5. Lokālo datortīklu topoloģijas.

Termins “tīkla topoloģija” nozīmē datoru, kabeļu un citu tīkla komponentu fizisko

izvietošanu.

Tīkla raksturojumi ir atkarīgi no topoloģijas tipa. Topoloģijas izvēle iespaido:

nepieciešamās tīkla iekārtas sastāvu;

tīkla iekārtas iespējas;

tīkla paplašināšanas iespējas;

tīkla vadības metodi.

Tīkla topoloģiju var definēt kā grafa konfigurāciju, kur virsotnēm atbilst datori vai citas

iekārtas, piemēram, koncentratori, bet šķautnēm – fiziskās saites starp tiem. Tīklam pieslēgtos

datorus bieži sauc par stacijām vai mezgliem.

Atzīmēsim, ka fizisko saišu konfigurāciju noteic datoru elektriskie savienojumi un tā var

atšķirties no loģisko saišu konfigurācijas. Loģiskās saites ir datu pārraides maršruti starp tīkla

mezgliem.

Bāzes topoloģijas

Visi tīkli tiek uzbūvēti uz triju bāzes topoloģiju pamata:

maģistrāle jeb kopne (bus);

zvaigzne (star);

gredzens (ring).

Maģistrāles topoloģija

Kopnes topoloģija izmanto vienu kabeli, ko sauc par kopni (maģistrāli), vai segmentu,

pie kura tiek pieslēgti visi tīkla datori un citas tīkla iekārtas. Tāda topoloģija ir visvienkāršākā

tīkla realizācija.

Tīklā ar kopnes topoloģiju datori adresē datus konkrētajam datoram, pārraidot tos caur

kabeli elektrisko signālu veidā. Dati tiek pārraidīti visiem tīkla datoriem; bet informāciju pieņem

tikai tas dators, kura adrese atbilst saņēmēja adresei, šifrētai šajos signālos. Pie tam katrā laika

momentā pārraidīt datus var tikai viens dators.

Tā kā dati tiek pārraidīti tīklā tikai ar vienu datoru, tā veiktspēja ir atkarīga no datoru

skaita, kuri ir pieslēgti maģistrālei. Jo vairāk datoru, jo lielāks datoru skaits gaida pārraidi un jo

lēnāks ir tīkls.

Kopne ir pasīva topoloģija. Tas nozīme, ka datori tikai “klausās” pārraidāmos datus, bet

nepārvieto tos no avota līdz saņēmējam. Tāpēc, ja kāds dators izies no ierindas, tas neietekmēs

tīkla darbību. (Aktīvās topoloģijās datori reģenerē signālus un pārraida tos tālāk.) Bet kabeļa

pārrāvums pārtrauks tīkla funkcionēšanu.

Elektriskie signāli izplatās no viena kabeļa gala līdz otram. Ja netiek veikti nekādi

speciāli pasākumi, signāls, sasniedzot kabeļa galu, atstarosies un radīs traucējumus, neļaujot

citiem datoriem veikt pārraidi. Tāpēc kabeļa galos elektriskie signāli jādzēš. Šim nolūkam

izmanto terminatorus, kuri absorbē šos signālus.

Lai savienotu divus kabeļa segmentus, izmanto atkārtotāju (repeater), kas pastiprina signālu

pirms tā pārraides uz nākamo segmentu.

Priekšrocības:

lēts kabelis un spraudņi;

vienkārša uzstādīšana (jebkurā brīdī darba staciju pie tīkla var pieslēgt vai atslēgt no tā,

nepārtraucot visa tīkla darbu);

darba stacijas ar informāciju var apmainīties bez servera starpniecības.

Trūkumi:

kabeļa pārtrūkšanas gadījumā no ierindas iziet viss tīkls;

grūti noteikt kabeļa bojājuma vietu;

ierobežots kabeļa garums, kā arī pieslēdzamo staciju skaits;

iespēja nesankcionēti pieslēgties tīklam, jo ir ļoti vienkārši tīklā ievietot kādu starpposmu.

Zvaigznes topoloģija

Zvaigznes topoloģijā visi tīklā ieslēgtie datori ir savienoti ar centrmezglu (hub), kas

nodrošina kopējo savienojumu tā, lai katrs dators var apmainīties ar informāciju ar jebkuru citu

tīkla datoru.

