Топология типа звезда: Топология сети: звезда, шина, кольцо

Содержание

НОУ ИНТУИТ | Лекция | Определение локальных сетей и их топология

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

Место и роль локальных сетей

Немного истории компьютерной связи

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

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

Рис. 1.1. Подключение терминалов к центральному компьютеру

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

режима обратного разделения времени (рис. 1.2). Как и в первом случае, средства связи снижали стоимость компьютерной системы в целом.

Рис. 1.2. Объединение в сеть первых микрокомпьютеров

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

Рис. 1.3. Объединение в сеть персональных компьютеров

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

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

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

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

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

Топология типа «звезда». Построение локальной сети

Пример подхода к разработке ЛВС предприятия. Часть 2

На чтение 8 мин Просмотров 535 Опубликовано 17.09.2020

3. Выбор сетевой архитектуры и его обоснование

Выбор топологии определяется, в частности, планировкой помещения, в котором разворачивается ЛВС. Кроме того, большое значение имеют затраты на приобретение и установку сетевого оборудования, что является важным вопросом для фирмы, разброс цен здесь также достаточно велик.

3.1. Топология ЛВС предприятия

Для ЛВС рассматриваемого предприятия самой оптимальной является топология типа звезда в связи с тем, что она представляет собой более производительную структуру: каждый компьютер, в том числе и сервер, соединяется отдельным сегментом кабеля с центральным концентратором (hub).

Основным преимуществом такой сети является ее устойчивость к сбоям, возникающим вследствие неполадок на отдельных ПК или из-за повреждений сетевого кабеля.

Важнейшей характеристикой обмена информацией в локальных сетях являются так называемые методы доступа (access methods), регламентирующие порядок, в котором рабочая станция получает доступ к сетевым ресурсам и может обмениваться данными.

Так как метод CSMA/CD хорошо зарекомендовал себя именно в малых и средних сетях, для рассматриваемого предприятия данный метод удобен. К тому же сетевая архитектура Ethernet, которую и будет применять сеть предприятия, использует именно этот метод доступа.

Сеть на основе витой пары в отличие от сети на базе тонкого и толстого коаксиального кабеля строится по топологии звезда. Чтобы построить сеть по указанной топологии, требуется большее количество кабеля (но цена витой пары невелика). Подобная схема имеет и неоценимое преимущество — высокую отказоустойчивость. Выход из строя одной или нескольких рабочих станций не приводит к отказу всей системы. Правда, если из строя выйдет концентратор (hub), его отказ затронет все подключенные через него устройства.

Еще одним преимуществом данного варианта является простота расширения сети, поскольку при использовании дополнительных концентраторов (до четырех последовательно) появляется возможность подключения большого количества рабочих станций (до 1024). При применении неэкранированной витой пары (UTP) длина сегмента между концентратором и рабочей станцией не должна превышать 100 м. Это условие для рассматриваемого предприятия выполняется.

3.2. Сетевые ресурсы

Следующим важным аспектом проектирования сети является совместное использование сетевых ресурсов (принтеров, факсов, модемов и другой периферии).

Перечисленные ресурсы могут использоваться как в одноранговых сетях, так и в сетях с выделенным сервером. Однако в случае одноранговой сети сразу выявляются ее недостатки. Чтобы работать с перечисленными компонентами, их нужно установить на рабочую станцию или подключить к ней периферийные устройства. При отключении этой станции все компоненты и соответствующие службы становятся недоступными для коллективного пользования.

В сетях с выделенным сервером обеспечивается круглосуточный доступ рабочих станций к сетевой периферии, поскольку сервер никогда не выключается, если не считать коротких остановок для технического обслуживания.

На предприятии имеются четыре принтера — в каждом отделе по одному. Рассмотрим вопрос подключения принтера к ЛВС. Для этого существует несколько способов:

подключение к рабочей станции. Принтер подключается к той рабочей станции, которая находится к нему ближе всех. В результате данная рабочая станция становится сервером печати. Недостаток такого подключения в том, что при выполнении заданий на печать производительность рабочей станции на некоторое время снижается, что отрицательно сказывается на работе прикладных программ при интенсивном использовании принтера. Кроме того, если машина будет выключена, сервер печати станет недоступным для других узлов;
прямое подключение к серверу. Принтер подключается к параллельному порту сервера с помощью специального кабеля. В этом случае он постоянно доступен для всех рабочих станций. Недостаток подобного решения обусловлен ограничением по длине принтерного кабеля, обеспечивающего корректную передачу данных. Хотя кабель можно протянуть на 10 м и более, его следует прокладывать в коробах или в перекрытиях, что повышает расходы на организацию сети;
подключение к сети через специальный сетевой интерфейс. Принтер оборудуется сетевым интерфейсом и подключается к сети как рабочая станция. Интерфейсная карта работает как сетевой адаптер, а принтер регистрируется на сервере как узел ЛВС. Программное обеспечение сервера осуществляет передачу заданий на печать по сети непосредственно на подключенный сетевой принтер;
подключение к выделенному серверу печати. Альтернативой предыдущему варианту является использование специализированных серверов печати. Такой сервер представляет собой сетевой интерфейс, скомпонованный в отдельном корпусе, с одним или несколькими разъемами (портами) для подключения принтеров. Однако в данном случае использование сервера печати является непрактичным.

В рассматриваемом примере в связи с тем, что установка отдельного сервера печати увеличивает стоимость создания сети (так же как и покупка принтера с сетевым интерфейсом), целесообразно подключать принтеры непосредственно к рабочим станциям в отделах. В пользу такого решения говорит и то, что принтеры расположены в тех помещениях, где потребность в них наибольшая. Поэтому был выбран первый способ подключения принтера.

4. Разработка и описание ЛВС предприятия

4.1. Схема построения

ЛВС построена по топологии звезда, хотя, если быть точнее, представляет собой дерево: все клиенты сети являются ответвлениями центрального «магистрального» канала. Но топологически вся сеть представляет собой звезду с центром в виде концентратора в серверной комнате отдела информационной и технической поддержки.

4.2. Основные административные блоки

Объединение компьютеров в рабочие группы дает два важных преимущества сетевым администраторам и пользователям. Первое, наиболее существенное, заключается в том, что серверы домена составляют (формируют) единый административный блок, совместно использующий службу безопасности и информацию учетных карточек пользователя. Каждая рабочая группа имеет одну базу данных, содержащую учетные карточки пользователя и групп, а также установочные параметры системы обеспечения безопасности.

Второе преимущество касается удобства пользователей: когда пользователи просматривают сеть в поисках доступных ресурсов, они видят домены, а не разбросанные по всей сети серверы и принтеры.

4.3. Конфигурирование сервера

Сетевая операционная система выполняется на сервере. С другой стороны, компьютеры-клиенты могут работать под управлением различных операционных систем. Чтобы операционная система клиента могла использовать сеть, должны быть установлены специальные драйверы, которые позволяют плате сетевого интерфейса компьютера-клиента связаться с сетью. Эти драйверы работают подобно драйверам принтера, позволяющим прикладным программам посылать информацию на принтер. Программное обеспечение сетевого драйвера дает возможность программам посылать и принимать информацию по сети. Каждый компьютер в сети может содержать одну или более плат сетевого интерфейса, которые соединяют компьютер с сетью.

Очевидно, что производительность ЛВС зависит от компьютера, используемого в качестве сервера. При использовании Windows 2000 Server необходимо ориентироваться на наиболее высокоскоростной компьютер. Существует возможность выбора между готовыми серверами, предлагаемыми производителями и поставщиками компьютерной техники, и серверами самостоятельной сборки. При наличии определенного опыта самостоятельно собранный под заказ сервер может составить альтернативу готовому продукту. Поэтому следует обратить внимание на ряд рассмотренных ниже вопросов.

На вопрос об используемой шине ответ однозначен — PCI. Помимо того, что PCI-компоненты имеют высокую производительность (за счет 64-битной разрядности шины), они еще допускают программное конфигурирование. Благодаря последнему обстоятельству возможные конфликты между подключаемыми аппаратными ресурсами почти всегда предотвращаются автоматически.

Windows 2030 Server изначально предъявляет высокие требования к объему оперативной памяти. Поэтому с учетом того, что стоимость оперативной памяти на сегодняшний день не столь велика, минимальный объем ОЗУ не целесообразно делать менее 512 Мбайт (как с точки зрения цены, так и с точки зрения производительности).

В серверах рекомендуется использовать винчестеры Fast SCSI и соответствующий адаптер SCSI. При использовании Fast SCSI скорость передачи данных достигает 10 Мбит/с. Новейшие жесткие диски с интерфейсом Ultra SCSI обладают скоростью передачи до 20 Мбит/с. Если же винчестер должен работать еще быстрее, необходимо установить более дорогой Ultra Wide SCSI-диск и соответствующий контроллер. Скорость передачи данных у Ultra Wide SCSI-диска достигает 40 Мбит/с, и он представляет собой идеальное устройство для высокопроизводительного сервера, в том числе и для сетей с интенсивным обменом данными. Однако для рассматриваемого предприятия лучше использовать обыкновенные винчестеры IDE, так как использование SCSI значительно увеличивает стоимость сервера.

Маленький корпус для такого компьютера противопоказан, так как это может привести к перегреву, особенно при использовании высокопроизводительного процессора и нескольких жестких дисков. Идеальным корпусом будет корпус типа Big Tower, кроме всего прочего обеспечивающий возможность дальнейшего расширения системы. Еще более удобны специальные корпуса для серверов, снабженные мощными блоками питания, дополнительными вентиляторами, съемными заглушками и защитной передней панелью. Если сервер будет оснащен двумя или более жесткими дисками, необходимо подумать о его дополнительном охлаждении. Для этого применяют специальные вентиляторы, которые можно дополнительно установить в системный блок.

Так как все подключенные к сети рабочие станции будут постоянно обращаться к серверу, одним из его важнейших компонентов является производительная 32-битная сетевая карта. Она должна эффективно управлять информационным обменом, т.е. иметь сопроцессор, принимающий на себя основные функции центрального процессора по обработке поступающих на сервер данных.

Таким образом, разработана топология ЛВС для небольшого предприятия, обосновано применение конкретной ОС сервера.

