Какая из известных компьютерных топологий использует линейный моноканал передачи данных
1. Назначение компьютерных сетей, их основные компоненты.
2. Классификация КС
1. Виды компьютерных сетей
2. Типы компьютерных сетей
3. Топология компьютерных сетей
4. Преимущества компьютерных сетей
Назначение компьютерных сетей, их основные компоненты
Современное производство, деловая сфера и другие области деятельности человека
требуют высоких скоростей обработки информации, удобных форм ее хранения и
передачи. Для этих целей и создаются компьютерные сети.
Компьютерные сети – совокупности компьютеров, соединенных с помощью
каналов связи в единую систему.
Сервер (англ. server) — компьютер, подключенный к сети и обеспечивающий ее
пользователей (клиентов) определенными услугами.
Рабочая станция (PC англ. workstation) — подключенный к сети компьютер,
через который пользователь получает доступ к ее ресурсам.
Абоненты сети – объекты, генерирующие или потребляющие информацию.
Абонентами сети могут быть отдельные ЭВМ, промышленные роботы, станки с ЧПУ
(станки с числовым программным обеспечением) и т.д. Любой абонент сети подключен к
Станция – аппаратура, которая выполняет функции, связанные с передачей и
Для организации взаимодействия абонентов и станции необходима
физическая передающая среда.
Физическая передающая среда – линии связи или пространство, в котором
распространяются электрические сигналы, и аппаратура передачи данных.
На базе физической передающей среды строится коммуникационная сеть. Таким
образом, компьютерная сеть – это совокупность абонентских систем и
Основные компоненты коммуникационной сети:
таблица, ответ на запрос, текст, изображение);
4. средства передачи (физическая передающая среда и специальная
аппаратура, обеспечивающая передачу информации).
Режимы передачи, передающая среда
Компьютерные сети предназначены для оказания услуг по связи и передаче
данных, различаются типами связи, каналами связи, средой реализации связи, скоростью
передачи (пропускной способностью).
каналам связи используются понятия:
1. режим передачи;
3. тип синхронизации.
Существуют три режима передачи:
1. симплексный – это передача данных только в одном направлении;
2. полудуплексный – это попеременная передача информации, когда источник и
приемник последовательно меняются местами;
При передаче данных, также как и при хранении или обработке, используется
специальное кодирование. Оно осуществляется с помощью стандартных таблиц ASCII
(стандартный американский код для обмена информацией) и UNICODE (универсальный
код). Так, в стандартной кодировке ASCII для представления любого символа
используются 7 битов (двоичных разрядов), в UNICODE для кодирования символа
используются уже 16 или 32 бита.
Процессы передачи и приема информации в вычислительных сетях могут быть
привязаны к определенным временным промежуткам. Один процесс может начинаться
только после того, как полностью получит данные от другого процесса. Такие процессы –
синхронные. Если такой привязки нет, то процессы – асинхронные.
Синхронизация данных – согласование различных процессов во времени.
Чтобы обеспечить передачу информации с компьютера в коммуникационную
среду, необходимо согласовать сигналы внутреннего интерфейса компьютера с
параметрами сигналов, передаваемых по каналам связи. Технические устройства,
выполняющие функции сопряжения компьютера с каналами связи, называются
адаптерами или сетевыми адаптерами.
Физическая передающая среда представлена в локальных сетях тремя типами
Классификация компьютерных сетей
Виды компьютерных сетей
В централизованной вычислительной сети обработка данных
осуществляется одной центральной ВМ.
В распределенной вычислительной сети обработка данных выполняется на независимых, но связанных между собой компьютерах.
По радиусу действия ВС делятся на :
1. Персональные сети (до 10 м)
2. Локальные сети (до нескольких км)
3. Региональные сети (до 100 км)
4. Глобальные сети (соединяет континенты)
Персональные вычислительные сети
Персональные вычислительные сети, ПВС (англ. Personal Area Network,
PAN) используются для передачи информации на небольшие (до 10 м) расстояния
между компактно расположенными группами устройств персонального пользования
(компьютеры, КПК, цифровые фотоаппараты, мобильные телефоны и др.).
Локальные вычислительные сети
Локальные вычислительные сети, ЛВС (англ. Area Network, LAN)
объединяют ВМ, расположенные на расстоянии нескольких км. К этому классу относят
сети отдельных предприятий.
Локальная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории, обычно не более 2-2,5 км. Локальные компьютерные сети позволяют организовать работу отдельных предприятий и учреждений, в том числе и образовательных, решить задачу организации доступа к общим техническим и информационным ресурсам.
Региональные вычислительные сети
Региональные вычислительные сети, РВС (англ. Metropolitan Area
Network, MAN) объединяют ВМ, расположенные на расстоянии до несколько сотен км.
К этому классу относят сети, объединяющие компьютеры внутри большого города,
экономического района, отдельной страны.
Глобальные вычислительные сети
Глобальные вычислительные сети, ГВС (англ. Wide Area Network, WAN)
объединяют компьютеры, расположенные в различных странах, на различных
континентах. Взаимодействие в такой сети может осуществляться на базе телефонных
линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные компьютерные сети
позволяют решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества
и организации доступа к этим ресурсам.
ЛВС могут входить как компоненты в состав РВС, а РВС — объединяться в ГВС.
Различные ГВС могут образовывать сложные структуры, например ИНТЕРНЕТ.
