2. Топология локальной вычислительной сети

Локальная сеть состоит из вычислительных машин и сети передачи данных (сети связи) и классифицируется по геометрическим масштабам на следующие классы сетей: глобальная вычислительная сеть, широкомасштабная сеть, региональная сеть, локальная сеть.

На сегодняшний день используется несколько базовых технологий, на основе которых работает подавляющее большинство локальных современных сетей – Ethernet, Token Ring, FDDI.

Термин «топология», или «топология сети», характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети.

Топология — это стандартный термин, который используется профессионалами при описании основной компоновки сети. Топология сети обуславливает ее характеристики. В частности, выбор той или иной топологии влияет:

 на состав необходимого сетевого оборудования;

 характеристики сетевого оборудования;

 возможности расширения сети;

 способ управления сетью.

При подключении устройств к сети передачи данных используется 3 основных топологии:

 шина

 звезда

 кольцо

Топология «шина»:

Топологию «шина» часто называют «линейной шиной» (linear bus). В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети.

В сети с топологией «шина» данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети; однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя, зашифрованному в этих сигналах. Причем в каждый момент времени только один компьютер может вести передачу.

Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, ее производительность зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем их больше, т.е. чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее сеть.

Особенности шинной топологии.

1. Она надежно работает в небольших сетях, проста в использовании и понятна.

2. Шина требует меньше кабеля для соединения компьютеров и поэтому дешевле, чем другие схемы кабельных соединений.

3. Для расширения сети с шинной топологией можно использовать повторитель. Повторитель (repeater) усиливает сигнал и позволяет передавать его на большие расстояния.

4. Каждый цилиндрический соединитель ослабляет электрический сигнал, и большее их число будет препятствовать корректной передаче информации по шине.

5. Сеть с шинной топологией трудно диагностировать. Разрыв кабеля или неправильное функционирование одного из компьютеров может привести к тому, что другие узлы не смогут взаимодействовать друг с другом. В результате вся сеть становится неработоспособной.

Топология «кольцо»:

При кольцевой топологии сети рабочие станции связаны одна с другой по кругу, т.е. рабочая станция 1 с рабочей станцией 2, рабочая станция 2 с рабочей станцией 3 и т.д. Последняя рабочая станция связана с первой. Коммуникационная связь замыкается в кольцо.

Прокладка кабелей от одной рабочей станции до другой может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географическое расположение рабочих станций далеко от формы кольца (например, в линию). Сообщения циркулируют регулярно по кругу. Рабочая станция посылает по определенному конечному адресу информацию, предварительно получив из кольца запрос. Пересылка сообщений является очень эффективной, т.к. большинство сообщений можно отправлять «в дорогу» по кабельной системе одно за другим.

Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть.

Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется.

Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, т.к. во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Ограничения на протяженность вычислительной сети не существует.

Особенности кольцевой топологии.

1. Поскольку всем компьютерам предоставляется равный доступ к маркеру, никто из них не сможет монополизировать сеть.

2. Справедливое совместное использование сети обеспечивает постепенное снижение ее производительности в случае увеличения числа пользователей и перегрузки (лучше, если сеть будет продолжать функционировать, хотя и медленно, чем сразу откажет при превышении пропускной способности).

3. Отказ одного компьютера в сети может повлиять на работоспособность всей сети.

4. Кольцевую сеть трудно диагностировать.

5. Добавление или удаление компьютера вынуждает разрывать сеть.

Топология «звезда»:

Концепция топологии сети в виде звезды пришла из области больших ЭВМ, в которой головная машина получает и обрабатывает все данные с периферийных устройств как активный узел обработки данных. Этот принцип применяется в системах передачи данных. Вся информация между двумя периферийными рабочими местами проходит через центральный узел вычислительной сети.

Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Коллизий (столкновений) данных не возникает. Кабельное соединение довольно простое, т.к. каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии.

При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети.

Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Производительность вычислительной сети в первую очередь зависит от мощности центрального файлового сервера

В качестве топологии сети для «Автоматизированной телефонной станции по 4-му» была выбрана топология «звезда». Выбор данной топологии характеризуется тем, что она легко администрируется и совершенно прозрачна. Так же она отказоустойчива, т.е. при отказе одного из компонентов сети, все остальные будут продолжать работать.

Проектируемая компьютерная сеть предназначается для решения задачи объединения информационных ресурсов предприятия в единую мобильную систему, для оптимизации работы предприятия, а также для обеспечения доступности информации и ее централизованного хранения в базах данных.

Так как автоматизированная телефонная станция занимает более одного этажа, на которых более трех десятков компьютеров, то сеть для данного предприятия просто жизненно необходима. Да и к тому же сейчас трудно найти сколь-нибудь крупное предприятие, на котором не было хотя бы односегментной сети персональных компьютеров. Все больше и больше появляется крупных сетей с сотнями рабочих станций и десятками серверов. Исходя из перечисленных потребностей, следует определить, что целью проектирования локальной компьютерной сети для автоматизированной телефонной станции является повышение эффективности работы организации, которое выражается в росте прибыли и снижении затрат на предоставление услуг связи, а также обеспечение мобильности и оптимизированного рабочего процесса, что организовывается только при помощи создания ЛВС внутри фирмы.

Описание требований, предъявляемых к сети:

- Минимизация загрузки центрального узла системы;

- Сетевая операционная система должна поддерживать программное обеспечение, используемое сотрудниками;

- Обеспечить безопасность информационных ресурсов организации на уровне программного обеспечения;

- Высокая безопасность информационной системы;

- Минимизация числа сетевого оборудования;

- Выход во вне нужен с максимальной безопасностью.