2. Топология компьютерной сети

Компьютеры могут соединяться кабелями, образуя различную топологию сети (звездная, шинная, кольцевая и др.).

Конфигурация соединения элементов в сеть (топология) во многом определяет такие важнейшие характеристики сети, как ее надежность, производительность, стоимость, защищенность и т. д.

Одним из подходов к классификации топологий ЛВС является выделение двух ос­новных классов топологий; широковещательных и последовательных,

В широковещательных конфигурациях каждый персональный компьютер передает сигналы, которые могут быть восприняты остальными компьютерами. К таким конфи­гурациям относятся топологии «общая шина», «дерево», «звезда с пассивным центром». Сеть типа «звезда с пассивным центром» можно рассматривать как разновидность «де­рева», имеющего корень с ответвлением к каждому подключенному устройству

В последовательных конфигурациях каждый физический подуровень передает инфор­мацию только одному персональному компьютеру. Примерами последовательных конфи­гураций являются: произвольная (произвольное соединение компьютеров), иерархичес­кая, «кольцо», «цепочка», «звезда с интеллектуальным центром», «снежинка» и другие.

Вкратце рассмотрим три наиболее широко распространенные (базовые) топологии ЛВС: «звезда», «общая тина» и «кольцо».

В случае топологии звезда каждый компьютер через специальный сетевой адап­тер подключается отдельным кабелем к центральному узлу (рис.1). Центральным узлом служит пассивный соединитель или активный повторитель.

Рис.1. Топология «звезда»

Недостатком такой топологии является низкая надежность, так как выход из строя центрального узла приводит к остановке всей сети, а также обычно большая протяженность кабелей (это зависит от реального размещения компьютеров). Иногда для повы­шения надежности в центральном узле ставят специальное реле, позволяющее отклю­чать вышедшие из строя кабельные лучи.

Топология общая шина предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры. Информация по нему передается компьютерами пооче­редно (рис. 2).

Рис.2. Топология «общая шина»

Достоинством такой топологии является, как правило, меньшая протяженность кабеля, а также более высокая надежность чем, у «звезды», так как выход из строя отдельной станции не нарушает работоспособности сети в целом. Недостатки состоят в том, что обрыв основного кабеля приводит к неработоспособности всей сети, а также слабая за­щищенность информации в системе на физическом уровне.

3. Модель коммутационной сети

Коммутационная сеть включает в себя множество серверов и ЭВМ, соединенных физическими (магистральными) каналами связи, использующие телефонные, коаксиальные кабели, спутниковые каналы связи. Вычислительные сети по способу передачи информации подразделяются на сети:

• Коммутации каналов – на время передачи данных между двумя компьютерами устанавливается постоянный канал связи. Достоинства: простота реализации. Недостатки: низкий коэффициент использования каналов; повышенное время ожидания другого пользователя; высокая стоимость передачи данных

• Коммутация сообщений - передача данных осуществляется после освобождения канала, и он занимается до тех пор, пока сообщение не дойдет до адресата. Каждый сервер выполняет прием, проверку, сборку, маршрутизацию и передачу сообщения.

• Достоинства: уменьшение стоимости передачи данных. Недостатки: невозможность организации диалога между конечными пользователями.

• Коммутация пакетов - сообщения делятся на пакеты фиксированной длины, которые препятствуют образованию очереди в узлах коммуникации. Как только канал освободился, передается очередной пакет. Достоинства: высокая скорость передачи данных; эффективное использование каналов; надежность передачи данных. Недостатки: возможность нарушения безопасности данных.

При данном методе проблема передачи пакета решается способом фиксированной маршрутизации. Она предполагает наличие таблицы маршрутов, где закреплен маршрут от одного пользователя к другому. Сети, осуществляющие коммутацию каналов, сообщений и пакетов, называются интегрированными. К таким сетям относится сетевая технология АТМ (асинхронный режим передачи) - это коммуникационная технология, объединяющая принципы коммутации пакетов и каналов для передачи информации различного типа. Данная технология предусматривает интегрированную передачу речи, данных и видеоинформации в едином цифровом виде по одному и тому же каналу связи. Это позволяет отказаться от жестких ограничений по предоставляемой пользователю полосе пропускания канала связи, отказаться от разделения каналов по типам передаваемой информации и значительно расширить круг предоставляемых услуг. Основными достоинствами новой технологии является отсутствие ориентации на какой-либо тип передаваемой информации. Объединяемые в рамках АТМ информационные потоки от источников информации различной природы резко отличаются друг от друга требованиями к полосе пропускания. Если данные ЛВС в большинстве случаев не требуют гарантированного времени доставки пакетов и, соответственно, постоянства полосы пропускания канала связи, то системы кабельного телевидения и передача речи в интерактивном режиме без выполнения этого условия немыслимы. Поэтому процедура установления соединения в АТМ-сети предусматривает предварительное определение типа передаваемой информации, требуемой полосы пропускания и приоритета на занятие канала связи, что минимизирует загрузку межузловых каналов связи и обеспечивает предоставление услуг с заданным качеством.

Главным отличием АТМ от существующих технологий передачи информации является высокая скорость передачи - до 10 Гбит/с на канал связи. АТМ объективно совмещает функции, выполняемые локальными и глобальными сетями. Удаленным пользователям предоставляется "прозрачный" доступ к любым общим информационным ресурсам, а также обеспечивается всё многообразие услуг глобальных телекоммуникаций. Данная особенность технологии АТМ делает ее незаменимой при создании интегрированных распределенных корпоративных информационных сетей на базе волоконно-оптических каналов связи. Кроме того, эффективными уровнями применения АТМ являются высокоскоростные локальные сети со специфическими требованиями к трафику, а также магистральные и абонентские каналы передачи в региональных и внутригородских широкополосных сетях с интеграцией обслуживания.