Интернет не является единственной существующей глобальной вычислительной
сетью. В настоящее время функционируют ряд коммерческих и образовательных
глобальных сетей : Bitnet, SprintNet, CompuServe, FidoNet. Эти сети отличаются от
Интернета устройством и применяемыми для работы протоколами. Однако, существуют
шлюзы, позволяющие пересылать информацию между этими сетями, в частности, в виде
документов электронной почты.
Типы компьютерных сетей
По принципам организации обмена информацией локальные сети делят на
одноранговые и сети с выделенным сервером.
В одноранговой сети (англ. peer-to-peer — порт к порту) нет единого центра
управления рабочими станциями и нет единого устройства хранения данных.
Одноранговая сеть является наиболее простым и дешевым вариантом объединения
нескольких компьютеров. Главным образом это связано с тем, что основные
операционные системы наделены всеми необходимыми функциями, позволяющими
построить одноранговую сеть. К тому же для создания такой сети требуется минимальное
дополнительное оборудование: по одной сетевой карте на каждый компьютер и
соединяющий их коаксиальный сетевой кабель.
Все машины одноранговой сети равноправны. Здесь нет компьютера, называемого
сервером и служащего для хранения информации, администрирования прав пользователей
и сетевых ресурсов. В результате мы имеем простейшую горизонтальную структуру.
Пользователи одноранговой сети могут получить практически неограниченный доступ к
ресурсам своих машин.
Сеть с выделенным сервером
Сервер представляет собой высокопроизводительный компьютер, которому
переданы основные функции управления сетью. Посредством сетевого кабеля через
специальное устройство, называемого концентратором или хабом, к нему подключаются
отдельные компьютеры, именуемые рабочими станциями, или узлами. При этом на
сервер возлагаются разнообразные задачи управления ресурсами сети, включая доступ к
сетевым дискам, принтерам или модемам. Здесь могут храниться общие базы данных и
определяться права доступа к ним пользователей.
В сети с выделенным сервером один из компьютеров (сервер сети)
выполняет функции управления взаимодействием между ПК (персональными компьютерами), хранения данных, предназначенных для использования всеми ПК и ряд сервисных функций.
Оба вида сетей имеют и достоинства и недостатки.
Достоинства одноранговых сетей
1. высо кая надежность;
2. прозрачность работы сети для пользователя;
3. низкая стоимость;
4. простота управления по сравнению с сетями с выделенным сервером.
Недостатки одноранговых сетей
1. зависимость эффективности работы от количества станций;
2. сложнос ть обеспечения защиты информации;
3. трудности обновления и изменения программного обеспечения станций.
Достоинства сетей с выделенным сервером
1. надежная система защиты информации;
2. высокое быстродействие;
3. отсутствие ограничений на число рабочи х станций.
Недостатки сетей с выделенным сервером
1. более высокая стоимость, т.к. нужно выделять один компьютер под сервер;
2. меньшая гибкость по сравнению с одноранговыми сетями.
Если выход из строя одного компьютера в одноранговой сети не влияет на работу
сети в целом, то выход из строя сервера делает обмен информацией между остальными
компьютерами сети с выделенным сервером невозможным.
Топология компьютерных сетей
По принципу организации передачи данных сети можно разделить на:
1. Последовательные — передача данных выполняется последовательно от
одного узла к другому, и каждый узел транслирует принятые данные дальше. К этому типу
относятся все глобальные, региональные и многие локальные сети;
2. Широковещательные — в каждый момент времени передачу ведет
только один узел, остальные узлы только принимают информацию. К этому типу сетей
относится значительная часть ЛВС, использующая один общий канал связи (моноканал)
или одно общее пассивное коммутирующее устройство.
По типу коммуникационной среды сети можно разделить на:
1. Сети с моноканалом — данные могут следовать только по одному пути.
Все пакеты доступны всем абонентам сети, но использовать пакет может только абонент,
чей адрес указан в пакете. Такие сети называют также сетями с селекцией
2. Сети с маршрутизацией информации — в процессе передачи данных в
каждом узле происходит выбор пути дальнейшего движения.
Способ соединения компьютеров в сеть называют топологией сети, а правила
обмена данными называют протоколом.
Понятие топология характеризует тип и способ соединения компьютеров в сети.
Выбор топологии определяется, в частности, планировкой помещения, в котором
разворачивается сеть. Кроме того, большое значение имеют затраты на приобретение и
установку сетевого оборудования.
Основные виды топологии ЛС:
Шинной называется такая топология, когда к незамкнутому каналу (шине)
поочередно подключаются компьютеры, которые называются сетевыми узлами или
Шинная топология предусматривает соединение компьютеров посредством одного
кабеля. Аналогично шине данных в ПК сетевой кабель становится определяющим
элементом такой сети. Отсюда такое название топологии.
Благодаря своей простоте шинная топология снижает расход кабеля, что
соответственно уменьшает общие расходы на оборудование ЛВС. Другим ее
преимуществом является удобство расширения, выражающееся в том, что подключение и
отключение машин не требует прерывания работы сети.
К сожалению, шинная топология имеет и ряд существенных недостатков.
Незначительный дефект кабеля может парализовать работу всей сети. С другой стороны, в
этом случае довольно сложно отследить как брак, допущенный во время монтажа сети
(обрыв и перегиб кабеля), так и неполадки, возникающие при эксплуатации (например,
недостаточно плотное вхождение кабеля в разъемы).
Еще один недостаток – малая пропускная способность передачи данных и
конфликты при передаче данных.
Кольцевой называется топология, когда информация передается от абонента к
абоненту по замкнутому каналу (кольцу) только в одном направлении.