К началу

Топология типа звезда. — Студопедия

Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почте RELCOM. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети.

рисунок 2 Топология звезда

Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий (столкновений) данных не возникает. При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети. Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. (рис.2). Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая, по сравнению с достигаемой в других топологиях.Производительность вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файлового сервера. Он может быть узким местом вычислительной сети. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети. Центральный узел управления — файловый сервер мотает реализовать оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра.

Кольцевая топология.

При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 3, с рабочей станцией 4 и т.д. (рис.3)Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо.Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географически рабочие станции расположены далеко от кольца (например, в линию).Сообщения циркулируют регулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять “в дорогу” по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть. Основная проблема при кольцевой топологии заключается 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. Неисправности в кабельных соединениях локализуются легко. Подключение новой рабочей станции требует кратко срочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Ограничения на протяженность вычислительной сети не существует, так как оно, в конечном счете, определяется исключительно расстоянием между двумя рабочими станциями.

Структура логической кольцевой цепи

Рисунок 3 Топология кольцо

Специальной формой кольцевой топологии является логическая кольцевая сеть. Физически она монтируется как соединение звездных топологий. Отдельные звезды включаются с помощью специальных коммутаторов (англ. Hub -концентратор), которые по-русски также иногда называют “хаб”. В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют активные или пассивные концентраторы. Активные концентраторы дополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до 16 рабочих станций. Пассивный концентратор является исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Управление отдельной рабочей станцией в логической кольцевой сети происходит так же, как и в обычной кольцевой сети. Каждой рабочей станции присваивается соответствующий ей адрес, по которому передается управление (от старшего к младшему и от самого младшего к самому старшему). Разрыв соединения происходит только для нижерасположенного (ближайшего) узла вычислительной сети, так что лишь в редких случаях может нарушаться работа всей сети.

Шинная топология.

При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного дня всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети.

Рисунок 4 Топология шина

Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции. В стандартной ситуации для шинной сети Ethernet часто используют тонкий кабель или Cheapernet-кaбeль с тройниковым соединителем. Выключение и особенно подключение к такой сети требуют разрыва шины, что вызывает нарушение циркулирующего потока информации и зависание системы.

Новые технологии предлагают пассивные штепсельные коробки, через которые можно отключать и / или включать рабочие станции во время работы вычислительной сети.Благодаря тому, что рабочие станции можно включать без прерывания сетевых процессов и коммуникационной среды, очень легко прослушивать информацию, т.е. ответвлять информацию из коммуникационной среды.

В ЛВС с прямой (не модулируемой) передачей информации всегда может существовать только одна станция, передающая информацию. Для предотвращения коллизий в большинстве случаев применяется временной метод разделения, согласно которому для каждой подключенной рабочей станции в определенные моменты времени предоставляется исключительное право на использование канала передачи данных. Поэтому требования к пропускной способности вычислительной сети при повышенной нагрузке снижаются, например, при вводе новых рабочих станций. Рабочие станции присоединяются к шине посредством устройств ТАР (англ. TerminalAccessPoint — точка подключения терминала). ТАР представляет собой специальный тип подсоединения к коаксиальному кабелю. Зонд игольчатой формы внедряется через наружную оболочку внешнего проводника и слой диэлектрика к внутреннему проводнику и присоединяется к нему. (рис.4)

В ЛВС с модулированной широкополосной передачей информации различные рабочие станции получают, по мере надобности, частоту, на которой эти рабочие станции могут отправлять и получать информацию. Пересылаемые данные модулируются на соответствующих несущих частотах, т.е. между средой передачи информации и рабочими станциями находятся соответственно модемы для модуляции и демодуляции. Техника широкополосных сообщений позволяет одновременно транспортировать в коммуникационной среде довольно большой объем информации. Для дальнейшего развития дискретной транспортировки данных не играет роли, какая первоначальная информация подана в модем (аналоговая или цифровая), так как она все равно в дальнейшем будет преобразована.

Характеристикитопологийвычислительных сетей приведены в таблице 1.

Таблица №1

Характеристики	Топология
Звезда	Кольцо	Шина
Стоимость расширения	Незначительная	Средняя	Средняя
Присоединение абонентов	Пассивное	Активное	Пассивное
Защита от отказов	Незначительная	Незначительная	Высокая
Размеры системы	Любые	Любые	Ограниченны
Защищенность от прослушивания	Хорошая	Хорошая	Незначительная
Стоимость подключения	Незначительная	Незначительная	Высокая
Поведение системы при высоких нагрузках	Хорошее	Удовлетворительное	Плохое
Возможность работы в реальном режиме времени	Очень хорошая	Хорошая	Плохая
Разводка кабеля	Хорошая	Удовлетворительная	Хорошая
Обслуживание	Очень хорошее	Среднее	Среднее

Используемые топологии в построении локальных сетей

Топология сети характеризует свойства сетей, не зависящие от их размеров, отражает структуру, образуемую узлами сети и множеством связывающих их каналов. При этом не учитывается производительность и принцип работы этих узлов, их типы и длина каналов.

С точки зрения физического расположения функциональных компонентов сети (кабелей, рабочих станций и т.д.) и метода доступа к среде передачи к ресурсам сети можно выделить

При построении сети домофонии чаще всего используются топологи звезда или смешанная топология.

