3. Сеть из нескольких компьютеров
3.1. Топология физических связей
Если число компьютеров в сети больше двух, тогда их можно соединить различными способами, иначе говоря – выбрать различную топологию физических связей.
Топология сети – это конфигурация графа, вершинам которого соответствуют узлы сети (компьютеры, или коммуникационное оборудование), а ребрам – физические или информационные связи между ними.
Топология может быть полносвязной - это сеть, в которой каждый узел непосредственно связан со всеми остальными; или неполносвязной – в такой сети для обмена информацией может потребоваться транзитная передача данных через другие узлы.
Число вариантов топологий сети быстро растет при увеличении числа узлов. Например, для двух узлов – существует только один вариант топологии, для трех – 2 варианта, для 4-х узлов – уже 6 вариантов. Для связи N узлов при полносвязной топологии необходимо иметь N*(N-1)/2 дуплексных линий связи, то есть наблюдается квадратичная зависимость числа линий связи от числа узлов. В больших сетях это ведет к быстрому повышению стоимости сети, поэтому чаще используется неполносвязная топология.
Любая компьютерная сеть может быть построена на основе всего трех базовых топологий.
3.1.1. Кольцевая топология.
Кольцо (Ring) - это базовая топология компьютерной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутую сеть (см. рис. 3.1.1).
Рис. 3.1.1 Топология «Кольцо»
Работа в сети
Данные передаются по кольцу, от одного узла к другому, по или против часовой стрелки.
В кольце не используется конкурентный метод посылки данных, компьютер в сети получает данные от соседа и переадресует их дальше, если они адресованы не ему. Для определения того, какой узел имеет право передавать данные обычно используют маркер (Token). Данные ходят по кругу, только в одном направлении.
Используемый кабель – чаще всего витая пара; протоколы - Ethernet, Token Ring, и FDDI. Максимальное число компьютеров – может достигать нескольких сотен (протокол Token Ring).
Достоинства
Простота установки;
Наличие резервных связей, поскольку каждый узел одновременно связан с двумя соседними по кольцу;
Каждый компьютер ретранслирует сигнал;
Простота наращивания сети;
Постоянный контроль целостности данных, которые по кольцу возвращаются к источнику.
Практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
Возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети, поскольку использование маркера исключает возможность возникновения коллизий.
Недостатки
Обрыв кабеля на любом промежутке между узлами отражаются на работоспособности всей сети;
В случае выхода из строя одного узла, работа сети нарушается и необходимо принимать специальные меры. Иногда приходится прокладывать дублирующий кабель, что удорожает систему, но с другой стороны эту линию используют для одновременной передачи информации в обратном направлении, что дает увеличение скорости обмена.
Сложность конфигурирования и настройки;
Сложность поиска неисправностей;
Применение
Наиболее широкое применение получила в оптоволоконных сетях. Используется чаще всего в технологиях FDDI и Token Ring.