Šā slēguma tipa priekšrocības:

kabeļa bojājums rada problēmas tikai vienam datoram un neietekmē pārējā tīkla darbu;

viegli pieslēgt jaunu datoru, jo tas ir jāpieslēdz tikai centrmezglam;

drošs aizsardzības mehānisms pret nesankcionētu piekļūšanu (iespējama centralizēta tīkla

vadība un uzraudzība);

liels datu pārraides ātrums no darba stacijas līdz serverim.

Trūkumi:

ja centrmezgls neatrodas slēguma vidū, bet malā, darba staciju pievienošana var kļūt

apgrūtināta un sadārdzināties;

ja informācijas apmaiņa starp darba staciju un centrmezglu notiek ātri, tad starp

atsevišķiem datoriem tā var notikt lēnāk;

visa tīkla jauda ir atkarīga no centrmezgla jaudas;

centrmezgla bojājums aptur visu tam pieslēgto staciju sakarus, jo bez tā palīdzības

atsevišķas darba stacijas nevar kontaktēties.

Gredzena topoloģija

Gredzena topoloģijā datori tiek pieslēgti kabelim, kurš ir saslēgts gredzenā. Tāpēc šim

kabelim vienkārši nevar būt brīva gala, pie kura jāpieslēdz terminators. Signāli tiek pārraidīti pa

riņķi vienā virzienā un iziet cauri katram datoram. Atšķirībā no pasīvas maģistrāles topoloģijas,

šeit katrs dators izpilda atkārtotāja lomu, pastiprinot signālus un pārraidot tos nākamajam

datoram. Tāpēc ja izies no ierindas viens dators, viss tīkls pārtrauks funkcionēt. Tīklos ar

gredzena topoloģiju izmanto speciālus līdzekļus, lai sabojātais dators nepārtrauktu sakaru kanālu

starp citiem datoriem. Gredzens ir ļoti ērta konfigurācija atgriezeniskās saites organizēšanai.

Dati, izdarijuši pilnu apgriezienu, atgriežas pie datora-avota, kurš var kontrolēt datu piegādi

adresātam.

Viens no datu pārraides veidiem pa riņķa tīklu tiek saukts par marķiera (token) nodošanu.

Marķieris (neliels datu bloks) tiek secīgi pārraidīts no datora datoram, kamēr to saņems dators,

kurš “grib” aizsūtīt datus. Pārraidošs dators pārveido marķieri, pievieno marķierim datus un

saņēmēja adresi un aizsūta to tālāk pa riņķi. Dati iziet cauri katram datoram, kamēr sasniegs

datoru, kura adrese atbilst saņēmēja adresei. Sanēmošs dators nosūta pārraidošam datoram

ziņojumu, kur apstiprina datu saņemšanas faktu. Saņēmis apstiprinājumu, pārraidošs dators veido

jaunu marķieri un atgriež to tīklā.

Var likties, ka marķiera nodošana aizņem daudz laika, bet īstenībā marķiera

virzīšanas ātrums ir salīdzināms ar gaismas ātrumu. 200 m diametra riņķī marķieris var cirkulēt

ar frekvenci 10 000 apgriezienu sekundē.

Priekšrocības:

tā kā informācija tīklā cirkulē pa riņķi starp virknē saslēgtiem datoriem, tad būtiski

samazinās piekļūšanas laiks datiem;

nav kopējā tīkla garuma ierobežojuma, jo noteicošais ir attālums starp diviem datoriem.

Trūkumi:

datu pārraides laiks palielinās proporcionāli gredzenā savienoto datoru skaitam;

datu pārraidē ir iesaistīta katra darba stacija. Ja nelieto speciālus pārejas savienojumus,

vienas darba stacijas iziešana no ierindas var paralizēt visu tīklu;

lai šādam tīklam pievienotu jaunu datoru, tīkla darbība uz laiku ir jāpārtrauc.

Gredzena topoloģiju izmanto specifiskos tīklu risinājumos, un tā nav sevišķi izplatīta.

Jaukta tipa topoloģijas

Praksē bieži lieto jauktu topoloģiju, apvienojot bāzes topoloģijas. Tādējādi pilnīgāk tiek

izmantotas minēto topoloģiju priekšrocības un novērsti daži trūkumi. Piemēram, ja uzņēmums ir

izvietots vairākās ēkās, starp tām var izveidot optiskā kabeļa maģistrāli, bet ēku iekšienē veidot

vītā pāra zvaigznes slēgumu.