Чтобы совместно использовать ресурсы и выполнять другие сетевые задачи, компьютеры должны быть подключены друг к другу. Для этой цели применяется кабель. Различные типы кабеля в сочетании с различными сетевыми платами и сетевыми операционными системами требуют различного взаимного расположения компьютеров, т.е. различных топологий.
Топология сети характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети.
Все сети строятся на основе трех базовых топологий:
- шина;
- звезда;
- кольцо.
Топология «шина».
Топологию «шина» часто называют «линейной шиной», она относится к наиболее простым и распространенным топологиям. В ней используется один кабель, именуемый магистралью, вдоль которого подключены компоненты сети.
В сети с топологией «шина» компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру, передавая их по кабелю в виде электрических сигналов. Сигналы передаются всем компьютерам сети, однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя, зашифрованному в этих сигналах. Причем в каждый момент времени только один компьютер может вести передачу.
Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, ее производительность зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем их больше, тем медленнее сеть.
«Шина» – пассивная топология, компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если один компьютер выйдет из строя, это не скажется на работе остальных.
Сигналы распространяются по всей сети – от одного конца кабеля к другому. Если не предпринимать никаких действий, сигнал, достигая конца кабеля, будет отражаться и не позволит другим компьютерам осуществлять передачу. Чтобы предотвратить отражение электрических сигналов, на концах кабеля устанавливают терминаторы, поглощающие эти сигналы.
При разрыве сетевого кабеля вся сеть перестает функционировать.
Топология «звезда».
При топологии «звезда» все компьютеры с помощью кабеля подключаются к центральному компоненту, именуемому концентратором. Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. Недостатком этой топологии является значительное увеличение расхода кабеля.
При разрыве кабеля сеть не работает только на одном из «лучей» звезды. На остальные компьютеры это не повлияет.
Среди концентраторов бывают активные, которые усиливают затухающий в длинном кабеле сигнал. Гибридными называются концентраторы, к которым можно подключать кабели разных типов.
Топология «Кольцо»
При топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», в кольце каждый компьютер выступает в роли усилителя сигналов, передавая их следующему компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.
Принцип передачи данных в кольцевой сети называется «передача маркера». Маркер последовательно, от одного компьютера к другому, передается до тех пор, пока его не получит тот, кто хочет передать данные. Передающий компьютер изменяет маркер, помещает в данные электронный адрес и посылает их кольцу.
Данные проходят через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя, указанным в данных. После этого, принимающий компьютер посылает передающему сообщение, где подтверждает факт приема данных. Получив подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть. В кольце диаметром 200 м маркер может циркулировать с частотой 10 000 об/сек.
Комбинированные топологии.
Чаще всего используются топологии, комбинирующие разные компоновки. Например - «звезда-кольцо» или «звезда-шина», где несколько сетей с топологией «звезда» объединяются с помощью магистральной линейной шины.
Сравнительная таблица достоинств различных топологий