Топология типа «кольцо», или кольцеобразная топология, предусматривает
объединение всех компьютеров с помощью кабельной системы, имеющей форму
замкнутого контура. Преимущество ее в простоте развертывания сети, но при этом
сохраняются и описанные выше недостатки. В частности, повреждение кабеля на участке
между двумя компьютерами ЛВС приводит к выходу из строя всей кольцеобразной сети.
Сохраняется и возможность конфликтов при передаче данных.
По этой причине кольцеобразная топология в чистом виде почти нигде не
Звездообразной называется топология, при которой компьютеры соединены между
собой не непосредственно, а через специальное устройство – концентратор, или хаб.
Топология типа «звезда», или звездообразная топология, представляет собой более
дорогостоящую, но и более производительную структуру. В этом случае каждый
компьютер, в том числе и сервер, соединяется сегментом кабеля с центральным
Основным преимуществом такой топологии является ее устойчивость к сбоям,
возникающим вследствие неполадок на отдельных ПК или из-за повреждения сетевого
кабеля. В этом случае только компьютер, находящийся в несправном сегменте, не сможет
участвовать в обмене данными по сети, а на работу остальных машин этот отказ никак не
Еще одним преимуществом схемы является ее большая производительность,
обусловленная высокой скоростью передачи информации. Работу с такой скоростью
выдерживает и кабель на основе витой пары.
Можно сказать, что топология сетей – это геометрическая схема соединения узлов
Одной их характеристик сети является ее надежность. С точки зрения надежности,
предпочтительнее топология звезда, т.к. при выходе из строя какого-либо участка сети,
например, сетевого кабеля, остальная сеть остается работоспособной в отличие от
топологий шина и кольцо.
Однако из-за наличия концентратора такая сеть может оказаться дороже, да и
ремонт или замена концентратора дороже замены вышедшего из строя куска кабеля и, как
правило, занимает больше времени.
Основная функция концентратора состоит в объединении пользователей в один
сетевой сегмент. Кроме этого, данные устройства могут обеспечивать функции
центрального узла сети, осуществляющего задачу управления, играть важную роль в
системе защиты сети и поддерживать целый ряд стандартов. Концентраторы бывают
разных видов и размеров и могут работать как в сети, состоящей из нескольких
компьютеров в школьном кабинете информатики или небольшой фирме, так и в сети с
сотнями компьютеров, охватывающей комплекс зданий.
Компьютер подключается к сети с помощью сетевой карты (сетевого адаптера).
Сетевая карта устанавливается в один из свободных слотов материнской платы.
Использование топологий
К достоинствам такой сети относится то, что ее легко расширять и
адаптировать к различным системам, она устойчива к неисправностям на отдельных
узлах. Недостатки шинной топологии — загруженность канала связи и слабая
2.В сети с кольцевой топологией все узлы соединены каналами связи в единое замкнутое кольцо (петлю). Передача данных производится от узла к узлу в одном направлении, причем каждый узел ее ретранслирует.
Достоинство такой топологии — простота подключения новой ВМ к сети.
Недостатки кольцевой топологии — загруженность канала связи, слабая
3. В сети с радиальной (звездообразной) топологией вся информация передается через центральный узел. В случае с активным центром (сервером, маршрутизатором), он ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети. К серверу подключаются рабочие станции с независимыми каналами связи.
Достоинство радиальной топологии с активным центром — простота
подключения новой ВМ к сети, хорошая защищенность информации, большая пропускная
Недостатки этой топологии : большая загруженность сервера;
полная потеря работоспособности сети при отказе сервера; большая протяженность
линий связи; отсутствие гибкости в выборе пути передачи информации.
Используются и широковещательные радиальные сети с пассивным центром.
Вместо центрального сервера в таких сетях устанавливается коммутирующее
устройство (концентратор) обеспечивающий подключение одного передающего канала
сразу ко всем остальным. Недостатками топологии по сравнению с радиальной
топологией с активным центром являются меньшая пропускная способность, и слабая
защищенность передаваемой информации.
Полносвязные, иерархические и сети со смешанной топологией в процессе
передачи данных в каждом узле пути требуют выбора дальнейшего движения
В структуре такой сети можно выделить коммуникационную и абонентскую
подсети. Коммуникационная подсеть является ядром ВС, связывающим PC и серверы сети
друг с другом. Звенья коммуникационной подсети (узлы коммутации) связаны между
собой магистральными каналами связи, обладающими высокой пропускной
способностью. В больших сетях коммуникационную подсеть называют сетью передачи
Звенья абонентской подсети (серверы, рабочие станции) подключаются к узлам
коммутации абонентскими (среднескоростными) каналами связи.
Вопросы и задания
1. Чем отличаются централизованные и распределенные ВС?
2. Дайте классификацию ВС по радиусу действия.
3. Дайте определения сервера и рабочей станции.
4. Как осуществляется взаимодействие компьютеров в одноранговой сети?
5. Как осуществляется взаимодействие компьютеров в сети с выделенным сервером?
6. Чем отличаются последовательные и широковещательные ВС?
7. Чем отличаются сети с моноканалом от сетей с маршрутизацией информации?
8. Что такое топология сети?
9. Опишите топологии «шина», «кольцо».
10. В чем отличие топологий «звезда» с активным и пассивным центром?
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Топология сети - это описание расположения узлов (например, коммутаторов и маршрутизаторов) и соединений в сети, часто представляемых в виде графика..
