Модели и структуры информационных сетей. Сетевые топологии

Под топологией – topology – информационной 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 своему пути.

3.1.1 Топология "Шина"

Шинная топология представляет собой топологию, в которой все устройства локальной сети подключаются к линейной сетевой среде передачи данных – шине или трассе.

Рис. 3.1. Топология "Шина".

Каждое устройство независимо подключается к общему шинному кабелю с помощью специального разъема. Шинный кабель должен иметь на конце согласующий резистор, или терминатор, который поглощает электрический сигнал, не давая ему отражаться и двигаться в обратном направлении по шине.

Достоинства топологии:

– небольшое время установки сети;

– дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств);

– простота настройки;

– выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети.

Недостатки топологии:

– любые неполадки в сети, как обрыв кабеля, выход из строя терминатора полностью уничтожают работу всей сети;

– сложная локализация неисправностей;

– с добавлением новых рабочих станций падает производительность сети.

3.1.2 Топология "Кольцо"

При использовании кольцевой топологии все компьютеры сети подключаются последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть.

Рис. 3.2. Топология "Кольцо".

В кольце, в отличие от других топологий, не используется конкурентный метод посылки данных, компьютер в сети получает данные от стоящего предыдущим в списке адресатов и перенаправляет их далее, если они адресованы не ему.

Достоинства топологии:

– простота установки;

– практически полное отсутствие дополнительного оборудования;

– возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи при загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность коллизий.

Недостатки топологии:

– выход из строя одной рабочей станции, и другие неполадки (обрыв кабеля), отражаются на работоспособности всей сети;

– сложность конфигурирования и настройки;

– сложность поиска неисправностей.

3.1.3. Топология "Двойное кольцо"

Эта топология использует два кольца, соединяющих компьютеры.

Рис. 3.3. Топология "Двойное кольцо".

Два кольца образуют основной и резервный путь для передачи данных. Часто данные по первому кольцу передаются в одном направлении, а по второму в обратном. При выходе из строя одного кольца оно объединяется со вторым, и сеть продолжает функционировать.

3.1.4 Топология "Звезда"

При такой топологии все компьютеры сети присоединяются к одному центральному узлу с использованием отдельных линий связи.

а)	б)

а – активная "Звезда"; б – пассивная "Звезда";

Рис. 3.4. Топология "Звезда".

Передача данных осуществляется через центральный узел. При использовании концентрата в качестве центрального узла, только одна рабочая станция в сети в определенный момент времени может передавать данные. В случае применения коммутатора этот недостаток отсутствует.

Достоинства топологии:

– выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;

– хорошая масштабируемость сети;

– легкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

– высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);

– гибкие возможности администрирования.

Недостатки топологии:

– выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;

– для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;

– конечное число рабочих станций в сети (или сегменте сети) ограничено количеством портов в центральном концентраторе.