Базовые топологии

Топология сети – физическое расположение компьютеров, кабелей и других сетевых компонентов. Она влияет на:

- состав необходимого сетевого оборудования;

- возможность расширения сети (наращиваемость);

- способ управления сетью;

- характеристики и параметры сетевого оборудования.

На практике используются следующие базовые топологии:

1 – шинная;

2 – звездообразная;

3 – кольцевая;

4 – древовидная;

5 – ячеистая.

Все остальные топологии получаются комбинированием базовых.

Шинная топология – топология, при которой станции подключаются к шинному магистральному каналу.

Терминатор – пассивный приемопередатчик, который гасит падающие ЭМ волны.

В большинстве реализации физическая среда передачи шинной сети может состоять из одной или нескольких секций кабеля, связанных специальными соединителями. В результате образуется сегмент кабеля.

Расширение ЛВС

Кабель удлиняется двумя способами:

1 – для соединения двух отрезков кабеля можно воспользоваться barrel connector’ом;

2 – с помощью repeater’а.

Преимущества:

- минимальная длина локальной сети;

- легко расширяется (наращивается);

- высокая скорость обмена данными между пользователями;

- пассивная топология.

Недостатки:

- низкая надежность;

- трудность локализации отказов с точностью до отдельного компонента, подключенного к шине;

- разрыв кабеля или отсоединение одного из концов приводит к прекращению функционирования сети (сеть падает);

- если разделение каналов производится не по частоте, а по времени, то всегда имеется задержка между моментом появления данных для передачи и моментом времени, когда эти данные могут быть переданы.

Звездообразная топология – топология, при которой каждая станция подсоединена одним или двумя выделенными кабелями к единственному центральному узлу, именуемому концентратором (HUB). Станция может непосредственно осуществлять доступ только к этому узлу. В сетях с такой топологией через центральный узел проходит весь сетевой траффик.

В настоящее время различают:

- звездообразная сеть с коммутацией - центральный узел отвечает за маршрутизацию и выполняет функции пересылки.

- широковещательная звездообразная сеть – предусматривает использование центрального узла как безбуферного повторителя, который направляет все приходящие сигналы во все исходящие из него линии.

Преимущества:

- разрыв кабеля, подключенного к концентратору, нарушит работу только данного сегмента, когда остальные останутся работоспособными;

- простота изменения или расширения сети;

- использование различных портов для подключения кабелей разных типов;

- централизованный контроль работы сети и сетевым трафиком;

- централизованное управление.

Недостатки:

- пропускная способность сети ограничивается пропускной способностью концентратора;

- выход из строя центрального узла приводит к отказу всей сети;

- расширяемость сети ограничивается возможностями центрального узла;

- центральный узел является довольно-таки дорогим устройством.

Кольцевая топология – топология, при которой станции связаны звеньями типа «точка-точка» в топологии замкнутой петли. Каждая станция подключается к кольцу с помощью активному интерфейса – повторитель сигналов.

Повторители обычно состоят из двух частей:

- основная часть с электропитанием от узла;

- интерфейсная часть с электропитанием от автономного источника.

Преимущества:

- все компьютеры имеют равный доступ;

- количество пользователей не существенно влияет на производительность.

Недостатки:

- выход из строя компьютера может привести к отказу всей сети;

- трудно локализовать неисправности;

- подключение нового пользователя или изменение конфигурации сети требует остановки работы всей сети.

Сравнительная характеристика топологий

Характеристика	Топология
Звезда	Кольцо	Шина
1. Стоимость расширения	Незначительная	Средняя	Средняя
2. Присоединение абонента	Пассивное	Активное	Пассивное
3. Защита от отказов	Незначительная	Незначительная	Высокая
4. Размеры системы	Любые	Любые	Ограниченные
5. Защищенность от прослушивания	Хорошая	Хорошая	Незначительная
6. Стоимость подключения	Незначительная	Незначительная	Средняя
7. Поведение системы при высоких нагрузках	Хорошее	Удовлетворительное	Плохое
8. Возможность работы в реальном режиме времени	Очень хорошая	Хорошая	Плохая
9. Разводка кабеля	Хорошая	Удовлетворительная	Хорошая
10. Обслуживание	Очень хорошая	Средняя	Средняя

Концентраторы

Среди концентраторов выделяются:

- активные (active) – регенерируют и передают сигналы так же, как это делают репитеры. Иногда их называют многопортовыми репитерами: они имеют от 8 до 12 портов для подключения к компьютерам;

- пассивные (passive) – монтажные панели или коммутирующие блоки. Они просто пропускают через себя сигнал как узлы коммутации, не усиливая и не восстанавливая его. Их не нужно подключать к источнику питания;

- гибридные – концентраторы, к которым можно подключать кабели различных типов.

HUB – многопортовый повторитель в сети с автосегментацией. Все порты Hub’а равноправны. Получив сигнал от одной из подключенных к нему станций, hub транслирует его на все свои активные порты. При этом если на каком-либо из портов обнаружена неисправность, то этот порт автоматически отключается (сегментируется), а после её устранения делается снова активным.

Hub’ы можно использовать как автономные устройства, или соединять друг с другом, увеличивая тем самым размер сети и создавая более сложные топологии.

Назначения:

Они нужны для объединения отдельных рабочих мест в рабочую группу в составе локальной сети. Для рабочей группы характерны следующие признаки:

1 – определенная территориальная сосредоточенность;

2 – коллектив пользовательской рабочей группы решают сходные задачи, использует однотипное ПО и общую информативную базу;

3 – в пределах рабочей группы существуют общие требования по обеспечению безопасности и надежности;

4 – совместно используют высокопроизводительные периферийные устройства;

5 – обычно содержат свои локальные сервера, нередко расположенные на территории рабочей группы.

Все концентраторы обладают следующими характерными признаками:

- оснащенность светодиодными индикаторами;

- при включении электропитания выполняет функцию самотестирования, а в процессе работы – автодиагностики;

- имеет стандартный размер по ширине (19 дюймов);

- обеспечивает автосегментацию портов для изоляции неисправных портов;

- обнаруживает ошибку полярности при использовании кабеля на витой паре и автоматически переключает полярность для устранения ошибки монтажа;