16. Поняття комп’ютерної мережі. Топології ком’ютерних мереж

Комп’ютерна мережа – це сукупність комп’ютерів, що з'єднанні каналами зв'язку, оснащенні мережевим (комунікаційним) обладнанням та мережевим програмним забезпеченням.

Канал зв’язку – це обладнання, за допомогою якого здійснюється з’єднання комп’ютерів в мережу.

Мережеве обладнання – це периферійні пристрої, що здійснюють перетворення сигналів, використаних у комп'ютерах, на сигнали, що передаються через канали зв'язку і навпаки.

Мережеве програмне забезпечення – це набір програм, що забезпечують роботу мережевого обладнання і обмін інформацією між комп'ютерами в мережі.

Мережеве обладнання (вузли комутації) та канали зв'язку утворюють середовище передавання даних.

Основне призначення КМ – це спільне використання ресурсів (всіх типів даних, програм, додатків, пристроїв) і встановлення зв'язку як у середині одного підрозділу чи організації, так і за її межами.

Комп'ютери, підключені до мережі, називаються вузлами, абонентськими пунктами або робочими станціями.

Комп'ютери, які виконують функції керування мережею чи надають свої ресурси всім користувачам мережі, називаються серверами.

Комп'ютери, що користуються послугами серверів, називаються клієнтами.

Інформація в мережі передається блоками даних по процедурах обміну між об'єктами. Ці процедури називають протоколами передачі даних. Протокол - це сукупність правил, що встановлюють формат і процедури обміну інформацією між двома або декількома пристроями. Завантаження мережі характеризується параметром, званим трафіком. Трафік (traffic) - це потік повідомлень в мережі передачі даних. Під ним розуміють кількісний вимір у вибраних точках мережі числа блоків даних і їх довжини, що проходять, виражене в бітах в секунду.

Істотний вплив на характеристику мережі чинить метод доступу. Метод доступу - це спосіб визначення того, яка з робочих станцій зможе наступною використовувати канал зв'язку і як управляти доступом до каналу зв'язку (кабелю).

У мережі усі робочі станції фізично сполучені між собою каналами зв'язку по певній структурі, званою топологією. Топологія - це опис фізичних з'єднань в мережі, що вказує які робочі станції можуть зв'язуватися між собою. Тип топології визначає продуктивність, працездатність і надійність експлуатації робочих станцій, а також час звернення до файлового сервера. Залежно від топології мережі використовується той або інший метод доступу.

Класифікація за типом мережевої топології

Під топологією мережі розуміється опис її фізичного розташування, тобто те, як комп'ютери сполучені в мережі один з одним і за допомогою яких пристроїв входять у фізичну топологію.

Існує чотири основні топології:

- Bus (шина);

- Ring (кільце);

- Star (зірка);

- Mesh (осередок).

Шина

Фізична топологія шина, що іменується також лінійною шиною, складається з єдиного кабелю, до якого приєднані усі комп'ютери сегменту.

Повідомлення посилаються по лінії усім підключеним станціям незалежно від того, хто є одержувачем. Кожен комп'ютер перевіряє кожен пакет в дроті, щоб визначити одержувача пакету. Якщо пакет призначений для іншої станції, то комп'ютер відкидає його. Якщо пакет призначений цьому комп'ютеру, то він отримає і обробить його.

Головний кабель шини, відомий як магістраль, має на обох кінцях заглушки (терминаторы) для запобігання віддзеркаленню сигналу.

Недоліки:

- важко ізолювати неполадки станції або іншого мережевого компонента;

- неполадки в магістральному кабелі можуть привести до виходу з ладу усієї мережі.

К ільце

У фізичній топології "кільце" лінії передачі даних фактично утворюють логічне кільце, до якого підключені усі комп'ютери мережі.

Доступ до носія в кільці здійснюється за допомогою маркерів (token), які пускаються по кругу від станції до станції, даючи їм можливість переслати пакет, якщо це треба. Комп'ютер може посилати дані

тільки тоді, коли володіє маркером.

Оскільки кожен комп'ютер при цій топології є частиною кільця, він має можливість пересилати будь-які отримані ним пакети даних, адресовані іншій станції.

Недоліки:

- неполадки на одній станції можуть привести до відмови усієї мережі;

- при переконфігурації будь-якої частини мережі необхідно тимчасово відключати усю мережу.

Зірка

У топології Star (зірка) усі комп'ютери в мережі сполучені один з одним за допомогою центрального концентратора.

Усі дані, які посилає станція, прямують прямо на концентратор, який пересилає пакет у напрямі одержувача.

У цій топології тільки один комп'ютер може посилати дані в конкретний момент часу. При одночасній спробі двох і більше комп'ютерів переслати дані, усі вони дістануть відмову і будуть вимушені чекати випадковий

інтервал часу, щоб спробувати ще раз.

Ці мережі краще масштабуються, чим інші мережі. Неполадки на одній станції не виводять з ладу усю мережу. Наявність центрального концентратора полегшує додавання нового комп'ютера.

Недоліки:

- вимагає більше кабелю, чим інші топології;

- вихід з ладу концентратора виведе з ладу увесь сегмент мережі.

К омірка

Топологія Mesh (комірка) сполучає усі комп'ютери попарно.

Мережі Mesh використовують значно більшу кількість кабелю, чим інші топології. Ці мережі значно важче встановлювати. Але ці мережі стійкі до збоїв (здатні працювати за наявності ушкоджень).