Сеть с топологией «звезда» – древовидная сеть, в которой имеется ровно один промежуточный узел. В качестве центральной части выступает маршрутизатор либо коммутатор 3 уровня.

Сеть имеет один центральный узел и расходящиеся от него лучами станции с периферийными устройствами на концах (рис. 1.2). В такой сети все станции напрямую связаны с центральным роутером, который управляет потоком сообщений в сети, и сообщения от одной станции к другой можно передавать только через центральный узел.

Рис. 1.2. Схема сети с топологией «звезда»

Расширять звездообразную топологию можно путем подключения вместо одного роутера еще одного коммутатора и присоединения к нему дополнительных машин. Так создается гибридная звездообразная сеть (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Схема гибридной звездообразной сети

Преимущества сети звездообразной топологии состоят в том, что:

• такая сеть допускает простую модификацию и добавление компьютеров, не нарушая остальной ее части;

• центральный роутер звездообразной топологии удобно использовать для диагностики;

• отказ одного компьютера не всегда приводит к остановке всей сети;

• в одной сети допускается применение нескольких типов кабелей.

Недостатки сети со звездообразной топологией заключаются в том, что:

• при отказе центрального маршрутизатора становится неработоспособной вся сеть;

• обычно используются большие по протяженности кабели (зависит от расположения центрального маршрутизатора) и, следовательно, такие сети обходятся дороже, чем сети с иной топологией.

« – сеть, в которой каждый узел связан с двумя другими. Эта сеть является подсистемой старшей сети. В ней каждая станция выступает в роли центрального узла и прямо связана с двумя соседними (рис. 1.4.).

Рис. 1.4. Схема сети с топологией «кольцо»

Топология «Кольцо» чаще всего используется провайдерами интернета для обеспечения бесперебойной работы системы, если основная линия связи с узлом была нарушена.

Сеть гибридной топологии применяется для соединения нескольких сетей между собой, каждая из которых может иметь различную топологию, или для создания конгломератов локальных, региональных и глобальных вычислительных сетей.

Топология реальной сети может повторять одну из приведенных выше или включать их комбинацию.

Network Topologies: Ring vs. Star

Когда дело доходит до проектирования сети, важно понимать преимущества и ограничения различных топологий, в частности использование кольцевых и звездных топологий.
В чем разница?
Внутри кольца каждый коммутатор подключается к соседним с обеих сторон, создавая кольцо или петлю. Это дает преимущество добавления отказоусттойчивости, но при этом необходимо использовать например протокол Spanning Tree Protocol (STP) или специальный кольцевой протокол Ethernet Protection Switching Rings (EPSR), чтобы предотвратить появление широковещательных штормов.
Кроме того, когда в сети происходят изменения или сбои, коммутаторы должны очищать свои внутренние таблицы и переучивать топологию сети, что может привести к сбою в CCTV и IP-телефонии. Это особенно заметно в STP, поэтому протоколы, такие как EPSR, были специально разработаны для обеспечения избыточности в сетях для передачи голоса и видео.
В топологии звезды основной коммутатор соединяется с каждым другим коммутатором. Чтобы обеспечить избыточность в топологии звезды, требуются два линка на каждый коммутатор, которые затем агрегируются в общий канал. Поскольку основной коммутатор представляет собой единую точку отказа, важно добавить второй коммутатор, и в идеале использовать такую технологию стекирования как Virtual Chassis Stacking (VCS), чтобы обеспечить возможность управления обоими коммутаторами как единым целым.
Звездные топологии имеют преимущество в обслуживании в случае сбоя, но требуют большего количества интерфейсов, чем кольцевая топология. В зависимости от ряда факторов, включая скорость и тип используемого волокна, могут возникнуть дополнительные затраты.
Итак, что лучше?
Важно понимать, что дело не в том, какая топология лучше, а какая будет отвечать потребностям клиента. Вообще говоря, звездная топология будет обеспечивать более устойчивую сеть, чем кольцевая, но требует большего количества интерфейсов. Поскольку для каждого коммутатора имеется выделенная полоса пропускания, требования к пропускной способности каналов в топологии звезды будут ниже, чем у кольцевой, что сделает такое решение более дешевым. Также важно понимать, что топологию звезды можно доставлять по кабельной инфраструктуре, которая развертывается как кольцо, чтобы обеспечить гибкость топологии звезды совместно с кольцевой топологией. Это показано на диаграмме справа.
При выборе кольцевой топологии, важно использовать специальный протокол защиты, такой как EPSR для предотвращения возможных сбоев.
Прочитайте блог и узнайте больше о наших решениях!
Топология типа «звезда»..docx
Топология типа «звезда».
Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных, например, в электронной почте сети Relcom. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети.
Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий (столкновений) данных не возникает.

Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии.
При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети.
Топология в виде звезды (рис.4.1) является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысока по сравнению с достигаемой в других топологиях.

