Вопрос 3. Классификация топологических элементов сетей.

Шина (bus) – все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи. Информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам.

Звезда (star) – к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует отдельную линию. Информация от периферийного компьютера передается только центральному компьютеру, от центрального – одному или нескольким периферийным.

Кольцо (ring) – компьютеры последовательно объединены в кольцо. Передача информации в кольце всегда производится только в одном направлении. Каждый из компьютеров передает информацию только одному компьютеру, следующему в цепочке за ним, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера. Для повышения надёжности часто такие сети строят на основе двойного кольца.

Полносвязная – каждый узел соед. с любым др. узлами. Топология избыточна.

Ячеистая – часто исп. в беспроводных сетях. Внутри зоны располаг. компы и имеются приёмо-передающие устройства.

Часто физические и логические топологии различаются. Так например Hub преобразует топологию звезды в шину. В Token ring физическая – звезда, логическая – кольцо.

Классификация топологических элементов сетей

Локальные сети состоят из конечных устройств и промежуточных устройств, соединенных кабельной системой.

1)Узлы сети (nodes) – конечные устройства и промежуточные устройства, наделенные сетевыми адресами. К узлам сети относятся компьютеры с сетевым интерфейсом, выступающие в роли рабочих станций, серверов или в обеих ролях; сетевые периферийные устройства (принтеры, плоттеры, сканеры); сетевые телекоммуникационные устройства (модемные пулы, модемы коллективного использования); маршрутизаторы.

2)Кабельный сегмент – отрезок кабеля или цепочка отрезков кабелей, электрически (оптически) соединенных друг с другом, обеспечивающие соединение двух или более узлов сети.

По способу использования кабельных сегментов различают:

-двухточечные соединения (point-to-point connection) – между двумя (и только двумя!) узлами. Для таких соединений в основном используются симметричные электрические (витая пара) и оптические кабели.

-многоточечные соединения (multi point connection) – к одному кабельному сегменту подключается более двух узлов. Типичная среда передачи – несимметричный электрический кабель (коаксиальный кабель), возможно применение и других кабелей, в том числе и оптических. Соединение устройств отрезками кабеля друг за другом называется цепочечным (daisy chaining). Возможно подключение множества устройств и к одному отрезку кабеля – методом прокола (tap).

3)Сегмент сети (или просто сегмент) – совокупность узлов сети, использующих общую (разделяемую) среду передачи. Применительно к технологии Ethernet это совокупность узлов, подключенных к одному коаксиальному кабельному сегменту, одному хабу (повторителю), а также к нескольким кабельным сегментам и/или хабам, связанным между собой повторителями. Применительно к Token Ring это одно кольцо.

4)Сеть (логическая) – совокупность узлов сети, имеющих единую систему адресации третьего уровня модели OSI (сетевой уровень). Примерами могут быть IPX-сеть, IP-сеть. Каждая сеть имеет свой собственный адрес, этими адресами оперируют маршрутизаторы для передачи пакетов между сетями. Сеть может быть разбита на подсети (subnet), но это чисто организационное разделение с адресацией на том же третьем уровне. Сеть может состоять из множества сегментов, причем один и тот же сегмент может входить в несколько разных сетей.

5)Облако (cloud) – коммуникационная инфраструктура с однородными внешними интерфейсами, подробностями организации которой не интересуются. Примером облака может быть городская-междугородная-между-народная телефонная сеть: в любом ее месте можно подключить телефонный аппарат и связаться с любым абонентом. С точки зрения 3-го уровня OSI сеть Internet является облаком.

Промежуточные системы – активные коммуникационные устройства. По уровням модели OSI, которыми они пользуются, эти устройства классифицируются следующим образом:

- повторитель (repeater) - устройство физического уровня, позволяющее преодолевать топологические ограничения кабельных сегментов. Информация из одного кабельного сегмента в другой передается побитно, анализ информации не производится.

- мост (bridge) – средство объединения сегментов сетей, обеспечивающее передачу кадров из одного сегмента в другой. Кадр, пришедший из одного сегмента, может быть передан в другой или отфильтрован. Решение о продвижении или фильтрации кадра принимается на основании информации 2-го уровня.

1. Мост MAC - подуровня позволяет объединять сегменты сети в пределах одной технологии.

2. Мост LLC – подуровня, он же транслирующий мост, позволяющий объединить сегменты сетей с разными технологиями.

Мосты м.б. прозрачными, их ресурсы никак не отражаются на действии узлов. Они характерны для технологии Ethernet. Существуют мосты с маршрутизацией. Эти мосты называются SRB (маршрутизация от источника). Источник должен указывать маршрут. Характерны для сетей Token Ring.

Мост может быть локальным, удаленным или распределенным. Локальный мост – это устройство с двумя или более интерфейсами, к которым подключаются соединяемые сегменты локальных сетей. Удаленные мосты соединяют сегменты сетей, значительно удаленные друг от друга, через линию связи. Распределенный мост представляет собой совокупность интерфейсов некоторого коммуникационного облака, к которым подключаются сегменты соединяемых сетей.

- коммутатор 2-го уровня выполняет функции, аналогичные функциям мостов, но используется для сегментации – разбиение сетей на мелкие сегменты с целью повышения пропускной способности. Они обладают некоторым интеллектом и могут использоваться для создания виртуальных сетей VLAN.

- маршрутизатор работает на 3-ем уровне и используется для передачи пакетов между сетями. Маршрутизатор выполняет фильтрацию на основе информации 3-го уровня. В отличии от повторителей и мостов, присутствие маршрутизаторов известно узлам сети. Каждый маршрутизатор имеет свой сетевой адрес, на этот адрес узлы посылают пакеты, предназначенные узлам других сетей.

- коммутатор 3-го уровня решает задачи, близкие задачам маршрутизаторов, и ряд других с более высокой производительностью. В настоящее время коммутаторы стали «забираться» и на 4-ый уровень.