Основные топологии сетей: шина, звезда, кольцо, полносвязная.

Топология компьютерной сети – это конфигурация физических связей компьютеров или других сетевых устройств друг с другом.

Выбор топологии зависит от надежности получаемой сети, простоты соединения, экономических соображений.

Все множество топологий делятся на полносязные и неполносвязные.

Полносвязные топологии подразумевают наличие одного канала для связи любых двух компьютеров сети. Данное решение является очень громоздки, требует большое количество коммутационного оборудования и является экономически не выгодным, но и самым надежным.

Неполносвязные топологии получаются из полносвязных путем удаления некоторых связей, и следовательно данные будут передаваться через промежуточные узлы.

Ячеистая топология получается из полносвязной за счет удаления некоторых связей.

Кольцевая конфигурация подразумевает соединение компьютеров в замкнутое кольцо.

Топология звезда образуется, когда каждый компьютер сети подключается к концентратору по отдельной линии связи.

Топология дерево получается при объединении нескольких звезд. При этом в иерархическом порядке объединяются только концентраторы звезд. Между двумя любыми узлами в такой сети существует только единственный путь.

В топология шина все компьютеры, подключаются к одной линии связи, при этом передаваемые в сеть данные становятся доступны всем компьютерам и устройствам, объединенным в сеть.

Смешанная топология характерна для крупных сетей, где могут быть объединены несколько подсетей, имеющих топологию разных типов.

Адресация узлов сети

Одной из проблем, которую нужно учитывать при объединении трех и более компьютеров, является проблема адресации сетевых интерфейсов. В сети из N компьютеров необходимо чтобы было N-1 интерфейс.

Адреса можно классифицировать следующим образом:

• уникальный адрес (unicast) используется для идентификации отдельных интерфейсов;

• групповой адрес (multicast) идентифицирует несколько интерфейсов (группу компьютеров);

• широковещательные адреса (broadcast), данные доставляются всем узлам сети;

• адрес произвольной рассылки (anycast), используется в новой версии протокола IPv6, задает группу адресов, но данные доставляются любому компьютеру из группы.

Аппаратные, символьные, числовые составные адреса.

Существует множество систем адресации и, соответственно, множество форматов представления адресов. Адрес может иметь числовой вид (192.168.23.10) или символьный (news.yandex.ru).

Множество всех допустимых адресов в какой-либо системе адресации называется адресным пространством.

Адресное пространство может иметь плоскую организацию или иерархическую.

Примером плоского адреса может быть MAC-адрес (Media Access Control). MAC-адрес (физический адрес) – уникальный идентификатор, однозначно определяющий каждый сетевой интерфейс.

МАС–адреса фиксируются в оборудовании сетевых интерфейсов и не повторяются ни где в мире, поскольку распределением диапазонов физических адресов для сетевого оборудования следит институт IEEE. Поэтому физические адреса называются так же и аппаратными.

При смене сетевого адаптера компьютера меняется и физический адрес компьютера в сети.

МАС–адрес представляет собой двоичное число длиной 48 бит и записывается в виде 12 цифр в шестнадцатеричной системе счисления, попарно разделенных дефисами, например 00-С0-DF-11-47-9F. При этом первые шесть цифр определяют производителя сетевого устройства, а оставшиеся шесть цифр идентифицируют само устройство.

МАС–адрес это адреса управления доступом к среде передачи, которые лежат в основе работы протоколов физического уровня.

При взаимодействии по сети, если компьютер получает пакет, с несоответствующим физическим адресом, то он отбрасывается сетевым интерфейсом на канальном уровне.

Существуют специально зарезервированные адреса, например широковещательные МАС–адреса, имеющие вид FF-FF-FF-FF-FF-FF, они обрабатываются иначе, так как предназначены для всей сети в целом. При широковещательной рассылке данных пакет получают все компьютеры, а отвечает только тот из них, для кого предназначено полученное сообщение.

При иерархической организации адресное пространство организовано в виде вложенных друг в друга подгрупп, которые, последовательно сужая адресуемую область, в конце концов, определяют отдельный сетевой интерфейс.

Такая организация адресного пространства позволяет экономить время поиска адресата, а также средства хранения всей адресной информации потому, что иерархическая структура позволяет хранить только ту часть адреса, которая соответствует уровню иерархии, на котором находится компьютер.

Примером иерархического адреса служит IP-адрес, который представляется двоичным числом из 32 бит, например 193.226.17.137. IP-адрес является иерархическим, так как состоит из двух частей, номера сети и номера узла.

Для удобства работы человека в сети используются символьные адреса, которые используются на прикладном уровне и является обозначением некоего IP-адреса. Примером такой адресации служит доменная система имен (DNS), применяемая в Интернете, имеющая иерархическую древовидную структуру и допускающую большую степень вложенности, например news.yandex.ru.