Рис. 4.1 Топология звезда Производительность вычислительной сети в первую очередь
зависит от мощности центрального файлового сервера. Он может быть узким местом вычислительной сети. В случае выхода из строя центрального узла нарушается работа всей сети.
Центральный узел управления — файловый сервер реализует оптимальный механизм защиты против несанкционированного доступа к информации. Вся вычислительная сеть может управляться из ее центра.
Сеть типа звезда имеет достоинства:

·       повреждение кабеля является проблемой для одного конкретного компьютера и в целом не сказывается на работе сети;
·       просто выполняется подключение, так как рабочая станция (РС) должна соединяться только с сервером;
·       надежный    механизм    защиты     от     несанкционированного доступа;
·       высокая скорость передачи данных от рабочей станции к серверу.
Недостатки:
·       если сервер находится не в центре сети, то подключение к нему удаленных станций может быть дорогим;
·       передача данных от рабочих станций к серверу и обратно происходит быстро. А скорость передачи данных между отдельными рабочими станциями мала;
·       мощность всей сети зависит от возможностей сервера. Если он недостаточно оснащен или плохо сконфигурирован, то будет являться тормозом для всей системы.
·       невозможна коммуникация между отдельными РС без сервера.

Mesh vs Star Topology — Найдите подходящую архитектуру IoT
Топология сети определяет способ взаимодействия различных компонентов друг с другом в сети IoT. Топологии могут сильно различаться по безопасности, энергопотреблению, стоимости и сложности. Прежде чем выбрать и внедрить коммуникационную технологию, важно сначала понять, какая топология наиболее соответствует вашим приложениям и требованиям Интернета вещей. В этом блоге мы сравниваем ячеистую и звездообразную топологию — два наиболее распространенных типа архитектуры для беспроводных сетей IoT.
ВАМ ТАКЖЕ МОЖЕТ ПОНРАВИТСЯ: [Руководство по выживанию IIoT] Ячеистые сети с низким энергопотреблением и LPWAN — что вам нужно знать
Ячеистая топология
В ячеистых сетях сообщение переходит от одного устройства к другому в чтобы достичь пункта назначения (например, шлюза). Узел датчика служит как конечной точкой, которая собирает и передает свои собственные данные, так и ретранслятором, который ретранслирует данные от других узлов. В частично ячеистой сети только выбранные узлы имеют функцию ретранслятора / ретрансляции и связаны более чем с одним другим узлом, тогда как в полностью ячеистой сети все узлы однородны и полностью взаимосвязаны друг с другом.
Ячеистая топология широко используется для расширения охвата беспроводных технологий малого радиуса действия, таких как Zigbee, Z-Wave, WirelessHART. Большинство ячеистых сетей имеют возможность самовосстановления , поскольку данные могут быть перенаправлены с использованием другого пути в случае отказа одного узла ретранслятора, тем самым повышая надежность.
Если установлено достаточное количество повторителей, вы можете покрыть большие площади, например, весь промышленный городок или коммерческое здание, используя сетчатую конфигурацию. Тем не менее, поскольку диапазон между двумя узлами по своей природе очень мал, количество требуемых повторителей быстро увеличивается, что делает эти сети очень дорогими для установки .Во многих случаях необходимо добавлять дополнительные узлы датчиков не для сбора данных, а просто для достижения желаемого покрытия.
Избыточная плотность устройств и чрезмерное количество подключений значительно усложняют настройку сети, управление и обслуживание действий. Сложность сильно затрудняет масштабируемость, и, несмотря на низкую мощность передачи, ретрансляционная природа ячеистых сетей требует очень высокого энергопотребления . Узлы должны постоянно быть «активными» и «слушать», нужно ли ретранслировать сообщение.Высокий трафик ретрансляции через один узел также может быстро разрядить его батарею.
Другой серьезной проблемой, связанной с ячеистыми сетями, является их уязвимость для атак на безопасность . Если взломан единственный ретранслятор, вся сеть разрушается. Чем больше ваша сеть IoT, тем больше повторителей или, лучше сказать, больше возможных точек атаки. Когда дело доходит до полносвязных сетей, в которых все узлы действуют как повторители, вы можете дважды подумать, прежде чем устанавливать его.
Что такое топология «звезда» на примере
Топология «звезда» — это соединение точка-точка, в котором все узлы связаны друг с другом через центральный компьютер, коммутатор или центр.Центральный компьютер, коммутатор или концентратор также называют сервером, в то время как подключенные узлы называются клиентами. В звездообразной топологии узлы косвенно связаны друг с другом через центральный концентратор.
Схема звездообразной топологии
Узлы в звездообразной топологии также называются хостами. Кабели которые используются для подключения узлов, включают оптическое волокно, кабель витой пары, RJ-45 или коаксиальный кабель. Центральное устройство или компьютер отвечает за управление и направляет весь трафик в сети.
Производительность сети зависит от мощность центрального компьютера, коммутатора или концентратора. Если центральное устройство не может обрабатывать больше узлов, тогда новые узлы не могут быть добавлены в сеть. Физический внешний вид узлов и концентраторов выглядит как звездочка, поэтому это называется звездной топологией.
Новые узлы можно добавлять и удалять из сети без влияя на любые другие узлы. Топология звезды может обрабатывать большие объемы данных и хорошо работает в большой сети.
Центральный концентратор, который соединяет узлы, бывает четырех типов: —
Концентратор или повторитель
Коммутатор или мост
Маршрутизатор или шлюз
Компьютер
Если какой-либо хост хочет передать сообщение на любой другой хост, тогда сообщение сначала передается на центральный сервер i.е. концентратор, коммутатор, маршрутизатор и затем передается на целевой хост. Центральным хостом также может быть другой компьютер. который ведет себя как сервер.
Каждый узел (компьютер) в сети имеет уникальный адрес который используется для отправки и получения сообщения в сети. Предположим, что переключатель ведет себя как сервер. Переключить магазины все адреса прикрепленных к нему узлов. Когда какой-либо узел хочет отправить сообщение к другому узлу, тогда коммутатор знает, на какой узел отправить сообщение, поскольку у него есть копия всех адресов.Но если концентратор ведет себя как сервер, тогда концентратор не может хранить адреса, чтобы концентратор транслировал сообщение всем узлам и целевая машина обнаружит адрес и получит сообщение.
Если какой-либо узел в сети обнаруживает ошибку и перестает работать тогда это не повлияет на другие узлы, но если центральный концентратор выйдет из строя, тогда сеть прекратить работу.
Для добавления нового узла в сеть используются только дополнительные кабели. требуется, что делает его недорогим, но звездообразная топология дороже, чем шина топология.Кроме того, сервер, то есть концентратор, коммутатор, маршрутизатор стоит дорого в звездная топология.
Звездная топология может быть создана путем соединения шинной топологии. Позвоночник шинной топологии подключается к центральному концентратору.
Пример звездообразной топологии:
Сеть Ethernet построена по звездообразной топологии

