Топология шина (ArcNet и Ethernet)

Шинная топология представляет собой кабель, последовательно соединяющий компьютеры и серверы в виде цепочки. Сеть с шинной топологией имеет начальную и конечную точки, и к каждому концу сегмента шинного кабеля подключается терминатор. Передаваемый пакет принимается всеми узлами сегмента и на прохождение всего сегмента требуется некоторое количество времени, называемое задержкой.

В качестве среды передачи в данной топологии применяется коаксиальный кабель.

Расширяемость сети, то есть степень простоты добавления новых элементов – хорошая, поскольку новый узел можно подключить в любой точке общей шины.

Уровень надежности, то есть вероятность сохранения работоспособности при выходе из строя узла сети или разрыва передающей среды этой топология очень низкая. Обрыв кабеля в любой точке может блокировать весь сетевой обмен.

Наличие терминатора обязательно для шинной топологии, поскольку терминатор указывает на физическое окончание сегмента. На практике терминатор представляет собой электрическое сопротивление, гасящее сигнал, когда тот достигает конца сети. Без терминатора сигналы могли бы отражаться – обратно возвращаться в этот кабель, по которому они были переданы. Отраженный сигнал сбивает синхронизацию сети и может сталкиваться с новыми сигналами, передаваемыми по сети.

Топология кольцо

При топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Поэтому у кабеля просто нет свободного конца и не надо ставить терминатор.

Продвижение информации осуществляется от первому ко второму, от второго к третьему и так далее, а от последнего к первому.

Кольцевой топологией легче управлять, чем шинной, поскольку оборудование, используемое для построения кольца, упрощает локализацию дефектного узла или неисправного кабеля. Данная топология хорошо подходит для передачи сигналов в локальных сетях, поскольку она справляется с большим сетевым трафиком лучше, чем шинная топология, а также кольцевая обеспечивает более надежную передачу данных.

Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», здесь каждый компьютер выступает в роли повторителя, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает действовать вся сеть – недостаток

Интерфейс связи может быть реализован в виде внешнего трансивера, либо встроен в сетевой адаптер. Для обеспечения бесперебойной работы он должен быть всегда включен и иметь возможность взаимодействия кольца при отключении узла сети.

Расширяемость сети, в отличие от топологии «шина», достаточно трудоемкий процесс, особенно если вновь подключаемый элемент расположен в стороне от уже существующей кабельной проводки.

Топологией «кольцо» пользуются сетевые архитектуры FDDI и Token Ring (Самый популярный – при реализации передачи данных использует передачу маркера).

Топология звезда

Звездообразная топология (star topology), или просто «звезда», является старейшим способом передачи сигналов, имеющим свое начало в коммутационных телефонных станциях. Несмотря на возраст, достоинства при использовании в сетях делают звездообразную топологию удачным выбором для современных сетей.

В этом случае все компьютеры, подключаемые к сети, соединяются кабелем с «центральным элементом» в качестве которого может использоваться специальный компьютер – узел сети или специализированное оборудование – концентратор или коммутатор.

Сигналы от передающего компьютера поступают через центральный элемент (например, сервер) ко всем остальным, что является основой терминальных систем.

Звезда является частным случаем дерева, поэтому сети с топологией звезда образуют иерархически подчиненную систему.

Несмотря на большие размеры кабеля, чем у шины топология является дешевой, а поэтому довольно распространенной. Максимальная скорость передачи ограничена типом центрального элемента и возможностями передающей среды. Недостатком является узкое место в сети – центральный элемент.

Расширяемость сети довольно высокая. Достаточно соединить новый узел с центральным элементом сети. Если свободных портов в центральном элементе нет, его можно заменить или установить дополнительный специализированный многопортовый сетевой адаптер.

Недостатком звезды является то, что центральный элемент является единственной точкой отказа и при выходе его из строя все узлы теряют возможность передачи данных.

Другим недостатком является то, что для звезды требуется больше кабеля, чем для шины, но этот недостаток уже считается несущественным, поскольку кабельные системы топологии «звезда», как правило, поддерживают гораздо более высокие скорости информационного обмена.