Топология шина это: Топология сети: звезда, шина, кольцо

Содержание

Топология типа общая шина - Компьютерные сети (Озорович)

При топологии типа общая шина все клиенты подключены к общему каналу передачи данных. При этом они могут непосредственно вступать в контакт с любым компьютером, имеющимся в сети.

Передача информации в данной сети происходит следующим образом. Данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети. Однако информацию принимает только тот компьютер, адрес которого соответствует адресу получателя. Причем в каждый момент времени только один компьютер может вести передачу данных.

Преимущества топологии общая шина:

  1. Вся информация находится в сети и доступна каждому компьютеру.
  2. Рабочие станции можно подключать независимо друг от друга. Т.е. при подключении нового абонента нет необходимости останавливать передачу информации в сети.
  3. Построение сетей на основе топологии общая шина обходится дешевле, так как отсутствуют затраты на прокладку дополнительных линий при подключении нового клиента.
  4. Сеть обладает высокой надежностью, т.к. работоспособность сети не зависит от работоспособности отдельных компьютеров.

К недостаткам топологии типа общая шина относятся:

  1. Низкая скорость передачи данных, т.к. вся информация циркулирует по одному каналу (шине).
  2. Быстродействие сети зависит от числа подключенных компьютеров. Чем больше компьютеров подключено к сети, тем медленнее идет передача информации от одного компьютера к другому.
  3. Для сетей, построенных на основе данной топологии, характерна низкая безопасность, так как информация на каждом компьютере может быть доступна с любого другого компьютера.

Самым распространенным типом сети с топологией общая шина является сеть стандарта Ethernet со скоростью передачи информации 10 - 100 Мбит/сек.



2.3.1. Топология «шина» - Компьютерные сети

В топологии «шина» по своей структуре предполагается идентичность сетевого оборудования компьютеров, а также равноправие всех абонентов. При таком соединении компьютеры могут передавать только по очереди, так как линия связи единственная. В противном случае передаваемая информация будет искажаться в результате наложения сигналов (конфликта, коллизии). Таким образом, в шине реализуется режим полудуплексного (half duplex) обмена (в обоих направлениях, но по очереди, а не одновременно).

В топологии «шина» отсутствует центральный абонент, через которого передается вся информация, что увеличивает ее надежность (ведь при отказе любого центра перестает функционировать вся управляемая этим центром 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.

Так как разрешение возможных конфликтов в данном случае ложится на сетевое оборудование каждого отдельного абонента, аппаратура сетевого адаптера при топологии «шина» получается сложнее, чем при других топологиях. Однако из-за широкого распространения сетей с топологией «шина» (Ethernet, Arcnet) стоимость сетевого оборудования получается не слишком высокой.

Шине не страшны отказы отдельных компьютеров, так как все остальные компьютеры сети могут нормально продолжать обмен. Может показаться, что шине не страшен и обрыв кабеля, поскольку в этом случае мы получим две вполне работоспособные шины. Однако 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. Так что при разрыве или повреждении 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. Любой отказ сетевого оборудования в шине очень трудно локализовать, так как все адаптеры включены параллельно, и понять, какой из них вышел из строя, не так-то просто.
 


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, кроме того, 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 (каждый из которых представляет собой шину), соединенных между собой с помощью специальных восстановителей сигналов - репитеров, или повторителей.

Однако такое наращивание длины сети не может продолжаться бесконечно, так как существуют еще и ограничения, связанные с конечной скоростью распространения сигналов по линиям связи.

Топология «общая шина». Собираем компьютер своими руками

Читайте также

Шина SPD

Шина SPD Итак, компьютеры серии AS/400е могут поддерживать шины SPD, PCI или обе одновременно. Шина PCI — промышленный стандарт и известна лучше, чем шина SPD, так что мы не будем тратить время на ее детальное описание. К тому же для большинства пользователей основным способом

Топология беспроводной сети

Топология беспроводной сети Специфика использования радиоэфира в качестве среды передачи данных накладывает свои ограничения на топологию данной сети. Если сравнивать ее с топологией проводной сети, то наиболее близкими вариантами оказываются топология «звезда» и

3.4 Маршрутизаторы и топология сети

3.4 Маршрутизаторы и топология сети Набор протоколов TCP/IP может использоваться как в независимых локальных или региональных сетях, так и для их объединения в общие сети интернета. Любой хост с TCP/IP может взаимодействовать с другим хостом через локальную сеть, соединение

7.2.6.6. Общая память

7.2.6.6. Общая память Тогда как два процесса, использующие для информационного обмена сокеты, могут выполняться на различных машинах (и в действительности могут быть разделены Internet-соединением, "огибающим" половину планеты), общая память (shared memory) требует, чтобы поставщики и

Общая настройка ПК

Общая настройка ПК Изменение разрешения экрана Для изменения разрешения экрана (например, на 800?600) следует внести следующие изменения в реестр: Ключ:[HKEY_LOCAL_MACHINEConfig001DisplaySettings]Значение ключа: "Resolution"="800,

Общая реализация

Общая реализация Теперь посмотрим, как можно обобщить класс CDelegateVoid для применения с различными сигнатурами. Используя шаблоны, мы можем параметризовать как тип возвращаемого значения, так и типы параметров функций, на которые ссылаются делегаты. В то же время, мы не

7.3.3. Шина PCI

7.3.3. Шина PCI В файле /proc/pci перечислены устройства, подключенные к шине (или шинам) PCI. Сюда входят реальные PCI-платы, а также устройства, встроенные в материнскую плату, плюс графические платы AGP. В каждой строке указан тип устройства, идентификатор устройства и его

Г.1. Общая информация

Г.1. Общая информация ? http://www.advancedlinuxprogramming.com. Это Web-узел данной книги. Здесь можно загрузить текст книги в электронном виде вместе с исходными текстами программ, найти ссылки на другие ресурсы и получить дополнительную информацию о программировании в Linux.? http://www.linuxdoc.org.

Общая картина

Общая картина Важно проследить за последовательностью происходящих событий. Для рассмотренного выше экземпляра BOOK3 происходит следующее:[x]. (B1) Создан экземпляр QUOTATION. Пусть Q_OBJ - этот экземпляр и имеется сущность a, значение которой ссылка, присоединенная к Q_OBJ. [x]. (B2)

Топология сетей

Топология сетей Перед началом создания сети необходимо выяснить, где и как будут располагаться подключаемые компьютеры. Нужно также определить место для необходимого сетевого оборудования и то, как будут проходить связывающие компьютеры кабели. Одним словом,

12.1. Топология Ethernet-сетей

12.1. Топология Ethernet-сетей Существуют четыре топологии проводной сети – «общая шина», «звезда», «кольцо» и

Топология «звезда»

Топология «звезда» При этой топологии каждый компьютер подключаются своим кабелем к сетевому устройству, например концентратору. Такое подключение выглядит как звезда, откуда и происходит его название (рис. 12.2). Рис. 12.2. Сеть, построенная по топологии «звезда»Данный

Топология «кольцо»

Топология «кольцо» Если кабель, к которому подключены компьютеры, замкнут, то топология называется «кольцо» (рис. 12.3). Рис. 12.3. Сеть, построенная по топологии «кольцо»При подобном подключении каждый компьютер должен передавать возникший сигнал по кругу, предварительно

Комбинированная топология

Комбинированная топология Комбинированная топология появляется в том случае, когда одна из описанных выше топологий пересекается с другой (рис. 12.4). Рис. 12.4. Сеть, соединяющая топологии «звезда» и «общая шина»Примерами такой топологии могут быть следующие. Предположим,

13.1. Топология беспроводной сети

13.1. Топология беспроводной сети Сегодня используются два варианта беспроводной архитектуры – независимая и инфраструктурная. Отличия между ними незначительны, но существенно влияют на такие показатели, как количество подключаемых компьютеров, радиус сети,

Физическая топология

Физическая топология Система PKI, помимо выполнения целого ряда функций - выпуска сертификатов, генерации ключей, управления безопасностью, аутентификации, восстановления данных, - должна обеспечивать интеграцию с внешними системами. PKI необходимо взаимодействовать с

преимущества и недостатки, сравнение с другими

Способ, который применяется при компьютерном соединении, называется топологией сети. Существует несколько распространенных разновидностей, каждая из них имеет свои положительные и отрицательные стороны, которые нужно учитывать при планировании работы.