Сетевые топологии: кольцо против звезды
Когда дело доходит до проектирования сети, важно понимать преимущества и ограничения различные топологии, в частности использование кольцевой и звездообразной топологий.
В чем разница?
Внутри кольца каждый коммутатор подключается к соседним коммутаторам с обеих сторон, образуя кольцо или петлю. Это дает преимущество добавления избыточности, поскольку существует два пути к каждому коммутатору, но имеет недостаток, заключающийся в необходимости использования протокола, такого как протокол связующего дерева (STP) или защитных коммутационных колец Ethernet (EPSR), для предотвращения возникновения широковещательных штормов.
Кроме того, при изменении или отказе в сети коммутаторы должны очистить свои внутренние таблицы и заново изучить топологию сети, что может привести к нарушению работы таких служб, как CCTV и IP-телефония.Это особенно заметно при использовании STP, поскольку такие протоколы, как EPSR, были специально разработаны для обеспечения избыточности в сетях услуг реального времени, таких как голос и видео.
В топологии «звезда» основной коммутатор подключается к каждому другому коммутатору, образуя звезду. Для обеспечения избыточности в звездообразной топологии требуются два канала для каждого коммутатора, которые затем объединяются с использованием агрегации каналов. Поскольку основной коммутатор представляет собой единую точку отказа, важно добавить второй коммутатор, и в идеале для этого будет использоваться технология стекирования шасси, например Virtual Chassis Stacking (VCS), чтобы можно было управлять обоими коммутаторами как одним логическим коммутатором.
Топологии
«звезда» имеют то преимущество, что в случае сбоя обслуживание не прерывается, но для них требуется больше интерфейсов, чем для кольцевой топологии. В зависимости от ряда факторов, включая скорость и тип используемого волокна, это может повлиять на стоимость.
Итак, что лучше?
Важно понимать, что это не простой случай, когда одна топология лучше, а обеспечение того, чтобы решение соответствовало потребностям клиента и его приложений. Вообще говоря, звездообразная топология обеспечивает более устойчивую сеть, чем кольцевая топология, но требует большего количества интерфейсов.Поскольку каждый коммутатор имеет выделенную полосу пропускания, требования к полосе пропускания для каналов в звездообразной топологии будут ниже, чем для кольцевых. Это означает, что звездообразная топология при наличии большего количества интерфейсов может фактически привести к более дешевому решению, чем кольцевая топология. Также важно понимать, что звездообразная топология может быть доставлена по кабельной инфраструктуре, развернутой в виде кольца, чтобы обеспечить отказоустойчивость звездообразной топологии с разнесением путей кольца. Это показано на схеме, показанной ниже.
Если используется кольцевая топология, важно, чтобы использовался расширенный протокол защиты, такой как EPSR, чтобы гарантировать минимальное нарушение работы служб в случае сбоя.
Преимущества топологии «звезда»
Сетевые топологии жизненно важны для производительности сети. На выбор предлагается несколько топологий, каждая из которых имеет свои преимущества. Однако звездообразная топология является одной из наиболее распространенных топологий среди организаций из-за ее многочисленных преимуществ.Если вы хотите узнать о преимуществах звездообразной топологии, мы расскажем вам ниже.
Легко добавлять (или удалять) устройства
Каждая организация хочет в какой-то степени расти, и часть этого роста требует дополнительных рабочих станций. Некоторые топологии сложно добавлять или удалять узлы, но звездообразная топология чрезвычайно проста, потому что каждый узел подключается к центральному концентратору. Другими словами, если у вас есть центральный концентратор и достаточно портов, вы можете легко добавлять дополнительные узлы по мере роста вашей компании.
Очень простая установка и компоненты
Топология «звезда» — одна из самых простых в настройке из-за минимального количества компонентов. Основой звездообразной топологии является центральный узел. Каждое устройство в сети будет подключаться к концентратору с помощью кабеля Ethernet. Для звездообразной топологии вам не понадобится ничего, кроме концентратора и кабелей Ethernet, кроме самих устройств.
Проблемы легко найти
Из-за чрезвычайно простой настройки топология «звезда» также является одним из самых простых способов поиска сетевых проблем.В большинстве случаев проблема возникает из-за одного узла, что часто бывает очень простым решением. Кроме того, если один узел выходит из строя, остальная часть сети не пострадает, потому что каждое устройство зависит от центрального концентратора.
Каждой организации — маленькой или большой — нужна сетевая топология, которая наилучшим образом соответствует их потребностям. Большинство компаний хотят установить одну топологию, способную расти по мере роста компании, и не каждая топология подходит для этой потребности. К счастью, способность расти вместе с организацией — одно из преимуществ звездообразной топологии.
Если вам нужны какие-либо компоненты, необходимые для звездообразной топологии, CableWholesale — ваш универсальный магазин. Наша команда состоит из отраслевых экспертов, и поэтому вся наша продукция производится только из материалов высочайшего качества, начиная от наружных кабелей Ethernet и заканчивая концентраторами и всем остальным. Кроме того, мы предоставляем пожизненную гарантию на большинство наших продуктов, чтобы обеспечить нашим клиентам душевное спокойствие. Проверьте наш инвентарь сегодня и обращайтесь к нам с любыми вопросами.
В чем разница между конфигурациями кольцевой, звездообразной и шинной сети?
Промышленные сети многочисленны и разнообразны.Их можно отличить друг от друга множеством способов, одним из которых является топология сети; Другими словами, как устройства в сети связаны друг с другом, как они обмениваются информацией и взаимодействуют друг с другом.
Существует также различие между двумя видами топологии; физический и логический. Физическая топология относится к тому, как физические устройства размещаются и соединяются вместе с помощью кабелей. В отличие от логической топологии, о том, как данные и информация передаются в сети.Эти два типа топологий могут перекрываться, но это не обязательно.
Существует несколько типов топологии, но здесь мы сосредоточимся на трех наиболее распространенных в мире промышленного управления / управления движением; топологии «кольцо», «звезда» и «шина». (К другим типам относятся точка-точка, сетка и гибриды этих типов.)
Кольцо — Каждый узел в кольцевой топологии подключается ровно к двум другим узлам. Это формирует единый путь для сигналов через каждый узел сети, напоминающий кольцо.Сообщения или фреймы проходят через все кольцо и теоретически могут быть приняты и / или прочитаны любым устройством в кольце.
Типичная кольцевая топология сети.
Среди преимуществ кольцевых топологий — отсутствие какого-либо центрального контроллера для управления обменом сообщениями между устройствами. Также легко найти и локализовать неисправность в сети, а перенастройка или добавление устройств относительно просто. С другой стороны, большее количество устройств в сети может снизить скорость передачи и вызвать задержки. Кроме того, ее сложнее настроить, чем другие сетевые топологии, такие как сеть «звезда».
Иллюстрация звездообразной топологии с центральным концентратором и подключенными к нему узлами. (Изображение из Википедии)
Star — Также известная как конфигурация луча и концентратора, в этой настройке устройства подключаются не друг к другу, а к центральному мастеру / контроллеру или концентратору. Таким образом, сообщения не могут передаваться с одного устройства на другое напрямую, а должны проходить через центральный мастер / контроллер.
Наиболее значительным преимуществом звездообразных топологий является то, что отказ одного узла не влияет на остальную сеть.Также проще добавлять устройства в сеть, так как единственное подключение осуществляется к центральному концентратору. С другой стороны, центральный концентратор является основной точкой отказа, поэтому в случае отказа вся сеть перестает работать. Кроме того, для добавления устройств в сеть требуются дополнительные кабели, которые могут стать дорогими по мере увеличения количества устройств.
Шина — В топологии шины все устройства (или узлы) соединяются вместе через общий канал, называемый шиной. Каждый узел на шине получает весь сетевой трафик.
Типичная шинная топология.
Одним из преимуществ шинных сетей является простота подключения устройств к сети, которая обычно требует меньше кабелей, чем, например, звездообразная топология. Кроме того, отказ узла не влияет на остальную часть сети. С другой стороны, отказ сетевого кабеля приводит к отключению всей сети. Кроме того, добавление узлов может замедлить работу сети.
Преимущества и недостатки ~ I Ответ 4 U
Что такое топология «звезда»?
В топологии «звезда» все компоненты сети подключены к центральному устройству, называемому «концентратором», которое может быть концентратором, маршрутизатором или коммутатором.В отличие от топологии шины (обсуждавшейся ранее), где узлы были подключены к центральному кабелю, здесь все рабочие станции подключены к центральному устройству с помощью соединения точка-точка. Таким образом, можно сказать, что каждый компьютер косвенно связан со всеми остальными узлами с помощью «концентратора».
Все данные по звездообразной топологии проходят через центральное устройство, прежде чем достигнут намеченного пункта назначения. Концентратор действует как соединение для соединения различных узлов, присутствующих в Star Network, и в то же время он управляет и контролирует всю сеть.В зависимости от того, какое центральное устройство используется, «концентратор» может действовать как повторитель или усилитель сигнала. Центральное устройство также может связываться с другими концентраторами другой сети. Неэкранированная витая пара (UTP) Ethernet-кабель используется для подключения рабочих станций к центральному узлу.
Схема топологии «звезда»

