Топология информационных сетей

Топология глобальных и региональных сетей определяется существующими линиями связи. Применительно к локальным сетям существует несколько вариантов их построения. Локальные сети можно поделить на два типа: централизованные и децентрализованные. В сетях первого типа имеется некоторый главный узел (центральная станция), который управляет процессом пеердачи данных между всеми узлами сети и клиентами. В сетях второго типа все узлы имеют равное право на использование каналов связи, и управляется по одним и тем же правилам. Такая сеть называется одноранговой. В этом случае нет иерархии среди компьютеров, и каждый из них функционирует и как клиент и как сервер. Под топологией сетей понимают физическое расположение компонентов сети. Топологию сети можно представить в виде графа, вершинами которого соответствуют узлы сети, а ребрам – физические связи между ними. При этом конфигурация физических связей между компьютерами, в принципе, может отличаться от конфигурации логических связей между узлами сети. При выборе топологии в сети принято учитывать следующие моменты.

1) Состав необходимого сетевого оборудования.

2) Характеристики сетевого оборудования.

3) Возможность расширения сети.

4) Способ управления сетью (способ взаимодействия компьютеров в сети).

Все сети в настоящее время стоятся на основе трех базовых топологий:

1. Шина.

2. Звезда.

3. Кольцо.

Для топологии типа – шина характерно линейное расположение связей между узлами. В такой сети используются один кабель, именуемый магистральный бит в секунду, вдоль которого подключены все компьютеры сети. При этом передача сигналов осуществляется в обе стороны. Топология шина – пассивная топология, то есть когда происходит передача данных по сети от одного из компьютеров, остальные находятся в режиме приема, но сами в передаче данных не участвуют (в этот момент). При этом информацию, передаваемую по сети, воспринимают только тот компьютер, чей адрес соответствует в передаваемых сигналах. Поскольку в этой сети передачу в каждый момент времени может вести только один из ее компьютеров, то чем больше будет их число в рамках данной сети, тем медленнее будет связь. К достоинствам этой топологии относятся: сравнительная дешевизна и простота разводки кабеля по помещению. Недостаток – низкая надежность, поскольку любой дефект кабеля какого-нибудь из разъемов полностью парализует всю сеть.

Звезда. При данной топологии все компьютеры подключаются с помощью сегментов кабеля к центральному узлу. Данный тип топологии – централизованный тип начальной сети. Функции центрального устройства (сервер) входит по направлению передаваемой каким-либо компьютерам информацию всех компьютеров сети. Кроме того, центральный узел может играть роль фильтра, блокируя при необходимости запрещение администратором передачи. К достоинствам такой сети относится ее высокая надежность, поскольку, если выйдет из строя один из компьютеров или соответствующий кабель, то лишь этот компьютер не сможет участвовать в обмене информации по сети, работа остальных не изменится. Недостатки: более высокая стоимость по сравнению с топологией шины. В первую очередь из-за того, что центральный компонент сети должен быть максимально надежным, а отсюда и дорогим, поскольку при выходе его из строя вся сеть падает. Кроме того, так как все компьютеры подключены к одному центральному узлу, то в случае больших размеров в сети, значительно возрастает расход кабеля. К недостаткам этой топологии можно отнести также ограниченное число абонентов (не более 16). Поэтому при необходимости масштабирования сети часто используют топологию – иерархическая звезда.

В этом случае несколько концентраторов иерархически соединяются между собой связями типа звезда, что позволяет довести число абонентов до желаемого количества.

Кольцо. При данной топологии компьютер подключается к кабелю, замкнутому в кольцо. Сеть с такой топологией может работать как в качестве централизованной сети, так и по шине децентрализованной сети. При работе сети сигналы передаются в одном направлении и проходят через каждый компьютер. Кольцо - активная сетевая топология. В активных топологиях компьютеры реагируют на сигналы и передают их по сети, поэтому данные, сделав полный оборот, возвращаются к источнику, который может контролировать процесс доставки данных к адресату. Недостаток: при выходе из строя хотя бы одного из узлов – вся сеть падает. Достоинства: возможность подключения достаточно большого числа абонентов (100 и более).

Помимо рассмотренных базовых вариантов топологий могут быть использованы различные их комбинации. Такая топология называется смешенной.

27