Что это такое

Когда используется локальная сеть «шина», предусмотрен один основной кабель, к которому подсоединены все компьютеры. Такую топологию называют «шиной», «магистралью» или «общей шиной».

Какой она может быть

Чтобы выбрать наиболее эффективный способ подсоединения компьютеров и оборудования в общую сеть, необходимо учитывать их количество. Если соединятся менее десяти устройств при помощи рассматриваемой топологии, то этот способ будет эффективным.

Обратите внимание! Если устройств в ЛВС будет намного больше, то данное решение — неэффективно. В таком случае сеть организуют на основе серверов.

Различия между этими двумя способами состоят в следующем:О

  • В одноранговой сети все компьютеры участвуют на равных порах. Поэтому при наращивании количества информационные каналы перегружаются.
  • Использование выделенных серверов означает, что основные данные и используемые приложения находятся на серверах и предоставляют их для пользования остальным компьютерам. Кроме перечисленного, именно они осуществляют необходимые подключения к внешним устройствам, определяют маршруты следования информационных сообщений, проводят управление всей локальной сетью.

Сравнение с другими топологиями

Кроме рассматриваемой топологии широкое распространение имеют другие: «звезда» и «кольцо».

Обратите внимание! Если сравнивать «шину» с ними, то можно выделить достоинства и недостатки.

Достоинства

Выбор данной конфигурации имеет важные плюсы:

  • в данном случае настройка сети делается относительно просто;
  • стоимость проведения работ будет меньшей по сравнению с использованием других топологий;
  • выполнение монтажа является менее сложным, чем в аналогичном случае;
  • необходимо учитывать вероятность выхода одного или нескольких компьютеров из строя — при такой схеме подключения это не нанесет ущерба работе остальной подключенной техники.

Недостатки

Однако такому решению присущи также некоторые недостатки:

  • уязвимость в случае неисправности основной шины, к которой подсоединены компьютеры — при этом выйдет из строя вся структура;
  • при такой архитектуре поиск неисправностей является довольно сложным;
  • важный минус состоит в том, что только один компьютер в каждый момент времени может осуществлять передачу;
  • если необходимо подключить новые компьютеры, то возникают проблемы с проведением масштабирования — придется вносить изменения в ранее существовавший отрезок сети.

Преимущества и недостатки шинной топологии

Ее простота монтажа и низкая стоимость компенсируются наличием более сложного управления.

Обратите внимание! Последнее выражается, в частности, в сложности диагностики и исправления ошибок, изоляции возникших проблем от остальной части локальной сети.

Примеры

Долгое время по такой топологии строили сети на основе использования коаксиального кабеля. Его проводили через все комнаты, в которых находились подключаемые компьютеры. Для вывода на каждое из устройств использовались Т-коннекторы. Один из их выходов был подключен к сетевой плате соответствующего компьютера.

Монтаж домашних локальных компьютерных сетей топологии «шина»

Согласно стандартам, монтаж сетей с топологией «шина» может выполняться в соответствии с одной из следующих технологий. Каждая из них имеет свои важные особенности.

Обратите внимание! В обоих случаях регламентировано обязательное использование коаксиального кабеля. Но для 10BASE-2 применяется тонкий вариант, а для 10BASE-5 — толстый кабель.

Монтаж локальных сетей топологии «шина» технологией 10BASE-2 Ethernet

Для одноранговой локальной сети с общей шиной используемые типы кабеля — RG-58 и PK-50. Этот вариант требует при монтаже меньших усилий по сравнению со вторым, но качество работы при этом ниже. Такой способ более выгоден для небольших домашних или офисных сетей. Они менее масштабны, но и стоят гораздо дешевле.

Здесь предусмотрены следующие ограничения:

  • Имеет главный кабель, который может быть разбит на несколько сегментов (не более пяти), соединенных репитерами. Длина каждого из них не может превышать 185 метров.
  • Общая длина главного кабеля, включающая в себя все сегменты, не должна превышать 925 метров.
  • К каждому из отрезков коаксиального кабеля допустимо не более 30 подключений.

Важно! Определено минимальное расстояние между проводами, подсоединяющими соседние компьютеры к шине. Оно составляет 0,5 метра.

Монтаж локальных сетей топологии «шина» технологией 10BASE-5 Ethernet

Этот вариант создания сети более дорогой, но у него имеется больше возможностей. Он допускает создание более масштабного соединения, отличается высокими надежностью и качеством работы.

У рассматриваемой технологии меньшие ограничения по сравнению с предыдущим вариантом.

Здесь должны быть соблюдены следующие правила:

  • Количество сегментов может быть не больше пяти.
  • Допустимая длина сегмента составляет 500 метров.
  • Общая длина кабеля может доходить до 2,5 километра.
  • Теперь возросло предельное количество устройств для подключения к каждому сегменту — теперь оно достигает ста устройств.
  • Ближайшие компьютеры не могут подключаться к основному кабелю на расстоянии, меньшем 2,5 метра.

Важно! Для обоих рассматриваемых технологий максимальная пропускная способность составляет 10 Мбит в секунду.

Еще одним достоинством варианта 10BASE-5 Ethernet является более высокая механическая прочность.

Топология и ее многозначительность

При выборе топологии важно понимать, что речь идет не только о расположении компьютеров и местах прокладки кабеля. Этот термин в литературе упоминается в различных смыслах.

Под ним в различных случаях могут понимать следующее:

  • Расположение составляющих элементов сети.
  • Могут иметь в виду логическую топологию. В этом случае предметом рассмотрения является характер распространения информационных сигналов, иерархия связей в сети.
  • В некоторых случаях имеется в виду топология операций обмена данными. Она может быть смешанной — сочетать различные схемы. Здесь речь идет об организации операций захвата управления шиной между различными компьютерами и порядке передачи такого права между различными устройствами в сети. Оно может, например, передаваться по кругу.
  • При рассмотрении информационной топологии важное значение имеет организация информационных потоков в сети.

Чтобы пояснить сказанное, можно привести следующий пример. Возможна ситуация, когда физическое подключение устройств происходит на основе применения топологии шины. Таким же образом будет организована логическая топология.

Обратите внимание! Однако информационная может предусматривать, что информационные потоки устроены на основе использования одного компьютера в качестве главного. То есть информация будет передаваться ему, а потом от него нужному компьютеру. Здесь будет применен принцип звезды.

А передача управления от одного элемента другому будет осуществляться по эстафетному принципу. Он состоит в кольцевой передаче такого права между устройствами и соответствует типу подсоединения «кольцо».

При создании локальной сети важно правильно выбрать подходящую топологию. Использование шины в некоторых случаях может быть наиболее подходящим решением.

Подгорнов Илья ВладимировичВсё статьи нашего сайта проходят аудит технического консультанта. Если у Вас остались вопросы, Вы всегда их можете задать на его странице.

Похожие статьи

Место и роль локальных сетей

Немного истории компьютерной связи

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

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


Рис. 1.1.  Подключение терминалов к центральному компьютеру

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


Рис. 1.2.  Объединение в сеть первых микрокомпьютеров

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


Рис. 1.3.  Объединение в сеть персональных компьютеров

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

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


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

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

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

Определение локальной сети

Способов и средств обмена информацией за последнее время предложено множество: от простейшего переноса файлов с помощью дискеты до всемирной компьютерной сети Интернет, способной объединить все компьютеры мира. Какое же место в этой иерархии отводится локальным сетям?

Чаще всего термин "локальные сети" или "локальные вычислительные сети" (LAN, Local Area Network) понимают буквально, то есть это такие сети, которые имеют небольшие, локальные размеры, соединяют близко расположенные компьютеры. Однако достаточно посмотреть на характеристики некоторых современных локальных сетей, чтобы понять, что такое определение не точно. Например, некоторые локальные сети легко обеспечивают связь на расстоянии нескольких десятков километров. Это уже размеры не комнаты, не здания, не близко расположенных зданий, а, может быть, даже целого города. С другой стороны, по глобальной сети (WAN, Wide Area Network или GAN, Global Area Network) вполне могут связываться компьютеры, находящиеся на соседних столах в одной комнате, но ее почему-то никто не называет локальной сетью. Близко расположенные компьютеры могут также связываться с помощью кабеля, соединяющего разъемы внешних интерфейсов (RS232-C, Centronics) или даже без кабеля по инфракрасному каналу (IrDA). Но такая связь тоже почему-то не называется локальной.

