Сети с топологией в виде звезды и иерархической звезды

 

Звезда – одна из распространенных топологий локальных Ethernet-сетей. В этом разделе описываются два типа топологий: звезда и иерархическая звезда.

Если проводить параллели с объектами материального мира, то звездообразная топология имеет сходство со спицами колеса. Она состоит из центральной точки соединения, которая является устройством, таким как концентратор, коммутатор или маршрутизатор, где собираются все кабельные сегменты. Каждое устройство в сети присоединены к центральному своим собственным кабелем.

 

 

Рис. 7.4. Звездообразная топология

 

Физическая топология в виде звезды требует больше капитальных вложений, чем шинная, но преимущества звездообразной топологии более выгодны, чем дополнительная стоимость внедрения. Так как каждое устройство подсоединено к центральному устройству собственным проводом, то при проблемах с кабелем только одно устройство потеряет доступ к сети, а остальные сети продолжат работу. Это преимущество очень важно и это оправдывает разработку новых сетей с топологией в виде звезды.

 

 

Рис. 7.5. Топология «иерархическая звезда»

 

Когда звездообразная сеть расширяется, включая дополнительные сетевые устройства, которые подсоединены к основному сетевому устройству, эту топологию можно представить в виде иерархической звезды.

Проблемы с такой топологией возникают тогда, когда центральная точка повреждается, в этом случае большой блок может быть изолирован.

 

Кольцевая топология

 

Как предполагает название, в топологии кольцо все устройства в сети соединены в форме кольца или круга.

 

 

Рис. 7.6. Кольцевая топология

 

По сравнению с шинной топологией, кольцо не имеет ни начала, ни конца, которые требовали бы терминатора. Данные передаются по пути, который очень сильно отличен от логической шинной топологии. В первой реализации маркер (token) перемещался по кольцу, останавливаясь у каждого устройства. Если устройство хочет передать данные, то оно добавляет данные и адрес назначения к маркеру. Маркер продолжает двигаться по кольцу, пока не достигнет пункта назначения, который заберет данные из маркера. Преимущество использования этого метода заключается в том, что в пакете с данными нет коллизий. Существует два типа кольцевой топологии: одиночное кольцо и двойное кольцо.

В сети с одним кольцом все устройства используют один общий кабель, и данные передаются только в одном направлении. Каждое устройство ждет своей очереди, для того чтобы отправить данные через сеть. Одно кольцо, однако, чувствительно к одиночным повреждениям, прекращающим функционирование сети.

 

 

Рис. 7.7. Топология сети с двойным кольцом

 

В топологии сети с двойным кольцом два кольца позволяют отправлять данные в двух направлениях. Эта схема позволяет увеличить надежность (отказоустойчивость), это означает, что при повреждении одного кольца данные могут быть переданы по другому.

 

Полно связанная и частично связанная топологии

 

Другой тип топологии, схожий со звездообразной, называется ячеистой топологией.

 

 

Рис. 7.8. Полно связанная топология

 

В полно связанной топологии все устройства соединены друг с другом для надежности и устойчивости к отказам. Реализация этой топологии очень дорога и сложна. Этот метод наиболее защищен от повреждений, потому что повреждение любой лини не будет влиять на доступность.

 

 

Рис. 7.9. Частично связанная топология

 

В частично связанной топологии одно устройство связано с несколькими другими, но не со всеми. Это метод позволяет снизить стоимость по сравнению с полно связанным, но при этом позволяет разработчику связывать наиболее критические узлы для обеспечения большей надежности.