Топология лвс

Топология – это 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 др.

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

В случае топологии «звезда» каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к центральному узлу (рис. 7.3). Центральным узлом служит пассивный соединитель или активный повторитель.

Рис. 7.3. 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. 7.4).

Рис. 7.4. 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, так как сообщения, посылаемые одним компьютером другому, в принципе, могут быть приняты и на любом другом компьютере.

При кольцевой топологии данные передаются от одного компьютера другому по эстафете (рис. 7.5). Если некоторый компьютер получает данные, предназначенные не ему, он передает их дальше по кольцу. Адресат предназначенные ему данные никуда не передает.

Рис. 7.5. Кольцевая топология 

Достоинством кольцевой топологии является более высокая надежность системы при разрывах кабелей, чем в случае топологии с общей шиной, так как к каждому компьютеру есть два пути доступа. К недостаткам топологии следует отнести большую протяженность кабеля, невысокое быстродействие по сравнению со «звездой» (но соизмеримое с «общей шиной»), а также слабую защищенность информации, как и при топологии с общей шиной.

Топология реальной ЛВС может в точности повторять одну из приведенных выше или включать их комбинацию. Структура сети в общем случае определяется следующими факторами: количеством объединяемых компьютеров, требованиями по надежности и оперативности передачи информации, экономическими соображениями и т. д.

ОСНОВЫ РАБОТЫ В ГЛОБАЛЬНОЙ СЕТИ Интернет

Интернет. Основные понятия

Объединение компьютеров, расположенных в непосредственной близости друг от друга (в одном или в нескольких соседних зданиях), с помощью специальных кабелей и программ управления принято называть локальной сетью. Если же в общую сеть объединяются компьютеры или локальные сети, удалённые друг от друга на значительные расстояния (в пределах одного или нескольких государств), такую структуру именуют распределённой или территориальной сетью.

Глобальные сети – это распределённые сети всемирного масштаба. Самой известной и доступной глобальной сетью является Интернет (Internet). Сеть Интернет не является устойчивой структурой, она постоянно изменяется самими пользователями Сети, число которых уже исчисляется миллионами.

Важнейшая особенность этой глобальной сети: отсутствие централизованного управления.

Следствием этого является абсолютная свобода информационного пространства. Это обстоятельство провоцирует бесконечные споры о цензуре в Сети. Хотя, несомненно, именно неограниченная свобода и привлекает массы пользователей Интернета.

Прообразом современной сети Интернет принято считать американскую военно-промышленную территориальную сеть ARPA. ARPA – Advanced Research Project Agency (Агентство по Передовым Исследовательским Проектам) – одно из подразделений Министерства Обороны США, в недрах которого 2 января 1969 г., после пятилетних дебатов, было принято решение о начале работы над проектом по созданию сети компьютеров оборонных организаций (ARPANet). Сеть должна сохранять работоспособность в условиях ядерной атаки. К 1972 г. сорок компьютерных центров могли обмениваться между собой электронной почтой, осуществлять сеансы работы с удаленными на несколько сотен и тысячи километров машинами и передавать файлы с данными.

Идеологическая основа проекта: отсутствие общего центра управления, полная самостоятельность каждого сегмента. Обмен информацией между узлами сети с гарантированной доставкой сообщений обеспечивался специальным набором протоколов TCP/IP. Сообщения для передачи разбиваются на небольшие специфицированные элементы, названные пакетами. Каждый пакет имеет информацию об адресе назначения, доставка сообщения обеспечивается тем, что каждый узел имеет возможность посылать (или переадресовывать) пакеты по сети к месту назначения. При этом узел сам выбирает наиболее быстрый путь для каждого пакета в соответствии с состоянием соседних участков сети. Таким образом, возможна ситуация, когда разные части файла (пакеты) добираются до адресата различными путями, при этом его окончательная сборка происходит на компьютере получателя (см. рис. 8.1).

Рис. 8.1. Схема, иллюстрирующая движение пакетов с данными в сети Интернет

Кроме того, был разработан ряд стандартных утилит для передачи файлов (FTP), для дистанционного запуска программ (Telnet) и для обмена электронной почтой (SMTP). В 1990 г. этот процесс был полностью завершен. Тогда же Federal Networking Council (Федеральный Совет по Информационным Сетям) отменил требование, заключавшееся в том что для подсоединения к Интернет была необходима рекомендация какого-либо государственного органа США. Это решение послужило началом эпохи коммерциализации Интернета, поскольку теперь любая организация могла получить доступ к Интернет без каких либо серьезных оговорок или обоснований. С 1992 г. Интернет удваивает свои ресурсы каждые полгода. Разумная оценка числа компьютеров, подключенных в сеть Интернет в 1995 г. – 6,5 млн, в марте 2001 г. – 379 млн [9]. Реальную статистику числа компьютеров в сети Интернет и числа серверов получить весьма трудно, так как эти данные меняются практически ежедневно. По прогнозам аналитиков, в 2003 г. пользователей Сети будет порядка 500-600 млн, а в 2005 году – более 800 млн человек.

Интернет можно рассматривать как совокупность миллионов узлов, связанных друг с другом всевозможными линиями связи (рис. 8.2). При этом, узлом может являться как отдельный компьютер, так и локальная сеть. Взаимодействие узлов не зависит от типов компьютеров, их архитектуры и операционных систем, а также физической реализации связи между ними. Обмен информацией между узлами Сети происходит с помощью специальных протоколов – своеобразных предписаний к взаимопониманию. При этом проблемы отдельного узла не могут глобально повлиять на Сеть. Во избежание путаницы при передаче информации ведётся контроль лишь за уникальностью имени узла (адреса).

Рис. 8.2. Интернет как совокупность узлов, связанных друг с другом всевозможными линиями связи

Как правило, Интернет ещё рассматривают как некое информационное пространство, состоящее из большого количества взаимосвязанных сервисов (услуг, служб). Их приблизительно можно разделить на интерактивные (on-line), прямые и отложенного чтения (off-line). Наиболее простая аналогия – телефон, факс и почтовое отправление соответственно. Все эти сервисы имеют свои названия.