Неверно и довольно часто встречающееся определение локальной сети как малой сети, которая объединяет небольшое количество компьютеров. Действительно, как правило, локальная сеть связывает от двух до нескольких десятков компьютеров. Но предельные возможности современных локальных сетей гораздо выше: максимальное число абонентов может достигать тысячи. Называть такую сеть малой неправильно.

Некоторые авторы определяют локальную сеть как "систему для непосредственного соединения многих компьютеров". При этом подразумевается, что информация передается от компьютера к компьютеру без каких-либо посредников и по единой среде передачи. Однако говорить о единой среде передачи в современной локальной сети не приходится. Например, в пределах одной сети могут использоваться как электрические кабели различных типов (витая пара, коаксиальный кабель), так и оптоволоконные кабели. Определение передачи "без посредников" также не корректно, ведь в современных локальных сетях используются репитеры, трансиверы, концентраторы, коммутаторы, маршрутизаторы, мосты, которые порой производят довольно сложную обработку передаваемой информации. Не совсем понятно, можно ли считать их посредниками или нет, можно ли считать подобную сеть локальной.

Наверное, наиболее точно было бы определить как локальную такую сеть, которая позволяет пользователям не замечать связи. Еще можно сказать, что локальная сеть должна обеспечивать прозрачную связь. По сути, компьютеры, связанные локальной сетью, объединяются в один виртуальный компьютер, ресурсы которого могут быть доступны всем пользователям, причем этот доступ не менее удобен, чем к ресурсам, входящим непосредственно в каждый отдельный компьютер. Под удобством в данном случае понимается высокая реальная скорость доступа, скорость обмена информацией между приложениями, практически незаметная для пользователя. При таком определении становится понятно, что ни медленные глобальные сети, ни медленная связь через последовательный или параллельный порты не попадают под понятие локальной сети.

Из данного определения следует, что скорость передачи по локальной сети обязательно должна расти по мере роста быстродействия наиболее распространенных компьютеров. Именно это и наблюдается: если еще десять лет назад вполне приемлемой считалась скорость обмена в 10 Мбит/с, то сейчас уже среднескоростной считается сеть, имеющая пропускную способность 100 Мбит/с, активно разрабатываются, а кое-где используются средства для скорости 1000 Мбит/с и даже больше. Без этого уже нельзя, иначе связь станет слишком узким местом, будет чрезмерно замедлять работу объединенного сетью виртуального компьютера, снижать удобство доступа к сетевым ресурсам.

Таким образом, главное отличие локальной сети от любой другой — высокая скорость передачи информации по сети. Но это еще не все, не менее важны и другие факторы.

В частности, принципиально необходим низкий уровень ошибок передачи, вызванных как внутренними, так и внешними факторами. Ведь даже очень быстро переданная информация, которая искажена ошибками, просто не имеет смысла, ее придется передавать еще раз. Поэтому локальные сети обязательно используют специально прокладываемые высококачественные и хорошо защищенные от помех линии связи.

Особое значение имеет и такая характеристика сети, как возможность работы с большими нагрузками, то есть с высокой интенсивностью обмена (или, как еще говорят, с большим трафиком). Ведь если механизм управления обменом, используемый в сети, не слишком эффективен, то компьютеры могут подолгу ждать своей очереди на передачу. И даже если эта передача будет производиться затем на высочайшей скорости и безошибочно, для пользователя сети такая задержка доступа ко всем сетевым ресурсам неприемлема. Ему ведь не важно, почему приходится ждать.

Механизм управления обменом может гарантированно успешно работать только в том случае, когда заранее известно, сколько компьютеров (или, как еще говорят, абонентов, узлов), допустимо подключить к сети. Иначе всегда можно включить столько абонентов, что вследствие перегрузки забуксует любой механизм управления. Наконец, сетью можно назвать только такую систему передачи данных, которая позволяет объединять до нескольких десятков компьютеров, но никак не два, как в случае связи через стандартные порты.

Таким образом, сформулировать отличительные признаки локальной сети можно следующим образом:

  • Высокая скорость передачи информации, большая пропускная способность сети. Приемлемая скорость сейчас — не менее 10 Мбит/с.
  • Низкий уровень ошибок передачи (или, что тоже самое, высококачественные каналы связи). Допустимая вероятность ошибок передачи данных должна быть порядка 10-8 — 10-12.
  • Эффективный, быстродействующий механизм управления обменом по сети.
  • Заранее четко ограниченное количество компьютеров, подключаемых к сети.

При таком определении понятно, что глобальные сети отличаются от локальных прежде всего тем, что они рассчитаны на неограниченное число абонентов. Кроме того, они используют (или могут использовать) не слишком качественные каналы связи и сравнительно низкую скорость передачи. А механизм управления обменом в них не может быть гарантированно быстрым. В глобальных сетях гораздо важнее не качество связи, а сам факт ее существования.

Нередко выделяют еще один класс компьютерных сетей — городские, региональные сети (MAN, Metropolitan Area Network), которые обычно по своим характеристикам ближе к глобальным сетям, хотя иногда все-таки имеют некоторые черты локальных сетей, например, высококачественные каналы связи и сравнительно высокие скорости передачи. В принципе городская сеть может быть локальной со всеми ее преимуществами.

Правда, сейчас уже нельзя провести четкую границу между локальными и глобальными сетями. Большинство локальных сетей имеет выход в глобальную. Но характер передаваемой информации, принципы организации обмена, режимы доступа к ресурсам внутри локальной сети, как правило, сильно отличаются от тех, что приняты в глобальной сети. И хотя все компьютеры локальной сети в данном случае включены также и в глобальную сеть, специфики локальной сети это не отменяет. Возможность выхода в глобальную сеть остается всего лишь одним из ресурсов, разделяемых пользователями локальной сети.

По локальной сети может передаваться самая разная цифровая информация: данные, изображения, телефонные разговоры, электронные письма и т.д. Кстати, именно задача передачи изображений, особенно полноцветных динамических, предъявляет самые высокие требования к быстродействию сети. Чаще всего локальные сети используются для разделения (совместного использования) таких ресурсов, как дисковое пространство, принтеры и выход в глобальную сеть, но это всего лишь незначительная часть тех возможностей, которые предоставляют средства локальных сетей. Например, они позволяют осуществлять обмен информацией между компьютерами разных типов. Полноценными абонентами (узлами) сети могут быть не только компьютеры, но и другие устройства, например, принтеры, плоттеры, сканеры. Локальные сети дают также возможность организовать систему параллельных вычислений на всех компьютерах сети, что многократно ускоряет решение сложных математических задач. С их помощью, как уже упоминалось, можно управлять работой технологической системы или исследовательской установки с нескольких компьютеров одновременно.

Однако сети имеют и довольно существенные недостатки, о которых всегда следует помнить:

  • Сеть требует дополнительных, иногда значительных материальных затрат на покупку сетевого оборудования, программного обеспечения, на прокладку соединительных кабелей и обучение персонала.
  • Сеть требует приема на работу специалиста (администратора сети), который будет заниматься контролем работы сети, ее модернизацией, управлением доступом к ресурсам, устранением возможных неисправностей, защитой информации и резервным копированием. Для больших сетей может понадобиться целая бригада администраторов.
  • Сеть ограничивает возможности перемещения компьютеров, подключенных к ней, так как при этом может понадобиться перекладка соединительных кабелей.
  • Сети представляют собой прекрасную среду для распространения компьютерных вирусов, поэтому вопросам защиты от них придется уделять гораздо больше внимания, чем в случае автономного использования компьютеров. Ведь достаточно инфицировать один, и все компьютеры сети будут поражены.
  • Сеть резко повышает опасность несанкционированного доступа к информации с целью ее кражи или уничтожения. Информационная защита требует проведения целого комплекса технических и организационных мероприятий.

Ничто не дается даром. И надо хорошо подумать, стоит ли подключать к сети все компьютеры компании, или часть из них лучше оставить автономными. Возможно, что сеть вообще не нужна, так как породит гораздо больше проблем, чем позволит решить.

Здесь же следует упомянуть о таких важнейших понятиях теории сетей, как абонент, сервер, клиент.

