Терминатор
Чтобы предотвратить отражение электрических сигналов, на каждом конце кабеля устанавливают терминаторы, поглощающие эти сигналы.
Все концы сетевого кабеля должны быть к чему-нибудь подключены, например к компьютеру или баррел-коннектору для увеличения длинны кабеля.
Расширение ЛВС
Увеличение участка, охватываемого сетью, вызывает необходимость ее расширения. В сети с топологией шина кабель обычно удлиняют одним из 2-х способов:
Для соединения 2-х отрезков кабеля можно воспользоваться баррел-коннектором. Злоупотреблять им не стоит, так как сигнал при этом ослабевает. Лучше купить один длинный кабель, чем соединять несколько коротких отрезков. При большом количестве «стыковок» нередко происходит искажение сигнала.
Для соединения 2-х отрезков кабеля служит репитер. В отличие от коннектора, он усиливает сигнал перед передачей его в следующий сегмент. Поэтому предпочтительнее использовать репитер, чем баррел-коннектор или даже один длинный кабель: сигналы на большие расстояния пойдут без искажений.
Звезда
При топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту, именуемому концентратором. Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор всем остальным. Эта топология возникла на заре вычислительной техники, когда компьютеры были подключены к центральному, главному, компьютеру.
рис. 3
В сетях с топологией «звезда» подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизованы. Но есть и недостаток: так как все компьютеры подключены к центральной точке, для больших сетей значительно увеличивается расход кабеля. К тому же, если центральный компонент выйдет из строя, нарушится работа всей сети.
А если выйдет из строя один компьютер ил кабель, соединяющей его с концентратором, то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры в сети это не повлияет.
Кольцо
При топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. При этом у кабеля просто не может быть свободного конца, к которому нужно подключать терминатор. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», здесь каждый компьютер выступает в роли репитера, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.
рис. 4
Передача маркера
Один из способов передачи данных в кольцевой сети носит название передача маркера. Суть его такова. Маркер последовательно, от одного компьютера к другому, передается до тех пор, пока его не получит тот, который «хочет» передать данные. Передающий компьютер изменяет маркер, помещает электронный адрес в данные и посылает их по кольцу.
Данные проходят через каждый компьютер, пока не окажутся у того компьютера, чей адрес совпадает с адресом получателя, указанным в данных.
После этого принимающий компьютер должен послать подтверждение факта приема данных. Получив подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть. В кольце с диаметром в 200 метров маркер может циркулировать с частотой 10 000 оборотов в секунду.
Концентраторы
В настоящее время одним из стандартных компонентов сетей становится концентратор. А в сетях с топологией «звезда» он служит центральным узлом.
рис. 5
Активные концентраторы
Среди концентраторов выделяют активные и пассивные. Активные концентраторы регенерируют и передают сигналы так же, как это делают репитеры. Иногда их называют многопортовыми репитерами – они имеют от 8 до 20 портов для подключения компьютеров.
Пассивные концентраторы
Некоторые типы концентраторов являются пассивными, например монтажные панели или коммутирующие блоки. Они просто пропускают через себя сигнал как узлы коммутации, не усиливая и не восстанавливая его. Пассивные концентраторы не нужно подключать к источнику питания.
Гибридные концентраторы
Гибридными называются концентраторы, к которым можно подключать кабели различных типов. Сети, построенные на концентраторах, легко расширить, если подключить дополнительные концентраторы.
На рис. 6 показан способ подключения кабелем RJ-45 сетевой платы компьютера и концентратора.
рис.
6
Некоторые соображения
Использование концентраторов дает ряд преимуществ.
Разрыв кабеля в сети с обычной топологией «линейная шина» приведет «падению» всей сети. Между тем разрыв кабеля, подключенного к концентратору, нарушит работу только данного сегмента. Остальные сегменты останутся работоспособными.
К числу других преимуществ использования концентраторов относятся:
Простота изменения или расширения сети: достаточно подключить еще один компьютер или концентратор;
Использование различных портов для подключения кабелей различного типа
Централизованный контроль за работой сети и сетевым трафиком: во многих сетях активные концентраторы наделены диагностическими возможностями, позволяющими определить работоспособность соединения.
Комбинированные топологии
В настоящее время часто используются топологии, которые комбинируют компоновку сети по принципу шины, звезды и кольца.
Звезда-шина
Звезда-шина – это комбинация топологий «шина» и «звезда». Чаще всего это выглядит так: несколько сетей с топологией «звезда» объединяются при помощи магистральной линейной шины.
В этом случае выход из строя одного компьютера не оказывает никакого влияния на сеть – остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуют друг с другом. А выход из строя концентратора повлечет за собой остановку подключенных к нему компьютеров и концентраторов.
рис. 7
Звезда-кольцо
Звезда-кольцо кажется несколько похожей на звезду-шину. И в той, и в другой топологии компьютеры подключены к концентратору, который фактически и формирует кольцо или шину. Отличие в том, что концентраторы в звезде-шине соединены магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце на основе главного концентратора они образуют кольцо.
рис. 8
Выбор топологии
Топология |
Преимущества |
Недостатки |
Шина |
Экономный расход кабеля. Сравнительно недорогая и несложная в использовании среда передачи. Простота, надежность. Легко расширяется. |
При значительных объемах трафика пропускная способность сети уменьшается. Трудно локализовать проблемы. Выход из строя кабеля останавливает работу многих пользователей. |
Кольцо |
Все компоненты имеют равный доступ. Количество пользователей не оказывает сколько-нибудь значительного влияния на производительность. |
Выход из строя одного компьютера может вывести из строя всю сеть. Трудно локализовать проблемы. Изменение конфигурации сети требует остановки всей сети. |
Звезда |
Легко модифицировать сеть, добавляя новые компьютеры. Централизованный контроль и управление. Выход из строя одного компьютера не влияет на работоспособность. |
Выход из строя центрального узла выводит из строя всю сеть. |