Топология сетей
Термин топология сети характеризует способ организации физических связей компьютеров и других сетевых компонентов. Все сети строятся на основе базовых топологий: шина, звезда, кольцо, ячеистая.
Шина. Эту топологию часто называют линейной шиной. Она наиболее простая из всех топологий и весьма распространенная. В ней используется один кабель, называемый магистралью или
сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры. В сети с топологией шина данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети, но принимает их тот, адрес
которого совпадает с адресом получателя, зашифрованном в этих сигналах. Поэтому количество компьютеров сильно влияет на быстродействие. Выход из строя одного или нескольких компьютеров не влияет на работу сети. Для гашения сигналов на концах кабеля устанавливают терминаторы. При разрыве кабеля или отсутствии терминаторов функционирование сети прекращается.
Звезда. При топологии звезда все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному устройству, называемому концентратором. Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. Концентраторы делятся на активные (требуют подключения к электрическому току) и пассивные (просто пропускают через себя сигнал, не усиливая и не восстанавливая его, не требуют подключения к электрическому току).
Недостатки: установка концентратора, дополнительный расход кабеля.
Плюсы: более высокая надежность.
Кольцо. Компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. 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 (повторителя), усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому выход из строя хотя бы одного компьютера приводит к падению сети. Способ передачи данных по кольцу называется передачей маркера. Маркер (token) — это специальная последовательность бит, передающаяся по сети. В каждой сети существует только один маркер. Маркер передается по кольцу последовательно от одного компьютера к другому до тех пор, пока его не захватит тот компьютер, который хочет передать данные. Передающий компьютер добавляет к маркеру данные и адрес получателя, и отправляет его дальше по кольцу. Данные проходят через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя. Затем принимающий компьютер посылает передающему сообщение, в котором подтверждает факт приема. Получив подтверждение, передающий компьютер восстанавливает маркер и возвращает его в сеть. Скорость движения маркера сопоставима со скоростью света.
Ячеистая топология. Сеть с ячеистой топологией обладает высокой избыточностью и надежностью, так как каждый компьютер в такой сети соединен с каждым другим отдельным кабелем. Сигнал от компьютера-отправителя до компьютера-получателя может проходить по разным маршрутам, поэтому разрыв кабеля не сказывается на работоспособности сети. Основной недостаток — большие затраты на прокладку кабеля, что компенсируется высокой надежностью и простотой обслуживания.
Кроме базовых топологий существуют комбинированные топологии. Чаще всего используются две
комбинированные топологии: звезда-шина и звезда-кольцо. Звезда-шина — несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины, а в звезде-кольце
концентраторы подсоединены к главному концентратору, внутри которого физически реализовано кольцо.