Независимо от того, насколько идентичны две организации, нет двух одинаковых сетей. Тем не менее, многие организации полагаются на устоявшиеся модели топологии сети. Топологии сети описывают, как устройства соединяются вместе и как данные передаются от одного узла к другому..
топология логической сети это концептуальное представление о том, как устройства работают на определенных уровнях абстракции. физическая топология подробно, как устройства физически связаны. Логические и физические топологии могут быть представлены как визуальные диаграммы.
карта топологии сети это карта, которая позволяет администратору видеть физическое расположение подключенных устройств. Наличие карты топологии сети под рукой очень полезно для понимания того, как устройства соединяются друг с другом, и лучших методов устранения неполадок..
Существует много различных типов топологий, которые корпоративные сети построили сегодня и в прошлом. Некоторые из топологий сети, которые мы собираемся рассмотреть, включают топология шины, кольцевая топология, звездная топология, топология сетки, и гибридная топология.
Топология шины
Топология шины - это тип сети, где каждое устройство подключается к одному кабелю, который проходит от одного конца сети к другому. Этот тип топологии часто называют линейная топология. В топологии шины данные передаются только в одном направлении. Если топология шины имеет две конечные точки, она называется топология линейной шины.
Меньшие сети с топологией этого типа используют коаксиальный кабель или кабель RJ45 для объединения устройств. Однако схема топологии шины устарела, и вы вряд ли встретите компанию, использующую топологию шины сегодня..
преимущества
Топологии шины часто использовались в небольших сетях. Одна из главных причин заключается в том, что они сделай макет простым. Все устройства подключены к одному кабелю, поэтому вам не нужно управлять сложной топологической настройкой..
Расположение также помогло сделать экономическую топологию шины экономически выгодной, потому что они можно запустить с помощью одного кабеля. Если требуется добавить больше устройств, вы можете просто подключить свой кабель к другому кабелю..
Недостатки
Однако использование одного кабеля означает, что топологии шины имеют единую точку отказа. Если кабель выходит из строя, вся сеть будет повреждена. Отказ кабеля стоил бы организациям много времени, пока они пытаются возобновить обслуживание. В дополнение к этому, высокий сетевой трафик снизит производительность сети потому что все данные проходят через один кабель.
Это ограничение делает топологии шины подходящими только для небольших сетей. Основная причина в том, что чем больше у вас узлов, тем ниже будет ваша скорость передачи. Стоит также отметить, что шинные топологии ограничены в том смысле, что они полудуплекс, это означает, что данные не могут быть переданы в двух противоположных направлениях одновременно.
Смотрите также: Мониторинг сети, сервера и приложений для малого и среднего бизнеса
Кольцевая топология
В сетях с кольцевой топологией компьютеры соединяются друг с другом в кольцевом формате. Каждое устройство в сети будет иметь двух соседей и не больше или не меньше. Кольцевые топологии обычно использовались в прошлом, но вам было бы трудно найти предприятие, все еще использующее их сегодня.
Первый узел подключен к последнему узлу, чтобы связать цикл вместе. Как следствие размещения в этом формате пакеты должны проходить через все узлы на пути к месту назначения..
В рамках этой топологии один узел выбран для настройки сети и мониторинга других устройств. Кольцевые топологии полудуплекс, но также может быть сделан дуплекс. Чтобы сделать кольцевые топологии полнодуплексными, вам потребуется два соединения между сетевыми узлами для формирования Топология двойного кольца.
Топология двойного кольца
Как упомянуто выше, если кольцевые топологии сконфигурированы, чтобы быть двунаправленными, то они упоминаются как топологии с двумя кольцами. Топологии с двумя кольцами обеспечивают каждый узел двумя соединениями, по одному в каждом направлении. Таким образом, данные могут передаваться в по часовой стрелке или против часовой стрелки направление.
преимущества
В кольцевых топологиях риск коллизий пакетов очень низок из-за использования основанных на токене протоколов, которые позволяют только одной станции передавать данные в данный момент времени. Это усугубляется тем, что данные могут перемещаться по узлам на высоких скоростях который может быть расширен при добавлении большего количества узлов.
Топологии с двумя кольцами обеспечили дополнительный уровень защиты, потому что они были более устойчивы к сбоям. Например, если кольцо выходит из строя внутри узла, то другое кольцо может подняться и поддержать его. Кольцевые топологии были также низкая стоимость установки.
Недостатки
Одна из причин, по которой кольцевые топологии были заменены, заключается в том, что они очень уязвимы к сбоям. еAilure одного узла может вывести из строя всю сеть. Это означает, что сети с топологией кольца должны постоянно управляться, чтобы гарантировать, что все узлы находятся в хорошем состоянии. Тем не менее, даже если узлы были в добром здравии вашей сети все еще может быть сбит в автономном режиме из-за отказа линии электропередачи!
Кольцевые топологии также повышенные проблемы масштабируемости. Например, полоса пропускания используется всеми устройствами в сети. К тому же, больше устройств, которые добавляются в сеть чем больше задержка связи сеть переживает. Это означает, что количество устройств, добавленных в топологию сети, необходимо тщательно контролировать, чтобы убедиться, что сетевые ресурсы не были растянуты за их пределы..
Внесение изменений в кольцевую топологию также было сложным, потому что вы необходимо выключить сеть, чтобы внести изменения к существующим узлам или добавить новые узлы. Это далеко не идеально, так как вам нужно учитывать время простоя каждый раз, когда вы хотите внести изменения в топологическую структуру!
Смотрите также: Инструменты для мониторинга пропускной способности
Топология звезды
Топология «звезда» - это топология, в которой каждый узел в сети подключен к одному центральному коммутатору. Каждое устройство в сети напрямую связано с коммутатором и косвенно связано с любым другим узлом. Связь между этими элементами заключается в том, что центральное сетевое устройство является сервером, а другие устройства рассматриваются как клиенты. Центральный узел отвечает за управление передачей данных по сети и действует как ретранслятор. В топологии «звезда» компьютеры подключаются с помощью коаксиального кабеля, витой пары или оптоволоконного кабеля..
преимущества
Звездные топологии наиболее часто используются, потому что вы может управлять всей сетью из одного местаЦентральный выключатель Как следствие, если узел, который не является центральным узлом, выйдет из строя, то сеть останется работоспособной. Это дает топологиям звезд уровень защиты от сбоев, которые не всегда присутствуют при других настройках топологии. Точно так же ты можно добавлять новые компьютеры без необходимости отключать сеть как вы бы сделали с кольцевой топологией.
С точки зрения физической структуры, для топологии типа звезда требуется меньше кабелей, чем для других типов топологии. Это делает их прост в настройке и управлении в долгосрочной перспективе. Простота общего дизайна значительно облегчает администраторам устранение неполадок при работе с ошибками производительности..
Недостатки
Хотя звездные топологии могут быть относительно безопасны от отказа, если центральный коммутатор выйдет из строя, то вся сеть выйдет из строя. Таким образом, администратору необходимо тщательно контролировать состояние центрального узла, чтобы убедиться, что он не выходит из строя. Производительность сети также привязаны к конфигурации и производительности центрального узла. Топологией Star легко управлять в большинстве случаев, но их установка и использование далеко не дешевы.
Топология дерева
Как следует из названия, древовидная топология - это сетевая структура, имеющая форму дерева с множеством ветвей. Топологии деревьев иметь корневой узел который связан с другой иерархией узлов. иерархия родитель-потомок где существует только одна взаимная связь между двумя связанными узлами. Как правило, топология дерева должна иметь три уровня иерархии для классификации таким образом. Эта форма топологии используется в глобальных сетях выдержать много разложенных устройств.
преимущества
Основная причина, почему древовидные топологии используется для расширения топологии шины и звезды. В этом иерархическом формате легко добавить больше узлов в сеть, когда ваша организация увеличивается в размерах. Этот формат также хорошо подходит для поиска ошибок и устранения неполадок потому что вы можете систематически проверять проблемы с производительностью по всему дереву.
Недостатки
Наиболее существенным недостатком топологии дерева является корневой узел. В случае сбоя корневого узла все его поддеревья становятся разделенными. Все еще будет частичное соединение в сети среди других устройств, таких как родительский узел неисправного.
Поддерживать сеть тоже не просто, потому что чем больше узлов вы добавляете, тем сложнее становится управлять сеть. Другим недостатком древовидной топологии является количество необходимых кабелей. Кабели необходимы для подключения каждого устройства по всей иерархии, что делает макет более сложным по сравнению с более простой топологией.
Топология сетки
Топология сетки - это соединение точка-точка, где узлы взаимосвязаны. В этой форме топологии, данные передаются двумя способами: маршрутизации и затопление. В маршрутизации узлы используют логику маршрутизации для определения кратчайшего расстояния до места назначения пакета. Напротив, при затоплении данные отправляются на все узлы в сети. Наводнение не требует никакой формы логики маршрутизации для работы.
Есть две формы топологии сетки: частичная топология сетки и етопология ULL-сетки. При частичной топологии сетки большинство узлов взаимосвязаны, но есть несколько, которые связаны только с двумя или тремя другими узлами. В топологии с полной сеткой каждый узел взаимосвязан.
преимущества
Сетчатые топологии используются в первую очередь потому, что они надежны. взаимосвязанность узлов делает их чрезвычайно устойчивыми к сбоям. Нет ни одного сбоя компьютера, который мог бы сломать всю сеть. Отсутствие единой точки отказа является одной из причин, почему это популярный выбор топологии. Эта настройка также защищена от взлома.
Недостатки
Однако сетчатые топологии далеки от совершенства. Oни требует огромного количества конфигурации как только они развернуты. Топологическая схема более сложна, чем у многих других топологий, и это отражается в том, сколько времени потребуется для ее настройки. Вам нужно будет разместить целый ряд новых проводов, которые могут быть довольно дорогими.
Гибридная топология
Когда топология состоит из двух или более разных топологий, она называется гибридной топологией. Гибридные топологии чаще всего встречается на крупных предприятиях где отдельные отделы имеют сетевые топологии, которые отличаются от другой топологии в организации. Соединение этих топологий вместе приведет к гибридной топологии. Как следствие, возможности и уязвимости зависят от типов топологии, которые связаны.
преимущества
Существует много причин, по которым используются гибридные топологии, но все они имеют одну общую черту: гибкость. Есть несколько ограничений на структуру, которые гибридная топология не может вместить, и вы может включать несколько топологий в одну гибридную установку. Как следствие, гибридные топологии очень масштабируемы. Масштабируемость гибридных установок делает их хорошо подходящими для больших сетей.
Недостатки
К сожалению, гибридные топологии может быть довольно сложным, в зависимости от топологии, которую вы решили использовать. Каждая топология, которая является частью вашей гибридной топологии, должна управляться в соответствии с ее уникальными требованиями. Это усложняет работу администраторов, поскольку им придется пытаться управлять несколькими топологиями, а не одной. Кроме того, настройка гибридной топологии может оказаться довольно дорогостоящим.
Смотрите также: Инструменты и программное обеспечение для обнаружения сети
Какую топологию выбрать?
Существует ряд факторов, которые необходимо учитывать при выборе топологии. Прежде чем выбрать топологию, вы должны внимательно рассмотреть следующее:
- Необходимая длина кабеля
- Тип кабеля
- Стоимость
- Масштабируемость
Во-первых, вам нужно принять во внимание длину кабеля, который вам нужен предоставлять услуги всем вашим сетевым устройствам. Топология шины является наиболее легкой с точки зрения потребностей в кабеле. В этом смысле это будет самая простая топология для установки и покупки кабеля. Это связано со вторым фактором, вам нужно рассмотрите тип кабеля, который вы собираетесь использовать. Типы кабелей варьируются от витых пар до коаксиальных и оптоволоконных кабелей.
Стоимость установки топологии также очень важна. Чем сложнее выбранная топология, тем больше вам придется заплатить с точки зрения ресурсов и времени, чтобы создать эту настройку..
Последний фактор, который вы хотите принять во внимание, - это масштабируемость.. Если вы планируете повысить вашей сетевой инфраструктуры в будущем вы хотите убедиться, что вы использовать сеть, в которую легко добавлять устройства. Сеть со звездообразной топологией идеально подходит для этого, потому что вы можете добавлять узлы с минимальным нарушением работы. Это не так просто в кольцевой сети, потому что вы добавите время простоя, если добавите какие-либо узлы.
ПО для картирования топологии сети
Теперь, когда мы знаем различные типы топологии, пришло время подумать о том, как спроектировать вашу сеть с нуля. Существует ряд программных продуктов, позволяющих создавать собственные диаграммы топологии сети. Диаграммы топологии сети показывают, как ваша сеть соединяется вместе, и помогают вам создать эффективный дизайн сети. Он также предоставляет вам контрольную точку, которая помогает вам при попытке выполнить поиск и устранение неисправностей для устранения неисправностей..
Существует множество различных продуктов для отображения топологии сети, но один из наиболее широко используемых Microsoft Visio. С помощью Microsoft Visio вы можете создать свою сеть, добавив сетевые элементы на холст. Эта программа позволяет вам разработать схему, которая детализирует вашу сеть. Конечно, создание собственной сети не всегда идеально, особенно когда вы пытаетесь отобразить большую сеть.
В результате вы можете рассмотреть возможность использования другого инструмента, такого как Картограф топологии сети SolarWinds который может автоматически обнаруживать устройства, подключенные к вашей сети. Автообнаружение пригодится, потому что это означает, что вам не нужно составлять структуру сети вручную.
Сетевая топология SolarWinds MapperDownload 14-дневная бесплатная пробная версия
Обзор сетевых топологий
Топология сети, которую вы выбираете для своего предприятия, должна основываться на ваших требованиях к использованию. Количество узлов в вашей сети будет определять, сможете ли вы сделать это с помощью топологии шины или вам понадобится развернуть более сложную сетку или гибридную установку.
Помни что все топологии имеют свои преимущества и недостатки в зависимости от среды, в которой они применяются (даже те, которые устарели!). После того, как вы продумали топологию, которую хотите использовать, вы можете приступить к ее развертыванию..
Один хороший способ планировать заранее - использовать инструмент отображения топологии сети составить макет, который вы собираетесь использовать. Используя такой инструмент, как Картограф топологии сети SolarWinds позволит вам построить свою сеть на диаграмме, чтобы увидеть топологическую структуру в одном месте.
Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационное оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам физические или информационные связи между вершинами.
Полносвязная топология
В данной топологии для связи N узлов требуется N(N-1)/2 физических дуплексных линий связи. Преимуществом данной топологии является то, что она соединяет каждый узел с каждым. Таким образом, в случае выхода одного из узлов из строя, не происходит нарушения функционирования остальных узлов в сети, построенной на данной топологии.
Но на практике данный вид топологии не применяется, поскольку является крайне дорогим вариантом построения сети.
Ячеистая топология
Данная топология получается из полносвязной путём удаления некоторых связей между узлами. С точки зрения надежности, данная топология является менее надежной, чем полносвязная, но в тоже время и более дешевой, за счёт уменьшения расходов на организацию избыточных связей.
Данный тип топологии зачастую используется в Глобальных (WAN) и Городских Сетях (MAN). Технологии, в которых применяются данные типы топологий, могут быть как системами Ethernet, так и системами SDH/SONET.
Кольцевая топология
В кольцевой топологии, как видно из названия, все узлы объединены в кольцо. Данные в кольце могут передаваться либо в одном из направлений, либо в обоих сразу, в зависимости от технологии локальной сети, которая применяется в каждом конкретном случае.
Данная топология является достаточно надежной, поскольку обеспечивает саморезервирование. Каждый узел соединяется с двумя соседними, и в зависимости от состояния связей передаёт данные либо по часовой стрелке, либо против часовой стрелки.
В итоге резервирование сети обеспечивается наличием двух путей передачи данных от начального узла к конечному, а также своевременными ремонтными работами на сети передачи данных в случае выхода из строя одного из узлов или одной из связей.
Звездообразная топология
Возникновение звездообразной топологии обусловлено с появлением такого телекоммуникационного оборудования, как коммутаторы и концентраторы, которые коммутируют передачу данных между конечными узлами сети.
В данной топологии коммутатор выступает центральным узлом, через который осуществляется передача данных между остальными узлами.
Преимуществами подобной топологии являются простота организации сети передачи данных, увеличение эффективности используемой среды передачи данных, возможность администрирования сети и разграничение доступа пользователей к ресурсам сети.
К недостаткам можно отнести то, что коммутатор в данном случае является критичной точкой отказа, но в случае с конечными пользователями (не учитываем роль коммутатора, как магистрального узла, объединяющего другие коммутаторы) данное обстоятельство нивелируется преимуществами подобной топологии.
Иерархическая звезда, дерево
Данная топология является распространённым вариантом построения современных сетей передачи данных. В данном случае коммутаторы объединяются в основную звезду, которая организует магистральные каналы передачи данных, а от неё отходят ветки, к которым подключаются узлы конечных пользователей.
Резервированию в данной топологии подвергаются только магистральные каналы. Достигается это либо организацией ячеистой топологии между коммутаторами, либо организацией кольцевой топологии, опять же между коммутаторами.
В математике топология это область геометрии для изучения фигур, которые непрерывно изменяясь сохраняют основное свойство. Раньше её называли «Теорией точечных множеств» или «Анализом положения». Компьютерщики заимствовали название и охарактеризовали им размещение компьютеров и периферийных устройств, и системы взаимодействия между ними.
p, blockquote 1,0,0,0,0 -->
p, blockquote 2,0,0,0,0 -->
Что понимается под топологией локальной сети
Программирование и построение компьютерных сетей выросли из математики и поэтому унаследовали математические расчеты и схематику построения устройств и связей. А самим термином топология сети охарактеризовали расположение и схему связей между устройствами. Устройствами выступают компьютеры, концентраторы, роутеры, серверы, принтеры и прочая вспомогательная электроника. Кроме расположения устройств, топология обуславливает компоновку кабелей, варианты размещения коммутирующего оборудования, систему обмена сигналами и прочие запросы потребителей компьютерных технологий.
p, blockquote 3,0,0,0,0 -->
Соединение в сети вызвано необходимостью объединения ресурсов компьютеров, экономией на периферийных устройствах, и как следствие решением комплексных задач. Исходя из конкретных предполагаемых задач и выстраивается топология компьютерной сети. Существуют семь основных видов соединений.
p, blockquote 4,0,0,0,0 -->
Виды и примеры топологий компьютерных сетей
Первоначально использовали три базовых вида топологий это шина, кольцо и звезда. С развитием технологий прибавились ещё четыре – полносвязная, ячеистая, дерево и смешанная.
p, blockquote 5,0,0,0,0 -->
Топология шина
Пожалуй наиболее простая и старая топология локальных сетей. Простота обусловлена наличием всего одной магистрали (кабеля) к которой соединены все устройства. Сигналы передаваемые одним, могут получать все. При этом отдельный компьютер отфильтровывает и принимает необходимую только ему информацию.
p, blockquote 6,0,0,0,0 -->
p, blockquote 7,0,0,0,0 -->
Достоинства такой схемы:
- простое моделирование;
- дешевизна конструкции, при условии, что все устройства располагаются недалеко друг от друга;
- поломка одного или даже нескольких устройств не влияет на работоспособность остальных элементов сети.
- неполадки на любом участке, а это обрыв шины или поломка сетевого коннектора нарушают работы всей системы;
- сложность ремонтных работ, прежде всего определения места неисправности;
- очень низкая производительность – в каждый момент только одно устройство передаёт данные остальным, увеличение числа приборов ведёт к существенному снижению производительности;
- сложность расширения сети, для этого приходится полностью заменять участки кабеля.
Именно из-за этих недостатков такие сети морально устарели, не обеспечивают современных требований обмена данными и фактически не применяются. По такой топологии создавались первые локальные сети. Роль шины в таких схемах выполнял коаксиальный кабель. Его прокладывали ко всем компьютерам и возле каждого соединяли т-образным штекером (тройником).
p, blockquote 10,0,0,0,0 -->
Топология кольцо
В «кольце» устройства подключены последовательно по кругу и по эстафете передают информацию. Четко выделенного центра нет и все приборы практически равнозначны. Если сигнал не предназначен компьютеру, он его транслирует следующему и так до конечного потребителя.
p, blockquote 11,0,0,0,0 -->
p, blockquote 12,0,0,0,0 -->
Достоинства соединения кольцом:
- простота компоновки;
- возможность построения длинных сетей;
- не возникает необходимости в дополнительных устройствах;
- устойчивая работа с хорошей скоростью даже при интенсивной передаче данных.
Но кольцевое соединение имеет и ряд недостатков:
- каждый компьютер должен быть в рабочем состоянии и участвовать в трансляции, при обрыве кабеля или поломки одного устройства – сеть не работает;
- на время подсоединения нового прибора схема полностью размыкается, поэтому требуется полное отключение сети;
- сложное моделирование и настройка соединений;
- сложный поиск неисправностей и их устранение.
Основное применение кольца получили при создании соединений для удаленных друг от друга компьютеров, установленных в противоположных концах и на разных этажах зданий. Работают такие сети по специально разработанному стандарту Token Ring (802.5). Для надёжности и повышения объёмов обмена информацией монтируют вторую линию. Она используется либо как аварийная, либо по ней передаются данные в противоположном направлении.
p, blockquote 15,0,0,0,0 -->
Топология звезда
Самая распространённая и технологичная система создания сетей. Командует всем сервер, контроллер или коммутатор. Все компьютеры как лучи подсоединены к нему. Общение между ними происходит только через центральное устройство. Топология сети в которой все компьютеры присоединены к центральному узлу стала основой для построения современных офисных локальных сетей.
p, blockquote 16,0,0,0,0 -->
p, blockquote 17,0,0,0,0 -->
В качестве узла используются активные или пассивные коммутаторы. Пассивный, это просто коробка соединения проводов не требующая питания. Активный коммутатор соединяет схему проводной или беспроводной технологией и требует подключения к питанию. Он может усиливать и распределять сигналы. Топология сети звезда обрела популярность благодаря множеству достоинств:
- высокая скорость и большой объём обмена данными;
- повреждение передающего кабеля или поломка одного элемента (кроме центрального) не снижает работоспособность сети;
- широкие возможности для расширения, достаточно смонтировать новый кабель или настроить доступ на коммутаторе;
- простая диагностика и ремонт;
- легкий монтаж и сопровождение.
Как и большинство сетей, соединение звезда имеет ряд недостатков, все они связаны с необходимостью использования центрального коммутатора:
- дополнительные затраты;
- он же — слабое звено, поломка приводит к неработоспособности всего оборудования;
- число подключаемых устройств и объём передаваемой информации зависит от его характеристик.
Несмотря на недостатки звезда широко используется при создании сетей на больших и маленьких предприятиях. А соединяя между собой коммутаторы получают комбинированные топологии.
p, blockquote 20,0,0,0,0 -->
Полносвязная или сеточная топология
В полносвязной системе все устройства соединены между собой отдельным кабелями, образующими сетку. Это очень надёжная схема коммуникации. Но целесообразна только при малом количестве соединяемых приборов, работающих с максимальной загрузкой. С ростом количества оборудования резко возрастает число прокладываемых коммуникаций. Поэтому широкого распространения не получила, в отличие от своей производной – частичной сетки.
p, blockquote 21,0,0,0,0 -->
p, blockquote 22,0,0,0,0 -->
Ячеистая топология
Частичная сетка или ячеистая топология напрямую связывает только обменивающиеся самыми большими объёмами данных и самые активные компьютеры. Остальные общаются посредством узловых коммутаторов. Сетка соединяющая ячейки, выбирает маршруты для доставки данных, обходя загруженные и разорванные участки.
p, blockquote 23,0,0,0,0 -->
p, blockquote 24,0,0,0,0 -->
Преимущества частичной сети:
- надежность, при отказе отдельных каналов коммутации будет найден альтернативный путь передачи данных;
- высокое быстродействие, так как основной поток данных передается по прямым линиям.
Недостатки ячеистой технологии:
- стоимость монтажа и поддержания достаточно высока, т.к. несмотря на частичность сетки всё равно требуется большое количество коммутационных линий;
- трудность построения и коммутирования сети при большом количестве соединяемых устройств.
Из-за дороговизны и сложности построения применяется в основном для построения глобальных сетей.
p, blockquote 27,0,0,0,0 -->
Топология дерево
Эта топология является комбинацией нескольких звёзд. Архитектура построения предусматривает прямое соединение пассивных или активных коммутаторов.
p, blockquote 28,0,0,1,0 -->
p, blockquote 29,0,0,0,0 -->
Такой тип топологии чаще всего используют при монтаже локальных сетей с небольшим количеством приборов, в основном при создании корпоративных коммутаторов. Совмещает довольно низкую стоимость и очень хорошее быстродействие. Особенно при комбинировании различных линий передач — сочетании медных и волоконных кабельных систем, и применении управляемых коммутаторов.
p, blockquote 30,0,0,0,0 -->
Смешанная топология
Чистое применение какой-то одной топологии редкое явление. Очень часто с целью экономии на коммутационных линиях применяют смешанные схемы. Самыми распространенными из которых являются:
В первом случае компьютеры объединены в звёзды посредством коммутаторов, а они уже закольцованы. По сути все без исключения компьютеры заключены в круг. Такое соединение умножает достоинства обеих сетей, так как коммутаторы собирают в одну точку все подключенные устройства. Они могут просто передавать или усиливать сигнал. Если рассмотреть систему технологии распространения данных, то такая топология подобна обычному кольцу.
p, blockquote 32,0,0,0,0 -->
p, blockquote 33,0,0,0,0 -->
Смешанные соединяют в себе все плюсы и минусы составляющих их видов топологий локальных сетей.
p, blockquote 34,0,0,0,0 -->
Программы для создания топологий сети
Для создания и корректировки написано много программ. Среди самых распространённых и наиболее удобных выделяются следующие:
- Microsoft Visio
- eDraw Max
- Схема Сети
- Векторный 2D-редактор CADE для Windows
- Diagram Designer
- Concept Draw Pro
- Dia
- Cisco Packet Tracer LanFlow
- NetProbe
- Network Notepad
Некоторые бесплатные, а за многие придётся заплатить. Но даже у большинства платных есть пробный период, за который можно понять подойдёт она или нет.
p, blockquote 36,0,0,0,0 -->
p, blockquote 37,0,0,0,0 --> p, blockquote 38,0,0,0,1 -->
Топология является самым важным фактором быстродействия и надёжности коммуникаций. При этом всегда можно комбинировать основными схемами топологий для того, чтобы добиться наилучшего результата. Важно знать и помнить, как преимущества и недостатки каждого соединения влияют на проектируемую или эксплуатируемую топологическую сеть. Поэтому схему нужно заранее тщательно планировать.
Читайте также: