2.6 Комбинированные топологии сети

Довольно часто применяются комбинированные топологии, среди них наиболее распространены звездно-шинная и звездно-кольцевая.

В звездно-шинной (star-bus) топологии (Рисунок 6) используется комбинация шины и пассивной звезды.

Рисунок 6 - Схема комбинированной топологии сети типа "star-bus"

К концентратору подключаются как отдельные компьютеры, так и целые шинные сегменты. На самом деле реализуется физическая топология шина, включающая все компьютеры сети. В данной топологии может использоваться и несколько концентраторов, соединенных между собой и образующих так называемую магистральную, опорную шину. К каждому из концентраторов при этом подключаются отдельные компьютеры или шинные сегменты. В результате получается звездно-шинное дерево. Таким образом, пользователь может гибко комбинировать преимущества шинной и звездной топологий, а также легко изменять количество компьютеров, подключенных к сети. С точки зрения распространения информации данная топология равноценна классической шине.

В случае звездно-кольцевой (star-ring) топологии (рисунок 7) в кольцо объединяются не сами компьютеры, а специальные концентраторы, к которым в свою очередь подключаются компьютеры с помощью звездообразных двойных линий связи.

Рисунок 7 - Схема комбинированной топологии сети типа "star-ring"

3 Расчет оборудования и практическая реализация лаборатории

Данная лаборатория будет состоять из комбинированной локальной сети. Т.е. в нее входит топологи шина,звезда и кольцо. В желаемом варианте мы используем сеть Wi-Fi,SIP- телефонию, но в нашем распоряжении не имеется данного оборудования.

В нашем случае на имеющемся оборудование самым оптимальным будет использование операционной системы (ОС) Windows XP, так как системные требование удовлетворяют характеристикам этой ОС.В нашем распоряжении имеется 8 комплектов компьютеров(1 комплект – системный блок, монитор, мышь, клавиатура), 1 сетевой принтер, коммутатор FNSW-1601 витая пара с разъемами RJ-45.

3.1 Проект сети

Два компьютера будут соединены с помощью топологии шина, три с помощью топологии звезда и три с топологией кольцо. И уже эти три топологии будут соединены между собой в одну.

Рисунок 8– проект лаборатории

3.2 Устройства передачи данных

Для подключения компьютеров к среде передачи будем использовать – коммутатор FSNW-1601.

Функциональные возможности FSNW-1601:

• полная совместимость с IEEE802.3 10Base-T, IEEE802.3u100Base-TX;

• каждый порт автоматически поддерживает - 10/20Mbps, 100/200Mbps;

• скорость фильтрации/пересылки пакетов: 148800pps на 100Mbps, 14880pps на 10Mbps;

• высокопроизводительная архитектура Store-and-Forward;

• фильтрация ошибок Runt и CRC оптимизирует пропускную способность сети;

• IEEE 802.3x full-duplex flow control, half-duplex back-pressure flow control;

• автоматическое MDI/MDI-X на каждом порту.

Высокие характеристики и низкая стоимость коммутатора определяют высокую популярность этого коммутатора на сетевом рынке. Коммутатор имеет 16 портов с разъемами RJ-45, обладающих автоопределением скорости работы и дуплексного режима, а так же автоопределением кросс-кабеля. Большая пропускная способность коммутатора 3.2G, встроенный буфер 512К позволит избежать узких мест при коммутации пользователей и серверов рабочей группы.

Простая установка коммутатора в существующую или расширяемую сеть, монтирование в стойку, автоопределение кросс-кабеля на каждом порту - все это позволит без больших затрат использовать коммутатор для подключения пользователей рабочей группы и интегрирования коммутатора в сеть организации.

Основными функциями данного устройства являются:

а) кодирование/декодирование данных. Как известно, данные, обрабатываемые компьютером, представляются в двоичном виде - как последовательность нулей и единиц. Однако понятия "нуль" и "единица" являются логическими понятиями, обозначающими электрические сигналы, отличающиеся друг от друга физическими параметрами и использующиеся для представления информации в различных устройствах, например, оперативной памяти или центральном процессоре. В силу различных технических причин эти сигналы не всегда могут передаваться по физическим каналам связи. Поэтому они должны быть преобразованы. Процесс преобразования сигналов, "удобных для компьютера", в сигналы, которые могут быть переданы по сети, называется физическим кодированием, а обратное преобразование - декодированием.

б) передача сигналов. Информационные сигналы передаются по физическим линиям связи последовательно. В случае, если между передающей и принимающей сторонами параллельно существуют более одной линии, например, проложено несколько кабелей, то оказывается возможным одновременно (параллельно) передавать несколько сигналов. Если эти сигналы представляют различные биты передаваемых данных, то повышается скорость информационного обмена. Если же сигналы представляют один и тот же бит данных - то повышается надежность взаимодействия.

Важной проблемой передачи данных является проблема затухания сигналов. Проходя определенное конечное расстояние, сигналы ослабевают до такой степени, что не могут быть правильно восприняты устройствами. В связи с этим для любой физической среды передачи существует ограничение на максимальное расстояние передачи данных. В случае, если необходимо организовать передачу данных на расстояние, превышающее ограничение среды передачи, при построении канала связи применяются специальные промежуточные устройства, позволяющие усиливать и восстанавливать сигналы. Устройства такого рода, использующиеся при прокладке кабельных систем, называются повторителями (repeater);

в) синхронизация. Для успешного декодирования непрерывный поток сигналов, направляемый передатчиком по физическому каналу, должен быть разделен принимающей стороной на "фрагменты", соответствующие битам данных. Естественно, что такое деление не может быть произвольным, а должно быть синхронизировано с отправителем.

Наряду с этим современные устройства могут решать задачи логической организации передачи, относящиеся к канальному уровню модели OSI. Наиболее известными в настоящее время устройствами являются модемы и сетевые адаптеры.

Модем (модулятор/демодулятор, Modem, рисунок 9) представляет собой устройство, осуществляющее физическое кодирование данных методом модуляции.

Рисунок 9 - Модем

Существуют различные типы модемов для подключения к сетям по разным физическим каналам, как правило, не предназначенным для построения компьютерных сетей. Так, для подключения по телефонным линиям используются телефонные модемы (или - просто модемы, поскольку исторически под этим термином понималось устройство для подключения по телефонным линиям), для подключения по кабельным каналам - кабельные модемы, для подключения по радиоканалам - радиомодемы. Технические характеристики используемого канала накладывают ограничения на правила формирования сигналов (модуляции).

Обычно модемы используются для взаимодействия в сетях типа "точка-точка". В таких сетях не требуется сложной логической организации передачи, поскольку нет необходимости упорядочивать взаимодействие нескольких пар абонентов. К числу дополнительных функций, связанных с организацией передачи, можно отнести сжатие передаваемых данных и обнаружение и исправление ошибок с целью повышения эффективности и надежности передачи по низкокачественным каналам, например, телефонных.

Сетевой адаптер (сетевая плата, плата сетевого интерфейса, Network Interface Card, рисунок 10) - это устройство, которое предназначено для подключения компьютера к высококачественным физическим каналам компьютерных сетей.

Рисунок 10 - Сетевой адаптер

Поэтому для физического кодирования передаваемых данных используются различные типы цифрового кодирования.

Поскольку компьютерные сети могут иметь сложные топологии? и в них одновременно могут осуществлять взаимодействие несколько пар абонентов, то требуется решать достаточно сложные задачи по упорядочиванию этого взаимодействия. Поэтому сетевые адаптеры реализуют также определенное число логических функций организации взаимодействия, например, адресации абонентов и упорядочивания одновременного доступа нескольких к общей физической линии и т.д.