Абонент (узел, хост, станция) — это устройство, подключенное к сети и активно участвующее в информационном обмене. Чаще всего абонентом (узлом) сети является компьютер, но абонентом также может быть, например, сетевой принтер или другое периферийное устройство, имеющее возможность напрямую подключаться к сети. Далее в тексте книги вместо термина "абонент" для простоты будет использоваться термин "компьютер".

Сервером называется абонент (узел) сети, который предоставляет свои ресурсы другим абонентам, но сам не использует их ресурсы. Таким образом, он обслуживает сеть. Серверов в сети может быть несколько, и совсем не обязательно, что сервер — самый мощный компьютер. Выделенный (dedicated) сервер — это сервер, занимающийся только сетевыми задачами. Невыделенный сервер может помимо обслуживания сети выполнять и другие задачи. Специфический тип сервера — это сетевой принтер.

Клиентом называется абонент сети, который только использует сетевые ресурсы, но сам свои ресурсы в сеть не отдает, то есть сеть его обслуживает, а он ей только пользуется. Компьютер-клиент также часто называют рабочей станцией. В принципе каждый компьютер может быть одновременно как клиентом, так и сервером.

Под сервером и клиентом часто понимают также не сами компьютеры, а работающие на них программные приложения. В этом случае то приложение, которое только отдает ресурс в сеть, является сервером, а то приложение, которое только пользуется сетевыми ресурсами — клиентом.

Топология локальных сетей

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:

  • Шина (bus) — все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи. Информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам (рис. 1.5).


    Рис. 1.5.  Сетевая топология шина

  • Звезда (star) — к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует отдельную линию связи (рис. 1.6). Информация от периферийного компьютера передается только центральному компьютеру, от центрального — одному или нескольким периферийным.


    Рис. 1.6.  Сетевая топология звезда

  • 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. 1.7).


    Рис. 1.7.  Сетевая топология кольцо

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

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, не мешает остальным абонентам обмениваться информацией.
  • Исправность сетевого оборудования, то есть 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. Для электрических кабелей столь же критично короткое замыкание в кабеле.
  • Ограничение длины кабеля, связанное с затуханием распространяющегося по нему сигнала. Как известно, в любой среде при распространении сигнал ослабляется (затухает). И чем большее расстояние проходит сигнал, тем больше он затухает (рис. 1.8). Необходимо следить, чтобы длина кабеля сети не была больше предельной длины Lпр, при превышении которой затухание становится уже неприемлемым (принимающий абонент не распознает ослабевший сигнал).


Рис. 1.8.  Затухание сигнала при распространении по сети

Топология шина

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 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 который 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.


Рис. 1.9.  Обрыв кабеля в сети с топологией шина

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 (рис. 1.9). Однако надо учитывать, что из-за особенностей распространения электрических сигналов по длинным линиям связи необходимо предусматривать включение на концах шины специальных согласующих устройств, терминаторов, показанных на рис. 1.5 и 1.9 в виде прямоугольников. 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. Подробнее о согласовании будет изложено в специальном разделе книги. Короткое замыкание в любой точке кабеля шины выводит из строя всю сеть.

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 Lпр, то полная длина шины не может превышать величины Lпр. 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. 1.10 показано соединение двух сегментов, предельная длина сети в этом случае возрастает до 2 Lпр, так как каждый из сегментов может быть длиной Lпр). Однако такое наращивание длины сети не может продолжаться бесконечно. Ограничения на длину связаны с конечной скоростью распространения сигналов по линиям связи.


Рис. 1.10.  Соединение сегментов сети типа шина с помощью репитера

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. 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 Lпр), так как каждый из кабелей, соединяющий центр с периферийным абонентом, может иметь длину Lпр.

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 рис. 1.6, носит название активной или истинной звезды. Существует также топология, называемая пассивной звездой, которая только внешне похожа на звезду (рис. 1.11). 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. 1.11.  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 шину, 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 (как на рис. 1.5), 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.

Топология кольцо

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 Lпр, то суммарная длина кольца может достигать NLпр, где N — количество компьютеров в кольце. Полный размер сети в пределе будет NLпр/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 (в отличие, например, от шинной топологии). 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. 1.12.  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. 1.12). 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).

Другие топологии

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. 1.13) и пассивным (рис. 1.14). При активном дереве в центрах объединения нескольких линий связи находятся центральные компьютеры, а при пассивном — концентраторы (хабы).


Рис. 1.13.  Топология активное дерево


Рис. 1.14.  Топология пассивное дерево. К — концентраторы

Довольно часто применяются комбинированные топологии, среди которых наиболее распространены звездно-шинная (рис. 1.15) и звездно-кольцевая (рис. 1.16).


Рис. 1.15.  Пример звездно-шинной топологии


Рис. 1.16.  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 рис. 1.16 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 рис. 1.16). 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. 1.17).


Рис. 1.17.  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.

Многозначность понятия топологии

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

Более того, физическое расположение компьютеров, соединяемых сетью, почти не влияет на выбор топологии. Как бы ни были расположены компьютеры, их можно соединить с помощью любой заранее выбранной топологии (рис. 1.18).


Рис. 1.18.  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.

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

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

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

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

Заканчивая обзор особенностей топологий локальных сетей, необходимо отметить, что топология все-таки не является основным фактором при выборе типа сети. Гораздо важнее, например, уровень стандартизации сети, скорость обмена, количество абонентов, стоимость оборудования, выбранное программное обеспечение. Но, с другой стороны, некоторые сети позволяют использовать разные топологии на разных уровнях. Этот выбор уже целиком ложится на пользователя, который должен учитывать все перечисленные в данном разделе соображения.

Общая шина

Общая шина это тип сетевой топологии, в которой рабочие станции расположены вдоль одного участка кабеля, называемого сегментом.

Рисунок. 2.2 Топология Общая шина.

Топология Общая шина (рисунок 2.2) предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются всœе компьютеры сети. В случае топологии Общая шина кабель используется всœеми станциями по очереди. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелœем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные. Все сообщения, посылаемые отдельными компьютерами, принимаются и прослушиваются всœеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Рабочая станция отбирает адресованные ей сообщения, пользуясь адресной информацией. Надежность здесь выше, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособность сети в целом. Поиск неисправности в сети затруднен. Вместе с тем, так как используется только один кабель, в случае обрыва нарушается работа всœей сети. Шинная топология — это наиболее простая и наиболее распространенная топология сети.

Примерами использования топологии общая шина является сеть 10Base–5 (соединœение ПК толстым коаксиальным кабелœем) и 10Base–2 (соединœение ПК тонким коаксиальным кабелœем).

Кольцо

Кольцо — это топология ЛВС, в которой каждая станция соединœена с двумя другими станциями, образуя кольцо (рисунок 2.3). Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кольцу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК, ᴛ.ᴇ. данные, передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. В случае если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера, он передает их дальше по кольцу, в ином случае они дальше не передаются. Очень просто делается запрос на всœе станции одновременно. Основная проблема при кольцевой топологии состоит по сути в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них, вся сеть парализуется. Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, т.к. во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Топология Кольцо имеет хорошо предсказуемое время отклика, определяемое числом рабочих станций.

Рисунок. 2.3 Топология Кольцо.

Чистая кольцевая топология используется редко. Вместо этого кольцевая топология играет транспортную роль в схеме метода доступа. Кольцо описывает логический маршрут, а пакет передается от одной станции к другой, совершая в итоге полный круᴦ. В сетях Token Ring кабельная ветвь из центрального концентратора принято называть MAU (Multiple Access Unit). MAU имеет внутреннее кольцо, соединяющее всœе подключенные к нему станции, и используется как альтернативный путь, когда оборван или отсоединœен кабель одной рабочей станции. Когда кабель рабочей станции подсоединœен к MAU, он просто образует расширение кольца: сигналы поступают к рабочей станции, а затем возвращаются обратно во внутреннее кольцо.

Звезда

Звездаэто топология ЛВС (рисунок 2.4), в которой всœе рабочие станции присоединœены к центральному узлу (к примеру, к концентратору), который устанавливает, поддерживает и разрывает связи между рабочими станциями. Преимуществом такой топологии является возможность простого исключения неисправного узла. При этом, в случае если неисправен центральный узел, вся сеть выходит из строя.

В этом случае каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелœем к объединяющему устройству. При крайне важно сти можно объединять вместе несколько сетей с топологией Звезда, при этом получаются разветвленные конфигурации сети. В каждой точке ветвления крайне важно использовать специальные соединители (распределители, повторители или устройства доступа).

Рисунок. 2.4 Топология Звезда.

Примером звездообразной топологии является топология Ethernet с кабелœем типа Витая пара 10BASE-T, центром Звезды обычно является Hub.

Звездообразная топология обеспечивает защиту от разрыва кабеля. В случае если кабель рабочей станции будет поврежден, это не приведет к выходу из строя всœего сегмента сети. Она позволяет также легко диагностировать проблемы подключения, так как каждая рабочая станция имеет свой собственный кабельный сегмент, подключенный к концентратору. Для диагностики достаточно найти разрыв кабеля, который ведет к неработающей станции. Остальная часть сети продолжает нормально работать.

При этом звездообразная топология имеет и недостатки. В первую очередь, она требует много кабеля. Во-вторых, концентраторы довольно дороги. В-третьих, кабельные концентраторы при большом количестве кабеля трудно обслуживать. При этом в большинстве случаев в такой топологии используется недорогой кабель типа витая пара. В некоторых случаях можно даже использовать существующие телœефонные кабели. Вместе с тем, для диагностики и тестирования выгодно собирать всœе кабельные концы в одном месте. По сравнению с концентраторами ArcNet концентраторы Ethernet и MAU Token Ring достаточно дороги. Новые подобные концентраторы включают в себя средства тестирования и диагностики, что делает их еще более дорогими.

Вопросы:

1. Что такое топология?

2. Перечислить наиболее используемые типы топологий?

3. Охарактеризовать топологию Общая шина и привести примеры использования данной топологии.

4. Какие сетевые технологии используют топологию Общая шина?

5. Охарактеризовать топологию Кольцо и привести примеры этой топологии.

6. В каких случаях используют топологию Кольцо?

7. Охарактеризовать топологию Звезда и привести примеры использования этой топологии.

8. К какой топологии относится сеть при подсоединœении всœех компьютеров к общему концентратору?

9. Привести примеры и охарактеризовать древовидную топологию.

10. Что такое ячеистая топология и в каких случаях она используется?

Топологии сетей простым языком. Шина, Звезда, Кольцо

Дальше в этой статье я расскажу о них поподробнее. Топологии сетей, какие они бывают, что это и с чем это едят.

Итак: Под топологией сети (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети. Один относительно одного и способ соединения их линиями связи. Важно отметить, что понятие топологии относится, в первую очередь, к локальным сетям. Вкоторых структуру связей можно легко проследить.

В глобальных сетях структура связей обычно спрятана от пользователей не слишком важная. Потому что каждый сеанс связи может выполняться по своему собственному пути.
Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля. А так же озможные и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети.

Топологии сетей: ЗВЕЗДА

Наиболее функциональной и стабильной на сегодняшний день является локальная вычислительная сеть (ЛВС, LAN -Local Area Network), имеющая топологию «Звезда» (см. рис. 1), при использовании которой каждый компьютер сети подклю­чается к особому устройству, называемому концентратором (hub) или коммутатором {switch).

Преимуществом этой топо­логии является ее устойчивость к повреждениям кабеля — при обрыве одного соединяющего кабеля (сегмента сети) переста­ет работать только один из элементов сети и поиск поврежде­ния значительно упрощается.

Кроме этого, данная топология позволяет производить расширение сети, при котором не за­трагивается текущая структура. Например, для добавления или соединения двух сетей достаточно соединить одним кабе­лем коммутаторы (при этом используется метод каскадирова­ния, см. ниже).

Рис. 1. ЛВС с топологией «Звезда»

Топологии сетей: ОБЩАЯ ШИНА

При использовании топологии с общей шиной (см. рис. 2) компьютеры соединяются в одну линию, по концам которой устанавливают терминаторы — специальные сопротивления.

Рис. 2. ЛВС с топологией «Общая шина»

Преимущества такого построения ЛВС заключаются в про­стоте организации сети. Недостатком является низкая устойчивость к  повреждениям. При любом повреждении кабеля вся сеть перестает работать. А поиск неисправности представляется весьма длительным.

Топологии сетей: КОЛЬЦО

При такой топологии узлы сети образуют кольцо, т.е. концы кабеля соединили друг с другом (см. рис. 3). Каждый узел сети был соединен с двумя соседними. Преимуществом кольцевой топологии является ее достаточно высокая надежность, полу­чаемая за счет избыточности сети.

Однако стоимость такой ЛВС высока. За счет расходов на адаптеры, кабели и дополни­тельные приспособления, обеспечивающие работу сети.

Рис. 3. ЛВС с топологией «Кольцо»

В настоящее время для построения локальных сетей, в том числе и домашних, используется топология «Звезда», по­скольку она заложена в основу технологии FastEthernet, ко­торая обеспечивает высокую надежность и быстрый обмен информацией.

Две другие топологии используются или в очень старых сетях, или в каких-либо исключительных ситуа­циях.

Просмотров сегодня: 764

Что такое автобусная сеть?

Что такое автобусная сеть?

Шинная сеть - это топология локальной сети (LAN), в которой каждый узел - рабочая станция или другое устройство - подключен к основному кабелю или каналу, который называется шиной . Все подключенные станции на шине могут связываться со всеми остальными в отдельном сегменте сети.

Топология шинной сети проста и надежна. Если одна станция не работает, остальные станции все еще могут связываться друг с другом.Чтобы произошел серьезный сбой, сам автобус должен быть разрезан или сломан где-нибудь на линии. Автобусные сети также легко расширять. Дополнительные узлы могут быть добавлены в любом месте ссылки.

Следующая автобусная сеть состоит из пяти остановок. Каждая станция отображается в виде сферы, автобус - жирной горизонтальной линией, а соединения с автобусом - вертикальными линиями.

Шинная сеть соединяет узлы с основным кабелем или каналом, называемым шиной.

Однако топология шинной сети имеет несколько ограничений.Например, длина автобуса ограничена из-за потери сигнала при движении. Хотя повторители могут использоваться для усиления сигнала с целью увеличения длины шинного кабеля, могут возникать другие проблемы, такие как эхо, что делает удлинители менее функциональными, чем длиннее становится длина шины.

Кроме того, автобусная сеть может работать некорректно, если подключенные станции расположены в разбросанных точках, не лежащих рядом с общей линией. В подобных ситуациях топология кольцевой, ячеистой или звездообразной сети может быть более гибкой и рентабельной.

Схемы топологии сети типа звезда, кольцо и ячеистая сеть

Как работают автобусные сети?

Станционные устройства подключаются к шинной сети с помощью физических сетевых интерфейсных карт, соединенных одним кабелем - шиной - для транспортировки ко всем другим подключенным станциям. Когда станции на шине обмениваются данными, данные передаются всем устройствам на шине. Однако только устройство, для которого предназначен трафик, будет взаимодействовать с передаваемыми данными. С точки зрения Ethernet, например, это достигается путем определения адреса управления доступом к среде назначения в кадрах данных, которые пересылаются по шине.

Шинные сети работают в полудуплексном режиме и с одним доменом коллизий. Это означает, что станция может отправлять или получать данные по одному и тому же сетевому кабелю, но только в одном направлении за раз. Таким образом, если станция в настоящее время передает данные другой станции на шине, она не может получить данные в этот момент. Вместо этого должен существовать транспортный механизм, такой как множественный доступ с контролем несущей, когда станция отслеживает трафик по проводам и передает данные только тогда, когда по ней не обмениваются данными другие устройства.В качестве альтернативы можно использовать такие методы, как мультиплексирование с временным разделением, чтобы каждому узлу на устройстве был предоставлен определенный временной интервал, когда сеть разрешает отправку данных.

Каковы преимущества автобусных сетей?

Простота развертывания. Шинные сети легко развернуть в базовых настройках, когда требуется линейное подключение нескольких устройств. Это приводит к тому, что необходимо прокладывать гораздо меньше кабелей по сравнению с другими типами топологий, в том числе кольцевыми и звездообразными.

Высокая надежность. Шинные сети также считаются надежными по сравнению с другими топологиями, такими как кольцевая топология, потому что добавленное, удаленное или неисправное устройство обычно не мешает передаче данных другими станциями или узлами на шине.

Легко расширяется. Шинные сети могут быть расширены за счет использования повторителя сигнала. Однако, как упоминалось ранее, повторители могут иногда создавать новые проблемы с шиной, включая эхо.Таким образом, повторители следует использовать с осторожностью и устанавливать обученными специалистами.

Какие недостатки у автобусных сетей?

Недостаток КПД. Полудуплексные системы, такие как шинные топологии, менее эффективны с точки зрения передачи данных по сравнению с полнодуплексными альтернативами, которые позволяют устройствам одновременно передавать и принимать данные.

Снижение качества обслуживания. Поскольку устройства на шине получают все данные по проводам, может возникнуть перегрузка сети, что серьезно ограничивает объем данных, которые могут быть переданы.Чем больше устройств добавлено к шине, тем менее эффективной становится шинная сеть.

Проблемы масштабируемости. В конечном счете, шинные сети не масштабируемы, и это, а также проблемы ограничения полудуплекса и устранения неполадок являются основными причинами, по которым топологии шинных сетей редко, если вообще когда-либо, используются в современных проектах корпоративных сетей.

Какой пример технологии автобусной сети?

Стандарт 10Base2, также называемый thinnet , представляет собой пример того, как одиночный коаксиальный кабель с разъемами Bayonet Neill-Concelman может использоваться для передачи и приема кадров Ethernet в сети шины.

После того, как все устройства на шине подключены, шина терминируется на обоих концах. Но завершения могут быть удалены, если необходимо добавить другие устройства или ретрансляторы или если необходимо расширить сеть. Хотя сети 10Base2 вымерли в пользу гораздо более эффективных топологий коммутации Ethernet, во многих старых зданиях все еще есть остатки тонких кабелей в стенах, потолках и сетевых шкафах.

По мере того, как все больше сотрудников возвращается в офис с новым гибридным графиком работы, некоторым организациям может потребоваться обновить свою сетевую инфраструктуру , чтобы решить такие проблемы, как безопасность, гибкость и доступ.

Учебное пособие по сетям

Учебное пособие по сетям

Топология сети

Топология сети - это физическая структура сети, которая расположение компьютеров и способ прокладки кабеля между ними. Это Важно использовать правильную топологию. У каждой топологии своя сильные и слабые стороны.

Топология шины
Топология шины соединяет компьютеры одним или несколькими кабелями с подключите линейно, как показано на рисунке 1. Сеть, использующая топологию шины, является называемая «автобусной сетью», которая была первоначальной формой Ethernet сети.Ethernet 10Base2 (также известный как thinnet) используется для шины топология.

Топология шины
- это самый дешевый способ подключения компьютеров к сети. рабочая группа или ведомственная локальная сеть, но у нее есть недостаток в том, что одна неплотное соединение или обрыв кабеля могут вывести из строя всю локальную сеть

Терминатор - важная проблема в шинных сетях. В электрический сигнал от передающего компьютера свободно проходит через по всей длине кабеля. Без прекращения, когда сигнал достигает конца провода, он отскакивает и возвращается вверх по провод.Когда сигнал отражается взад и вперед по незавершенной шине, это называется звонком. Терминаторы поглощают электрическую энергию и останавливают размышления.

Преимущества автобуса следующие. Автобус
прост в использовании и понимании, а недорогая простая сеть
Легко расширить сеть, добавив кабель с повторителем, который усиливает сигнал и позволяет ему перемещаться на большее расстояние.

Недостатки следующие.
Топология шины замедляется из-за интенсивного сетевого трафика с большим количеством компьютер, потому что сети не координируются друг с другом, чтобы зарезервировать раз передать.
Устранение неполадок в шине затруднено из-за обрыва или ослабления кабеля. разъем вызовет отражения и выйдет из строя всю сеть.

Звездообразная топология
Звездообразная топология связывает компьютеры отдельными кабелями с центральным устройство, обычно концентратор, как показано на рисунке 2. Когда компьютер или другая сеть компонент передает сигнал в сеть, сигнал идет к центр. Затем концентратор пересылает сигнал одновременно на все остальные компоненты, подключенные к хабу.Ethernet 10BaseT - это сеть, основанная на звездная топология. Топология звезды - самый популярный способ подключения компьютеры в сети рабочей группы или отдела.


Рисунок 2: Топология «звезда»

Преимущества звездообразной топологии такие как: \
Выход из строя одного компьютера или кабеля не приводит к выходу из строя вся сеть.
Централизованное сетевое оборудование может снизить затраты в долгосрочной перспективе значительно упростив управление сетью.
Он позволяет использовать несколько типов кабелей в одной сети с концентратором, который может подходят для нескольких типов кабелей.

Недостатки звездообразной топологии такие как:
Отказ центрального концентратора вызывает отказ всей сети.
Это немного дороже, чем использование топологии шины.

Кольцевая топология
Кольцевая топология соединяет компьютеры по единому пути, концы которого соединены в круг, как на рисунке 3. Круг может быть логичным только но физическое расположение кабелей может быть похоже на звезду топология с концентратором или концентратором в центре.Кольцевая топология обычно используется в сетях Token Ring, что кольцо сети Token Ring сосредоточен внутри устройства, называемого блоком многостанционного доступа (MAU) и волоконно-оптических сетей с интерфейсом распределенных данных (FDDI), в этом случае это и физическое, и логическое кольцо, и обычно оно проходит вокруг кампус или совокупность зданий для формирования высокоскоростной магистральной сети.


Рисунок 3: Кольцевая топология

Преимущества следующие:
Один компьютер не может монополизировать сеть.
Он продолжает работать после превышения емкости, но скорость быть медленным.

Недостатки следующие:
Отказ одного компьютера может повлиять на всю сеть.
Устранение неполадок затруднено.
Добавление и удаление компьютеров нарушает работу сети.

Топология сетки
В ячеистой топологии каждый компьютер в сети имеет избыточные пути к данным. как показано на рисунке 4. Топология ячеистой сети обеспечивает отказоустойчивость - если провод, концентратор, коммутатор или другой компонент выходит из строя, данные могут перемещаться по альтернативный путь.Схема ячеистой сети выглядит как рыболовная сеть. А Ячеистая топология чаще всего используется в крупных магистральных сетях, в которых отказ одного коммутатора или маршрутизатора может привести к большой части сеть выходит из строя.


Рисунок 4: Топология сетки

Вернуться на главную страницу

Преимущества и недостатки шинной топологии

Шинная топология:
Альтернативно упоминаемая как линейная топология, топология шины может даже быть особой простой топологией, в которой каждый компьютер и сетевое устройство подключены как минимум к одному кабелю или магистрали .В общем, термин относится к тому, как различные устройства подтверждаются в сети. в расчете на сетевую карту, для их соединения используется коаксиальный кабель или сетевой кабель RJ-45.

Топология шины передает данные по кабелю. поскольку данные достигают каждого узла, узел проверяет адрес назначения (MAC / IP-адрес), чтобы определить, совпадает ли он с их адресом. Если адрес не совпадает с узлом, узел больше ничего не делает. Но если адреса узла совпадают с адресами, содержащимися в данных, они обрабатываются на основе знаний.В шине связь между узлами осуществляется через сетевой кабель.

Преимущества шинной топологии:

  • Это самая простая сетевая топология для линейного подключения периферийных устройств или компьютеров.
  • Очень эффективно работает в небольшой сети.
  • Требуемая длина кабеля меньше, чем при топологии «звезда».
  • В этой сети легко подключать или удалять устройства, не влияя на другие устройства.
  • Очень рентабельно по сравнению с другой топологией сети i.е. сетка и звезда
  • Топология понятна.
  • Легко расширить, соединив два кабеля вместе.

Недостатки шинной топологии:

  • Шинная топология не подходит для больших сетей.
  • Идентификация проблемы затрудняется, если вся сеть выходит из строя.
  • Устранение неполадок отдельных устройств очень сложно.
  • На обоих концах основного кабеля необходимы терминаторы.
  • Дополнительные устройства замедляют работу сети.
  • Если главный кабель поврежден, вся сеть выйдет из строя или разделится на две части.
  • Потеря пакетов велика.
  • Эта топология сети очень медленная по сравнению с другими топологиями.

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.

Что такое топология шины на примере

Топология шины - это тип локальная сеть, в которой узлы (устройства или рабочие станции) подключены к одиночный кабель или одиночная магистраль. Кабель, который используется для подключения устройств, известный как коаксиальный кабель или кабель RJ-45.

