Рассмотрим наиболее часто встречаемые топологии

1. Полносвязная топология соответствует сети, в которой каждый компьютер связан со всеми остальными. Несмотря на логическую простоту, этот вариант оказывается громоздким и неэффективным. Действительно, каждый компьютер сети должен иметь большое количество портов, достаточное для связи с остальными компьютерами. Для каждой пары компьютеров должна быть выделена своя электрическая линия связи. Полносвязные топологии применяются редко, в основном при небольшом количестве узлов в сети.

Рис. 6. Полносвязная топология

Все другие варианты основаны на неполносвязных топологиях, когда для обмена данными между двумя компьютерами сети могут понадобиться промежуточные передачи данных через другие компьютеры сети.

2.Ячеистая топология (mesh) получается из полносвязной путем удаления некоторых возможных связей. В сети с ячеистой топологией непосредственно связывают только те компьютеры, которые ведут интенсивный обмен данными. Эта топология используется, как правило, в глобальных сетях.

Рис.7. Ячеистая топология

3.Общая шина (линейная топология) является очень простой и распространенной, а до недавнего времени самой распространенной, топологией для локальных сетей. В ней используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, вдоль которого подключены все компьютеры сети. Основная передающая среда (шина) – общая для всех рабочих станций.

В сети с топологией «шина» компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру, передавая их по кабелю в виде электрических сигналов.

Передаваемая информация может распространяться в обе стороны. Применение общей шины снижает стоимость проводки, унифицирует подключение различных модулей, обеспечивает возможность широковещательного обращения ко всем станциям сети. Таким образом, основным преимуществом такой топологии является дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям.

Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкой надежности: любой дефект кабеля или какого-либо из многочисленных разъемов парализует всю сеть. Общий кабель является узким местом сети не только по надежности. Но и по производительности, так как он разделяется всеми станциями сети.

Рис.8. Шинная топология

4.Звезда (радиальная) – это вариант топологии, когда каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором (хаб), который находится в центре воображаемой звезды. Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным.

В функции концентратора входит обеспечение доступа станциям к среде передачи данных. Для подсоединения компьютера к концентратору используется, как правило, витая пара.

Пропусканная способность сети определяется вычислительной мощностью центрального узла и гарантируется для каждой рабочей станции. Столкновений в передаче данных не возникает.

Рис.9

Производительность определяется в первую очередь параметрами центрального узла, который выступает в качестве сервера сети.

Главное преимущество этой топологии перед общей шиной – значительное увеличение надежности, простое соединение, быстродействие (поскольку передача информации между рабочими станциями идет по выделенным линиям, используемым только рабочими станциями). Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель подсоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть.

К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. К тому же, если центральный компонент выйдет из строя, нарушится работа всей сети. Если выйдет из строя только один компьютер (или кабель, соединяющий его с концентратором), то лишь этот компьютер не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные компьютеры в сети это не повлияет.

5.Кольцевая технология предусматривает передачу сигналов по кольцу от одной станции к другой, как правило, в одном направлении. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят каждый компьютер. В отличие от пассивной топологии «шина», здесь каждый компьютер может, усиливать сигналы и передавать их следующему компьютеру. Поэтому, если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.

Рис.10

Если станция не распознает пакет как “свой”, то она передает его следующей в кольце станции. В сети с этой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Топология типа кольцо применяется, в основном, в локальных сетях.

Особой формой кольцевой топологии является логическое кольцо. Физически оно монтируется как соединение звездных топологий.

В зависимости от числа рабочих станций и длины кабеля между рабочими станциями применяют:

• активные концентраторы;

• пассивные концентраторы.

Активные концентраторыдополнительно содержат усилитель для подключения от 4 до 16 рабочих станций, т.е. с возможностью усиления сигнала, которые необходимы для подключения большего количества устройств

Пассивный концентраторявляется исключительно разветвительным устройством (максимум на три рабочие станции). Управление отдельной рабочей станцией в логической кольцевой сети происходит так же, как и в обычной кольцевой сети. Каждой рабочей станции присваивается соответствующий ей адрес, по которому передается управление (от старшего к младшему и от самого младшего к самому старшему). Разрыв соединения происходит только для нижерасположенного (ближайшего) узла вычислительной сети, так что лишь в редких случаях может нарушаться работа всей сети.

6.В древовидной топологиисуществует «главный» компьютер, которому подчинены компьютеры следующего уровня, и т.д.

Рис.11

Сети с древовидной топологией применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур. Для подключения рабочих станций применяются концентраторы.

Существуют две разновидности таких устройств: пассивные концентраторы, активные концентраторы.

7.Смешанная топология используется для крупных сетей, для которых характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию – звезда, кольцо или общая шина.