19. Основные типы топологий локальных вычислительных сетей.

Топология ЛВС

Топология, т.е. конфигурация соединения рабочих станций и других элементов в ЛВС, важнее чем другие характеристики сети, потому что топология определяет многие важные свойства сети, например такие, как надежность и производительность. Можно делить топологии на два основных класса: широковещательные ("broadcasting") и последовательные ("routing").

• а. В широковещательных конфигурациях каждый ПК передает сигналы по сети, которые могут быть восприняты остальными ПК. К таким конфигурациям относятся: общая шина, дерево, и звезда с пассивным центром ("passive hub").

Общая шина – основной тип широковещательной конфигурации, позволяя значительно упростить логическую и программную структуру ЛВС. Ее основными достоинствами являются простота расширения сети, простота используемых методов управления, возможность работать без централизованного управления, минималбный расход кабеля. Она – пассивная среда и поэтому обладает очень высокой надежностью.

Дерево представляет собой более развитый вариант конфигурации типа шина. Оно образуется путем соединения нескольких шин посредством пассивными или активными повторителями ("hubs"). Оно обладает необходимой гибкостью для того, чтобы охватить средствами ЛВС несколько этажей в здании или несколько зданий на одной территории. При наличии активных повторителей отказ одного сегмента не приводит к выходу из строя всех остальных.

Звезда можно рассматривать как дерево, имеющее корень с ответвлениями к каждому подключенному устройству. Звездообразные ЛВС обычно менее надежны, чем сети типа шина или дерево, но могут быть защищены от нарушений в кабеле с помощью центрального реле, которое отключает вышедшие из строя кабельные лучи. Топология "звезда" требует больше кабеля, чем шина или дерево.

• б. В последовательных конфигурациях каждый физический подуровень передает информацию только одному ПК. К ним относятся: произвольная, иерархическая, кольцо, цепочка, звезда с "интеллектуальным" центром ("active hub") и снежинка.

Наиболее простой путь построения ЛВС – произвольное или непосредственное соединение всех устройств посредством кабеля от одного к другому. Каждая линия смогла бы использовать в принципе различные интерфейсы и методы передачи, завися от харектеристик соединяемых устройств. Основные преимущества данного метода состоит из необходимости соединения только на физическом уровне, а также простоты программного соединения. Но есть и недостатки: высокая стоимость из-за большого числа каналов и нужды маршрутизации данных к каждому принимающему устройству.

Другой способ соединения абонентских систем, иерархический, довольно распространен при небольшом числе рабочих станций, работает по принципу "накопи и передай" ("store and forward"). Основные преимущества этого метода состоит из возможности оптимального соединения ЭВМ в сети. А недостатки связаны со сложностью программного обеспечения ЛВС и снижением скорости передачи информации между уровнями, потому что каждый уровень накопляет и передает информацию на высший уровень.

Наиболее распространенные последовательные конфигурации – "кольцо", "цепочка", "звезда" с активным центром, "снежинка". В конфигурации "кольцо", где пакет совершает полный круг, возвращаясь снова к станции-отправителю, получатель в ходе обработки пакета может установить некоторый индикатор, подтверждая, что он получил пакет. Часто получатель возвращает только заголовку первого пакета, чтобы уменьшить поток данных на сети. Поскольку любая станция может выйти из строя и пакет может не попасть по назначению, обычно бывает необходим специальный "сборщик мусора" ("garbage collector"), который опознает и уничтожает такие "заблудившиеся" пакеты.

Только кольцо может работать в одном направлении. Все остальные топологии должны обеспечивать передачу сигналов в обоих направлениях, но это усложнает управление сети и повышает ее цену. Оптоволоконные соединители обычно передают информацию только в одну сторону. Поэтому топология "кольцо" стала самой предпочитаемой из всех конфигурацией.