Проблема с топологией шины заключается в том, что при неисправности кабеля вся сеть перестает работать. Там в сети может быть более одного линейного кабеля в целях безопасности. Это простой тип сетевой топологии, которая легко настраивается.Топология шины также экономична установить. Схема топологии шины

Топология шины не требуется дополнительные кабели во время установки, т.е. требуется несколько кабелей по сравнению с другим тип топологий.

Если какой-либо узел выходит из строя в сеть, тогда другие узлы продолжают работать. Легко добавлять новые узлы в сеть без перестановки других узлов.

Топология шины не подходит для междугородные сети, потому что может произойти потеря некоторых данных. Если узлы разбросаны по разным направлениям, то топология шины не работает в этом случай, и лучше использовать топологию сетки, топологию кольца или топологию звезды.

Топология шины подходит для сети на малых расстояниях. Также требуется меньше кабелей, чем при топологии звездообразной сети. Если к сети шины добавляются новые устройства, это замедляет передачу данных. скорость передачи, что является недостатком. Также терминаторы нужны с обеих сторон. кабеля.

Если в сети тогда трудно обнаружить и отладить проблему.

Примеры шинной топологии:
  • An Пример шинной топологии - соединение двух этажей одной линией.
  • Ethernet сети также используют топологию шины
  • В шине топология, один компьютер в сети работает как сервер и другие компьютеры ведут себя как клиенты . Назначение сервера - обмен данными между клиентские компьютеры.
  • Принтеры, сканеры и другие устройства ввода / вывода могут быть добавлены в офисе / дома с помощью с использованием топологии шины сеть

Что такое топология шины?

Шинная топология - это термин, используемый в электронике.Когда большинство людей думают об автобусе, на ум приходят путешествия и транспорт. Доставить людей и предметы туда, куда им нужно, - это функция автобуса, и эти единицы обычно едут до заранее определенного количества остановок по стандартному маршруту.

Но термин «автобус» также популярен в сфере технологий. Топология шины - интересная тема в технической сфере, особенно для тех, кто интересуется сетями. В то время как почти каждый использует свой компьютер для социальных сетей или обмена информацией в определенном смысле этого слова, здесь мы имеем в виду топологию сети, в которой несколько устройств подключены по одной линии.

Соединение нескольких устройств вместе в локальной сети очень похоже на их соединение в большой децентрализованной сети. Хотя есть некоторые различия, причина этого та же - помочь устройствам и пользователям, стоящим за ними, работать более эффективно друг с другом и минимизировать проблемы с подключением или совместимостью.

Как именно топология шины используется в современном техническом ландшафте? Какие типы линий и кабелей используются для подключения этих устройств? Наконец, и, возможно, самое главное, каковы преимущества такого подхода к созданию сетей? Есть ли недостатки и как сочетаются плюсы и минусы?

Общие сведения о топологии шины: подход к сети

Шинная топология упоминается под разными именами.Возможно, вы также слышали, что такой стиль организации сети называется линейной топологией. Возможно, это немного более точно соответствует его значению и иллюстрирует, как на самом деле устанавливается соединение.

Топология

«Шина» предполагает, что несколько компьютеров подключены к одному кабелю или магистрали для формирования сети. Эти подключения могут различаться в зависимости от того, какой тип сетевой карты имеют компьютеры в указанной сети. В большинстве случаев топология шины может быть создана с помощью коаксиального кабеля или сетевого кабеля RJ-45, такого как тот, который используется в стандартном Ethernet-соединении.

Линия, соединяющая несколько компьютеров в одной сети, также называется магистралью - во многих смыслах этого термина это совершенно точно. Поскольку для шинной топологии не требуются центральные серверы или концентраторы хранения, кабель, соединяющий отдельные системы, является основой всей системы.

Топология

«Шина» была создана для создания и использования небольших независимых сетей. Он отлично подходит для обеспечения бесперебойной связи нескольких систем друг с другом даже без необходимости в более крупной внешней сети, такой как активное подключение к Интернету.

Также стоит отметить, что кабель, используемый в топологии шины, обычно использует два концевых зажима для ослабления сигнала. Это гарантирует, что сигнал не будет непрерывно перемещаться с одной стороны сети на другую.

Существует такая вещь, как топология линейной или распределенной шины - установка, в которой к сети подключено более одного шаблона. Он использует тот же принцип конструкции, но предлагает большую гибкость с точки зрения использования.

Каковы преимущества шинной топологии?

Топология шины

может показаться интересной идеей в теории и даже полезной на практике, но имеет ли она много преимуществ по сравнению с другими типами сетей.Хотя это немного ситуативно, оно жизнеспособно во многих условиях и может даже превзойти более крупные сетевые установки в определенных отношениях.

Одно из основных преимуществ этого типа сети связано с размером. Поскольку линейная топология предполагает подключение нескольких компьютеров к одной и той же линии, очевидно, что сеть может быть намного меньше, чем, скажем, обычное интернет-соединение на большой площади. Но во многих случаях это помогает. Для нужд, где предпочтительны сети меньшего размера, топология шины может быть очень полезной.

Возьмем, к примеру, рабочее место, где нескольким системам необходимо взаимодействовать друг с другом с помощью программного обеспечения компании или портала определенного типа. Используя топологию шины, компания может создать собственную сеть и настроить ее по мере необходимости. Такой же подход можно использовать для людей, выполняющих школьный проект, или даже для настройки домашнего компьютера.

Для линейного соединения компьютеров с целью упрощения прямой связи нет лучшего выбора сети.Меньшее количество игроков в сети может означать, что им будет легче общаться быстрее. Размер имеет значение, также как и скорость, а быстрая линейная настройка - это то, что может оценить любой пользователь.

Есть также дополнительное преимущество, заключающееся в более низких требованиях к кабелю. Сравните это со стандартной конфигурацией, которая может видеть несколько компьютеров, подключенных к центральному серверу, а затем подключенных к определенным другим устройствам в сети, и подход к топологии шины значительно сокращает потребность в кабелях.

Каковы недостатки шинной топологии?

Топология шины

хороша во многих отношениях, но не лишена недостатков.Допустим, вы используете эту настройку, и вся сеть выходит из строя. При таком количестве устройств, подключенных к одной и той же магистрали, может быть трудно определить основную причину проблемы.

Это также затрудняет поиск и устранение неисправностей отдельных устройств в сети. Проблемы с устройством могут быть вызваны его собственными проблемами или самим кабелем. Немного сложно найти истинный источник проблемы без дополнительной работы.

И хотя шинная топология получила много похвал за преимущества, присущие меньшим сетям, существуют также проблемы с этой настройкой в ​​более крупном масштабе.Это все еще возможно, но с каждым добавленным устройством она становится менее эффективной.

Чем больше устройств в сети, тем медленнее она будет. А когда основной кабель повреждается, вы можете обнаружить, что ваша сеть разделена на две части или даже полностью отключена. Из-за потери одного кабеля можно потерять много функциональных возможностей.

Хотя в топологии шины есть что полюбить с точки зрения простоты, которую она предлагает, это ни в коем случае не идеальная конфигурация. Но как это по сравнению с другими?

Сравнение шинной топологии и звездообразной топологии

Топология

Bus дает пользователям возможность соединить все свои устройства одним кабелем.Это означает, что нет необходимости полагаться на центральный концентратор - только сам кабель в качестве магистрали сети.

Но рассмотрим звездообразную топологию - сетевую настройку, которая дает пользователям возможность подключить все свои устройства к единому концентратору для улучшения связи и эффективности в настройках с ограниченным количеством устройств. Как и топология шины, эта настройка работает немного лучше, когда в сети меньше людей.

Эта система, также называемая звездообразной сетью, предназначена для того, чтобы центральный компонент мог работать как главный концентратор или коммутатор.Это еще одна популярная установка для академических и профессиональных проектов, которая в определенных отношениях может даже лучше контролировать передачу данных.

Сети

Star можно настроить с помощью кабелей Ethernet или беспроводных маршрутизаторов. У центрального концентратора есть много преимуществ - если один компонент в сети выходит из строя, он не рискует вывести из строя всю установку, как это было бы в шинной топологии.

Это если, конечно, не выходит из строя центральное устройство. Хотя главный концентратор или узел могут упростить использование информации для всех подключенных устройств одновременно, это увеличивает удобство использования всей сети на этом центральном узле, поэтому в случае его выхода из строя вся сеть уходит вместе с ним.

