Newcomposers.ru

IT Мир
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Локальная сеть кольцо

Основные плюсы и минусы топологии кольцо

Кольцевая сеть представляет собой конфигурацию, в которой каждый узел соединяется ровно с двумя другими узлами, образуя единый непрерывный путь для сигналов через каждый компьютер — кольцо. Данные перемещаются от узла к узлу, причем каждый из них на своем пути обрабатывает каждый пакет.

Особенности

Кольцевые топологии соединяют все устройства сети в последовательную цепь. Данные перемещаются с одного устройства на другое, пока не достигают места назначения и, наконец, не возвращаются в операционный центр. Эта конфигурация требует меньшего количества кабелей и траншей, чем альтернативные топологии типа “звезда”, и, следовательно, она проще и экономичнее в реализации.

В случае традиционных кольцевых топологий, если одно из устройств в кольце выходит из строя, это влияет на всю сеть. Поэтому можно потерять все потоки с нескольких узлов в сети одновременно. Для разрешения этой проблемы, были разработаны и запатентованы более гибкие кольцевые конфигурации. Это привело к повышенной отказоустойчивости сети и времени переключения при сбое, позволяя данным перемещаться в двух направлениях по кольцу. В сочетании с промышленными коммутаторами Ethernet эластичная кольцевая топология может восстановить сеть за 15–30 миллисекунд, такая скорость позволяет не пропустить ни одного сигнала.

Плюсы топологии

  • Простая настройка. Кольцевая топология довольно просто настраивается. Для подключения компьютеров друг к другу не требуется сервер или центральная рабочая станция. Они могут быть легко связаны между собой, соединяя одно устройство с другим. Она дешевле топологии типа “звезда” или “дерево”, обе из которых требуют центрального или главного устройства для управления узлами.
  • Трафик данных. Кольцевая топология может обрабатывать большой объем трафика, поскольку данные передаются однонаправленно. Это упрощает поток данных и предотвращает перегрузку сети. Это также снижает вероятность повреждения данных.
  • Устранение неполадок. Когда происходит ошибка, легко определить, где она произошла, поскольку последовательная передача данных, дает понять на каком из узлов связь была разорвана.
  • Качество работы при нагрузке. Не все системы могут выдерживать большую потоковую нагрузку на сеть. Например, если сравнивать кольцо с шиной, то первая будет работать значительно лучше. Топология кольцо может достаточно спокойно работать в условиях повышенной нагрузки.
  • Нет центрального узла. Некоторые системы имеют структуру, которая подразумевает наличие центрального компьютера, но такая централизация иногда может только навредить сети. Топология кольцо не имеет главного центрального узла, который предназначен для управления и контроля связи между узлами, поэтому проблемы с этим аспектом ей не страшны.
  • Пропускная способность. Подключение дополнительных узлов очень мало или совсем не влияет на пропускную способность сети.
  • Упорядоченность. Данная топология предполагает, что сеть будет очень упорядоченная, где каждое устройство имеет доступ к токену и возможность передачи.
  • Передача данных. Передача данных относительно проста, поскольку пакеты перемещаются только в одном направлении.

Недостатки

  • Репликация данных. Репликация данных в кольцевой топологии менее эффективна, чем в звездной. В конфигурации “звезда” центральный сервер или компьютер могут напрямую реплицировать данные на всех других устройствах одновременно. В кольцевой топологии данные будут скопированы с одного устройства на другое до того, как все компьютеры получат одинаковые данные.
  • Сбои сети. Хотя легко устранить неполадки при настройке кольцевой топологии, при сбое одного устройства происходит сбой всей сети из-за обрыва линии связи. Пока узел не будет починен или заменен, сеть работать не будет.
  • Расширение. Другой недостаток такой конфигурации обнаруживается, при расширении сети. Если в исходной конфигурации есть пять компьютеров, а затем нужно добавить еще пять, то придется отключить всю сеть, прежде чем приступать к ее расширению. Чтобы разместить дополнительные компьютеры в такую систему, необходимо отключить каждое соединение и подключить новые устройства в установку с обратной связью, прежде чем снова перенастраивать всю сеть.
  • Одно соединение. В данном типе подключения используется кабель одной длины, соединяющий все компьютеры и образующий петлю. В случае обрыва кабеля все системы в сети не смогут получить доступ к сети. Поэтому возникает полная зависимость от одного кабеля.
  • Скорость работы. Пакеты данных должны проходить через каждый компьютер между отправителем и получателем, поэтому это может приводить к замедлению передачи.

Вывод

Как правило, когда речь заходит о кольцевой топологии, то говорят об однонаправленности передачи сигнала, хотя существуют и двунаправленные кольцевые топологии. Чтобы сделать передачу двунаправленной, потребуется два соединения между узлами сети для формирования конфигурации двойного кольца. Кольцевые топологии могут поддерживать большие сети гораздо эффективнее, чем шинные. Также рекомендуется подключать ретранслятор, который поможет минимизировать потери пакетов во время передачи данных.

Двойное кольцо

В глобальных (WAN) и в метрологических локальных сетях (MAN) кольцевая топология используется в качестве связи с клиентами. Как раз в таких случаях обычно используется двунаправленная система передачи, то есть сигнал будет идти в обоих направлениях. Это нужно для того чтобы, иметь два отличных пути к общему коммутатору.

Так как каждая из конфигураций имеет свои ограничения, то нужно исходить в первую очередь из них, так как они позволят лучше понять какая из конфигураций подойдет больше всего. В случае, если ограничения не позволяют использовать длинные дорогостоящие кабели, но при этом нужно сконфигурировать быструю скоростную связь, то кольцевая топология будет лучшим выбором.

Определение локальных сетей и их топология

Топология звезда

Звезда — это единственная топология сети с явно выделенным центром, к которому подключаются все остальные абоненты . Обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который ложится большая нагрузка, поэтому ничем другим, кроме сети, он, как правило, заниматься не может. Понятно, что сетевое оборудование центрального абонента должно быть существенно более сложным, чем оборудование периферийных абонентов . О равноправии всех абонентов (как в шине) в данном случае говорить не приходится. Обычно центральный компьютер самый мощный, именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, так как управление полностью централизовано.

Если говорить об устойчивости звезды к отказам компьютеров, то выход из строя периферийного компьютера или его сетевого оборудования никак не отражается на функционировании оставшейся части сети, зато любой отказ центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной. В связи с этим должны приниматься специальные меры по повышению надежности центрального компьютера и его сетевой аппаратуры.

Обрыв кабеля или короткое замыкание в нем при топологии звезда нарушает обмен только с одним компьютером, а все остальные компьютеры могут нормально продолжать работу.

В отличие от шины, в звезде на каждой линии связи находятся только два абонента : центральный и один из периферийных. Чаще всего для их соединения используется две линии связи , каждая из которых передает информацию в одном направлении, то есть на каждой линии связи имеется только один приемник и один передатчик. Это так называемая передача точка-точка. Все это существенно упрощает сетевое оборудование по сравнению с шиной и избавляет от необходимости применения дополнительных, внешних терминаторов .

Проблема затухания сигналов в линии связи также решается в звезде проще, чем в случае шины, ведь каждый приемник всегда получает сигнал одного уровня. Предельная длина сети с топологией звезда может быть вдвое больше, чем в шине (то есть 2 Lпр), так как каждый из кабелей, соединяющий центр с периферийным абонентом , может иметь длину Lпр.

Серьезный недостаток топологии звезда состоит в жестком ограничении количества абонентов . Обычно центральный абонент может обслуживать не более 8—16 периферийных абонентов . В этих пределах подключение новых абонентов довольно просто, но за ними оно просто невозможно. В звезде допустимо подключение вместо периферийного еще одного центрального абонента (в результате получается топология из нескольких соединенных между собой звезд).

Звезда, показанная на рис. 1.6, носит название активной или истинной звезды. Существует также топология , называемая пассивной звездой, которая только внешне похожа на звезду (рис. 1.11). В настоящее время она распространена гораздо более широко, чем активная звезда. Достаточно сказать, что она используется в наиболее популярной сегодня сети Ethernet.

В центре сети с данной топологией помещается не компьютер, а специальное устройство — концентратор или, как его еще называют, хаб (hub), которое выполняет ту же функцию, что и репитер , то есть восстанавливает приходящие сигналы и пересылает их во все другие линии связи .

Читать еще:  Вконтакте ru социальная сеть

Получается, что хотя схема прокладки кабелей подобна истинной или активной звезде, фактически речь идет о шинной топологии , так как информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам, а никакого центрального абонента не существует. Безусловно, пассивная звезда дороже обычной шины, так как в этом случае требуется еще и концентратор. Однако она предоставляет целый ряд дополнительных возможностей, связанных с преимуществами звезды, в частности, упрощает обслуживание и ремонт сети. Именно поэтому в последнее время пассивная звезда все больше вытесняет истинную звезду, которая считается малоперспективной топологией .

Можно выделить также промежуточный тип топологии между активной и пассивной звездой. В этом случае концентратор не только ретранслирует поступающие на него сигналы, но и производит управление обменом , однако сам в обмене не участвует (так сделано в сети 100VG-AnyLAN ).

Большое достоинство звезды (как активной, так и пассивной) состоит в том, что все точки подключения собраны в одном месте. Это позволяет легко контролировать работу сети, локализовать неисправности путем простого отключения от центра тех или иных абонентов (что невозможно, например, в случае шинной топологии ), а также ограничивать доступ посторонних лиц к жизненно важным для сети точкам подключения. К периферийному абоненту в случае звезды может подходить как один кабель (по которому идет передача в обоих направлениях), так и два (каждый кабель передает в одном из двух встречных направлений), причем последнее встречается гораздо чаще.

Общим недостатком для всех топологий типа звезда (как активной, так и пассивной) является значительно больший, чем при других топологиях , расход кабеля. Например, если компьютеры расположены в одну линию (как на рис. 1.5), то при выборе топологии звезда понадобится в несколько раз больше кабеля, чем при топологии шина. Это существенно влияет на стоимость сети в целом и заметно усложняет прокладку кабеля.

Топология кольцо

Кольцо — это топология , в которой каждый компьютер соединен линиями связи с двумя другими: от одного он получает информацию, а другому передает. На каждой линии связи , как и в случае звезды, работает только один передатчик и один приемник (связь типа точка-точка). Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов .

Важная особенность кольца состоит в том, что каждый компьютер ретранслирует (восстанавливает, усиливает) приходящий к нему сигнал, то есть выступает в роли репитера. Затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами кольца. Если предельная длина кабеля, ограниченная затуханием, составляет Lпр, то суммарная длина кольца может достигать NLпр, где N — количество компьютеров в кольце. Полный размер сети в пределе будет NLпр/2, так как кольцо придется сложить вдвое. На практике размеры кольцевых сетей достигают десятков километров (например, в сети FDDI ). Кольцо в этом отношении существенно превосходит любые другие топологии .

Четко выделенного центра при кольцевой топологии нет, все компьютеры могут быть одинаковыми и равноправными. Однако довольно часто в кольце выделяется специальный абонент , который управляет обменом или контролирует его. Понятно, что наличие такого единственного управляющего абонента снижает надежность сети, так как выход его из строя сразу же парализует весь обмен .

Строго говоря, компьютеры в кольце не являются полностью равноправными (в отличие, например, от шинной топологии ). Ведь один из них обязательно получает информацию от компьютера, ведущего передачу в данный момент, раньше, а другие — позже. Именно на этой особенности топологии и строятся методы управления обменом по сети, специально рассчитанные на кольцо. В таких методах право на следующую передачу (или, как еще говорят, на захват сети) переходит последовательно к следующему по кругу компьютеру. Подключение новых абонентов в кольцо выполняется достаточно просто, хотя и требует обязательной остановки работы всей сети на время подключения. Как и в случае шины, максимальное количество абонентов в кольце может быть довольно велико (до тысячи и больше). Кольцевая топология обычно обладает высокой устойчивостью к перегрузкам, обеспечивает уверенную работу с большими потоками передаваемой по сети информации, так как в ней, как правило, нет конфликтов (в отличие от шины), а также отсутствует центральный абонент (в отличие от звезды), который может быть перегружен большими потоками информации.

Сигнал в кольце проходит последовательно через все компьютеры сети, поэтому выход из строя хотя бы одного из них (или же его сетевого оборудования) нарушает работу сети в целом. Это существенный недостаток кольца.

Точно так же обрыв или короткое замыкание в любом из кабелей кольца делает работу всей сети невозможной. Из трех рассмотренных топологий кольцо наиболее уязвимо к повреждениям кабеля, поэтому в случае топологии кольца обычно предусматривают прокладку двух (или более) параллельных линий связи , одна из которых находится в резерве.

Иногда сеть с топологией кольцо выполняется на основе двух параллельных кольцевых линий связи , передающих информацию в противоположных направлениях (рис. 1.12). Цель подобного решения — увеличение (в идеале — вдвое) скорости передачи информации по сети. К тому же при повреждении одного из кабелей сеть может работать с другим кабелем (правда, предельная скорость уменьшится).

Топологии сетей

Термин топология сети означает способ соединения компьютеров в сеть. Вы также можете услышать другие названия – структура сети или конфигурация сети (это одно и то же). Кроме того, понятие топологии включает множество правил, которые определяют места размещения компьютеров, способы прокладки кабеля, способы размещения связующего оборудования и многое другое. На сегодняшний день сформировались и устоялись несколько основных топологий. Из них можно отметить “шину”, “кольцо” и “звезду”.

Топология “шина”

Топология шина (или, как ее еще часто называют общая шина или магистраль) предполагает использование одного кабеля, к которому подсоединены все рабочие станции.Общий кабель используется всеми станциями по очереди. Все сообщения, посылаемые отдельными рабочими станциями, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Из этого потока каждая рабочая станция отбирает адресованные только ей сообщения.

Достоинства топологии “шина”:

  • простота настройки;
  • относительная простота монтажа и дешевизна, если все рабочие станции расположены рядом;
  • выход из строя одной или нескольких рабочих станций никак не отражается на работе всей сети.

Недостатки топологии “шина”:

  • неполадки шины в любом месте (обрыв кабеля, выход из строя сетевого коннектора) приводят к неработоспособности сети;
  • сложность поиска неисправностей;
  • низкая производительность – в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть, с увеличением числа рабочих станций производительность сети падает;
  • плохая масштабируемость – для добавления новых рабочих станций необходимо заменять участки существующей шины.

Именно по топологии “шина” строились локальные сети на коаксиальном кабеле . В этом случае в качестве шины выступали отрезки коаксиального кабеля, соединенные Т-коннекторами. Шина прокладывалась через все помещения и подходила к каждому компьютеру. Боковой вывод Т-коннектора вставлялся в разъем на сетевой карте. Вот как это выглядело:Сейчас такие сети безнадежно устарели и повсюду заменены “звездой” на витой паре, однако оборудование под коаксиальный кабель еще можно увидеть на некоторых предприятиях.

Топология “кольцо”

Кольцо – это топология локальной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутое кольцо. Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кругу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК, т.е. данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете.Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера – он передает их дальше по кольцу, в ином случае они дальше не передаются.

Достоинства кольцевой топологии:

  • простота установки;
  • практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
  • возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети.

Однако “кольцо” имеет и существенные недостатки:

  • каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации; в случае выхода из строя хотя бы одной из них или обрыва кабеля – работа всей сети останавливается;
  • подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, поскольку во время установки нового ПК кольцо должно быть разомкнуто;
  • сложность конфигурирования и настройки;
  • сложность поиска неисправностей.

Кольцевая топология сети используется довольно редко. Основное применение она нашла в оптоволоконных сетях стандарта Token Ring.

Читать еще:  Спакес крупнейшая социальная сеть зона обмена

Топология “звезда”

Звезда – это топология локальной сети, где каждая рабочая станция присоединена к центральному устройству (коммутатору или маршрутизатору). Центральное устройство управляет движением пакетов в сети. Каждый компьютер через сетевую карту подключается к коммутатору отдельным кабелем.При необходимости можно объединить вместе несколько сетей с топологией “звезда” – в результате вы получите конфигурацию сети с древовидной топологией. Древовидная топология распространена в крупных компаниях. Мы не будем ее подробно рассматривать в данной статье.

Топология “звезда” на сегодняшний день стала основной при построении локальных сетей. Это произошло благодаря ее многочисленным достоинствам:

  • выход из строя одной рабочей станции или повреждение ее кабеля не отражается на работе всей сети в целом;
  • отличная масштабируемость: для подключения новой рабочей станции достаточно проложить от коммутатора отдельный кабель;
  • легкий поиск и устранение неисправностей и обрывов в сети;
  • высокая производительность;
  • простота настройки и администрирования;
  • в сеть легко встраивается дополнительное оборудование.

Однако, как и любая топология, “звезда” не лишена недостатков:

  • выход из строя центрального коммутатора обернется неработоспособностью всей сети;
  • дополнительные затраты на сетевое оборудование – устройство, к которому будут подключены все компьютеры сети (коммутатор);
  • число рабочих станций ограничено количеством портов в центральном коммутаторе.

Звезда – самая распространенная топология для проводных и беспроводных сетей. Примером звездообразной топологии является сеть с кабелем типа витая пара, и коммутатором в качестве центрального устройства. Именно такие сети встречаются в большинстве организаций.

Топология «кольцо»: недостатки и преимущества

Топология сети — это физический и логический способ объединения группы компьютеров в единую сеть. Наиболее распространённая топология сети -«шина», «звезда», «кольцо». Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки и используется в зависимости от ситуации. Все они так или иначе применяются в построении современных локальных сетей. Давайте рассмотрим их ключевые особенности, узнаем сильные и слабые стороны каждой из них.

Этот вид организации локальной сети предусматривает использование единственного кабеля, при помощи которого объединяются между собой все использующиеся рабочие станции. Каждая из них передаёт сигнал всем компьютерам, подключённым к линии, но принимает данные лишь тот, адрес которого обозначен в пакете. Остальные просто игнорируют полученную информацию.

В топологии «общая шина» обязательно используются терминаторы, которые находятся на концах основного кабеля и глушат сигналы, попадающие к ним, дабы избежать их отражения. Без этих устройств в такой сети неизбежно возникали бы коллизии, из-за которых нормальная работа была бы невозможна. Конечно, коллизии всё равно возникают, но благодаря терминаторам их количество минимально. Если это всё-таки произошло, то станция просто отправляет пакет заново через случайный промежуток времени, определяемый алгоритмом.

Достоинства топологии «шина»

Данная организация сети имеет ряд преимуществ перед другими способами. Среди них — низкая стоимость конструкции и простота её создания. Организовать такую локальную сеть достаточно просто, нужно лишь протянуть «общую шину» и подключить к ней компьютеры через специальные разъёмы. Эта топология предполагает малый расход сетевого кабеля, так как используются лишь небольшие его отрезки, соединяющие «шину» с рабочей станцией.

Имеет смысл использовать «общую шину» в небольших офисах или, наоборот, на магистралях, соединяющих несколько сетей вместе. Одно из преимуществ этой топологии в том, что при поломке одной из рабочих станций работоспособность сети не нарушается. Остальные ее участники могут продолжить свою работу как ни в чём не бывало. При подключении нового компьютера нет нужды останавливать работу сети, что также является бесспорным плюсом «общей шины».

Недостатки «общей шины»

Недостатки этой топологии обусловлены теми же причинами, что и её достоинства. Например, соединение всех компьютеров одним кабелем существенно снижает надёжность сети. Обрыв «шины» в любом месте положит конец всей системе. При этом в сетях с такой топологией очень трудно диагностировать неисправность. Ещё один минус «шины» состоит в её низкой производительности. Все данные такой сети проходят по одному кабелю. Это делает невозможным работу на больших скоростях.

Ещё один камень в огород «общей шины» — зависимость скорости работы от количества компьютеров в сети. Так как рабочим станциям приходится общаться по одному каналу связи, то чем больше компьютеров будет подключено к такой сети, тем ниже будет скорость её работы. То есть «общая шина» хорошо подходит для небольшого количества узлов, которым не требуется серьёзный уровень безопасности. Ведь с безопасностью у этого вида топологии также есть проблемы. Дело в том, что каждый клиент в подобной сети имеет доступ к информации остальных компьютеров.

Топология «кольцо»

Этот вид организации локальной сети устроен так, что каждый компьютер в нём соединён со следующим, пока цепь не замкнётся, образовав кольцо. Сигнал в такой сети проходит в одну сторону, от одного компьютера к другому, пока не достигнет адресата. Для определения рабочей станции, которая передаёт информацию в данный момент, используется маркер. Компьютеры передают его по очереди до тех пор, пока он не попадёт к узлу, желающему отправить данные. Тогда он отправляет информацию пакетами, один за другим, не дожидаясь подтверждения о доставке. Рабочая станция, получающая данные, в свою очередь, отправляет отчёт о получении пакета. После получения подтверждения о доставке компьютер отправляет маркер дальше по кругу, чтобы кто-то другой смог им воспользоваться. Таким незатейливым образом организована топология сети «кольцо». У такой конструкции есть как достоинства, так и недостатки.

Плюсы «кольца»

Преимущество этой топологии — в её простоте. Такую сеть очень просто реализовать, и она не требует серьёзных расходов на кабель. Сетевой шнур нужен лишь для прокладки от одного компьютера к другому, дополнительные затраты отсутствуют. Также в «кольце» можно добиться высокой скорости передачи данных, ведь для отправки пакета не нужно дожидаться отчёта о доставке.

Ещё один плюс сетей с подобной организацией — они могут иметь большую протяжённость. При этом нет нужды усиливать сигнал с помощью дополнительного оборудования, так как каждая рабочая станция обновляет и восстанавливает данные сама. Но за простотой и дешевизной этой топологии скрываются недостатки, сделавшие её применение очень ограниченным.

Топология «кольцо»: недостатки

При организации сети такого типа нужно помнить, что её надёжность оставляет желать лучшего. Причина этого в том, что работоспособность ее зависит от каждого компьютера, который в неё входит. То есть, если одна из рабочих станций ломается, то вся сеть прекращает функционировать. Топология «кольцо» также предполагает, что для подключения нового компьютера нужно полностью остановить работу сети, а это очень неудобно как для администратора, так и для пользователей.

Ещё одна причина не использовать эту топологию — низкая производительность при большом количестве рабочих станций. Так как данные постоянно идут по кругу, то каждый новый клиент в сети замедляет её работу. Более того, один старый компьютер способен сделать сеть типа «кольцо» невероятно медленной, независимо от скорости остальных членов кольца. Всё это существенно ограничивает применение этой топологии в современных сетях, но в некоторых случаях её использование оправдано.

«Звезда»

Наверное, самая распространённая топология сети — «звезда». «Кольцо», рассмотренное выше, используется гораздо реже, да и «общая шина» тоже. В сети с топологией «звезда» рабочие станции напрямую подключены к концентратору. Этот важный элемент сети может быть как активным, восстанавливающим сигнал, так и пассивным, который просто обеспечивает физическое соединение кабеля. Сервер также подключён к концентратору, как и другие компьютеры, что делает связь между ними предельно простой.

Обычно размер сети с топологией «звезда» ограничен только количеством портов на хабе, но теоретически их не может быть более 1024, хотя трудно представить концентратор с таким количеством портов. Через хаб проходит весь трафик в сети типа «звезда», так что от этого устройства целиком и полностью зависит надёжность и работоспособность всей системы.

Плюсы топологии «звезда»

Если вам нужно построить быструю и надёжную сеть, то отличный выбор — топология «звезда». «Кольцо» или «общая шина» также могут быть использованы на некоторых участках сети. Плюсы «звезды» — в её надёжности и простоте. К каждой рабочей станции идёт отдельный сетевой кабель, что весьма удобно и практично. Благодаря этому в такой сети очень просто находить и исправлять неполадки, да и её обслуживание отнимает куда меньше времени и нервов. При подключении новых компьютеров к сети типа «звезда» она сохраняет свою работоспособность в отличие от других вариантов построения. Например, топология «кольцо» не может похвастать подобной гибкостью.

Читать еще:  Постоянное обращение к жесткому диску

Скорость в сети с топологией «звезда» ограничена лишь пропускной способностью кабеля и портов концентратора. Также в такой сети отсутствуют столкновения передаваемой информации. Каждый компьютер передаёт свои данные через отдельный кабель. Если нужна большая сеть, то можно объединить несколько сетей с топологией «звезда». Несмотря на все свои достоинства, этот тип организации сетей имеет и недостатки.

Недостатки «звезды»

Если в сети с топологией «звезда» сломается концентратор, то она прекратит свою работу. Такая зависимость от одного элемента системы существенно снижает надёжность сети. Ещё одна проблема — дороговизна установки. Для каждой рабочей станции выделен собственный кабель, который требуется провести и закрепить. Так что к цене кабеля можно прибавить стоимость коммуникаций и коробов для него, и получится, что «звезда» обойдётся гораздо дороже, чем, например, топология «кольцо».

Ещё один недостаток топологии «звезда» — максимальная длина кабеля до рабочей станции. Она не должна превышать 100 м, в противном случае сигнал будет ослабевать и искажаться. Следовательно, радиус покрытия такой сети не превышает 200х200 метров. Для дальнейшего расширения нужно будет добавлять в сеть дополнительные концентраторы.

Комбинирование топологий

Итак, вы ознакомились со всеми вариантами, но так и не решили, какая вам нужна топология — «шина», «звезда», «кольцо»? Это неудивительно, так как современные сети зачастую требуют комбинирования топологий. Например, несколько серверов могут быть объединены в «общую шину», но от каждого из них будет разветвляться сеть с топологией «звезда». В зависимости от решаемой задачи устройство локальной сети может быть самым разнообразным. Можно встретить такие варианты, в которых каждый компьютер соединён с каждым, хотя это большая редкость. Ещё один интересный вариант — два «кольца», имеющие один общий компьютер.

На предприятиях часто можно встретить разные топологии в рамках одного здания. Вся сеть может быть построена в виде «звезды», но в отдельных кабинетах организована топология «кольцо» или «общая шина». В крупных сетях совмещение разных видов сетевой организации нередко является единственным вариантом решения поставленной задачи. Ведь, в конце концов, неважно, что у вас — «звезда», «кольцо», «шина». Топология сети нужна лишь для решения практических задач. Ваша сеть работает стабильно и решает все возложенные на неё задачи? Тогда неважно, какая топология использовалась при её создании.

Сетевые топологии — кольцо, звезда и шина

Оперативная взаимосвязь между компьютерами по локальной сети осуществляется с помощью линий связи. Вся система, в зависимости от физического подключения узлов, а также, самого геометрического расположения узлов сети, называют сетевой топологией. Учитывая разнообразные варианты существующих подключений, различают следующие виды сетевых структур: шинная, звездная, кольцевая, иерархическая и произвольная.

Существуют логическая и физическая топологии , которые независимы между собой. Физическая топология осуществляет в сети геометрию построения, а логическая устанавливает в сети для всех потоков данных их направление и способ передачи.

В локальных сетях наиболее всего востребованы физические топологии, такие как:

  • «шина» (bus);
  • “звезда” (star);
  • “кольцо” (ring);
  • а также, логическое «кольцо» (или Token Ring).

Сеть с наличием шинной топологии . Здесь для передачи данных используется коаксикальный кабель (моноканал), на концах его устанавливаются терминаторы, или оконечные сопротивления. Подключение каждого компьютера к кабелю происходит через Т-разъема (Т-коннектор). Через передающий узел сети данные по шине передаются в обе стороны, при этом отражаются от терминаторов. Иными словами, терминаторы гасят сигналы, которые достигают до конца каналов передачи данных. Таким образом, передаваемая информация проходит через все узлы, но принимается и фиксируется только одним, которому и предназначалась. Логическая шинная топология обеспечивает в сети совместную и одновременную передачу информации ко всем ПК, и наоборот, все данные от ПК во все направления передаются по сети. Такой вид передачи сигналов называют еще широковещательным.

Эту топологию применяют в локальных сетях, где используется архитектура Ethernet (класса 10Base-5 или 10Base-2 соответственно для тонких и толстых коаксиальных кабелей).

Сети шинной топологии имеют и свои преимущества:

  • легко настраивается и конфигурируется;
  • устойчивость данной сети к отдельным неисправностях в узлах;
  • если один из узлов выходит из строя, это никак не влияет на работоспособность всей сети.

Но имеются и недостатки:

  • ограничения в количестве рабочих станций и длине кабеля;
  • может остановиться вся работа сети в случае разрыва кабеля;
  • сложно определять дефекты в соединениях.

Топология сети — “звезда”

В данной сети каждая отдельная рабочая станция кабелем (витой парой) присоединена к хабу или концентратору, что обеспечивает для всех ПК параллельное соединение (все компьютеры сети могут друг с другом общаться).
Данные, которые отправляются от одной передающей станции, через хаб и все линии идут на все ПК. Другими словами, информация может поступать на любую рабочую станцию, но принимать ее могут лишь те станции, которым она предназначена. Поскольку передача сигналов данной типологии физическая «звезда» и она широковещательная, то логическая топология в такой локальной сети будет логической шиной. В основном применяется для локальных сетей, имеющих архитектуру 10Base-TEthernet.

Преимущества данной топологии звезда:

  • легкое подключение нового ПК;
  • централизованное управление;
  • устойчивость сетей к неисправностям ПК;
  • устойчивость к разрывам в отдельных соединения ПК.

Недостатки топологии звезда:

  • неэкономный расход кабеля;
  • если нарушается работа хаба, это влияет на всю сеть.

Топология сети “кольцо”

Неразрывное кольцо, с помощью которого передается информация между ПК, в топологии сети обеспечивается соединением всех узлов каналами связи. Благодаря этому, вся информация движется по кругу в одном направлении.

Рабочая станция, принимающая сигналы, распознает данные и получает только те сообщения, которые ей адресованы. В данной топологической сети применяется маркерный доступ, предоставляющий право на определенный порядок использования кольца. Логическая топология в данном случае — логическое кольцо.

Такая сеть легко создается и настраивается. Единственный недостаток сети топологии кольцо — если хоть в одном месте повреждена линия связи или вышел из строя, нарушается работоспособность всей сети.

Из-за некоторой ненадежности, в чистом виде данный вид топологии редко применяется. На практике в основном применяют модификации различных кольцевых топологий.

Топология сети — Token Ring.

Такая топология основывается на топологии сети «физическое кольцо с применением типа звезда». Такая топология предусматривает подключение всех рабочих станций к центральному концентратору (или Token Ring), так же как при топологии «физическая звезда». Таким образом, центральный концентратор с помощью перемычек осуществляет последовательное соединения выходов с одних станций с входами других станций.

Концентратор обеспечивает соединение каждой станции только с двумя соседними станциями — предыдущей и следующей. Рабочие станции связаны между собой петлей кабеля, которая обеспечивает передачу данных между станциями, то есть отдельная станция ретранслирует информацию дальше. Для обеспечения этого, каждая рабочая станция оборудована специальными приемо-передающими устройствами, позволяющими управление прохождения данных в сети.

Концентратор образует основное первичное и резервное кольца. При обрыве в основном кольце, его можно обойти, используя для этого резервные кольца. Для этого применяется четырёхжильный кабель. В случае нарушения работы станции или при обрые линии связи сеть продолжает работать, поскольку концентратор исключает неисправную станцию, таким образом замыкает кольцо передачи данных.

Система Token Ring сделана таким образом, что маркер передаётся по логическому кольцу между узлами. Передача маркера имеет фиксированное направление. Если станция обладает маркером, она передает информацию на следующую станцию.

Но для такой передачи данных рабочая станция сначала должны дождаться появления свободного маркера. Полученный маркер содержит все адреса станции, которая направила данный маркер, в том числе и станции, для которого он предназначался. Следующая станция передает маркер дальше по сети, для следующей станции, и так далее по кругу.

Главный узел сети (в основном это файл-сервер) маркер создает, далее этот маркер отправляется в сеть по кольцу. В данном случае, такой узел является активным монитором и строго следит за движением маркера, который не должен потеряться или разрушиться.

К преимуществам такой топологии Token Ring можно отнести:

  • одинаковый доступ до рабочих станций;
  • надежность системы;
  • устойчивость к неисправностям некоторых станций или при разрывах соединений.

Недостатки Token Ring — это очень большой расход материалов на подключение, а соответственно, самая дорогостоящая разводка для линий связи.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector