Для получения более подробной информации о различных видах кабелей, применяемых для построения сетей, см. главу 4.
Различные способы конфигурации соединения кабелей для объединения компьютеров в ЛВС называются топологиями (рис. 1.1). Они зависят от типа употребляемого кабеля и поддерживаемого протокола. Наиболее распространены следующие топологии.
Шина. Шинная топология реализуется кабелем, прокладываемым от одного компьютера к другому в виде последовательной цепочки, напоминающей гирлянду на новогодней елке. Все сигналы, передаваемые любым компьютером в сеть, идут по шине в обоих направлениях ко всем остальным компьютерам. Два конца шины должны быть "закрыты" при помощи электрических сопротивлений, обнуляющих напряжения, приходящие на эти концы, для того, чтобы сигналы не отражались и не уходили в обратном направлении. Основной недостаток шинной топологии состоит в том, что, подобно елочной гирлянде, дефект кабеля в любом месте его протяженности делит сеть на две части, не способные общаться между собой. Большая часть сетей, построенных на коаксиальных кабелях, таких как сети Ethernet, используют шинную архитектуру.
□ Звезда. Топология "звезда" использует отдельный кабель для каждого компьютера, проложенный от центрального устройства, называемого хабом (hub) или концентратором. Концентратор транслирует сигналы, поступающие на любой из его портов, на все остальные порты; в результате чего сигналы, посылаемые одним узлом, достигают остальных компьютеров. Сеть на основе "звезды" более устойчива к повреждениям, нежели сеть на базе шинной архитектуры, так как повреждение кабеля затрагивает непосредственно только тот компьютер, к которому он подсоединен, а не всю сеть. Большинство сетей, использующих кабель типа "витая пара", монтируются по топологии "звезда", например, l0BaseT Ethernet.
□
Кольцо. Топология кольца функционально эквивалентна шине, у которой концы соединены друг с другом; таким образом, сигналы передаются от одного компьютера к другому, двигаясь по кругу. Однако коммуникационное кольцо — это только логическая абстракция, а не физическая конструкция. Фактически сеть представляет собой звезду, но при этом специальный концентратор реализует логическое кольцо путем пересылки входящего сигнала только через следующий нисходящий порт (вместо передачи через все порты, как это делает концентратор при применении топологии "звезда"). Каждый компьютер, получив входящий сигнал, обрабатывает его (если это необходимо) и посылает обратно концентратору для передачи следующей рабочей станции в сети. В соответствии с данным принципом работы, система, передающая сигнал в сеть, должна также удалить его после того, как он обошел все кольцо полностью. Сети, сконструированные на основе топологии "кольцо", могут использовать различные типы кабеля. Например, сети Token Ring используют витую пару, в то время как FDDI-сети реализуют топологию "кольцо" с помощью оптоволоконных кабелей.
Шина-звезда. Данная топология — один из способов расширения одиночной "звезды". Эта схема формируется из множества "звезд", концентраторы которых соединяются отдельными сегментами общей шины. Каждый компьютер по-прежнему может связываться с любым другим в сети, поскольку связанный с ним концентратор передает входящий трафик через порты "звезды". Разработанная для расширения сетей Ethernet lOBaseT, архитектура "шина-звезда" сейчас мало распространена в связи с ограничениями информационной емкости шин на коаксиальном кабеле. Коаксиальный кабель становится "узким местом" подобной сетевой организации, снижая скорость передачи данных в быстрых сетях, собранных на основе топологии "звезда", таких как Fast Ethernet.
Управление доступом к среде передачи данных
Когда множество компьютеров подключены к одной и той же среде с узкополосной передачей, то должен быть реализован механизм управления доступом к среде (MAC, Media Access Control) для осуществления арбитража доступа и предотвращения одновременной передачи данных системами. Механизм управления доступом к среде является основой всех протоколов для любых ЛВС. Два наиболее распространенных механизма: множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (CSMS/CD, Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), применяемый в сетях Ethernet, и передача маркера, которая используется сетями Token Ring, FDDI и другими типами ЛВС. Эти два механизма принципиально различны, но выполняют одну и ту же задачу, обеспечивая каждую систему в сети равными возможностями для приема/передачи данных. Более подробную информацию о механизмах управления доступом к среде см. в разд. "CSMD/CD" главы 8 и разд. "Передача маркера" главы 9.
