Основные топологии компьютерных сетей

Понятие топологии широко используется при создании сетей. Одним из подходов к классификации топологий ЛВС (локальная вычислительная сеть) является вы­деление двух основных классов топологий: широковещательные и последовательные.

В широковещательных топологиях ПК передает сигналы, которые могут быть восприняты остальными ПК. К таким топологиям относятся топологии: общая шина, дерево, звезда.

В последовательных топологиях информация передается только одному ПК. Примерами таких топологий являются: произ­вольная (произвольное соединение ПК), кольцо, цепочка.

Существуют пять основных топологий:

- общая шина (Bus);

- кольцо (Ring);

- звезда (Star);

- древовидная (Tree);

- сеточная, ячеистая (Mesh).

Также возможны комбинации нескольких различных топологий.

Общая шина - это тип сетевой топологии, в которой рабочие станции расположены вдоль одного участка кабеля, называемого сегментом.

Топология общая шина

Топология общая шина предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети. В случае топологии общая шина кабель используется всеми станциями по очереди.

Все сообщения, посылаемые отдельными компьютерами, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютера­ми, подключенными к сети. Рабочая станция отбирает адресован­ные ей сообщения, пользуясь адресной информацией. Надежность здесь выше, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособность сети в целом. Поиск неисправности в сети затруднен. Кроме того, так как используется только один кабель, в случае обрыва нарушается работа всей сети.

Кольцо - это топология ЛВС, в которой каждая рабочая стан­ция соединена с двумя другими рабочими станциямими, образуя кольцо. Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кольцу).

Топология кольцо

Каждая рабочая станция выполняет роль повторителя, ретранслируя сообщения к следующей рабочей станции, т. е. дан­ные передаются от одного компьютера к другому как по эстафете. Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера, он передает их дальше по кольцу, в ином случае они дальше не передаются.

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. Чистая кольцевая топология используется редко.

Звезда - это топология ЛВС, в которой все рабочие станции присоединены к центральному узлу (например, к концен­тратору), который устанавливает, поддерживает и разрывает связи между рабочими станциями.

Преимуществом такой топологии является возможность про­стого исключения неисправного узла. Однако, если неисправен центральный узел, вся сеть выходит из строя. Она позволяет также легко диагностировать проблемы подключения, так как каждая рабочая станция имеет свой собственный кабельный сегмент, подключенный к концентратору.Однако звездообразная топология имеет и недостатки Во-пер­вых, она требует для организации сети большое количество кабеля. Во-вторых, концентраторы довольно дороги. В-третьих, кабельные концентраторы при большом количестве кабеля трудно обслужи­вать.

Другие типы топологии

Кроме трех рассмотренных базовых топологии применяется также сетевая топология дерево (tree), которую можно рассматривать как комбинацию нескольких звезд. Причем как и в случае звезды, дерево может быть активным и истинным. Также дерево может быть пассивным. При ак­тивном дереве в центрах объединения нескольких линий связи находятся центральные компьютеры, а при пассивном - кон­центраторы. Сетевая топология утолщенное дерево, изобретен­ная Чарльзом Лейзерсоном, является дешевой и эффективной для суперкомпьютеров. Довольно часто применяются комбинированные топологии, среди которых наиболее распространены звездно-шинная и звездно-кольцевая. В сеточной (ячеистой) топологии компьютеры свя­зываются между собой не одной, а многими линиями связи, обра­зующими сетку.