Это всего лишь один из существующих типов альтернативной топологии. Для некоторых лучше всего ехать на автобусе. Это просто, легко и требует меньше оборудования. Но у любой сетевой настройки есть свои плюсы и минусы. Каким должен быть окончательный вердикт относительно жизнеспособности этой установки?

Почему шинная топология по-прежнему популярное решение

Есть много причин, по которым человек будет использовать топологию шины - как мы уже обсуждали, у нее есть много преимуществ.

Как тип локальной сети (LAN), шинная топология - одно из самых простых и быстрых решений.Если вы хотите соединить несколько устройств вместе и сделать это, не беспокоясь о большом количестве настроек, шина - лучший способ.

Помимо звездной топографии существует множество различных альтернатив. Если ваша установка и доступные ресурсы оправдывают это, стоит их рассмотреть. Для тех мест, где имеется много оборудования и времени, может быть даже целесообразно сравнить стили топологии на практике, прежде чем выбирать один из них.

Будь то рабочее место, школа или любое другое учреждение, которое хочет соединить несколько устройств вместе, использование надежных сетевых настроек имеет решающее значение.Хорошие сети быстрые, безопасные и эффективно используют свои ресурсы. Линейная топология может упростить подключение нескольких устройств для работы или отдыха и гарантировать, что одно устройство полностью не зависит от другого.

Шина используется почти так же давно, как и сеть. И, несмотря на все достижения в области онлайн-подключения и даже локальных сетевых возможностей, автобус по сей день остается популярным вариантом.

Факты о топологии сети - PCcare

Топология - это термин, используемый для описания того, как устройства подключаются и как сообщения передаются с устройства на устройство.Есть два типа сети топологии:

  • Физическая топология описывает физический способ подключения сети.
  • Логическая топология описывает способ отправки сообщений.

В следующей таблице описаны несколько распространенных физических топологий.

Топология Описание

Автобус
Физическая шина топология состоит из магистрального кабеля с узлами либо вставляются непосредственно в ствол, или узлы подключаются к стволу с помощью ответвления кабели называются ответвительными кабелями.
  • В топологии логической шины сигналы передаются от одного узла ко всем другим узлам на автобусе.
  • Устройство, называемое терминатором , размещается на обоих концах ствола кабель. Терминаторы поглощают сигналы и не позволяют им многократно отражаться вперед и назад по кабелю.
  • Обрыв сетевой шины означает, что конец сетевой шины отсутствует больше не прекращено. По этой причине поломка автобуса обычно означает, что нет устройства могут общаться. Трудно определить место разрыва на настоящая автобусная сеть.
  • Форма топологии шины известна как топология дерево . Это делает ссылка на шинные топологии, которые подключают каждое устройство к сети с помощью отраслевая система организации.

Кольцо
Кольцо Топология соединяет соседние узлы, пока они не образуют кольцо. Сигналы движутся по кольцу в одном направлении. В кольцевых топологиях каждое устройство в сети действует как повторитель для отправки сигнала следующему устройству.С звенеть:
  • Установка требует тщательного планирования для создания непрерывного кольца.
  • Проблемы с изоляцией могут потребовать обращения к нескольким физическим точкам вдоль дороги. звенеть.
  • Неисправный узел или обрыв кабеля могут помешать сигналам достичь узлов дальше по кольцу.
  • Обрыв кольца означает, что сообщения могут передаваться только в одном направлении (вниз по течению) до разрыва. Компьютеры могут посылать сообщения другим пользователям. устройств, но из-за перерыва получать ответы не получится.

Звезда
Звезда топология использует концентратор (также называемый коммутатором или центральным узлом). концентратор), чтобы сконцентрировать все сетевые подключения на одном физическом место нахождения. Сегодня это самый популярный тип топологии для ЛВС. С звезда:
  • Все сетевые подключения расположены в одном месте, что упрощает для устранения неполадок и перенастройки.
  • Узлы можно легко добавлять или удалять из сети.
  • У каждого узла свой кабель. Звезда требует больше кабеля, чем любая другая топология.
  • Проблемы с кабелем обычно затрагивают только один узел. Обрыв кабеля в звезде означает, что устройство подключено к центральному устройству (концентратору или коммутатору) через этот кабель больше не может обмениваться данными в сети. Все остальные хосты будут может общаться со всеми другими устройствами.

Сетка
Сетка Топология существует, когда между любыми двумя существует несколько путей. узлы в сети.Сеточные топологии создаются с использованием двухточечной связи. соединения. Это увеличивает отказоустойчивость сети, поскольку альтернативные пути могут использоваться, когда один путь выходит из строя. Разрыв одиночного звена в сетке топология не влияет на связь. Данные могут быть направлены к месту назначения устройство, выбрав другой (иногда более длинный) путь через топологию сетки.

Существуют два варианта топологии ячеистой сети:

  • В полной сетке каждый узел имеет двухточечное соединение друг с другом. узел.
  • В частичной сети существует несколько избыточных путей. Связь между любыми двумя данные устройства возможны, но могут потребоваться промежуточное соединение.
Топологии с полной сеткой обычно непрактичны из-за большого количества количество подключений резко увеличивается с каждым новым узлом, добавленным в сеть. Однако полная ячеистая топология практична в одноранговой беспроводной сети. С участием В этой топологии каждая беспроводная сетевая карта может напрямую связываться с любым другая беспроводная сетевая карта в сети.Отдельная и выделенная сеть интерфейс и кабель для каждого хоста в сети не требуются.

Гибрид

Гибридная топология представляет собой комбинацию топологии линейной шины и звезды топология. Например, отдельные отделы будут объединены в сеть с помощью звездочки топологии, а центральный звездообразный узел каждого отдела подключен к общему сеть по топологии линейной шины.

Каждая сеть имеет как физическую, так и логическую топологию, и это возможно иметь один тип физической топологии, но другую логическую топологию.Ниже приведены примеры логических топологий, возможных с физической звездой. топология:

  • Сеть Ethernet, подключенная с помощью концентратора, имеет топологию логической шины. Все сообщения отправляются на все другие устройства, подключенные к хабу.
  • Сеть Ethernet, подключенная с помощью коммутатора, имеет топологию логической звезды. Сообщения отправляются только на предназначенное устройство и никакое другое.
  • Сеть Token Ring соединяет все устройства в физическую звезду через устройство называется мультистанционным блоком доступа (MAU).Токен передается каждое устройство по порядку через MAU способом, имитирующим кольцо топология.

CAN и ее топология - mindsensors.com

Что такое CAN?

CAN означает Controller Area Network . Он предназначен для связи между микроконтроллерами и устройствами. CAN включает спецификации оборудования для физической сети и спецификации программного обеспечения для связи.

Топология CAN

Стандарт CAN поддерживает несколько топологий. Обычно используются следующие топологии:

  • Топология линия / шина
  • Звездообразная топология
  • Кольцевая топология

Все эти топологии имеют преимущества и недостатки при использовании.
Например, преимущество кольцевой топологии с сетями с двойным кольцом состоит в том, что если один из коммуникационных проводов закорочен или оборван, все модули или узлы все еще могут обмениваться данными.Но недостатком является то, что это закрытая архитектура, что затрудняет добавление узлов позже.

Топология «линия / шина»

В топологии «линия / шина» все узлы соединены последовательно друг с другом, причем главный узел находится на одном конце, а терминатор - на другом.

Сеть такого типа подходит для промышленного применения, например, для сборочного конвейера, где линейный характер топологии позволяет легко разместить ее на заводе.

Этот тип сети также обычно является длинным (40 метров для сети 1 Мбит / с, 1000 метров для сетей 50 Кбит / с), требуя оконечных резисторов на обоих концах для обеспечения качественной связи.(Согласующие резисторы используются для предотвращения отражений в линии).

Недостатком этой топологии является то, что при обрыве любого коммуникационного провода между ними (или отсоединении) связь всех узлов после точки отказа теряется. Также в эту сеть сложно добавлять узлы позже.

Звездная топология

В звездообразной топологии все узлы подключены к центральному концентратору. Мастер и терминатор также подключены к одному хабу.

Эта сеть подходит для автомобильных или робототехнических приложений.Преимущество этой сети в том, что случайная потеря любого узла не помешает работе остальной сети. Также намного проще добавлять или удалять узлы по желанию и улучшать сеть.

Вы можете использовать этот CAN-разветвитель в качестве концентратора вашей сети STAR.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *