Топология сети

Топология - физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи.

Примером могут служить

• Топология «точка-точка»: использует регулярно при соединении двух устройств друг с другом.

• Древовидная топология: практически не используется.

Наиболее широко распространенными сетевыми топологиями являются шина, звезда и кольцо.

Топология шина легла в основу первой версии сети Ethernet. Все устройства подсоединялись к толстому (версия 10Base-5) или к тонкому (версия 10Base-2) коаксиальному кабелю. Выделенный центр отсутствовал, все устройства был равноправны. Отказы оборудования не нарушали работу всей сети. Во время работы можно было добавлять новые устройства.

Передача данных устройствами производилась по очереди (все устройства одновременно не имели возможности передавать через единый кабель). Разрешение возможных конфликтов (при одновременном намерении передавать данные) ложилось на сетевое оборудование каждого отдельного узла.

В качестве механизма доступа к среде в Ethernet применялся CSMA/CD.

В настоящее время шина (как физическая топология) практически не используется.

Ей на смену пришла топология звезда.

Исходно звезда представляла собой сеть с выделенным центром: один компьютер являлся главным и управлял обменом. Как результат, конфликты в такой сети были невозможны. Подобная звезда называлась активной звездой.

На смену ей пришла пассивная звезда: в центре устанавливалось коммуникационное оборудование, которое передавало пришедший сигнал на все порты всем устройством, фактически не управляя обменом. Это устройство носит название концентратор – hub.

С позиции принципов взаимодействия устройств можно увидеть, что пассивная звезда, построенная на hub, будучи физически звездой, является логической шиной: в какой-либо момент времени передавать может только одно устройство. И разрешение конфликтных ситуация также ложится на оборудование узла - на сетевую плату.

В качестве механизма доступа к среде в пассивной звезде Ethernet и Fast Ethernet также применяется CSMA/CD.

Топология звезда активно используется в настоящее время с той разницей, что в качестве коммуникационного оборудования устанавливается коммутатор (switch), который, в отличие от концентратора, позволяет управлять трафиком и передавать данные через различные порты одновременно.

Топология кольцо использовалась в конкуренте Ethernet – в сети Token-Ring и ей подобных.

Устройства соединялись в единое кольцо; выход из строя хотя бы одного компьютера нарушал работу всей сети в целом. Для подключения нового устройства требовалась обязательная остановка сети.

Одно устройство брало на себя роль арбитра, определяющего право передачи данных. Арбитр определялся автоматически по MAC-адресу сетевой платы.

Используемый метод доступа к среде – маркерный. Право передачи определялось специальным пакетом – маркером, который запускался в сеть арбитром. Маркер передавался по кольцу от устройства к устройству. Если устройство имело данные для передачи, маркер изымался из сети, данные передавались, после чего устройство маркер должно было вернуть в сеть – следующему устройству.

Данная топология позволяла соединять множество устройств в одну сеть, созданная сеть отличалась устойчивостью к перегрузкам по причине отсутствия конфликтов.

Для сетей с топологией кольцо модернизация была возможна только при полной замене оборудования (сеть передает со скоростью самого медленного устройства). Это было одной из причин, по которым, в настоящее время сети с кольцевой топологией практически не используются.