Сетевые топологии — кольцо, звезда и шина

Сетевые топологии кольцо, и звезда и шина

Оперативная взаимосвязь между компьютерами по локальной сети осуществляется с помощью линий связи. Вся система, в зависимости от физического подключения узлов, а также, самого геометрического расположения узлов сети, называют сетевой топологией. Учитывая разнообразные варианты существующих подключений, различают следующие виды сетевых структур: шинная, звездная, кольцевая, иерархическая и произвольная.

Существуют логическая и физическая топологии, которые независимы между собой. Физическая топология осуществляет в сети геометрию построения, а логическая устанавливает в сети для всех потоков данных их направление и способ передачи.

В локальных сетях наиболее всего востребованы физические топологии, такие как:

  • «шина» (bus);
  • “звезда” (star);
  • “кольцо” (ring);
  • а также, логическое «кольцо» (или Token Ring).

Сеть с наличием шинной топологии. Здесь для передачи данных используется коаксикальный кабель (моноканал), на концах его устанавливаются терминаторы, или оконечные сопротивления. Подключение каждого компьютера к кабелю происходит через Т-разъема (Т-коннектор). Через передающий узел сети данные по шине передаются в обе стороны, при этом отражаются от терминаторов. Иными словами, терминаторы гасят сигналы, которые достигают до конца каналов передачи данных. Таким образом, передаваемая информация проходит через все узлы, но принимается и фиксируется только одним, которому и предназначалась. Логическая шинная топология обеспечивает в сети совместную и одновременную передачу информации ко всем ПК, и наоборот, все данные от ПК во все направления передаются по сети. Такой вид передачи сигналов называют еще широковещательным.

Эту топологию применяют в локальных сетях, где используется архитектура Ethernet (класса 10Base-5 или 10Base-2 соответственно для тонких и толстых коаксиальных кабелей).

Сети шинной топологии имеют и свои преимущества:

  • легко настраивается и конфигурируется;
  • устойчивость данной сети к отдельным неисправностях в узлах;
  • если один из узлов выходит из строя, это никак не влияет на работоспособность всей сети.

Но имеются и недостатки:

  • ограничения в количестве рабочих станций и длине кабеля;
  • может остановиться вся работа сети в случае разрыва кабеля;
  • сложно определять дефекты в соединениях.

Топология сети — “звезда”

В данной сети каждая отдельная рабочая станция кабелем (витой парой) присоединена к хабу или концентратору, что обеспечивает для всех ПК параллельное соединение (все компьютеры сети могут друг с другом общаться).
Данные, которые отправляются от одной передающей станции, через хаб и все линии идут на все ПК. Другими словами, информация может поступать на любую рабочую станцию, но принимать ее могут лишь те станции, которым она предназначена. Поскольку передача сигналов данной типологии физическая «звезда» и она широковещательная, то логическая топология в такой локальной сети будет логической шиной. В основном применяется для локальных сетей, имеющих архитектуру 10Base-TEthernet.

Преимущества данной топологии звезда:

  • легкое подключение нового ПК;
  • централизованное управление;
  • устойчивость сетей к неисправностям ПК;
  • устойчивость к разрывам в отдельных соединения ПК.

Недостатки топологии звезда:

  • неэкономный расход кабеля;
  • если нарушается работа хаба, это влияет на всю сеть.

Топология сети “кольцо”

Неразрывное кольцо, с помощью которого передается информация между ПК, в топологии сети обеспечивается соединением всех узлов каналами связи. Благодаря этому, вся информация движется по кругу в одном направлении.

Рабочая станция, принимающая сигналы, распознает данные и получает только те сообщения, которые ей адресованы. В данной топологической сети применяется маркерный доступ, предоставляющий право на определенный порядок использования кольца. Логическая топология в данном случае — логическое кольцо.

Такая сеть легко создается и настраивается. Единственный недостаток сети топологии кольцо — если хоть в одном месте повреждена линия связи или вышел из строя, нарушается работоспособность всей сети.

Из-за некоторой ненадежности, в чистом виде данный вид топологии редко применяется. На практике в основном применяют модификации различных кольцевых топологий.

Топология сети — Token Ring.

Такая топология основывается на топологии сети «физическое кольцо с применением типа звезда». Такая топология предусматривает подключение всех рабочих станций к центральному концентратору (или Token Ring), так же как при топологии «физическая звезда». Таким образом, центральный концентратор с помощью перемычек осуществляет последовательное соединения выходов с одних станций с входами других станций.

Концентратор обеспечивает соединение каждой станции только с двумя соседними станциями — предыдущей и следующей. Рабочие станции связаны между собой петлей кабеля, которая обеспечивает передачу данных между станциями, то есть отдельная станция ретранслирует информацию дальше. Для обеспечения этого, каждая рабочая станция оборудована специальными приемо-передающими устройствами, позволяющими управление прохождения данных в сети.

Концентратор образует основное первичное и резервное кольца. При обрыве в основном кольце, его можно обойти, используя для этого резервные кольца. Для этого применяется четырёхжильный кабель. В случае нарушения работы станции или при обрые линии связи сеть продолжает работать, поскольку концентратор исключает неисправную станцию, таким образом замыкает кольцо передачи данных.

Система Token Ring сделана таким образом, что маркер передаётся по логическому кольцу между узлами. Передача маркера имеет фиксированное направление. Если станция обладает маркером, она передает информацию на следующую станцию.

Но для такой передачи данных рабочая станция сначала должны дождаться появления свободного маркера. Полученный маркер содержит все адреса станции, которая направила данный маркер, в том числе и станции, для которого он предназначался. Следующая станция передает маркер дальше по сети, для следующей станции, и так далее по кругу.

Главный узел сети (в основном это файл-сервер) маркер создает, далее этот маркер отправляется в сеть по кольцу. В данном случае, такой узел является активным монитором и строго следит за движением маркера, который не должен потеряться или разрушиться.

К преимуществам такой топологии Token Ring можно отнести:

  • одинаковый доступ до рабочих станций;
  • надежность системы;
  • устойчивость к неисправностям некоторых станций или при разрывах соединений.

Недостатки Token Ring — это очень большой расход материалов на подключение, а соответственно, самая дорогостоящая разводка для линий связи.

Понравилась статья? Подпишитесь на электронную подписку - это абсолютно бесплатно! Все самые свежие ИТ Новости и интересные материалы будут приходить вам на почту, вы сможете читать новости с экрана компьютера, планшета или телефона.

You must be logged in to post a comment Логин

%d такие блоггеры, как: