительно критично. Если есть проблема в центральном устройстве, вы не можете использовать Computer Network .
  • Этот тип топологии является дорогостоящим в реализации и расширении, поскольку требует большего количества кабелей, разъемов и даже дополнительных концентраторов или коммутаторов .
  • Одним из критических факторов с точки зрения производительности сети является центральный концентратор или коммутатор .Итак, нужно быть очень внимательным при выборе этих устройств.

Что такое топология «Расширенная звезда»?

Вы заметили, что я много говорил о гибкости и расширении Computer Network . Очевидно, это очень необходимо, поскольку растущий бизнес нуждается в расширении с точки зрения вычислительных ресурсов. С этим увеличением вы должны расширить свою сеть, чтобы предоставить возможность совместного использования всем вашим сотрудникам. Расширенная топология звезды состоит из нескольких концентраторов или коммутаторов .Все они связаны между собой для обеспечения гибкости для подключения дополнительных узлов в сети .

Феномен расширения действительно прост. Допустим, у нас есть концентратор или коммутатор с четырьмя портами. Это означает, что мы можем подключить максимум четыре устройства к этой компьютерной сети . Предположим, мы хотим подключить шесть узлов . Что мы будем делать? Ответ прост. Мы купим дополнительный концентратор (четыре порта или более) или коммутатор , так как мы хотим облегчить работу шести пользователям.С первым центральным устройством (называемым A) мы подключим только три узла. Подобно второму центральному устройству (названному B) мы снова подключим три узла. Теперь остальная часть задачи - соединить две части. Обратите внимание, что у каждого центрального устройства есть пустой порт. Итак, мы соединим пустой порт A с пустым портом B.

Для расширения этой инфраструктуры нам понадобится еще Хабов . Таким образом, мы можем продолжать подключать концентраторов или коммутаторов и расширять нашу сеть для поддержки растущих требований пользователей.Обычно это также известно как схема гирляндной цепи. По сути, это та же концепция, которую мы используем с USB-устройствами. Когда мы сравним этот тип расширения с Bus Topology , то легко обнаружим, что это не только намного проще, но и очень выгодно. Вам не нужно протыкать кабели для вывода ответвлений. Все, что вам нужно, это просто найти или создать пустой порт в концентраторе или коммутаторе .

Звездная топология и шинная топология

В этом разделе я подробно расскажу о сравнении между ними.Мы можем сравнить эти два по ряду параметров. Из сравнения можно сделать вывод, что - звездообразная топология. Преимущества - гораздо более многообещающие. Вы можете легко сказать, что Star Network намного лучше на основе следующих характеристик:

  • Сеть «звезда» намного надежнее и безопаснее, чем топология шинной сети .
  • При установке, управлении, расширении и устранении неисправностей вы обнаружите, что Star Network очень прост.
  • Вы можете настроить его как в проводном, так и в беспроводном режиме.
  • Как и в случае с топологией шины , нам не требуется никакого специального оборудования для предотвращения отражения сигнала.

Часто задаваемые вопросы

1. Где мы используем звездообразную топологию?

Ответ очень простой. Вы можете использовать его где угодно. Однако его обычно можно найти в больницах, банках, небольших офисах, домах и клиниках.

2. Почему топология «звезда» лучше топологии сетки?

Ячеистая топология является дорогостоящей в строительстве, поскольку включает выделенные двухточечные соединения.Топология ячеистой сети требует большого количества кабелей, потому что вам нужно соединить один узел со всеми остальными узлами в сети через выделенный канал. Однако в сети со звездообразной топологией вам нужен только один двухточечный провод для подключения узла ко всем остальным узлам в сети .

3. Почему мы используем топологию «звезда»?

Одна из основных причин этого заключается в том, что эта топология сети обычно является предпочтительной из-за ее преимуществ.Во-первых, в нем очень легко установить, управлять и устранять неисправности. Во-вторых, он очень гибкий по своей природе. В-третьих, ваша сеть Network работает хорошо, даже если на одном или нескольких компьютерах есть проблемы.

4. Каковы преимущества топологии «звезда» перед топологией «шина»?

Что ж, благодаря использованию коммутатора Switch в топологии Star Topology вся сеть становится более безопасной. Это потому, что сеть становится двухточечной.Однако в топологии шины осуществляется широковещательная передача всего сообщения.

5. Что может сделать звездообразную топологию лучше кольцевой топологии?

В кольцевой топологии , если один узел выходит из строя, то вся сеть перестает работать. Это связано с тем, что в кольцевой топологии каждый узел отвечает за передачу сообщения на устройство, находящееся рядом с ним. Однако в топологии «звезда» такой ответственности нет. Отказ одного узла не влияет на сеть.

6. Как работает топология «звезда»?

Рабочий механизм очень простой. Никакие два устройства, настроенные по топологии «звезда», не могут обмениваться данными напрямую. Вместо этого отправитель отправляет данные в центральный хаб. Центральный концентратор или коммутатор получает данные и пересылает их другим узлам.

7. Является ли звездообразная топология одноранговой?

Ну, это не правило. Он может принимать обе формы: одноранговую и клиент-серверную. Это полностью зависит от того, как вы установили сеть. Если вы хотите создать сеть дома, вы можете использовать одноранговую сеть.Однако в офисах предпочтительнее клиент-серверная модель.

8. Какой кабель используется в топологии «звезда»?

Можно использовать либо кабель витой пары, либо коаксиальный кабель. Но витая пара, вероятно, лучший выбор для этой топологии. Более того, витая пара, вероятно, лучший выбор из Network Engineers в наши дни.

9. Почему топология «звезда» лучшая?

Большинство специалистов по сетям предпочитают его , потому что он легко расширяется.Обнаружение и устранение неисправностей не является большой проблемой или трудоемким процессом. Более того, с течением времени он стал де-факто стандартом даже для компьютерных сетей большого размера.

10. Почему топология «звезда» более надежна?

Он отличается высокой надежностью, поскольку связь между двумя устройствами совершенно независима от других устройств. Шансов на отражение сигнала в нем нет. Кроме того, это безопасно благодаря двухточечным соединениям и одноадресной связи.

Заключительные слова

Итак, мы здесь. Я изо всех сил старался скрыть все необходимое, чтобы передать вам правильные знания по выбранной теме. Я попытался объяснить каждый аспект очень просто. Будучи наиболее гибкой, управляемой, безопасной и широко используемой, топология сети «звезда», вероятно, является лучшим выбором для вас, если вы планируете создать сеть Network в своем офисе или магазине или что-то еще. Я лично рекомендую вам выбрать этот вариант.В случае каких-либо неясностей или проблем, пожалуйста, свяжитесь со мной. На этом пока все. Увидимся снова с новой темой. Итак, следите за обновлениями.

Что такое сетевая диаграмма

Сетевая топология относится к расположению элементов в сети. Как и сетевые диаграммы, сетевые топологии могут описывать физические или логические аспекты сети. Логическая топология также известна как топология сигнала.

Для определенных ситуаций лучше всего подходят разные топологии, поскольку они могут повлиять на производительность, стабильность и другие результаты.

Топология шины

Также известный как магистральная, линейная или Ethernet-топология, этот тип сети отличается тем, что все узлы соединены центральной средой («шиной»), которая имеет ровно две конечные точки.

Шинная топология проста в настройке и требует меньшей длины кабеля, чем некоторые другие топологии. Однако, если центральная шина выходит из строя, то же самое происходит и со всей сетью, и локализовать проблему может быть сложно.

Кольцевая топология

Узлы соединяются по круговой схеме, и пакеты информации отправляются через кольцо, пока не достигнут пункта назначения.

Кольцевые сети могут превосходить сети, основанные на топологии шины, и их можно легко перенастроить для добавления или удаления устройств. Однако они все еще относительно уязвимы, так как вся сеть выходит из строя, если выходит из строя один узел. Кроме того, пропускная способность должна быть распределена между всеми устройствами и подключениями.

Топология «звезда»

Одна из наиболее распространенных топологий, топология «звезда» состоит из центрального концентратора или коммутатора, через который проходят все данные вместе со всеми периферийными узлами, подключенными к этому центральному узлу.

Топология «звезда» обычно надежна, поскольку отдельные машины могут выйти из строя, не затронув остальную часть сети. Но если центральный концентратор или коммутатор выйдет из строя, ни один из подключенных узлов не сможет получить к нему доступ. Стоимость кабеля также обычно выше для звездообразных сетей.

Топология сетки

Существует два типа топологии сетки. В первой, называемой топологией полной сетки, каждый узел напрямую связан со всеми остальными узлами.

В топологии с частичной сеткой узлы подключены только к узлам, с которыми они больше всего взаимодействуют.

В большинстве сетей используется комбинация топологий для получения так называемой гибридной топологии. Например, топология дерева объединяет топологии шины и сетки.

Логическая и физическая топология конкретной сети может напоминать друг друга или полностью отличаться. Например, сеть Ethernet на витой паре физически существует в виде звездообразной топологии, но логически следует топологии шины.

Что такое конфигурация сети? | Глоссарий VMware

Что такое сетевая конфигурация?

Конфигурация сети - это процесс назначения параметров сети, политик, потоков и элементов управления.В виртуальной сети проще вносить изменения в конфигурацию сети, поскольку физические сетевые устройства заменяются программным обеспечением, что устраняет необходимость в обширной ручной настройке.

Загрузите официальный документ, чтобы узнать о будущем и преимуществах автоматизации сети центра обработки данных

Загрузить сейчас

Конфигурацию сети также можно автоматизировать и управлять ею с помощью диспетчера конфигурации сети централизованного диспетчера конфигурации, что еще больше снижает ручную нагрузку на ИТ и упрощает:

  • Обслуживание сети
  • Внесение изменений конфигурации
  • Перезапуск устройств
  • Отслеживание и отчет данных

Некоторые основы конфигурации сети включают конфигурацию коммутатора / маршрутизатора, конфигурацию хоста, программное обеспечение и брандмауэр , А также топологией сети, которой можно управлять с помощью остальных API.

Что такое сеть с нулевой конфигурацией?

Сеть с нулевой конфигурацией относится к набору технологий, которые позволяют администраторам сети настраивать сеть и подключать устройства без необходимости вручную настраивать сетевые параметры каждого устройства.

Это особенно полезно для того, чтобы конечные пользователи могли легко подключаться к сети. Однако для администратора корпоративной сети есть преимущества активной настройки и мониторинга сети вместо того, чтобы полагаться на настройки по умолчанию.

Что такое сетевые топологии?

Различные типы сетевой конфигурации в компьютерных сетях обычно называются сетевыми топологиями . Сетевая топология описывает, как устроены узлы или устройства (физические или виртуальные) в сети и как они взаимодействуют друг с другом.

Топология сети может быть физической (относится к размещению физических устройств по отношению друг к другу) или логической (относится к тому, как данные передаются по сети, включая любые виртуальные или облачные ресурсы).При выборе топологии сети организация должна учитывать размер своей сети, требования к производительности и поток трафика, а также другие факторы.

Общие сетевые топологии включают:

  • Шина: Каждый узел в сети подключен по линейному пути. Эта простая топология чаще всего используется для небольших сетей.
  • Кольцо: Узлы соединены в петлю, и трафик может течь в одном или обоих направлениях.Кольцевые сети, как правило, рентабельны, но не так масштабируемы или стабильны, как другие сетевые топологии.
  • Звезда: Центральный узел подключается ко всем остальным узлам в сети. Это обычная и стабильная топология, которая часто используется для локальных сетей (LAN).
  • Сетка: Узлы связаны таким образом, что между узлами возможно несколько путей. Такой тип топологии сети увеличивает отказоустойчивость сети, но также увеличивает стоимость. Сеть может быть полностью сетчатой ​​(все узлы соединяются со всеми другими узлами) или частично сеточной (только некоторые узлы имеют несколько соединений с другими узлами).
  • Spine -Leaf (Tree) : Несколько звездообразных топологий соединены вместе в более крупную звездообразную конфигурацию.
  • Гибрид: Комбинация других топологий используется вместе в одной сети.

Почему важна конфигурация сети?

Правильная конфигурация сети важна для поддержки потока трафика через сеть, а также может поддерживать и повышать безопасность сети и повышать стабильность сети.Кроме того, использование диспетчера управления конфигурацией сети и / или инструментов конфигурации может обеспечить ряд преимуществ, в том числе:

  • Автоматическое отслеживание данных и создание отчетов, позволяющее администраторам обнаруживать любые изменения конфигурации и потенциальные угрозы или проблемы
  • Простой способ вносить массовые изменения, такие как полная смена пароля в ситуации, когда пароли скомпрометированы
  • Средства быстрого отката сетевых настроек к предыдущей конфигурации
  • Сокращение времени простоя благодаря повышенной видимости и способности быстро идентифицировать изменения
  • Оптимизировано обслуживание и ремонт сетевых устройств (физических или виртуальных) и подключений
  • Возможность перезапуска устройства в случае сбоя благодаря централизованному управлению хранилищем конфигураций устройств

Как можно проверить конфигурацию сети?

В среде командной строки команды ipconfig (для сетевой конфигурации Windows) и ifconfig (для сетевой конфигурации Linux, а также Mac OSX и других Linux-подобных сред) позволяют просматривать информацию о вашем настройки сети и настройки сетевого интерфейса.

С помощью диспетчера конфигурации сети или API-интерфейсов вы можете проверять и настраивать конфигурацию сети в централизованном программном интерфейсе, что упрощает настройку, мониторинг и администрирование вашей сети. Диспетчер конфигурации сети также позволяет использовать автоматизацию для внесения изменений и обновлений политики.

Как настроить сетевой коммутатор и роутер?

При настройке сетевого коммутатора и маршрутизатора важно настроить параметры и применить все необходимые конфигурации, чтобы обеспечить правильную работу сети.Некоторые из настраиваемых параметров сетевого коммутатора и маршрутизатора включают:

  • IP-адрес - для идентификации
  • Пароль - для дополнительной безопасности
  • Выбор канала и диапазона - для повышения производительности
  • Шлюз по умолчанию - сделать устройство видимым для инструментов управления сетью
  • Обнаружение соседей - для дополнительной видимости
  • Точное время - для надлежащего устранения неполадок и подробных журналов ошибок

Диспетчер конфигурации сети - самый простой способ выполнить настройку сетевого коммутатора и последовательно примените эти настройки ко всем устройствам в корпоративной сети.

Что такое мониторинг сети?

Мониторинг сети - это функция управления сетью, которая отслеживает сеть и предупреждает сетевых администраторов о потенциальных проблемах. Пороговые значения или условия для предупреждения администратора могут быть настроены в зависимости от потока сетевого трафика и бизнес-потребностей. Когда возникают проблемы, управление сетевой конфигурацией позволяет администратору быстро исправить проблему, изменив конфигурацию или добавив дополнительные сетевые ресурсы.

Продукты, решения и ресурсы, связанные с конфигурацией сети VMware

Что такое звездообразная топология в компьютерной сети

Любая сетевая топология определяется физической конфигурацией, а также логическим отображением потока данных между узлами в сети. Топологию можно понимать как форму или структуру сети. Эта форма не обязательно соответствует реальной физической конструкции устройств в компьютерной сети.

Звездная топология:

Звездообразная топология - это тип сетевой топологии, в которой каждый компьютер / хост подключен к центральному устройству, известному как устройство-концентратор, с использованием соединения точка-точка (от концентратора к ПК).

В звездообразной топологии каждый хост не только связан с концентратором, но и другие компьютеры соединяются вместе с помощью сетевой терминологии. Хосты могут общаться друг с другом через хаб.

Преимущества и недостатки звездообразной топологии:

Что касается топологии шины, то обрыв кабеля разрушает всю сеть. Здесь концентратор выступает в роли единой точки отказа в звездообразной топологии. В звездообразной топологии при отказе концентратора происходит сбой соединения между узлами.

Преимущества топологии звезда:

  1. У него есть два средства для предотвращения проблем.
  2. Позволяет всем узлам удобно связываться друг с другом.
  3. Нет сбоев в сети при подключении или удалении устройств.
  4. Любой хост-кабель поврежден, другие узлы не пострадают.
  5. Легко обнаруживать неисправности и удалять детали.

Недостатки звездообразной топологии:

  1. При выходе из строя концентратора, коммутатора или концентратора подключенные узлы отключаются. Связь между всем хостом будет потеряна, и сеть выйдет из строя.
  2. Это дорого, так как требует большего количества кабеля, чем топология шины и кольца.
  3. Кабель проходит отдельно от концентратора к каждому компьютеру.

.


Движение сигнала в кольцевой топологии:
Маркер или сигнал перемещаются по кольцевой топологии между двумя соседними устройствами, поэтому это сообщение в форме маркера может начать свое распространение по кольцу по часовой стрелке или против часовой стрелки.

Топология «звезда» Стоимость в сети:
Топология «звезда» не так уж и дорога, предположим, что для подключения другого хоста нам понадобится только 1 кабель, а конфигурация топологии «звезда» проста.

Центральное устройство в кольцевой топологии:
Концентратор, который соединяет все устройства вместе, называется центральным устройством. Хаб может быть следующего типа:

  • Концентратор или повторитель: тип устройства уровня 1, которое работает на физическом уровне.
  • Коммутатор или мост: Тип устройства уровня 2, обычно работает на уровне канала передачи данных.
  • Маршрутизатор или шлюз: устройства уровня 3 или просто устройства сетевого уровня.

Кольцо может расширяться до большой площади:
Все устройства соединены друг с другом в форме замкнутого контура.Кольцевые топологии относительно дороги и сложны в установке, но они обеспечивают высокую пропускную способность и могут охватывать большие расстояния.

Двойное кольцо в кольцевой топологии:
Одним из недостатков кольцевой топологии является то, что разрыв кольца может остановить весь процесс связи. Итак, чтобы предотвратить эту ситуацию, используется топология двойного кольца, в которой два кольца соединяют каждый узел в сети. Одно используется как основное кольцо, а другое - как резервное на случай отказа основного кольца.

Эффективность кольцевой топологии и задержки:
В кольцевой топологии «Задержка связи прямо пропорциональна количеству узлов в сети».

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *