Топология звезды.

Топология звезды(star topology) характеризуется наличием центрального узла коммутации – сетевого (файлового) сервера, которому или через который посылаются все сообщения (рис. 1).

Рис.1 Топология в виде звезды

В топологии звезды каждый узел может быть соединен с центром - соединительным модулем (hub) или концентратором (concentrator); он действует как центральный узел связи всей сети. Некоторые модели соединительных модулей и концентраторов имеют встроенные диагностические средства, управляемые соответствующим программным обеспечением. Преимущество такой топологии заключается в том, что при обрыве связи между одним из узлов и центром оставшаяся часть сети продолжает работать. Только отказ соединительного модуля или концентратора воздействует более чем на одну рабочую станцию. Концентраторы могут быть как активные, так и пассивные. Если между устройством и концентратором происходит разрыв соединения, то вся остальная сеть продолжает работать. Правда, если этим устройством был единственный сервер, то работа будет несколько затруднена. При выходе из строя концентратора сеть перестанет работать.

Топология звезды – гибкая топология. Позволяет строить как простые, так и сложные сегментированные, разветвленные сети. Имеет высокую скорость, возможно построение сегментов с разной скоростью передачи данных в зависимости от ее технического оснащения и организации. К недостаткам этого вида топологий следует отнести: высокую стоимость, сложную структуру, и то, что наращивания сети ограничено конечным числом портов концентратора. Пропускная способность сети определяется вычислительной мощностью узла и гарантируется для каждой рабочей станции.

Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий вычислительных сетей, поскольку передача данных между рабочими станциями проходит через центральный узел (при его хорошей производительности) по отдельным линиям, используемым только этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от одной станции к другой невысокая по сравнению с достигаемой в других топологиях. В настоящее время большинство ЛВС строится по топологии “звезда”.

Кольцевая топология

В кольцевой топологии (ring topology) каждый узел подключается к общему кабелю, концы которого соединены друг с другом в виде кольца или петли (рис. 2). Архитектуры, основанные на этой топологии (как Token Ring или FDDI), устойчивы к отказам связи с отдельными узлами; для выхода из строя всей сети должен произойти обрыв кольцевого кабеля. Недостатком подобной топологии является ее чувствительность к повреждению канала.

Рис.2 Кольцевая топология

Активная топология. Все компьютеры в сети связаны по замкнутому кругу. Прокладка кабелей между рабочими станциями может оказаться довольно сложной и дорогостоящей, если они расположены не по кольцу, а, например, в линию. Время передачи сообщений возрастает пропорционально увеличению числа узлов в сети. Ограничений на диаметр кольца не существует, т.к. он определяется только расстоянием между узлами в сети. Пересылка сообщений является очень эффективной, так как большинство сообщений можно отправлять “в дорогу” по кабельной системе одно за другим. Очень просто можно сделать кольцевой запрос на все станции. Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций, входящих в вычислительную сеть.

Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них вся сеть парализуется. Подключение новой рабочей станции требует кратко срочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто.

Шинная топология

Шинная топология (bus topology)- самая простая и наиболее часто использовавшаяся в начале развития сетей (рис. 4). Рабочие станции с помощью сетевых адаптеров последовательно подключаются к общей магистрали /шине/ (кабелю). Аналогичным образом к общей магистрали подключаются и другие сетевые устройства. В процессе работы сети информация от передающей станции поступает на адаптеры всех рабочих станций, однако, воспринимается только адаптером той рабочей станции, которой она адресована. Недостаток такой сети состоит в том, что обрыв кабеля в каком- то месте выводит из строя всю сеть.

Рис.3 Шинная топология

При шинной топологии среда передачи информации представляется в форме коммуникационного пути, доступного дня всех рабочих станций, к которому они все должны быть подключены. Все рабочие станции могут непосредственно вступать в контакт с любой рабочей станцией, имеющейся в сети. Пропускная способность такой сети снижается с увеличением нагрузки или при увеличении числа узлов. Для соединения кусков шины могут использоваться активные устройства - повторители (repeater) с внешним источником

Рабочие станции в любое время, без прерывания работы всей вычислительной сети, могут быть подключены к ней или отключены. Функционирование вычислительной сети не зависит от состояния отдельной рабочей станции. К достоинствам этой топологии относится низкая стоимость подключения новых рабочих станций, простота построения, управления и наращивания. Недостатки: низкая скорость работы, малая надежность.

Древовидная структура ЛВС.

На ряду с известными топологиями вычислительных сетей кольцо, звезда и шина, на практике применяется и комбинированная, например древовидная структура. Она образуется в основном в виде комбинаций вышеназванных топологий вычислительных сетей. Основание дерева вычислительной сети располагается в точке (корень), в которой собираются коммуникационные линии информации (ветви дерева).

Рис.4 Древовидная структура ЛВС

Вычислительные сети с древовидной структурой применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде. Отказ одной рабочей станции приводит к отказу лишь одной ветви, поэтому эта структура более надежна чем кольцевая. Для подключения большого числа рабочих станций соответственно адаптерным платам применяют сетевые усилители и / или коммутаторы. Коммутатор, обладающий одновременно и функциями усилителя, называют активным концентратором. На практике применяют две их разновидности, обеспечивающие подключение соответственно восьми или шестнадцати линий.

Устройство, к которому можно присоединить максимум три станции, называют пассивным концентратором. Пассивный концентратор обычно используют как разветвитель. Он не нуждается в усилителе. Предпосылкой для подключения пассивного концентратора является то, что возможное максимальное расстояние до рабочей станции не должно превышать нескольких десятков метров.