Мережі із складною нерегулярною топологією

Топології, розглянуті раніше, характерні для стандартних локальних мереж. При створенні мереж із складнішою топологією використовуються додаткові мережеві пристрої, що дають можливість збільшити довжину мережі та реалізувати мережеву топологію, яка найточніше відображає фізичне розміщення комп’ютерів. Такими мережевими пристроями є різноманітні повторювачі, концентратори, комутатори та мости.

Повторювачем називається пристрій, що здійснює відновлення вихідних значень сигналів і узгодження електричних параметрів об’єднаних мереж. В однорідному фізичному середовищі повторювачі використовуються для збільшення довжини мережі та кількості абонентських систем, що підключаються. Об’єднання за допомогою повторювача двох сегментів мережі показано на рис. 1.3. У цьому разі загальна довжина мережі і, відповідно, кількість абонентських систем може збільшитися вдвічі.

Повторювачі застосовуються для об’єднання сегментів мережі як з однаковими, так і з різними характеристиками фізичного середовища передачі даних.

Рис. 1.3. Об’єднання сегментів мережі за допомогою повторювачів,

де: АС – абонентська система

Концентратор — пристрій, що забезпечує радіальне підключення мережевих вузлів. У локальних мережах використовуються пасивні і активні концентратори. Пасивним концентратором є розподільний пристрій, за допомогою якого до одного кабелю підключають два-три мережевих вузли. Пасивні концентратори не відновлюють рівень електричного сигналу, тому їх застосовують для підключення абонентських систем, що перебувають на невеликій відстані одна від одної. Пасивні концентратори використовувались переважно в мережах з низькою швидкістю передачі, наприклад у мережах ARCNET. На відміну від пасивного, активний концентратор обов’язково відновлює форму і рівень сигналів, що передаються. Існує кілька типів активних концентраторів. Деякі, найбільш прості, сигнали що приймаються, які надходять на один із входів, підсилюють їх і передають на всі інші виходи. Інші концентратори, що називаються інтелектуальними, аналізують потік інформації та керують ним, спрямовуючи до різних мережевих вузлів.

Концентратори можуть використовуватися в мережах із зіркоподібною топологією. У такому разі застосування концентратора дає змогу значно розвантажити сервер мережі від операцій керування комутацією абонентських систем.

Найширшого розповсюдження концентратори набули в мережах із деревоподібною топологією. Практично всі сучасні високошвидкісні мережі будуються на основі концентраторів. Варіант реалізації мережі з деревоподібною топологією на основі концентраторів зображено на рис. 1.4. На найвищому рівні розташовується так званий кореневий концентратор, до якого підключається мережевий сервер і концентратори нижчого (першого) рівня. На другому рівні знаходяться абонентські системи і концентратор другого рівня, а на третьому – тільки абонентські системи.

Рис. 1.4. Деревоподібна мережа на основі концентраторів,

де: АС – абонентська система; МС – мережевий сервер; Кн – концентратор

Внутрішня логічна організація концентратора має шинну або кільцеву структуру. В першому випадку інформація, що надходить на один із входів, одночасно передається на всі виходи, в другому випадку концентратор послідовно опитує свої входи, імітуючи циклічне проходження маркера в кільцевій мережі. Вхід може приймати та обробляти інформацію тільки за появи сигналу опитування («маркера») — так забезпечується безконфліктний доступ абонентських систем до концентратора.

Більшість сучасних концентраторів має кілька різних входів, що дає можливість використовувати різні лінії зв’язку, наприклад, товстий і тонкий коаксіальний кабель, оптоволоконний кабель, виту пару провідників. Концентратори можуть об’єднуватися між собою, створюючи складні мережеві структури.

На відміну від локальних, глобальні мережі характеризуються досить складною, нерегулярною топологією (рис. 1.5). В глобальних мережах основу середовища, що передає, становлять вузли комутації, які зв’язані між собою каналами передачі даних.

Рис. 1.5. Структура глобальної комп’ютерної мережі,

де: АС – абонентська система; МС – мережевий сервер; ФС – файловий сервер;

ВК – вузол комутації; СД – сервер доступу

Існування декількох шляхів між будь-якими двома абонентськими системами глобальної мережі визначає необхідність вибору одного з них по заданому критерію. Така процедура отримала назву маршрутизації інформації, а вузли комутації, що здійснюють дану операцію, називаються маршрутизаторами. Канали передачі даних — це канали зв’язку, пристосовані для передачі дискретної інформації. При цьому висуваються достатньо високі вимоги до безпомилкової передачі інформації.

У глобальних мережах зазвичай використовується декілька виділених серверів. Зокрема, сервер мережі — спеціальний комп’ютер, що керує роботою мережі. У великих мережах може бути кілька файл-серверів, що служать для зберігання великих обсягів інформації та організації ефективного доступу до неї абонентських систем. До глобальних мереж можна підключити велику кількість абонентських систем. Для цього часто використовуються спеціальні сервери доступу, за допомогою яких забезпечується ефективний доступ певної кількості абонентських систем до комп’ютерної мережі. Кількість і місце розташування вузлів комутації вибирається так, щоб за мінімальних витрат забезпечити необхідну пропускну здатність мережі передачі даних.