23)Топологии сетей: виды, особенности, достоинства и недостатки.

Прежде чем тянуть сети необходимо знать такое понятие, как топология сетей.

Прежде, чем начинать учебу в новом разделе Сети, который подразумевает большие и достаточно сложные уроки, необходимо, как я считаю, для начала дать понятие того, что такое сети и какие они бывают. Поэтому этот краткий ликбез будет полезен ну практически всем, кто интересуется организацией сетей.

Топология сети – это классификационный признак сети, который определяет принцип соединения компьютеров (рабочих станций, машин) в единую сеть. Существует несколько топологий: линия, каждый с каждым (многосвязная), звезда, шина, кольцо (двойное кольцо), дерево (иерархия). Рассмотрим каждую в частности.

Линия

В такой сети все компьютеры находятся на одной линии и при повреждении линии, вся сеть приходит в непригодность, так же и при отключении одного из компьютеров, т.к. исключается связующее звено. Отправленное с одного компьютера сообщение может пройти через все компьютеры в сети, пока попадет на целевую машину.

Вообще данный тип построения сети уже, наверное, нигде и не используется, т.к. данная схема крайне ненадежна и сложна в настройке.

Шина

Шина представляет собой единый кабель, который выполняет роль магистрали, к которой посредством Т-коннекторов подключены компьютеры. На концах шины расположены терминаторы (согласующий резистор), которые не позволяют сигналу отражаться, что исключает информационные шумы в сети. При построении больших магистральных сетей необходимо учитывать, что например технология Ethernetпозволяет использовать кабель длинной не более 185 метров, именно поэтому надо ставить либо повторители, либо концентраторы, чтобы увеличить длину.

Отправляемое рабочей станцией сообщение распространяется на все компьютеры сети. Каждая машина проверяет — кому адресовано сообщение и если ей, то обрабатывает его. Для того, чтобы исключить одновременную посылку данных, применяется либо «несущий» сигнал, либо один из компьютеров является главным и «даёт слово» остальным машинам.

Достоинствами такой топологии является то, что ее просто установить и настроить, а количество кабеля затрачивается гораздо меньше, чем в других сетях, а так же при выходе из строя одного из компьютеров сеть продолжает функционировать.

Но как только возникают любые неполадки в сети, будь то выход из строя терминатора или повреждение на линии – вся сеть сразу приходит в негодность, а сложная локализация повреждений порой создает большие проблемы. Плюс ко всему, чем больше рабочих станций завязано на шину, тем медленнее работает сеть.

Кольцо (Двойное кольцо)

Как видно из рисунка очень сильно напоминает сеть Линия, но есть некоторые все же особенности. В такой сети все компьютеры подключены последовательно друг к другу, чем образовывают замкнутую сеть.

В кольце, в отличие от других топологий (звезда, шина), 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. Список адресатов генерируется компьютером, являющимся генератором маркера. Сетевой модуль генерирует маркерный сигнал (обычно порядка 2-10 байт во избежание затухания) и передает его следующей системе (иногда по возрастанию MAC-адреса). Следующая система, приняв сигнал, не анализирует его, а просто передает дальше. Это так называемый нулевой цикл.

Сигнал в такой сети всегда двигается в одну сторону, но допустим если использовать двойное кольцо, то два сигнала будут независимо друг от друга двигаться в разных направлениях.

Достоинствами такой сети является то, что ее просто установить и собрать с использованием минимального количества оборудования, а так же устойчивая работа сети.

Но как только из строя выходит одна из машин, или происходит порыв на линии вся сеть приходит в негодность и такие проблемы достаточно сложно найти и устранить, а конфигурирование и настройка такой сети вызывает массу хлопот.

Каждый с каждым (Многосвязная)

В такой сети каждый компьютер дословно соединен с каждым по отдельности. Что конечно сказывается на затратах в отношении кабеля и дополнительного оборудования, но зато в случае отказа одного из компьютеров в такой сети, все остальные компьютеры не остаются без соединения и продолжают дальше нормально взаимодействовать, а скорость обмена информацией в такой сети достаточно высокая.

Такая сеть применяется крайне редко и лишь для обеспечения большей надежности и высокой скорости, что допустим для обеспечений домашней сети слишком дорого, так как требует больших затрат на дополнительное оборудование и в разы большее количество кабеля.

Звезда

На мой взгляд, самая распространенная и верная топология. Такая сеть организована по принципу централизованного обращения, т.е. есть центральный компьютер или концентратор (хаб), к которому подключены все компьютеры сети.

В такой сети может быть очень много компьютеров, причем все они должны быть на удалении от хаба не более 100 метров (такова особенность принципа распространения сигналов). Для такой сети требуется не так много оборудование и обслуживание такой сети происходит гораздо проще, чем во всех предыдущих вариантах, единственный минус такой сети в том, что при выходе из строя хаба все компьютеры остаются без соединения.

Так же минусами можно назвать некоторые мелочи, такие как: большие затраты на кабель (но меньшие по сравнению с многосвязной сетью) и ограничение по количеству компьютеров в зависимости от количества выходов на концентраторе.

Зато при повреждении одной из линий без сети остается одна машина, что так же и при повреждении самой машины, т.е. вся сеть продолжает стабильно работать даже если какой-то элемент дает сбой.

Дерево (Иерархия)

Топология-наследница, которая берет свое начало из топологии «Звезда». Думаю здесь говорить особо много не буду, так как все практически то же что и у звезды, только более разветвленное, собственно потому и дерево. Такие сети применяются на крупных предприятиях. Причем к хабу могут подключаться как компьютеры, так и другие хабы, образуя новые ветки.

Заключение

А в заключение хочется сказать следующее. Я здесь рассказал о самых популярных схемах, но так же существуют еще такие малоизвестные (и что наталкивает на мысль об их практической не применимости на практике), как TokenRing, т.е. объединение кольца и звезды; Шина-Звезда, т.е. на одном хабе несколько шин и т.д. и т.п. Все это уже изыски и на мой взгляд они ни к чему, когда есть проверенные топологии из которых особняком стоят Звезда и Дерево, как самые стабильные и легко реализуемые.

Но так же есть еще и беспроводные сети, где все компьютеры соединяются посредством специальной точки доступа с определенного расстояния, но о беспроводных сетях все же будем говорить отдельно.