2 Топологія мережі
Перед створенням мережі слід з’ясувати, як і де будуть розташовуватися комп’ютери, що підключаються. Також потрібно визначити місце для необхідного мережного устаткування і те, як будуть проходити кабелі, котрі зв’язують комп’ютери. Одним словом, необхідно вибрати майбутню топологію мережі.
Від вибору топології мережі залежить вибір мережного устаткування, а також майбутня доля мережі, тобто можливості її розширення.
Кожна з існуючих технологій має свої правила, що встановлюють тип кабелю, який буде з’єднувати комп’ютери, максимальну довжину сегмента, спосіб ведення кабелю тощо. Часто можна зустріти також комп’ютерні мережі, що поєднують у собі властивості декількох топологій.
Мережна тополо́гія (від грецьк. τόπος , місце) – опис конфігурації мереж, розташування і з’єднання мережних пристроїв.
Мережна топологія може бути:
фізичною – описує реальне розташування і зв’язки між вузлами мережі;
логічною – описує передачу сигналу в рамках фізичної топології.
Існує безліч способів з’єднання мережних пристроїв, із них можна виділити чотири базових топології: шина, кільце, зірка, сітка. Інші способи є комбінаціями базових. У загальному випадкові такі топології називаються змішаними або гібридними, але деякі з них мають власні назви, наприклад „дерево”.
|
A – лінія B – кожний із кожним C – зірка D – кільце E – шина F – дерево
|
Рисунок 2.1 – Типи мережних топологій
Мережа точка-точка (point-to-point)
Мережа «точка – точка» – найпростіший вид комп’ютерної мережі, при якому два комп’ютери з’єднуються між собою прямо через комунікаційне устаткування. Достоїнством такого виду з’єднання є простота і дешевизна, недоліком – з’єднати в такий спосіб можна тільки 2 комп’ютери й не більше.
Часто використовується, коли необхідно швидко передати інформацію з одного комп’ютера, наприклад, ноутбука, на інший.
Шина (bus)
Топологія типу «шина» являє собою загальний кабель (називаний шина або магістраль), до якого приєднані всі робочі станції. На кінцях кабелю знаходяться термінатори для запобігання відбиття сигналу від кінців кабелю.
Рисунок 2.2 – Топологія типу „шина”
Робота в мережі
Повідомлення відправляється робочою станцією – одним із комп’ютерів мережі. Кожна машина перевіряє – кому адресоване повідомлення, і якщо їй, то обробляє його. Для того, щоб виключити одночасну посилку даних, застосовується або «несучий» сигнал або один із комп’ютерів є головним та «дає слово» іншим станціям.
Порівняння з іншими топологіями
Переваги
Невеликий час установки мережі.
Дешевина (потрібно менше кабелю і мережних пристроїв).
Простота настроювання.
Вихід з ладу робочої станції не відбивається на роботі мережі.
Недоліки
Будь-які неполадки в мережі, як обрив кабелю, вихід з ладу термінатора, цілком знищують роботу всієї мережі.
Складна локалізація несправностей.
З додаванням нових робочих станцій падає продуктивність мережі.
Приклади
Сегмент комп’ютерної мережі, що використовує коаксіальний кабель як носія і підключені до цього кабелю робочі станції. У цьому випадку шиною буде відрізок коаксіального кабелю, до якого підключені комп’ютери.
Більш складною формою топології шини є «розподілена шина» (частіше називається «деревоподібна топологія»). У такій топології основний кабель, починаючи з однієї точки – «кореня» (root), розгалужується в різних напрямках, зумовлених реальним фізичним місцем розташування мережних пристроїв. На відміну від топології «шина» у топології «розподілена шина» основний кабель має більше від двох закінчень. Розгалуження кабелю здійснюється з використанням спеціальних роз’ємів. Приклад такої топології наведений на рисунку.
Рисунок 2.3 – Топологія типу „дерево”
Кільце (ring)
Кільце – базова топологія комп’ютерної мережі, у якій робочі станції підключені послідовно одна до одної та утворюють замкнуту мережу.
Рисунок 2.4 – Топологія типу „кільце”
Робота в мережі
У кільці не використовується конкурентний метод посилки даних, комп’ютер у мережі одержує дані від сусіда і перенаправляє їх далі, якщо вони адресовані не йому. Для визначення того, кому можна передавати дані, звичайно використовують спеціальний маркер. Дані ходять по колу, тільки в одному напрямку.
Порівняння з іншими топологіями
Переваги
Простота установки.
Практично повна відсутність додаткового устаткування.
Можливість роботи на високих швидкостях, оскільки дані передаються тільки в одному напрямку.
Недоліки
Вихід з ладу однієї робочої станції й інші неполадки (обрив кабелю), відбиваються на працездатності всієї мережі.
Складність конфігурування і настроювання.
Складність пошуку несправностей.
Застосування
Найбільш широке застосування дістала в мережах з оптоволокна. Використовується в стандартах FDDI, Token ring.
Зірка (star)
Зірка́ – базова топологія комп’ютерної мережі, у якій усі комп’ютери мережі приєднані до центрального вузла (звичайно мережного концентратора).
Рисунок 2.5 – Топологія типу „зірка”
Робота в мережі
Робоча станція, якій потрібно послати дані, відсилає їх на концентратор, а той визначає адресата і передає йому інформацію. У визначений момент часу тільки одна машина в мережі може пересилати дані, якщо на концентратор одночасно надходять два пакети, обидві посилки виявляються не прийнятими і відправникам потрібно буде почекати випадковий проміжок часу, щоб відновити передачу даних.
Порівняння з іншими типами мереж
Переваги
Вихід з ладу однієї робочої станції не відбивається на роботі всієї мережі в цілому.
Гарна масштабованість мережі.
Легкий пошук несправностей і обривів у мережі.
Висока продуктивність мережі.
Гнучкі можливості адміністрування.
Недоліки
Вихід із ладу центрального концентратора обернеться непрацездатністю мережі в цілому.
Для прокладання мережі найчастіше потрібно більше кабелю, ніж для більшості інших топологій.
Кінцеве число робочих станцій, тобто число робочих станцій обмежене кількістю портів у центральному концентраторі.
Застосування
Одна з найбільш розповсюджених топологій, оскільки проста в обслуговуванні. В основному використовується в мережах, де носієм виступає кабель «вита пара».
Сітчаста топологія
Сітчаста топологія (в англ. mesh) – з’єднує кожну робочу станцію мережі з усіма іншими робочими станціями цієї ж мережі. Топологія належить до повнозв’язних, на відміну від інших – неповнозв’язних.
Рисунок 2.6 – Топологія типу „сітка”
Принцип роботи
Відправник повідомлення по черзі з’єднується з вузлами мережі, поки не знайде потрібний, котрий приймає у нього пакети даних.
Порівняння з іншими топологіями
Переваги
Надійність, при обриві кабелю в комп’ютера в мережі залишається достатньо шляхів з’єднання.
Недоліки
Велика вартість установки.
Складність настроювання й експлуатації.
Застосування
У провідних мережах дана топологія використовується рідко, оскільки через надлишкову витрату кабелю стає занадто дорогою. Однак у бездротових технологіях мережі на основі сіткової технології зустрічаються все частіше, оскільки витрати на мережний носій не збільшуються і на перший план виходить надійність мережі.
3 Стандарти IEEE
Інститут інженерів електротехніки та електроніки – IEEE (англ. Institute of Electrical and Electronics Engineers) – міжнародна некомерційна асоціація фахівців у галузі техніки, світовий лідер в галузі розроблення стандартів з радіоелектроніки й електротехніки. Ця суспільна некомерційна асоціація професіоналів веде свою історію з 1884 року, поєднує 380,000 (із них 25 % членів проживають поза межами США) індивідуальних членів із 150 країн. IEEE видає третю частину технічної літератури, що стосується застосування комп’ютерів, керування, електроінженерії, і понад 100 журналів, популярних у середовищі професіоналів, проводить у рік понад 300 великих конференцій, брала участь у розробленні близько 900 діючих стандартів. У Росії діє Сибірська, Санкт-Петербурзька й Російська секції. У складі Сибірської секції знаходиться чотири наукові групи різних товариств IEEE та п’ять студентських відділень, у складі Російської секції – 19 груп і два студентських відділення. Загальне число членів IEEE по Росії – 1500 чол., уключаючи студентів.