Преимущества топологии «звезда»
1) По сравнению с топологией «шина» она дает гораздо лучшую производительность, сигналы не обязательно передаются на все рабочие станции .Отправленный сигнал достигает намеченного пункта назначения после прохождения не более чем через 3-4 устройства и 2-3 канала. Производительность сети зависит от емкости центрального концентратора.
2) Простота подключения новых узлов или устройств. В звездообразной топологии можно легко добавлять новые узлы, не затрагивая остальную часть сети. Аналогичным образом можно легко удалить компоненты.
3) Централизованное управление. Это помогает в мониторинге сети.
4) Отказ одного узла или канала не влияет на остальную сеть.В то же время легко обнаружить неисправность и устранить ее.
Недостатки звездообразной топологии
1) Слишком большая зависимость от центрального устройства имеет свои недостатки. В случае сбоя вся сеть выходит из строя.
2) Использование концентратора, маршрутизатора или коммутатора в качестве центрального устройства увеличивает общую стоимость сети.
3) Производительность, а также количество узлов, которые могут быть добавлены в такую топологию, зависят от мощности центрального устройства.
Авторские права © ianswer4u.com
Предыдущая статья:
Преимущества и недостатки шинной топологии.
Преимущества и недостатки кольцевой топологии
Преимущества и недостатки топологии Full Mesh
Преимущества и недостатки древовидной топологии
Преимущества сети клиент-сервер.
Различные типы сетевых топологий
Звездообразные сети — Сетевые топологии, протоколы и уровни — AQA — GCSE Computer Science Revision — AQA
Звездообразные топологии используются во многих сетях, больших и малых.
В звездообразной топологии все узлы косвенно подключаются друг к другу через один или несколько коммутаторов. Коммутатор действует как центральная точка, через которую проходят все коммуникации.
Большие сети, использующие звездообразную топологию, обычно управляются одним или несколькими серверами. Несмотря на то, что ни один компьютер не контролирует сеть, все коммуникации проходят через центральный коммутатор.
Преимущества и недостатки использования звездообразной топологии
Расположение узлов в звездообразной топологии дает некоторые преимущества:
каждый узел подключается отдельно, поэтому отказ одного узла или его канала — среды передачи — не влияет на другие узлы
новые узлы могут быть добавлены в сеть, просто подключив их к коммутатору.
звездообразные сети обычно имеют более высокую производительность, поскольку сообщение передается только на предполагаемый узел
Навигация по записям
Http 192 168 43 1 2999: SHAREit WebShare – SHAREit
Форматировать диск: Как отформатировать HDD на Windows и Linux + 6 полезных программ
Добавить комментарий Отменить ответ
Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *
Комментарий *
Имя *
Email *
Сайт

НОУ ИНТУИТ | Лекция | Определение локальных сетей и их топология

Место и роль локальных сетей

Немного истории компьютерной связи

Топология типа «звезда». Построение локальной сети

Похожие главы из других работ:

1.1.2 Топология звезда

2.1.3 Активная топология «звезда»

2.1.4 «Звезда-шина» или «пассивная звезда»

1.4.3 Топология звезда

Звезда

2.1 Топология сети типа «шина» (bus)

2.2 Базовая топология сети типа «звезда» (star)

2.3 Базовая топология сети типа «кольцо» (ring)

3.1 Топология сети типа «дерево» (tree)

2.4.2 Топология «звезда»

2.2.2 Топология «звезда»

2.3 Сетевая топология «Звезда»

2.2.1 Топология звезда. Общие сведения. Достоинства и недостатки

3.1 Топология “звезда”

2. Топология «Звезда-кольцо»

Пример подхода к разработке ЛВС предприятия. Часть 2

Топология типа звезда. — Студопедия

Используемые топологии в построении локальных сетей

Network Topologies: Ring vs. Star

В чем разница?

Итак, что лучше?

Топология типа «звезда»..docx

Mesh vs Star Topology — Найдите подходящую архитектуру IoT

Ячеистая топология

Что такое топология «звезда» на примере

Сетевые топологии: кольцо против звезды

В чем разница?

Итак, что лучше?

Преимущества топологии «звезда»

Легко добавлять (или удалять) устройства

Очень простая установка и компоненты

Проблемы легко найти

В чем разница между конфигурациями кольцевой, звездообразной и шинной сети?

Преимущества и недостатки ~ I Ответ 4 U

Преимущества топологии «звезда»

Недостатки звездообразной топологии

Звездообразные сети — Сетевые топологии, протоколы и уровни — AQA — GCSE Computer Science Revision — AQA

Преимущества и недостатки использования звездообразной топологии

Навигация по записям

Добавить комментарий Отменить ответ