Топология пассивная звезда: Звезда (топология компьютерной сети) — это… Что такое Звезда (топология компьютерной сети)? — ПКРЕГИОН компьютерный магазин в Екатеринбурге недорогой техники каталог и цены с доставкой

Содержание

3.3 «Пассивная звезда» | IC-LINE.RU

Третья проблема, которую многие отбрасывают сразу как заведомо дорогую – создание полностью оптической топологии типа «звезда» без активного оборудования в центре этой самой звезды.

Многие считают, что эту задачу можно решить только с использованием PON-технологий (PassiveOpticalNetwork – пассивные оптические сети), что, в свою очередь, сильно удорожает весь процесс из-за высокой стоимости «головы» пассивной сети и сетевых клиентов.

Мы предлагаем решить эту проблему с использованием CWDM системы уплотнения и одного планарного оптического делителя, применяемого в PON.

Для решения данной задачи нам потребуется CWDM мультиплексор на необходимое количество длин волн (по паре разных волн на одного потребителя траффика), CWDM фильтры по количеству длин волн в мультиплексоре и столько же CWDM приёмопередатчиков.

На стороне провайдера устанавливается свитч с портами под оптические модули, в который загружается половина приёмопередатчиков.

К ним подключается CWDM мультиплексор, который собирает спектральные каналы в групповой сигнал и пускает их по одному волокну до точки деления (та точка, которая будет центром «звезды»).

PLC делитель разделяет групповой сигнал по разным оптическим волокнам и пускает его на разные направления. При этом в каждом волокне будет находиться весь групповой сигнал (читай как «все длины волн, вышедшие из мультиплексора»), а не часть его.

На конце каждого волокна стоит пара CWDM фильтров, которые отфильтровывают нужные длины волн, а остальные игнорируют.

К этим фильтрам подключаются CWDM приёмопередатчики с нужной длиной волны. Приёмопередатчики можно также загрузить в оптический свитч или медиаконвертер-корзину – кому как больше нравится.

Рисунок 22 – «Пассивная звезда» «во всей красе».

Вся прелесть данной схемы состоит в том, что каждый потребитель получает полный дуплексный канал связи на заявленной скорости (например, 1 гигабит в секунду), а не делит скорость с другими потребителями (как, например, в PON).

Недостаток такой схемы очевиден: максимум 9 абонентов на «звезду» (18 длин волн и не более того).

<< Назад Далее >>

Локальные вычислительные сети и их виды.

Основные требования, предъявляемые к локальным вычислительным сетям.

Конфигурация (топология) сети.

Передающая физическая среда. Скорость передачи сигналов.

Метод доступа станций к среде.

Архитектура (конкретный стандарт сети). Сетевая операционная система.

Основные требования, которым должны удовлетворять ЛВС, были сформулированы в 1981 году комитетом института IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) США. Позже они были уточнены и дополнены.

Все известные в настоящее время сети разработаны с учетом этих требований, что обеспечило им функциональную полноту, возможность развития, возможность использования различных устройств, надежность соединений и достоверность передаваемой информации.

К наиболее важным характеристикам локальных сетей, отличающим их друг от друга, относятся конфигурация (топология) сети, тип передающей физической среды, скорость передачи сигналов, метод доступа станций к среде, архитектура (конкретный стандарт сети), сетевая операционная система.

Конфигурация, или топология сети, определяет способ соединения станций между собой.

Различают шинную, кольцевую, звездообразную и гибридную

конфигурации.

Шинная топология характеризуется использованием разомкнутого сегмента кабеля, к которому с некоторыми интервалами подключены станции. Передаваемая информация может распространяться в обе стороны.

Применение общей шины снижает стоимость проводки, унифицирует подключение различных модулей, обеспечивает возможность широковещательного обращения.

Общий кабель является «узким» местом как по производительности, так и по надежности. Кроме того, в нем сложно проводить поиск неисправностей.

Компьютеры в шине могут передавать информацию только по очереди, так как линия связи в данном случае единственная. Если несколько компьютеров будут передавать информацию одновременно, она исказится в результате наложения (конфликта, коллизии). В шине всегда реализуется режим так называемого полудуплексного (half duplex) обмена (в обоих направлениях, но по очереди, а не одновременно).

Важное преимущество шины — при отказе любого из компьютеров сети исправные машины смогут нормально продолжать обмен.

Из-за особенностей распространения электрических сигналов по линиям связи на концах шины включаются специальные согласующие устройства- терминаторы. Без терминаторов сигнал отражается от конца линии и связь по сети становится невозможной. В случае разрыва или повреждения кабеля прекращается обмен даже между теми компьютерами, которые остались соединенными между собой.

При прохождении по линии связи сети с топологией шина сигналы ослабляются, что накладывает жесткие ограничения на суммарную длину линий связи. Для увеличения длины сети с топологией шина часто используют несколько сегментов (частей сети, каждый из которых представляет собой шину), соединенных между собой с помощью специальных усилителей и восстановителей сигналов — репитеров или

повторителей.

В сетях с кольцевой конфигурацией сигналы передаются по кольцу от одной станции к другой, как правило, в одном направлении. Если станция не распознает пакет как «свой», то она передаст его следующей в кольце станции. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой- либо станции не прервался канал связи между остальными.

Звездообразная конфигурация локальных сетей возникла на основе учрежденческих телефонных станций с коммутатором в центре сети.

В локальной сети с такой конфигурацией в центре звезды находится концентратор, в функции которого входит обеспечение доступа станций к среде передачи данных.

Звезда – активная, пассивная. В центре активной звезды – компьютер, пассивной — специальное устройство — концентратор (хаб, hub).

Гибридные топологии.

Топология дерево (tree), которую можно рассматривать как комбинацию нескольких звезд. Причем дерево может быть активным и пассивным. При активном дереве в центрах объединения нескольких линий связи находятся центральные компьютеры, а при пассивном — концентраторы (хабы).

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.

Т. о., можно 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.

Сетевые топологии — презентация онлайн

1. Образовательный комплекс Компьютерные сети

Лекция 6
Сетевые топологии

2. Содержание

Сетевые топологии
шина
звезда
кольцо
Компьютерные сети
Введение
2 из 34

3. Сетевые топологии

4. Сетевые топологии

Топология сети – это физическое
расположение компонентов сети
(компьютеров, кабелей, других
устройств)
Выбор топологии сети влияет на состав
необходимого оборудования, методы
управления сетью и поиска
неисправностей, возможность
расширения сети в будущем

Компьютерные сети
Введение
4 из 34

5. Сетевые топологии Базовые топологии

Существует большое количество
топологий, но все они строятся как
сочетание трех базовых топологий
шина (bus)
звезда (star)
кольцо (ring)
Компьютерные сети
Введение
5 из 34

6. Сетевые топологии Шина…

В топологии «шина» все устройства в
сети подключены к одному кабелю
Кабель со всеми подключенными к нему
устройствами называется сегментом
Компьютерные сети
Введение
6 из 34

7. Сетевые топологии Шина – общая среда передачи

Все устройства объединены единой средой
передачи, поэтому в каждый момент времени
вести передачу может только одно устройство.
Сформированный им сигнал передается всем
устройствам сети, но обработку информации
производит лишь тот сетевой адаптер, MACадрес которого указан в кадре как получатель
Компьютерные сети
Введение
7 из 34

8. Сетевые топологии Шина – активная или пассивная?

Пассивной называется топология, в которой
оконечные устройства не регенерируют сигнал,
сформированный источником
В активных топологиях устройства
регенерируют не предназначенный им
полученный сигнал и передают его дальше
Шина – пассивная топология
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
8 из 34

9. Сетевые топологии Шина – терминаторы

Сумма прямого
и отраженного
сигнала
Данные передаются в виде электрических сигналов, которые
распространяются от передающего устройства к концам
кабеля. Если конец кабеля просто обрезан, то по его
достижении сигнал отразится и пойдет по кабелю в обратную
сторону. При этом будет происходить сложение прямого и
отраженного сигнала, в результате чего исходный сигнал будет
разрушен.
Для предотвращения отражения сигнала на конце кабеля
должно быть установлено специальное устройство, называемое
терминатором. Один из терминаторов обычно рекомендуют
заземлить.
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
9 из 34

10. Сетевые топологии Шина – стоимость

Для создания сети с топологией «шина»

требуются
NIC для всех оконечных устройств
сравнительно небольшое количество кабеля
и не требуются дополнительные устройства
Эти требования определяют сравнительную
дешевизну данной топологии
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
10 из 34

11. Сетевые топологии Шина – расширение

повторитель
Расширение сети может производиться
следующими способами
наращивание сегмента на концах
вставка кабеля в середину
соединение двух сегментов с помощью повторителя
– устройства, восстанавливающего и
регенерирующего электрический сигнал
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
11 из 34

12. Сетевые топологии Шина – неисправности

повторитель
В топологии «шина» возможны следующие неисправности
выход из строя оконечного устройства
не влияет на работу остальной сети
диагностируется и исправляется локально на неисправном устройстве
сеть не работает
нахождение точки разрыва требует либо использования специальных
инструментов (кабельного тестера), либо перестановки терминаторов
разрыв кабеля
выход из строя повторителя
сеть распадается на два работающих сегмента
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
12 из 34

13. Сетевые топологии Шина – выводы

Шина – простая и дешевая топология,
что определило ее популярность в 80-е
годы
В настоящее время зависимость
работоспособности всей сети от
единичного разрыва кабеля и
длительное время поиска и устранения
подобной неисправности делает
практически невозможным применение
данной топологии в промышленных
сетях
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
13 из 34

14. Сетевые топологии Звезда

концентратор
В топологии «звезда» в сети существует
специальный компонент –
концентратор (hub), к которому
посредством кабелей подсоединены все
остальные устройства
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
14 из 34

15. Сетевые топологии Звезда – общая среда передачи

концентратор
Задача концентратора – принять сигнал от передающего
устройства и передать его остальным. Таким образом, в
сети с топологией «звезда» все устройства объединены
единой средой передачи, и в каждый момент времени
вести передачу может только одно устройство.
Исключение составляют случаи, когда в качестве центра
«звезды» используется не обычный концентратор, а
более сложное устройство
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
15 из 34

16. Сетевые топологии Звезда – активная/пассивная

концентратор
Звезда – пассивная топология
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
16 из 34

17. Сетевые топологии Звезда – центральное устройство

концентратор
В качестве центрального могут использоваться устройства
различных классов. Принципы взаимодействия оконечных
устройств при этом существенно отличаются
Пассивный хаб – коммутирующий блок
Активный хаб – восстанавливает принимаемый сигнал
Свитч
Маршрутизатор
Другие типы устройств
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
17 из 34

18. Сетевые топологии Звезда – стоимость

концентратор
Для создания сети с топологией «звезда» требуются
NIC для всех оконечных устройств
Концентратор
Относительно большое (по сравнению с шиной) количество
кабеля для соединения всех оконечных устройств с
центральным
Таким образом, топология «звезда» в среднем несколько
дороже, чем топология «шина»
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
18 из 34

19. Сетевые топологии Звезда – расширение

концентратор
концентратор
Расширение сети с топологией «звезда» производится
следующими способами
Подключение новых устройств к свободным портам
концентратора
Подключение вместо одного из оконечных устройств другого
концентратора
Обычным кабелем соединяется обычный порт одного
концентратора и UpLink-порт другого концентратора
Перекрестным кабелем соединяются обычные порты обоих
концентраторов
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
19 из 34

20. Сетевые топологии Звезда – неисправности

концентратор
концентратор
В топологии «звезда» возможны следующие неисправности
выход из строя оконечного устройства
не влияет на работу остальной сети
оконечное устройство отключается от сети
сегмент сети, обслуживаемый данным устройством, не работает
сеть распадается на два работающих сегмента
разрыв кабеля между оконечным и центральным устройством
выход из строя центрального устройства
разрыв кабеля между центральными устройствами
Все типы неисправностей легко локализуются
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
20 из 34

21. Сетевые топологии Звезда – выводы

Несмотря на сравнительно высокую
стоимость, звезда является
наиболее популярной в настоящий
момент топологией благодаря
возможности построения на ее
основе иерархической сети
(составная топология «звезда
звезд») и простоте обнаружения и
исправления неисправностей
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
21 из 34

22. Сетевые топологии Кольцо

В топологии «кольцо» устройства
последовательно попарно
соединяются друг с другом,
образуя кольцо
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
22 из 34

23. Сетевые топологии Кольцо – активная/пассивная?

В кольце данные последовательно
передаются по кругу от устройства
к устройству, таким образом
Кольцо – активная топология
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
23 из 34

24. Сетевые топологии Кольцо – инкапсуляция

центральное
устройство
В настоящее время при организации локальной сети
редко используется попарное соединение устройств.
Обычно имеется центральное устройство, внутри
которого инкапсулирована топология «кольцо», и к
которому подключены оконечные устройства
Далее мы будем рассматривать два варианта кольца
(а) – без центрального устройства
(б) – с центральным устройством
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
24 из 34

25. Сетевые топологии Кольцо – стоимость (а)

Для создания сети требуются
NIC для всех оконечных устройств
Относительно небольшое количество кабеля
Таким образом, данный вариант
топологии «кольцо» очень дешев
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
25 из 34

26. Сетевые топологии Кольцо – стоимость (б)

центральное
устройство
Для создания сети требуются
NIC для всех оконечных устройств
Центральное устройство
Относительно большое (по сравнению с шиной и вариантом (а)) количество
кабеля для соединения всех оконечных устройств с центральным
Таким образом, данный вариант топологии в среднем несколько
дороже, чем топология «шина» и вариант (а) топологии кольцо
Необходимо отметить, что в настоящий момент топология кольцо
применяется в сетях с технологией Token Ring, в которых стоимость
центральных устройств относительно велика
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
26 из 34

27. Сетевые топологии Кольцо – расширение (а)

Для расширения сети достаточно
добавить устройства в кольцо
Технологии передачи, как правило,
ограничивают максимальную длину кольца и
максимальное количество устройств
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
27 из 34

28. Сетевые топологии Кольцо – расширение (б)

центральное
устройство
центральное
устройство
Расширение сети с топологией «кольцо» (вариант б)
производится следующими способами
Подключение
центрального
Подключение
центрального
новых устройств к свободным портам
устройства
вместо одного из оконечных устройств другого
устройства
обычные порты обоих центральных устройств соединяются
обычным кабелем
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
28 из 34

29. Сетевые топологии Кольцо – неисправности (а)

В топологии «кольцо» (а) возможны следующие неисправности
выход из строя оконечного устройства (если устройство выключено,
оно не работает с сигналом, просто соединяя свой входной канал с
выходным)
сеть не работает
сеть не работает
разрыв кабеля между оконечными устройствами
В технологиях, использующих топологию кольцо, как правило,
существуют специальные алгоритмы быстрого поиска места
неисправности
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
29 из 34

30. Сетевые топологии Кольцо – неисправности (б)

центральное
устройство
центральное
устройство
В топологии «кольцо» (б) возможны следующие неисправности
выход из строя оконечного устройства
не влияет на работу остальной сети
оконечное устройство отключается от сети
сегмент сети, обслуживаемый данным устройством, не работает
сеть распадается на два работающих сегмента
разрыв кабеля между оконечным и центральным устройством
выход из строя центрального устройства
разрыв кабеля между центральными устройствами
Все типы неисправностей легко локализуются
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
30 из 34

31. Заключение

Все возможные топологии строятся как
сочетание трех базовых
Шина
Звезда
Кольцо
В настоящий момент топология звезда
наиболее популярна благодаря
возможности построения на ее основе
иерархической сети и простоте
обнаружения и исправления
неисправностей
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
31 из 34

32. Тема следующей лекции

Сетевые кабели
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
32 из 34

33. Вопросы для обсуждения

Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
33 из 34

34. Литература

В.Г. Олифер, Н.А. Олифер.
Компьютерные сети. Принципы,
технологии, протоколы. СПб:
Питер, 2001.
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
34 из 34

Базовые топологии

Практическая работа №1

Тема: Базовые топологии

Цель: формирование знаний о существующих видах топологий ЛВС, их принципе работы, применении, достоинствах и недостатках.

Время выполнения: 2 часа

Теоретические сведения:

Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи. Важно отметить, что понятие топологии относится, прежде всего, к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. В глобальных сетях структура связей обычно скрыта от пользователей и не слишком важна, так как каждый сеанс связи может производиться по собственному пути.

Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, допустимые и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети. И хотя выбирать топологию пользователю сети приходится нечасто, знать об особенностях основных топологий, их достоинствах и недостатках надо.

Существует три базовые топологии сети:

¾ Шина (bus) — все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи. Информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам (рис. 1).

Рис. 1 — Сетевая топология шина

¾ Звезда (star) — к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует отдельную линию связи (рис. 2). Информация от периферийного компьютера передается только центральному компьютеру, от центрального — одному или нескольким периферийным.

Рис. 2 — Сетевая топология звезда

¾ Кольцо (ring) — компьютеры последовательно объединены в кольцо. Передача информации в кольце всегда производится только в одном направлении. Каждый из компьютеров передает информацию только одному компьютеру, следующему в цепочке за ним, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера (рис. 3).

Рис. 3 — Сетевая топология кольцо

На практике нередко используют и другие топологии локальных сетей, однако большинство сетей ориентировано именно на три базовые топологии.

Топология шина (или, как ее еще называют, общая шина) самой своей структурой предполагает идентичность сетевого оборудования компьютеров, а также равноправие всех абонентов по доступу к сети. Компьютеры в шине могут передавать информацию только по очереди, так как линия связи в данном случае единственная. Если несколько компьютеров будут передавать информацию одновременно, она исказится в результате наложения ( конфликта, коллизии ). В шине всегда реализуется режим так называемого полудуплексного (half duplex) обмена (в обоих направлениях, но по очереди, а не одновременно).

В топологии шина отсутствует явно выраженный центральный абонент, через которого передается вся информация, это увеличивает ее надежность (ведь при отказе центра перестает функционировать вся управляемая им система). Добавление новых абонентов в шину довольно просто и обычно возможно даже во время работы сети. В большинстве случаев при использовании шины требуется минимальное количество соединительного кабеля по сравнению с другими топологиями.

Поскольку центральный абонент отсутствует, разрешение возможных конфликтов в данном случае ложится на сетевое оборудование каждого отдельного абонента. В связи с этим сетевая аппаратура при топологии шина сложнее, чем при других топологиях. Тем не менее, из-за широкого распространения сетей с топологией шина (прежде всего наиболее популярной сети Ethernet) стоимость сетевого оборудования не слишком высока.

Важное преимущество шины состоит в том, что при отказе любого из компьютеров сети, исправные машины смогут нормально продолжать обмен.

Отказ сетевого оборудования любого абонента в шине может вывести из строя всю сеть. К тому же такой отказ довольно трудно локализовать, поскольку все абоненты включены параллельно, и понять, какой из них вышел из строя, невозможно.

При прохождении по линии связи сети с топологией шина информационные сигналы ослабляются и никак не восстанавливаются, что накладывает жесткие ограничения на суммарную длину линий связи. Причем каждый абонент может получать из сети сигналы разного уровня в зависимости от расстояния до передающего абонента. Это предъявляет дополнительные требования к приемным узлам сетевого оборудования.

Если принять, что сигнал в кабеле сети ослабляется до предельно допустимого уровня на длине L_пр, то полная длина шины не может превышать величины L_пр. В этом смысле шина обеспечивает наименьшую длину по сравнению с другими базовыми топологиями.

Для увеличения длины сети с топологией шина часто используют несколько сегментов (частей сети, каждый из которых представляет собой шину), соединенных между собой с помощью специальных усилителей и восстановителей сигналов — репитеров или повторителей (на рис. 4 показано соединение двух сегментов, предельная длина сети в этом случае возрастает до 2 L_пр, так как каждый из сегментов может быть длиной L_пр). Однако такое наращивание длины сети не может продолжаться бесконечно. Ограничения на длину связаны с конечной скоростью распространения сигналов по линиям связи.

Рис. 4 — Соединение сегментов сети типа шина с помощью репитера

Звезда — это единственная топология сети с явно выделенным центром, к которому подключаются все остальные абоненты. Обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который ложится большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он, как правило, заниматься не может. Понятно, что сетевое оборудование центрального абонента должно быть существенно более сложным, чем оборудование периферийных абонентов. О равноправии всех абонентов (как в шине) в данном случае говорить не приходится. Обычно центральный компьютер самый мощный, именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, так как управление полностью централизовано.

Если говорить об устойчивости звезды к отказам компьютеров, то выход из строя периферийного компьютера или его сетевого оборудования никак не отражается на функционировании оставшейся части сети, зато любой отказ центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной. В связи с этим должны приниматься специальные меры по повышению надежности центрального компьютера и его сетевой аппаратуры.

Обрыв кабеля или короткое замыкание в нем при топологии звезда нарушает обмен только с одним компьютером, а все остальные компьютеры могут нормально продолжать работу.

В отличие от шины, в звезде на каждой линии связи находятся только два абонента: центральный и один из периферийных. Чаще всего для их соединения используется две линии связи, каждая из которых передает информацию в одном направлении, то есть на каждой линии связи имеется только один приемник и один передатчик. Это так называемая передача точка-точка. Все это существенно упрощает сетевое оборудование по сравнению с шиной и избавляет от необходимости применения дополнительных, внешних терминаторов.

Проблема затухания сигналов в линии связи также решается в звезде проще, чем в случае шины, ведь каждый приемник всегда получает сигнал одного уровня. Предельная длина сети с топологией звезда может быть вдвое больше, чем в шине (то есть 2 L_пр), так как каждый из кабелей, соединяющий центр с периферийным абонентом, может иметь длину L_пр.

Серьезный недостаток топологии звезда состоит в жестком ограничении количества абонентов. Обычно центральный абонент может обслуживать не более 8—16 периферийных абонентов. В этих пределах подключение новых абонентов довольно просто, но за ними оно просто невозможно. В звезде допустимо подключение вместо периферийного еще одного центрального абонента (в результате получается топология из нескольких соединенных между собой звезд).

Звезда, показанная на рисунке 2 , носит название активной или истинной звезды. Существует также топология, называемая пассивной звездой, которая только внешне похожа на звезду(рис. 5). В настоящее время она распространена гораздо более широко, чем активная звезда. Достаточно сказать, что она используется в наиболее популярной сегодня сети Ethernet.

В центре сети с данной топологией помещается не компьютер, а специальное устройство — концентратор или, как его еще называют, хаб (hub), которое выполняет ту же функцию, что и репитер, то есть восстанавливает приходящие сигналы и пересылает их во все другие линии связи.

Рис. 5 — Топология пассивная звезда и ее эквивалентная схема

Получается, что хотя схема прокладки кабелей подобна истинной или активной звезде, фактически речь идет о шинной топологии, так как информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам, а никакого центрального абонента не существует. Безусловно, пассивная звезда дороже обычной шины, так как в этом случае требуется еще и концентратор. Однако она предоставляет целый ряд дополнительных возможностей, связанных с преимуществами звезды, в частности, упрощает обслуживание и ремонт сети. Именно поэтому в последнее время пассивная звезда все больше вытесняет истинную звезду, которая считается малоперспективной топологией.

Можно выделить также промежуточный тип топологии между активной и пассивной звездой. В этом случае концентратор не только ретранслирует поступающие на него сигналы, но и производит управление обменом, однако сам в обмене не участвует (так сделано в сети 100VG-AnyLAN).

Большое достоинство звезды (как активной, так и пассивной) состоит в том, что все точки подключения собраны в одном месте. Это позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности путем простого отключения от центра тех или иных абонентов (что невозможно, например, в случае шинной топологии), а также ограничивать доступ посторонних лиц к жизненно важным для сети точкам подключения. К периферийному абоненту в случае звезды может подходить как один кабель (по которому идет передача в обоих направлениях), так и два (каждый кабель передает в одном из двух встречных направлений), причем последнее встречается гораздо чаще.

Общим недостатком для всех топологий типа звезда (как активной, так и пассивной) является значительно больший, чем при других топологиях, расход кабеля. Например, если компьютеры расположены в одну линию, то при выборе топологии звезда понадобится в несколько раз больше кабеля, чем при топологии шина. Это существенно влияет на стоимость сети в целом и заметно усложняет прокладку кабеля.

Кольцо — это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи с двумя другими: от одного он получает информацию, а другому передает. На каждой линии связи, как и в случае звезды, работает только один передатчик и один приемник (связь типа точка-точка). Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов.

Важная особенность кольца состоит в том, что каждый компьютер ретранслирует (восстанавливает, усиливает) приходящий к нему сигнал, то есть выступает в роли репитера. Затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами кольца. Если предельная длина кабеля, ограниченная затуханием, составляет L_пр, то суммарная длина кольца может достигать NL_пр, где N — количество компьютеров в кольце. Полный размер сети в пределе будет NL_пр/2, так как кольцо придется сложить вдвое. На практике размеры кольцевых сетей достигают десятков километров (например, в сети FDDI). Кольцо в этом отношении существенно превосходит любые другие топологии.

Четко выделенного центра при кольцевой топологии нет, все компьютеры могут быть одинаковыми и равноправными. Однако довольно часто в кольце выделяется специальный абонент, который управляет обменом или контролирует его. Понятно, что наличие такого единственного управляющего абонента снижает надежность сети, так как выход его из строя сразу же парализует весь обмен.

Строго говоря, компьютеры в кольце не являются полностью равноправными. Ведь один из них обязательно получает информацию от компьютера, ведущего передачу в данный момент, раньше, а другие — позже. Именно на этой особенности топологии и строятся методы управления обменом по сети, специально рассчитанные на кольцо. В таких методах право на следующую передачу (или, как еще говорят, на захват сети) переходит последовательно к следующему по кругу компьютеру. Подключение новых абонентов в кольцо выполняется достаточно просто, хотя и требует обязательной остановки работы всей сети на время подключения. Как и в случае шины, максимальное количество абонентов в кольце может быть довольно велико (до тысячи и больше). Кольцевая топология обычно обладает высокой устойчивостью к перегрузкам, обеспечивает уверенную работу с большими потоками передаваемой по сети информации, так как в ней, как правило, нет конфликтов (в отличие от шины), а также отсутствует центральный абонент (в отличие от звезды), который может быть перегружен большими потоками информации.

Рис. 6 — Сеть с двумя кольцами

Сигнал в кольце проходит последовательно через все компьютеры сети, поэтому выход из строя хотя бы одного из них (или же его сетевого оборудования) нарушает работу сети в целом. Это существенный недостаток кольца.

Точно так же обрыв или короткое замыкание в любом из кабелей кольца делает работу всей сети невозможной. Из трех рассмотренных топологий кольцо наиболее уязвимо к повреждениям кабеля, поэтому в случае топологии кольца обычно предусматривают прокладку двух (или более) параллельных линий связи, одна из которых находится в резерве.

Иногда сеть с топологией кольцо выполняется на основе двух параллельных кольцевых линий связи, передающих информацию в противоположных направлениях (рис. 6). Цель подобного решения — увеличение (в идеале — вдвое) скорости передачи информации по сети. К тому же при повреждении одного из кабелей сеть может работать с другим кабелем (правда, предельная скорость уменьшится).

Кроме трех рассмотренных базовых топологий нередко применяется также сетевая топология дерево (tree), которую можно рассматривать как комбинацию нескольких звезд. Причем, как и в случае звезды, дерево может быть активным или истинным (рис. 7) и пассивным (рис. 8). При активном дереве в центрах объединения нескольких линий связи находятся центральные компьютеры, а при пассивном — концентраторы (хабы).

Рис. 7 — Топология активное дерево

Рис. 8 — Топология пассивное дерево. К — концентраторы

Довольно часто применяются комбинированные топологии, среди которых наиболее распространены звездно-шинная (рис. 9) и звездно-кольцевая (рис. 10).

Рис. 9 — Пример звездно-шинной топологии

Рис. 10 — Пример звездно-кольцевой топологии

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.

В случае звездно-кольцевой (star-ring) топологии в кольцо объединяются не сами компьютеры, а специальные концентраторы (изображенные на 10 в виде прямоугольников), 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 (как показано на рисунке 10). 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.

В заключение надо также сказать о сеточной топологии (mesh), при которой компьютеры связываются между собой не одной, а многими линиями связи, образующими сетку (рис. 11).

Рис. 11 — Сеточная топология: полная (а) и частичная (б)

В полной сеточной топологии каждый компьютер напрямую связан со всеми остальными компьютерами. В этом случае при увеличении числа компьютеров резко возрастает количество линий связи. Кроме того, любое изменение в конфигурации сети требует внесения изменений в сетевую аппаратуру всех компьютеров, поэтому полная сеточная топология не получила широкого распространения.

Частичная сеточная топология предполагает прямые связи только для самых активных компьютеров, передающих максимальные объемы информации. Остальные компьютеры соединяются через промежуточные узлы. Сеточная топология позволяет выбирать маршрут для доставки информации от абонента к абоненту, обходя неисправные участки. С одной стороны, это увеличивает надежность сети, с другой же – требует существенного усложнения сетевой аппаратуры, которая должна выбирать маршрут.

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 (рис. 12).

Рис. 12 — Примеры использования разных топологий

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.

Практические задания:

Задание 1. Составьте сравнительную таблицу топологий локальных сетей. Укажите достоинства и недостатки каждой топологии.

Задание 2. Перерисуйте в тетрадь план офисного здания (рис. 13). Укажите размещение ПК. В каждом кабинете разместите не менее одного ПК, не менее 20 во всем здании. В группах по два человека для предложенного предприятия выберите наиболее подходящую топологию. Свой выбор обоснуйте требованиями применения разных видов топологий. Составьте перечень оборудования, который понадобится в этом случае для создания сети.

Рис. 13 — План офисного здания

Контрольные вопросы

1. Что такое топология ЛВС? Какие топологии сетей существуют? Каков принцип подключения компьютеров в каждой из них?

2. С каким типом кабеля работает каждая из топологий?

3. В каком случае каждая из топологий будет наиболее применима?

4. Что такое смешанная топология? Какие они бывают?

Скачано с www.znanio.ru

2.1.3 Активная топология «звезда». Локальные сети в компьютерном классе

2.7 Виды топологий построения транспортной сети SDH.

И КОМБИНИРОВАННЫЕ ТОПОЛОГИИ

При построении сетей важным является выбор физической организации связей между отдельными устройствами сети, т. е. топология сети.

Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимают физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи. Важно отметить, что понятие топологии относится прежде всего к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. В глобальных сетях структура связей обычно скрыта от пользователей и не слишком важна, так как каждый сеанс связи может проводиться по собственному пути.

Сетевая топология может быть:

— физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети;
— логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.

Физическая топология описывает реально использующиеся способы организации физических соединений различного сетевого оборудования (кабели, разъемы и способы подключения сетевого оборудования).

Логическая топология описывает реальные пути движения сигналов при передаче данных по используемой физической топологии, т. е. пути передачи потоков данных между сетевыми устройствами. Она определяет правила передачи данных в существующей среде передачи с гарантированным отсутствием помех, влияющих на корректность передачи данных.

И хотя выбирать топологию пользователю сети приходится не часто, знать об особенностях основных топологий, их достоинствах и недостатках необходимо.

Существует три базовые топологии сети (на практике нередко используют и другие топологии локальных сетей, однако большинство сетей ориентировано именно на базовые).

Прежде чем перейти к анализу особенностей базовых сетевых топологий, необходимо выделить некоторые важнейшие факторы, влияющие на физическую работоспособность сети и непосредственно связанные с понятием «топология».

Исправность компьютеров (абонентов), подключенных к сети. В некоторых случаях поломка абонента может заблокировать работу всей сети. Иногда неисправность абонента не влияет на работу сети в целом, но мешает остальным абонентам обмениваться информацией.

Исправность сетевого оборудования, т. е. технических средств, непосредственно подключенных к сети (адаптеры, трансиверы, разъемы и т. д.). Выход из строя сетевого оборудования одного из абонентов может сказаться на всей сети, но может нарушить обмен только с одним абонентом.

Целостность кабеля сети — при обрыве кабеля сети (например, из-за механических воздействий) может нарушиться обмен информацией во всей сети или в одной из ее частей.

Ограничение длины кабеля, связанное с ослаблением (затуханием) распространяющегося по нему сигнала. Как известно, в любой среде при распространении сигнал ослабляется, и чем большее расстояние проходит сигнал, тем больше он затухает. Необходимо следить, чтобы длина кабеля сети не была больше предельной длины, при превышении которой затухание становится уже неприемлемым (принимающий абонент не распознает ослабевший сигнал).

Шина — все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи. Информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компью

терам (рис. 1.1)

Рабочая станция

Рис. 1.1. Сетевая топология «шина»

Топология «шина» предполагает идентичность сетевого оборудования компьютеров, а также равноправие всех абонентов по доступу к сети. Компьютеры в шине могут передавать информацию только по очереди, так как линия связи в данном случае единственная; если несколько компьютеров будут передавать информацию одновременно, она исказится в результате наложения (конфликта, коллизии). В шине всегда реализуется режим так называемого полудуплексного обмена (в обоих направлениях, но по очереди, а не одновременно).

В топологии «шина» отсутствует явно выраженный центральный абонент, через который передается вся информация, это увеличивает ее надежность (при отказе центра перестает функционировать вся управляемая им система). Добавление новых абонентов в шину довольно просто и обычно возможно даже во время работы сети. В большинстве случаев при использовании шины требуется минимальное количество соединительного кабеля по сравнению с другими топологиями.

Важное преимущество шины состоит в том, что при отказе любого из компьютеров сети исправные машины смогут нормально продолжать обмен.

Казалось бы, при обрыве кабеля получаются две вполне работоспособные шины. Однако надо учитывать, что из-за особенностей распространения электрических сигналов по длинным линиям связи необходимо предусматривать включение на концах шины специальных согласующих устройств — терминаторов. Без включения терминаторов сигнал отражается от конца линии и искажается так, что связь по сети становится невозможной. В случае разрыва или повреждения кабеля нарушается согласование линии связи и прекращается обмен даже между теми компьютерами, которые остались соединенными между собой. Короткое замыкание в любой точке кабеля шины выводит из строя всю сеть.

Отказ сетевого оборудования любого абонента в шине также может вывести из строя всю сеть. К тому же такой отказ довольно трудно локализовать, поскольку все абоненты включены параллельно, и понять, какой из них вышел из строя, невозможно.

При прохождении по линии связи сети с топологией «шина» информационные сигналы ослабляются и никак не восстанавливаются, что накладывает жесткие ограничения на суммарную длину линий связи. Причем каждый абонент может получать из сети сигналы разного уровня в зависимости от расстояния до передающего абонента. Это предъявляет дополнительные требования к приемным узлам сетевого оборудования.

Для увеличения длины сети с топологией «шина» часто используют несколько сегментов (частей сети, каждый из которых представляет собой шину), соединенных между собой с помощью специальных усилителей и восстановителей сигналов — репитеров, или повторителей. Однако наращивание длины сети не может продолжаться бесконечно. Ограничения по длине связаны с конечной скоростью распространения сигналов по линиям связи.

Звезда — к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует отдельную линию связи (рис. 1.2). Информация от периферийного компьютера передается только центральному компьютеру, от центрального — одному или нескольким периферийным.

Рис. 1.2. Сетевая топология «звезда»

Звезда — это единственная топология сети с явно выделенным центром, к которому подключаются все остальные абоненты. Обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который ложится большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он, как правило, заниматься не может. Сетевое оборудование центрального абонента должно быть су щественно более сложным, чем оборудование периферийных абонентов. Равноправия всех абонентов (как в шине) в данном случае нет. Обычно центральный компьютер самый мощный, именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Конфликты в сети с топологией «звезда» в принципе невозможны, так как управление полностью централизовано.

Анализ устойчивости звезды к отказам компьютеров показывает, что выход из строя периферийного компьютера или его сетевого оборудования никак не отражается на функционировании оставшейся части сети, зато любой отказ центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной. В связи с этим должны приниматься специальные меры по повышению надежности центрального компьютера и его сетевой аппаратуры.

Обрыв кабеля или короткое замыкание в нем при топологии «звезда» нарушает обмен только с одним компьютером, а все остальные компьютеры могут нормально продолжать работу.

В отличие от шины, в звезде на каждой линии связи находятся только два абонента: центральный и один из периферийных. Чаще всего для их соединения используется две линии связи, каждая из которых передает информацию в одном направлении, т. е. на каждой линии связи имеется только один приемник и один передатчик. Это так называемая передача точка-точка. Все это существенно упрощает сетевое оборудование по сравнению с шиной и избавляет от необходимости применения дополнительных терминаторов.

Серьезный недостаток топологии «звезда» состоит в жестком ограничении количества абонентов. Обычно центральный абонент может обслуживать не более 8-16 периферийных абонентов. В этих пределах подключение новых абонентов довольно просто, но за ними оно просто невозможно. В звезде допустимо подключение вместо периферийного еще одного центрального абонента (в результате получается топология из нескольких соединенных между собой звезд).

Звезда, показанная на рисунке 1.2, носит название активной звезды. Существует также топология, называемая пассивной звездой, которая только внешне похожа на звезду. В настоящее время она распространена гораздо более широко, чем активная звезда, и используется в сети Ethernet. В центре сети с данной топологией помещается не компьютер, а специальное устройство -концентратор, который выполняет ту же функцию, что и репитер, т. е. восстанавливает приходящие сигналы и пересылает их во все другие линии связи. Пассивная звезда дороже обычной шины (так как в этом случае требуется еще и концентратор), однако она предоставляет целый ряд дополнительных возможностей, связанных с преимуществами звезды, в частности, упрощает обслуживание и ремонт сети. Именно поэтому в последнее время пассивная звезда все больше вытесняет истинную звезду, которая считается малоперспективной топологией.

Большое достоинство звезды (как активной, так и пассивной) состоит в том, что все точки подключения собраны в одном месте. Это позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности путем простого отключения от центра тех или иных абонентов, а также ограничивать доступ посторонних лиц к жизненно важным для сети точкам подключения. К периферийному абоненту в случае звезды может подходить как один кабель (по которому идет передача в обоих направлениях), так и два (каждый кабель передает в одном из двух встречных направлений), причем второй вариант встречается гораздо чаще.

Общим недостатком топологий типа «звезда» (как активной, так и пассивной) является значительно больший, чем при других топологиях, расход кабеля. Например, если компьютеры расположены в одну линию (см. рис. 1.2), то при выборе топологии «звезда» понадобится в несколько раз больше кабеля, чем при выборе топологии «шина». Это существенно влияет на стоимость сети в целом и заметно усложняет прокладку кабеля.

Кольцо — компьютеры последовательно объединены в кольцо. Передача информации в кольце всегда производится только в одном направлении. Каждый из компьютеров передает информацию только одному компьютеру, следующему в цепочке за ним, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера (рис. 1.3).

Кольцо — это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи с двумя другими; от одного он получает информацию, а другому передает. На каждой линии связи, как и в случае звезды, работают только один передатчик и один приемник (связь типа точка-точка). Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов.

Важная особенность кольца состоит в том, что каждый компьютер ретранслирует (восстанавливает, усиливает) приходящий к нему сигнал, т. е. выступает в роли репитера. Затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами кольца. На практике размеры кольцевых сетей достигают десятков километров. Кольцо в этом отношении существенно превосходит любые другие топологии.

Рис. 1.3. Сетевая топология «кольцо»

Четко выделенного центра при кольцевой топологии нет, все компьютеры могут быть одинаковыми и равноправными. Однако довольно часто в кольце выделяется специальный абонент, который управляет обменом или контролирует его. Наличие такого единственного управляющего абонента снижает надежность сети, так как выход его из строя сразу же парализует весь обмен.

Компьютеры в кольце не являются полностью равноправными (в отличие, например, от шинной топологии). Один из них обязательно получает информацию от компьютера, ведущего передачу в данный момент, раньше, а другие — позже. Именно на этой особенности топологии и строятся методы управления обменом по сети, специально рассчитанные на кольцо. В таких методах право на следующую передачу переходит последовательно к следующему по кругу компьютеру. Подключение новых абонентов в кольцо выполняется достаточно просто, хотя и требует обязательной остановки работы всей сети на время подключения. Как и в случае шины, максимальное количество абонентов в кольце может быть довольно велико (до тысячи и больше). Кольцевая топология обычно обладает высокой устойчивостью к перегрузкам, обеспечивает уверенную работу с большими потоками передаваемой по сети информации, потому что в ней, как правило, нет конфликтов (в отличие от шины), а также отсутствует центральный абонент (в отличие от звезды), который может быть перегружен большими потоками информации.

Точно так же обрыв или короткое замыкание в любом из кабелей кольца делает работу всей сети невозможной. Из трех рассмотренных топологий кольцо наиболее уязвимо к повреждениям кабеля, поэтому в случае топологии «кольцо» обычно предусматривают прокладку двух (или более) параллельных линий связи, одна из которых находится в резерве.

Иногда сеть с топологией «кольцо» выполняется на основе двух параллельных кольцевых линий связи, передающих информацию в противоположных направлениях, причем увеличивается скорость передачи информации по сети. К тому же при повреждении одного из кабелей сеть может работать с другим кабелем.

Кроме трех базовых широко распространена древовидная сетевая топология (рис. 1.4), которую можно рассматривать как комбинацию нескольких звезд, причем, как и в случае звезды, дерево может быть активным, или истинным, и пассивным. При активном дереве в центрах объединения нескольких линий связи находят

ся центральные компьютеры, а при пассивном — концентраторы.

Сегмент

| Репитер |

Сегмент

Концентратор

Рис. 1.4. Древовидная сетевая топология

Часто применяются и комбинированные топологии, среди которых наиболее распространены звездно-шинная и звездно-кольцевая.

В звездно-шинной топологии используется комбинация шины и пассивной звезды. К концентратору подключаются как отдельные компьютеры, так и целые шинные сегменты. 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.

В случае звездно-кольцевой топологии в кольцо объединяются не сами компьютеры, а специальные концентраторы, к которым, в свою очередь, с помощью звездообразных двойных линий связи подключаются компьютеры. 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, и данная топология равноценна классическому кольцу.

Сеточная топология — это топология, при которой компьютеры связываются между собой не одной, а многими линиями связи, образующими сетку.

Частичная сеточная топология предполагает прямые связи только для самых активных компьютеров, передающих максимальные объемы информации. Остальные компьютеры соединяются через промежуточные узлы. Сеточная топология позволяет выбирать маршрут для доставки информации от абонента к абоненту, обходя неисправные участки. С одной стороны, это увеличивает надежность сети, с другой — требует существенного усложнения сетевой аппаратуры, которая должна выбирать маршрут.

? Контрольные вопросы и задания
1. Дайте определение термину «компьютерная сеть». Раскройте основное назначение компьютерной сети.
2. Дайте определения основным понятиям раздела.
3. Опишите типы сетей.
4. Приведите классификацию сетей по территориальному признаку.
5. Перечислите основные типы сетей по способам соединения и управления.
6. Изложите основные факторы выбора сети.
7. Объясните отличия локальной сети от сети на основе сервера.
8. Опишите основные недостатки сетей.
9. Объясните, что собой представляет специализированный сервер, приведите пример.
10. Проанализируйте целесообразность выбора одноранговой сети.
11. Определите достоинства сетей на основе сервера.
12. Раскройте сущность понятия «топология сети».
13. Назовите основные факторы, влияющие на выбор топологии сети.
14. Перечислите основные топологии сети.
15. Определите наиболее характерное свойство для сети топологии «шина».
16. Выделите достоинства и недостатки топологий «шина», «звезда», «кольцо».
17. Объясните, в каких целях используются терминатор и репитер.
18. Проведите сравнительный анализ активной и пассивной звезд.
19. Создайте конструкцию звездно-кольцевой и звездношинной топологий.
20. Определите, в какой ситуации целесообразно использовать сеточную топологию.
21. Изучите предложенную ситуацию и найдите правильное решение.

В компании 8 человек; у каждого сотрудника свой персональный компьютер. Для того чтобы получить необходимую информацию, приходится обращаться к коллегам с устной просьбой или копировать данные с помощью флэш-накопителей. Все агенты занимаются делами только своих клиентов, и эта информация строго конфиденциальна.

Необходимо установить сеть для этой компании, выбрав оптимальные тип и топологию сети.

Термин сетевые топологии мало кому знаком, но понятие о локальной сети у рядового пользователя компьютерной техники все же есть. Так вот сетевые топологии – это инструменты, обуславливающие работу создаваемых компьютерных сетей, позволяющих оперировать одновременно информацией через несколько машин.

Давайте подробнее рассмотрим понятие сетевых топологий в этой статье, а также выясним, для чего они нужны, где и как их использовать правильно, какие типы данного инструментария существуют, какими положительными и негативными характеристиками они наделены.

Сетевые топологии – введение

Локальные компьютерные сети не могут работать без специальных сетевых устройств. Зачастую в одной сети задействовано более двух компьютеров, зачастую – пять, десять, двадцать, бывают сети, объединяющие целые корпорации. Они соединены между собой некой линией связи. Взаимодействие включенных в сеть машин может быть разным. Объединить несколько устройств в одно целое удается за счет создания нескольких видов сетей:

кольцевой;
звездной;
шинной;
иерархической;
произвольной.

В среде ИТ-специалистов создание подобных сетей и называется топологиями. Это физический инструментарий, который применим для создания локальных сетей. Кроме этого есть еще и логические топологии.

Физические и логические топологии работают самостоятельно и не перекликаются. Если физические отвечают за геометрию работы сети, то логические задействованы в перераспределении потоков данных между различными узлами созданной сети и определяют самый эффективный метод передачи данных.

И физические топологии, и логические имеют как преимущества, так и недостатки, поэтому они в современное время применяются наравне. Ниже рассмотрим основные характеристики каждого вида сетевых топологий и выясним, в чем же заключается их основополагающая суть.

Характеристика шинной топологии: принцип работы

Если при передаче электронных данных от одного компьютера другому применим линеечный моноканал, то это означает, что в работе задействована шинная топология сети. Именно на концах моноканала устанавливаются специальные так называемые терминаторы. Участвующие в сети персональные компьютеры подключаются к общей сети через Т-образный разъем, контактирующий с общим линеечным моноканалом.

Электронные данные поступают в терминаторы, причем они поступают одновременно на все узловые точки сети, но принять для рассмотрения электронные документы может лишь тот компьютер, которому и предназначалось послание. Основной сигнал передачи данный улавливает каждая компьютерная машина, задействованная в сети, следовательно, среда передачи электронный данный является общей составляющей сети.

Шинная топология получила широкую популярность с расширенными возможностями Ethernet архитектуры.

Основные достоинства шинной топологии заключаются в следующем:

простота выполнения настроек, понятная конфигурация создаваемой сети;
сеть не прерывается, если несколько включенных в нее компьютеров выходят из строя, а это означает, что она устойчива к всевозможным неполадкам компьютерной техники.

Основные недостатки шинной типологии таковы:

длина прокладываемого сетевого кабеля ограничена, также ограничено количество включаемых в сеть единиц компьютерной техники;
вся сеть зависит от исправности моноканала, если он страдает – страдает вся сеть, зачастую очень сложно в шинной сети найти точку неисправности, особенно когда все ее составляющие изолированы.

Характеристика звездной топологии: принцип работы

При создании сети звездочного типа каждый в отдельности персональный компьютер присоединяется к так называемому хабу или концентратору. За счет этого создается параллельное соединение всех входящих в сеть компьютерных единиц. Эти составляющие являются основными связующими звеньями, позволяющими выполнять общение между компьютерами, включенными в сеть.

В этой сети также использует общее информационное поле, то есть информация посылается во все узлы связи, но принять может лишь один участок, для которого она и первоначально отсылалась.

Основные достоинства звездной сети:

легка в настройках и подключении новой компьютерной техники;
как и шинная сеть устойчива к поломкам включенных в сеть компьютеров;
позволяет осуществлять централизованное управление всеми подключенными единицами.

Основные недостатки звездной типологии:

большой расход сетевого кабеля при монтаже;
неисправность одного хаба или концентратора приводит к сбою работы всей цепочки передачи электронных данных.

Звездная сеть может основываться еще и на центральном концентраторе. Он подразумевает под собой интеллектуальный инструмент, выполняющий соединение определенных компьютерных единиц, включенных сеть. Принцип работы выхода-входа дает возможность не использовать общее информационное поле для всех единиц, а конкретизировать пересылку информации от одной точки другой, третье, четвертой… Получается, что каждый компьютер кроме хабов, подключен еще и к центральному концентратору, если происходит поломка внутри сети, то вся сеть не страдает. При поломке, точка неисправности самопроизвольно отключается от сети, что позволяет быстро ее найти и устранить все дефекты работы.

Прокладка такой сети требует большого количества сетевого кабеля, но эффективность ее работы этого стоит.

Звездная типология может также представлять собой некое дерево, представляющее собой комбинацию из нескольких звезд. В зависимости от переплетений выделяют активное состояние сети, пассивное или истинное. В зависимости от состояния используются для создания связи между компьютерными единицами, включенными в сеть, либо хабы с концентраторами, либо центральные компьютеры.

Если выбирается центральный компьютер, то можно создать действительно надежную и производительную сеть, но не дешевого порядка. Если использовать хабы с концентраторами – обойдется в разы дешевле, но показатель эффективности работы будет значительно ниже.

Характеристика кольцевой топологии: принцип работы

Кольцевая топология подразумевает непосредственное соединение всех каналов сети в одну неразрывную цепочку. Это не значит, что она представляет собой типичную окружность. Суть кольцевой сети в том, что для передачи электронных данных используется выход одной компьютерной единицы и вход иной. Движение информации происходит в одном потоке. Если на выходе информация есть, и она не получена на входе, то она снова возвращается на выход с последующей попыткой достучаться до входа. То есть информация все время движется по одному маршруту от отправителя к получателю и обратно.

Логическое кольцо имеет свойство замыкаться. Основное достоинство кольцевой сети – ее очень просто настроить. Но она не является надежной в отношении непредвиденных поломок. Если в цепи есть дефект, то кольцо передачи данных прерывается. Чаще всего на практике ИТ-специалисты внедряют проекты модифицированной кольцевой типологии.

Комбинированные решения при создании локальных компьютерных сетей

Для обеспечения надежности сетей зачастую на практике используют комбинации основных сетевых топологий. Чаще всего применимы звездно-шинные или звездно-кольцевые топологии. Что дает в итоге объединение нескольких инструментариев при прокладке локальных компьютерных сетей? Ответ здесь однозначен – обеспечение надежности сети, устойчивость к поломкам и отсутствие обязательного соблюдения принципа передачи информации по цепочке, что упрощает работу при возникновении дефектов в сети.

При этом упрощается и принцип работы самой сети и процесс ее монтажа.

Подведем итоги

Теперь вам известны основные разновидности сетевых топологий. Представленные варианты в этой статье являются самыми типичными и используемыми при монтаже современных локальных компьютерных сетей. Но это не означает, что не применяются более усовершенствованные топологии, зачастую такие разрабатываются под конкретные объекты обслуживания, к примеру, под научные или военные. А вот для типичного гражданского применения вполне достаточными являются рассмотренные здесь сетевые топологии.

Существующие топологии создавались не одно десятилетие, поэтому есть смысл их широкого применения.

Поделись знанием: Материал из Википедии — свободной энциклопедии Перейти к:навигация, поиск

Сетевая тополо́гия — это конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (компьютеры) и коммуникационное оборудование (маршрутизаторы), а рёбрам — физические или информационные связи между вершинами.

Сетевая топология может быть

физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети.
логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.
информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети.
управления обменом — это принцип передачи права на пользование сетью.

Топологии

Полносвязная

Сеть, в которой каждый компьютер непосредственно связан со всеми остальными. Однако этот вариант громоздкий и неэффективный, потому что каждый компьютер в сети должен иметь большое количество коммуникационных портов, достаточное для связи с каждым из остальных компьютеров.

Неполносвязная

Неполносвязных топологий существует несколько. В них, в отличие от полносвязных может применяться передача данных не напрямую между компьютерами, а через дополнительные узлы.

Шина (Bus)

Топология данного типа, представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

Преимущества сетей шинной топологии:

расход кабеля существенно уменьшен
отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом;
сеть легко настраивать и конфигурировать;
сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов.

Недостатки сетей шинной топологии:

разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети;
ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций;
недостаточная надежность сети из-за проблем с разъемами кабеля.
низкая производительность, обусловлена разделением канала между всеми абонентами.

Звезда

В сети, построенной по топологии типа «звезда», каждая рабочая станция подсоединяется кабелем (витой парой) к концентратору или хабу (англ. hub). Концентратор обеспечивает параллельное соединение ПК и, таким образом, все компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с другом.

Данные от передающей станции сети передаются через хаб по всем линиям связи всем ПК. Информация поступает на все рабочие станции, но принимается только теми станциями, которым она предназначается. Так как передача сигналов в топологии физическая звезда является широковещательной, то есть сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной.

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой 10Base-T Ethernet.

Преимущества сетей топологии звезда:

легко подключить новый ПК;
имеется возможность централизованного управления;
сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК.

Недостатки сетей топологии звезда:

отказ хаба влияет на работу всей сети;
большой расход кабеля.

Кольцо (Ring)

В сети с топологией типа «кольцо» все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо (необязательно окружность), по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется со входом другого ПК. Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении.

Принимающая рабочая станция распознает и получает только адресованное ей сообщение. В сети с топологией типа физическое кольцо используется маркерный доступ, который предоставляет станции право на использование кольца в определенном порядке. Логическая топология данной сети — логическое кольцо. Данную сеть очень легко создавать и настраивать.

К основному недостатку сетей топологии кольцо относится то, что повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети.

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

Ячеистая топология

Получается из полносвязной топологии путём удаления некоторых связей. Допускает соединения большого количества компьютеров и характерна для крупных сетей.

И дополнительные (производные):

Используемые источники:

https://ozlib.com/990656/tehnika/topologiya_seti_bazovye_kombinirovannye_topologii
http://computerologia.ru/topologii-seti-osnovnye-xarakteristiki/
http://wiki-org.ru/wiki/%d0%a1%d0%b5%d1%82%d0%b5%d0%b2%d0%b0%d1%8f_%d1%82%d0%be%d0%bf%d0%be%d0%bb%d0%be%d0%b3%d0%b8%d1%8f

Компьютерные сети. Топология звезда

Звезда́ — базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры сети присоединены к центральному узлу (обычно сетевой концентратор), образуя физический сегмент сети. Подобный сегмент сети может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило «дерево»). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом ложится очень большая нагрузка, потому ничем другим, кроме сети, оно заниматься не может. Как правило, именно центральный компьютер является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, потому что управление полностью централизовано.
Рабочая станция, с которой необходимо передать данные, отсылает их на концентратор, а тот определяет адресата и отдаёт ему информацию. В определённый момент времени только одна машина в сети может пересылать данные, если на концентратор одновременно приходят два пакета, обе посылки оказываются не принятыми и отправителям нужно будет подождать случайный промежуток времени, чтобы возобновить передачу данных. Этот недостаток отсутствует на сетевом устройстве более высокого уровня — коммутаторе, который, в отличие от концентратора, подающего пакет на все порты, подает лишь на определенный порт — получателю. Одновременно может быть передано несколько пакетов. Сколько — зависит от коммутатора

Активная звезда

В центре сети содержится компьютер, который выступает в роли сервера.

Пассивная звезда

В центре сети с данной топологией содержится не компьютер, а концентратор, или коммутатор, что выполняет ту же функцию, что и повторитель. Он возобновляет сигналы, которые поступают, и пересылает их в другие линии связи.

Сетевые топологии

: кольцо или звезда

Когда дело доходит до проектирования сети, важно понимать преимущества и ограничения различных топологий, особенно использования кольцевых и звездообразных топологий.

Кольцевая топология

Внутри кольца каждый коммутатор подключается к соседним коммутаторам с обеих сторон, образуя кольцо или петлю. Это дает преимущество добавления избыточности, поскольку к каждому коммутатору ведет два пути, но имеет недостаток, заключающийся в необходимости использования протокола, такого как протокол связующего дерева (STP) или защитных коммутационных колец Ethernet (EPSR), для предотвращения возникновения широковещательных штормов.

Кроме того, когда в сети происходит изменение или сбой, коммутаторы должны очистить свои внутренние таблицы и заново изучить топологию сети, что может привести к нарушению работы таких служб, как видео и IP-телефония. Это нарушение особенно заметно при использовании STP, поскольку для восстановления протокола требуется некоторое время. Кольцевые протоколы, такие как EPSR, специально разработаны для обеспечения быстрого восстановления и ограничения сбоев в работе таких служб реального времени, как голос и видео.

Звездная топология

В топологии «звезда» основной коммутатор подключается к каждому другому коммутатору, образуя звезду.Для обеспечения избыточности в звездообразной топологии требуются два канала для каждого коммутатора, которые затем объединяются с использованием агрегации каналов. Поскольку основной коммутатор представляет собой единую точку отказа, важно добавить второй коммутатор, и в идеале он должен использовать технологию стекирования шасси, такую как Virtual Chassis Stacking (VCS), чтобы оба коммутатора могли управляться как один логический коммутатор.

Топологии

«звезда» имеют то преимущество, что в случае сбоя обслуживание не прерывается, но для них требуется больше интерфейсов, чем для кольцевой топологии.В зависимости от ряда факторов, включая скорость и тип используемого волокна, это может повлиять на стоимость.

Ring vs Star: что лучше?

Важно понимать, что это не простой случай, когда одна топология лучше, а обеспечение того, чтобы решение соответствовало потребностям клиента и его приложений. Вообще говоря, звездообразная топология обеспечивает более устойчивую сеть, чем кольцевая топология, но требует большего количества интерфейсов. Поскольку каждый коммутатор имеет выделенную полосу пропускания, требования к полосе пропускания для каналов в звездообразной топологии будут ниже, чем для кольцевых.Это означает, что звездообразная топология при наличии большего количества интерфейсов может фактически привести к более дешевому решению, чем кольцевая топология.

Также важно понимать, что звездообразная топология может быть доставлена по кабельной инфраструктуре, развернутой как кольцо, чтобы обеспечить устойчивость звездообразной топологии с разнесением путей кольца. Это показано на схеме, показанной ниже.

Если используется кольцевая топология, важно, чтобы протокол расширенной защиты, такой как EPSR, использовался для быстрого восстановления, чтобы гарантировать минимальное нарушение работы служб в случае отказа канала или устройства.

Разница между топологией «звезда» и топологией шины

Предварительное условие — типы топологии сети

1. Топология «звезда»:
Топология «звезда» в основном используется для локальных сетей, в которых все узлы подключены к центральной точке, называемой концентратором, которая соединяет их в канал связи. Соединения выполняются таким образом, что n количество проводов требуется для соединения n количества конечных устройств или узлов. Трафик генерируется от центрального концентратора звезды.Центральный концентратор управляет связью между всеми узлами, сообщение, отправленное одним узлом, сначала достигает концентратора, а затем передается на узел-получатель через концентратор.

Вниманию читателя! Не прекращайте учиться сейчас. Практикуйте экзамен GATE задолго до самого экзамена с помощью предметных и общих викторин, доступных в курсе GATE Test Series Course .

Изучите все концепции GATE CS с бесплатными живыми классами на нашем канале YouTube.

2.Топология шины:
Топология шины — это тип топологии сети, в которой все устройства подключены к одному кабелю, который называется магистралью сети. Он состоит из терминатора на каждом конце кабеля. отвечает за связь между устройствами, и когда данные достигают конца кабеля, они удаляются терминатором из линии передачи данных. Это самая простая сетевая топология, когда устройства должны быть соединены линейным образом.

Различия между топологией «звезда» и топологией шины:

S.НЕТ.	Топология «звезда»	Топология шины
1.	Топология «звезда» — это топология, в которой все устройства подключены к центральному концентратору.	Топология шины — это топология, в которой каждое устройство подключено к одному кабелю, который называется магистралью.
2.	В звездообразной топологии, если выходит из строя центральный концентратор, отказывает вся сеть.	В топологии шины отказ сетевого кабеля приведет к отказу всей сети.
3.	Управление высоким трафиком и производительностью сети сильно зависит от пропускной способности центрального концентратора.	Топология шины не может эффективно управлять большим объемом трафика, поскольку высокий трафик снижает производительность сети.
4.	Топология «звезда» не имеет терминатора.	Топология шины имеет терминаторы на обоих концах сети.
5.	Топология «звезда» имеет высокую стоимость внедрения из-за наличия центрального концентратора и дополнительных проводов, необходимых для подключения.	Шинная топология дешевле, чем звездообразная топология.
6.	В звездообразной топологии передача данных происходит быстрее.	В топологии «шина» данные передаются медленнее по сравнению с топологией «звезда».
7.	В звездообразной топологии связь между узлами осуществляется через центральный концентратор, сообщение от узла-отправителя сначала достигает центрального концентратора, а затем передается узлу-получателю.	В топологии шины данные от устройства отправителя к устройству получателя отправляются напрямую.

Стратегия разделения каналов для оптических локальных сетей с пассивной звездообразной топологией

Авторов: Перистера Базиана

Аннотация:

В этой статье мы представляем конфигурацию сети для WDM LAN с пассивной звездообразной топологией, в которой предполагается, что набор каналов данных WDM разделен на два отдельных набора каналов с разными правами доступа к ним. В частности, алгоритм доступа WDMA для синхронной передачи принят для увеличения вероятности успешной передачи по каналам данных и, следовательно, для уменьшения вероятности отмены передачи пакетов данных, чтобы избежать конфликтов каналов данных.Таким образом, схема доступа перед передачей управления выполняется по отдельному каналу управления. Исследуется аналитическая марковская модель и математически вычисляется средняя пропускная способность. Производительность исследуется для нескольких каналов данных и различных значений длительности фазы управления.

Ключевые слова: Алгоритм доступа, разделение каналов, предотвращение столкновений, мультиплексирование с разделением по длине волны.

Цифровой идентификатор объекта (DOI): doi.org / 10.5281 / zenodo.1339716

Процедуры APA BibTeX Чикаго EndNote Гарвард JSON ГНД РИС XML ISO 690 PDF Загрузок 778

Артикул:

[1] Цзюнь Чжэн и Х. Т. Муфта, Оптические сети WDM: концепции и принципы проектирования. Публикация J. Willey & Sons Inc. — IEEE Press, 2004, стр. 3-6.
[2] И. Э. Пунтуракис, «Оценка производительности с анализом коллизий приемников в высокоскоростных оптоволоконных локальных сетях с использованием пассивной звездообразной топологии», IEEE Journal of Lightwave Technology, Vol.16, No. 12, pp. 2303-2310, декабрь 1998 г.
[3] П.А. Базиана: «Приблизительный анализ протокола с оптимизацией производительности для сетей WDM», Технология оптического волокна, Vol. 20, Issue 4, pp. 414-421, 2014.
[4] I.E. Пунтуракис, П.А. Базиана, Г. Панагиотопулос, «Анализ задержки распространения и столкновения приемников в протоколах WDMA», в Proc. 5-й Международный симпозиум по сетям систем связи и цифровой обработке сигналов (CSNDSP 2006), Патра, Греция, 2006 г., стр. 120–124.
[5] стр.А. Базиана: «Анализ производительности и сравнение стратегий передачи для синхронных WDM пассивных звездных локальных сетей», Springer Photonic Network Communications Journal, Vol. 31, выпуск 3, стр. 457–465, июнь 2016 г.
[6] М. И. Хаббаб, М. Кавеград и К. Е. В. Сундберг, «Протоколы для высокоскоростных оптоволоконных локальных сетей с использованием пассивной звездообразной топологии», J. Lightwave Technol., Vol. LT-5, стр. 1782–1794, декабрь 1987 г.
[7] П.А. Базиана: «Критерии снижения вероятности отказа в WDM LAN», в Proc.17-й Международной конференции по прозрачным оптическим сетям 2015 (ICTON 2015), стр. 1–4, 5–9 июля 2015 г., Будапешт, Венгрия.

Звездообразная топология

Звездообразная топология

В звездообразной топологии несколько устройств подключены к центральной точке подключения, известной как концентратор или коммутатор. Устройства подключаются к концентратору с помощью медных или оптоволоконных кабелей. Звездные сети предоставляют экономичный метод обмена информацией между разными пользователями. Топология «звезда» может использоваться в стойках бронирования авиабилетов и в офисах малого бизнеса, где сотрудники хотят иметь доступ к общим приложениям и файлам.

Базовая структура топологии звезды

Каждое устройство подключено по схеме точка-точка к центральному устройству, которое является концентратором или коммутатором. Хаб управляет и контролирует все функции сети. Он также действует как многопортовый ретранслятор для потока данных. Концентратор используется для соединения сегментов локальной сети и содержит несколько портов. Хабы могут быть пассивными или активными. Пассивные концентраторы используются в качестве точки подключения, которая направляет весь трафик к устройствам. Он не усиливает и не регенерирует сигналы.

Они достаточно принимают все пакеты, которые они получают на одном порту, и рассылают их по всем портам. Активный концентратор содержит электронные схемы, которые регенерируют и повторно передают информацию. Активные концентраторы на самом деле делают что-то другое, а не просто ретранслируют данные. Как правило, они обладают всеми функциями пассивных концентраторов с добавленной функцией фактического наблюдения за отправляемыми данными. Активные концентраторы играют более важную роль в коммуникациях Ethernet за счет реализации технологии, называемой store and forward, где концентраторы фактически просматривают данные, которые они передают, перед их отправкой.Также он восстанавливает некоторые «поврежденные» пакеты.

Данные передаются через концентратор до достижения пункта назначения. Например, устройство A хочет передать данные устройству B. Устройство A сначала отправляет данные в концентратор. Если концентратор пассивный, он ретранслирует данные на все устройства в звездообразной сети, включая устройство A. Каждое устройство должно прочитать адрес, указанный в data, чтобы определить, предназначены ли данные для этого устройства. Если адрес отличается, то эти данные отбрасываются. Если концентратор активен, он регенерирует данные перед повторной трансляцией.

Физическая звездообразная сеть, в которой используется центральный концентратор, работает в соответствии с топологией логической шины. Хаб передает данные всем сегментам и, таким образом, использует шинную топологию для передачи данных. С другой стороны, физическая звездообразная сеть, использующая коммутатор, функционирует в соответствии с топологией логической звезды. Это связано с тем, что коммутатор может считывать адрес, указанный в данных, и направлять данные предполагаемому получателю

Преимущества и недостатки топологии «звезда»

Для звездообразной сети требуется больше проводов кабеля, но отказ любого кабеля повлияет только на это конкретное устройство, а не на всю ЛВС.Сеть Star проста в установке и настройке. Вы можете легко обнаружить неисправности и удалить неисправное устройство.

Преимущества звездообразной топологии:

• Простота установки, настройки и управления

• Легко обнаружить неисправное устройство

• Легче расширить

• Подключение или удаление устройства не влияет на сеть

• Хаб обеспечивает централизованное управление

Недостатки звездообразной топологии: :

• Увеличение количества устройств вызывает трафик, который замедляет работу сети

• Требует большей длины кабеля, чем линейная технология

• Отказ концентратора приводит к отказу сети

• Дороже.

Вас также может заинтересовать

Топология с одним узлом

Топология шины

Кольцевая топология

Топология сетки

Древовидная топология и гибридная топология

Топология точка-точка и звезда в приложениях передачи данных по оптоволокну

Оптоволокно до дома (FTTH), сейчас рыночная тенденция в технологиях доступа — это концепция экстремального проникновения оптоволокна, широко применяемая во всем мире.Хотя FTTH широко распространен, отсутствие стандартов и правил сделало эту технологию несколько неоднозначной в последние годы. Для технологии «оптоволокно в дом» не используются четко определенные стандарты, хотя советы FTTH предприняли ценные попытки определить стандарты.

Волоконно до дома в Европе может не хватить ничего, кроме волокна до обочины, но в Японии волокно до дома означает, что на самом деле оптическое волокно идет к настенной розетке внутри дома, а оттуда к Терминалу оптической сети ( ONT) также через волоконно-оптический шнур, который выдерживает небольшие изгибы, которые могут возникнуть, когда с ним играют дети.Эта концепция полностью произвела революцию в технологии оптоволоконного доступа в Японии и многих других странах Восточной Азии. Следуя по стопам Японии, ОАЭ также стремятся к полному использованию оптоволокна.

Как указано выше, некоторые европейские FTTH на самом деле не являются оптоволоконным кабелем для дома, а смешаны с использованием медного кабеля, что ставит под угрозу пропускную способность и качество из-за проблем с затратами. Топологии оптоволоконных сетей можно разделить на две группы. Первый — это оптоволокно «точка-точка», а второй — звездообразная топология.

Топология сети с двухточечным доступом представляет собой не что иное, как прямое оптоволоконное соединение от центрального телефонного офиса до дома. Вся оптоволоконная линия от центрального офиса до дома делает эту концепцию уникальной. С другой стороны, для топологии «звезда» требуется дополнительный узел между центральной телефонной станцией и конечным пользователем (ONT).

Фидерные кабели от центрального офиса к промежуточному узлу, а затем распределительные кабели до конечного пользователя делают звездообразную топологию более экономичной.Количество волокон в фидерных кабелях может быть небольшим в звездообразной топологии. Эта топология сейчас используется крупными поставщиками телекоммуникационных услуг в странах Ближнего Востока и Восточной Азии.

Есть активные узлы, то есть активные звезды, и пассивные узлы, следовательно, пассивные звезды в зависимости от использования электроэнергии. Пассивные узлы образуют пассивные оптические сети. Пассивные оптические сети или PON могут быть дополнительно сгруппированы в WDM PON и классические PON. PON с мультиплексированием с разделением по длине волны (WDM PON) и PON с мультиплексированием с временным разделением (PON TDMA или классические PON) используют разные длины волн для своей работы.Длина волны 1310 нм используется для загрузки, а 1490 нм — для загрузки трафика. В GPON, помимо использования 1310 нм и 1490 нм для загрузки и скачивания, также используется 1550 нм, который используется для наложения видео.

TDMA PON занимают основную долю на рынке. PON с мультиплексированием с временным разделением каналов имеют разные разновидности, такие как GPON (Gigabit PON) и EPON (Ethernet PON). GPON является преемником BPON (Broadband PON). GPON основан на ATM, а иногда и на GEM (метод инкапсуляции GPON, который позволяет использовать TDM и более эффективный транспорт Ethernet, чем ATM).EPON основан на Ethernet и немного дороже, чем GPON, и имеет меньшую пропускную способность, чем GPON. Ethernet PON (EPON) популярен в странах Восточной Азии, таких как Япония, Китай и т. Д. GPON является лидером рынка в США, Европе и других странах Азии.

Поскольку Япония и другие страны Восточной Азии лидируют на рынке FTTH, количество оборудования EPON, используемого в этой области, превышает количество GPON. В самой Японии количество абонентов FTTH перешагнуло отметку в 14 миллионов.

В Южной Корее есть WDM PON.WDM PON считается последней технологией PON. Уместно вспомнить все исследования рынка проникновения оптоволокна, показывающие, что Южная Корея является одним из лидеров проникновения оптоволоконного широкополосного доступа.

Ethernet FTTH использует активные агрегаторы Ethernet для предоставления абонентам выделенной полосы пропускания. PON использует разветвители, которые ограничивают доступ абонента к отдельным волокнам. Если мы разместим агрегатор Ethernet в качестве удаленного узла, топология изменится на звездообразную топологию, а если агрегатор Ethernet расположен в центральном телекоммуникационном офисе, топология будет двухточечной топологией.

QuestTel не несет ответственности за ошибки или ущерб любого рода, возникшие в результате использования этого документа.

Сопутствующие товары

Определение сети с топологией «звезда»

Определение сети с топологией «звезда» — Топология «звезда», используемая в плотной сети, когда конечная точка может быть достигнута непосредственно из центрального местоположения, при необходимости расширения сети и высокой надежности.

Эта топология представляет собой схему, в которой используется больше кабеля, чем шина, поскольку все компьютеры и устройства подключены к центральной точке.Таким образом, если один компьютер или устройство повреждены, это не повлияет на другой (сеть).

Принцип работы Сеть STAR
Каждый компьютер в сети с звездообразной топологией обменивается данными с центральным концентратором, который отправляет сообщение на все компьютеры (в сети с широковещательной звездой) или только на конечный компьютер (звездная топология коммутируемая сеть). Хаб в широковещательной сети с топологией «звезда» может быть активным или пассивным.

Активный концентратор обновляет полученный электрический сигнал и отправляет его на все компьютеры, подключенные к концентратору.Тип концентратора часто называют многокомпонентным повторителем. Если мы используем концентратор, имеющий 32 порта, при этом весь порт заполнен, то часто будет происходить коллизия, которая приведет к снижению производительности сети.

Чтобы избежать этого, мы можем использовать переключатель, который может определять данные пути назначения. Для работы активных концентраторов и коммутаторов требуется электричество.

Пассивные концентраторы, такие как монтажные панели или монтажные блоки, служат только в качестве точки подключения (точки подключения) и не выполняют усиление или обновление сигнала.Пассивным концентраторам не требуется электроэнергия для работы.

Гибридная сеть с топологией «звезда» (HYBRID NETWORK STAR)
Мы можем использовать кабель определенного типа для реализации сетевой топологии «звезда». Гибридные концентраторы могут использоваться для подключения нескольких типов кабелей в звездообразной сети.

Звездообразная топология — это форма сетевых топологий в форме конвергенции центрального узла к каждому узлу или пользователю. Топология сети «звезда», включая топологию сети с промежуточными затратами.

Звездообразная топология , называемая из-за своей формы, напоминающей звезду, устройство, называемое концентратором, может быть концентратором или коммутатором в центре, где все компьютеры в сети подключены к этому концентратору.читать — что такое Интернет

S tar Топология Преимущества :
Поскольку каждый компонент подключен напрямую к центральному узлу, управление становится простым
Сбой связи легко отслеживается.
Отказ одного компонента / терминала не влияет на другой терминал связи.
Централизованное управление для облегчения обнаружения и устранения неисправностей и упрощения управления сетью.

Звездообразная топология Недостатки :
Отказ центра управления (центрального узла), прервавший всю связь
При использовании в качестве центра управления концентратора скорость будет снижена в соответствии с добавлением компьютера, больше тем медленнее.
Расточительное использование кабелей
Условия концентратора должны оставаться в хорошем состоянии, повреждение концентратора приводит к параличу всего канала в сети, так что компьютеры не могут связываться друг с другом.

Заключение Звездообразная топология, используемая в плотной ткани,
Когда конечная точка может быть достигнута непосредственно из центрального местоположения, необходимо расширение сети и требуется высокая надежность. Эта топология представляет собой схему, в которой используется больше кабеля, чем шины, поскольку все компьютеры и устройства подключены к центральной точке.

Таким образом, если один компьютер или устройство повреждены, это не повлияет на работу другого (сети).

Структура системы и топология пассивной оптической сети (PON)

Состав PON

OLT — Терминал оптической линии

ONU — Блок оптической сети

ONT — Терминал оптической сети

ODN — Оптическая распределительная сеть

Поколение и развитие пассивной оптической сети в значительной степени зависит от структуры системы и топологии PON.Ниже мы кратко их представим.

Что касается структуры системы PON (пассивная оптическая сеть), она в основном состоит из пассивных компонентов, таких как оптическое волокно, пассивный оптический разветвитель и мультиплексор с разделением по длине волны, и не содержит никаких активных компонентов. PON делится на три части: оптический линейный терминал OLT, оптическую распределительную сеть ODN и оптический сетевой блок ONU. Среди них OLT подключается к одному или нескольким ODN, чтобы обеспечить сетевой интерфейс для ODN. ODN обеспечивает средства передачи для OLT и ONU, а ONU соединяется с ODN для обеспечения пользовательского интерфейса для ODN.Несколько ONU подключаются к OLT через ODN и совместно используют оптическую среду передачи и оптоэлектронное оборудование OLT, тем самым снижая затраты на оптический доступ.

Топология PON представляет собой волоконно-оптическую систему многоточечной передачи. В нисходящей линии связи используются широковещательные кадры, а в восходящей линии — множественный доступ с временным разделением каналов. В точке оптического разветвления не требуется узловое оборудование, требуется только простой разветвитель. . Топологическая структура PON зависит от структуры ODN, которую можно в основном разделить на 4 топологические структуры: топология звезды , топология шины , топология кольца и топология дерева .

а. Звезда Т опология. Звездообразная структура означает, что каждый ONU на стороне пользователя подключен к одному и тому же OLT оконечного офиса через одно или пару оптических волокон, чтобы сформировать структуру звездообразного соединения, которая излучается вокруг OLT. Характеристики этой структуры: в оптоволоконном соединении не используется оптический разветвитель, отсутствует ослабление оптического сигнала, вносимое разветвителем, и зона покрытия сети большая; в линии нет активного электронного оборудования, и это чисто пассивная сеть.Линейное обслуживание простое; используются независимые волоконно-оптические каналы, ONU не влияют друг на друга и обладают хорошими показателями конфиденциальности, которые легко модернизируются; но стоимость слишком высока, количество требуемых оптических кабелей велико, а оптические волокна и источники света не могут использоваться совместно.

б. Автобус Т опология. Шина (шина) Топология PON обычно использует OBD с неоднородным разделением света, размещаемую вдоль линии. OBD отделяет оптический сигнал, передаваемый OLT, от оптической шины и вставляет оптический сигнал от каждого ONU в оптическую шину.Неоднородный оптический OBD только вносит небольшие потери в шину, и только небольшая часть оптической мощности передается от оптической шины. Из-за потерь в оптоволоконной линии сила оптического сигнала, принимаемого вблизи OLT и вдали от OLT, сильно различается. Следовательно, требуется, чтобы динамический диапазон оптического приемника в ONU был выше. Эта структура подходит для пользовательских сред, линейно распределенных по улицам и шоссе.

г.Кольцевая топология. Кольцевая структура эквивалентна замкнутому контуру, состоящему из шинной структуры, и его метод передачи сигнала аналогичен используемым устройствам и шинной структуре. Такая кольцевая структура образует надежную самовосстанавливающуюся кольцевую сеть, так что каждый OBD может проходить к OLT с двух разных направлений, а надежность намного выше, чем у шинной структуры.

г. Топология дерева. В древовидной топологии PON (также называемой топологией с несколькими звездами) первое оптическое устройство разветвления (OBD), подключенное к OLT, делит свет на n каналов, и каждый канал ведет к следующему уровню OBD, например, к последнему. БД первого уровня также имеет n каналов и соединяет n ONU.Следовательно, он расширяет область применения PON с требованием увеличения бюджета оптической мощности. Эта структура обеспечивает прозрачную передачу оптических сигналов, простоту обслуживания линии, отсутствие молний и электромагнитных помех и высокую надежность; пользователи могут совместно использовать некоторые оптические средства, такие как секция фидера и секция проводки оптического кабеля, а также источник света передачи центрального офиса. Однако из-за оптической мощности, обеспечиваемой одним источником света в OLT для всех ONU, оптическая мощность источника света ограничена, что ограничивает количество подключенных ONU и расстояние передачи оптических сигналов.

Серия OBD, используемая в топологии дерева PON, имеет два типа: однородное оптическое расщепление и неоднородное оптическое расщепление в соответствии с номинальным соотношением. Сеть, образованная OBD с однородным оптическим разделением, обычно называется топологией с несколькими звездами, а сеть, сформированная с помощью OBD с неоднородным оптическим разделением, часто называется топологией дерева. Для общей среды распределения пользователей сети доступа эти две структуры имеют самый широкий диапазон применения.

Кольцевая топология не является независимой топологией, фактически является комбинацией двух шинных структур; и топология с несколькими звездами и топология звезды, древовидная топология является особым случаем.Таким образом, четыре топологические структуры можно резюмировать как две основные структуры типа дерева и типа шины. При выборе топологии PON следует учитывать следующие факторы: топология распределения пользователей, расстояние между OLT и ONU, оптические каналы, которые предоставляют различные услуги, доступные технологии, бюджет оптической мощности, распределение длин волн, требования к обновлению, надежность, эксплуатация и обслуживание, безопасность, и емкость кабеля и т.