4. Задание № 3. Создание сетевых проектов

С РАЗНОЙ ТОПОЛОГИЕЙ СЕТИ

4.1. Общие определения

Топология вычислительной сети – это конфигурация графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети, а ребрам – физические связи между ними. Топология – способ организации физических связей.

Физические связи определяются электрическими соединениями компьютеров между собой. Есть еще логические связи. Логические связи представляют собой маршруты передачи данных между узлами сети и образуются путем соответствующей настройки коммуникационного оборудования.

Часто встречающиеся топологии представлены ниже.

Полносвязная топология соответствует сети, в которой каждый компьютер сети связан со всеми остальными (рис. 6).

Рис. 6. Полносвязная топология

Это вариант громоздкий и неэффективный. Каждый компьютер в сети должен иметь большое количество коммуникационных портов, достаточное для связи с каждым из остальных компьютеров сети. Для каждой пары компьютеров должна быть выделена отдельная электрическая линия связи. Полносвязные топологии применяются редко. Чаще всего этот вид топологии используется в многомашинных комплексах или глобальных сетях при небольшом количестве компьютеров.

Ячеистая топология получается из полносвязной путем удаления некоторых возможных связей (рис. 7). В сети с ячеистой топологией непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными. Для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитивные передачи через промежуточные узлы. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для глобальных сетей.

Рис. 7. Ячеистая топология

Общая шина - распространенная топология для локальной сети. В этом случае компьютеры подключаются к одному коаксиальному кабелю по схеме «монтажного ИЛИ» (рис. 8).

Рис. 8. Топология «Общая шина»

Передаваемая информация может распространяться в обе стороны.

Основные преимущества: простота разводки кабеля по помещениям, дешевизна, унификация подключения различных модулей, почти мгновенное обращение ко всем станциям сети.

Недостатки: низкая надежность (любой дефект кабеля или многочисленных разъемов парализует всю сеть), невысокая производительность (при таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть). Поэтому пропускная способность канала связи всегда делится между всеми узлами сети.

Топология звезда характеризуется тем, что каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором (хабом), который находится в центре сети (рис. 9). В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети.

Рис. 9. Топология «Звезда»

Главное преимущество этой топологии перед общей шиной – существенно большая надежность. Неисправность кабеля касается лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен. Только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть. Концентратор может играть роль фильтра информации и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.

К недостаткам топологии звезда относится:

- более высокая стоимость сетевого оборудования (концентратора);

- ограничения по наращиванию количества узлов в сети, связанные с количеством портов концентратора.

Иногда имеет смысл, строить сеть с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда. Иерархическая звезда – одна из распространенных топологий ив локальных, и в глобальных сетях (рис. 10).

Рис. 10. Топология «Иерархическая звезда»

В сетях с кольцевой топологией данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому, как правило, в одном направлении (рис. 11).

Если компьютер распознает данные как «свои», то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между отдельными станциями. Кольцо представляет собой удобную конфигурацию для организации обратной связи, так как данные, сделав полный круг, возвращаются к узлу-источнику. Поэтому этот узел может контролировать процесс доставки данных адресату.

Рис. 11. Кольцевая топология

Небольшие сети имеют, как правило, типовую топологию – звезда, кольцо или общая шина. Для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. Такие сети называют сетями со смешанной топологией.