4. Базові топології мереж

Термін «топологія», чи «топологія мережі», характеризує фізичне розташування комп'ютерів, кабелів і інших компонентів мережі. Топологія -- це стандартний термін, що використовується професіоналами для опису формування мережі. Крім терміна «топологія», для опису фізичного компонування вживають також наступні:

- фізичне розташування;

- компонування;

- діаграма;

- карта.

Топологія мережі обумовлює її характеристики. Зокрема, вибір тієї чи іншої топології впливає:

- на склад необхідного мережевого устаткування;

- на характеристики мережевого устаткування;

- на можливості розширення мережі;

- на засіб керування мережею.

Щоб спільно використовувати ресурси або виконувати інші мережеві задачі, комп'ютери повинні бути підключені один до одного. Для цієї мети в більшості мереж застосовується кабель, чи використовується один з безпровідних засобів зв'язку.

Однак просто підключити комп'ютер до кабелю, що з'єднує інші комп'ютери, не досить. Різні типи кабелів у сполученні з різними мережевими платами, мережевими операційними системами та іншими компонентами вимагають і різного взаємного розташування комп'ютерів.

Кожна топологія мережі накладає ряд умов. Наприклад, вона може диктувати не тільки тип кабелю, але і засоби його прокладки. Топологія може також визначати спосіб взаємодії комп'ютерів у мережі. Різним видам топологій відповідають різні методи взаємодії, і ці методи дуже впливають на мережу.

Усі мережі будуються на основі трьох базових топологій:

- шина (bus);

- зірка (star);

- кільце (ring).

Якщо комп'ютери підключені уздовж одного кабелю (сегмента (segment), то топологія називається шиною. У тому випадку, коли комп'ютери підключені до сегментів кабелю, що виходить з однієї крапки, чи концентратора, топологія називається зіркою. Якщо кабель, до якого підключені комп'ютери, замкнут у кільце, така топологія зветься «кільце».

Хоча самі по собі базові топології нескладні, у реальності часто зустрічаються досить складні комбінації, що поєднують властивості декількох топологій.

5. Шинна топологія, принцип функціонування

Шинна топологія часто застосовується в невеликих, простих чи тимчасових мережевих інсталяціях. Організація мережі із шинною топологією представлена на рисунку 6.

У типовій мережі із шинною топологією кабель містить одну чи більш пар провідників, а активні схеми посилення чи сигналу передачі його від одного комп'ютера до іншого відсутні. Таким чином, шинна топологія є пасивною. Коли одна машина посилає сигнал по кабелю, всі інші вузли одержують цю інформацію, але тільки один з них (адреса, якого збігається з адресою, яка закодована у повідомленні) приймає її. Інші комп'ютери повідомлення не сприймають.

В кожен момент часу відправляти повідомлення може тільки один комп'ютер, тому число підключених до мережі машин значно впливає на її швидкість. Перед передачею даних комп'ютер повинен очікувати звільнення шини. Зазначені фактори діють також у кільцевій і зіркоподібній мережах.

Ще одним важливим фактором є конечне навантаження. Оскільки шинна топологія є пасивною, електричний сигнал від комп'ютера який веде передачу вільно подорожує по всій довжині кабелю. Без конечного навантаження сигнал досягає кінця кабелю, відбивається і йде у зворотному напрямку. Таке відображення зацикленням (ringing). Для запобігання подібного явища до обох кінців кабельного сегмента підключається кінцеве навантаження (термінатор). Термінатори поглинають електричний сигнал і запобігають його відображенню. У мережах із шинною топологією кабелі не можна залишати без кінцевого навантаження.

Прикладом недорогої мережі із шинною топологією є Ethernet 10Base2 (таку мережу називають також "тонкою" Ethernet).

Якщо в мережі із шинною топологією виникають проблеми, переконайтесь, що до кабелю підключене кінцеве навантаження. У мережах без кінцевого навантаження з'являються часті помилки. В результаті мережі стають некерованими.

Переваги шинної топології

Шинна топологія має декілька переваг:

1. Вона надійно працює в невеликих мережах, проста у використанні і зрозуміла.

2. Шина вимагає менше кабелю для з'єднання комп'ютерів і тому дешевше ніж інші схеми кабельних з'єднань.

3. Шинну топологію легко розширити. Два кабельних сегменти можна зістикувати в один довгий кабель за допомогою циліндричного з'єднувача BNC. Це дозволяє підключити до мережі додаткові комп'ютери.

4. Для розширення мережі із шинною топологією можна використовувати повторювач. Повторювач (repeater) підсилює сигнал і дозволяє передавати його на великі відстані.

Недоліки шинної топології

Шинна топологія має наступні недоліки:

1. Інтенсивний мережевий трафік значно знижує продуктивність такої мережі. Оскільки будь-який комп'ютер може передавати дані в довільний момент часу і в більшості мереж вони не координують один з одним моменти передачі, у мережі з шинною топологією та великим числом комп'ютерів станції часто переривають один одного, і чимала частина смуги пропущення губіться даремно. При додаванні комп'ютерів до мережі проблема ще більш збільшується.

2. Кожен циліндричний з'єднувач послабляє електричний сигнал. Тому велике їх число буде перешкоджати коректній передачі інформації із шини.

3. Мережу із шинною топологією важко діагностувати. Розрив кабелю або неправильне функціонування одного з комп'ютерів може привести до того, що інші вузли не зможуть взаємодіяти один з одним. У результаті вся мережа стає непрацездатною.