Топологии компьютерных сетей

Топология представляет физическое расположение сетевых компо­нентов (компьютеров, кабелей и др.). Выбором топологии опреде­ляется состав сетевого оборудования, возможности расширения сети, способ управления сетью.

Существуют следующие топологии компьютерных сетей:

♦ шинные (линейные, bus);

♦ кольцевые (петлевые, ring);

♦ радиальные (звездообразные, star);

♦ смешанные (гибридные).

Практически все сети строятся на основе трех базовых топологий: топологии «шина», «звезда» и «кольцо». Базовые топологии достаточ­но просты, однако на практике часто встречаются довольно сложные комбинации, сочетающие свойства и характеристики нескольких то­пологий.

В топологии «шина», или «линейная шина» (linear bus), использу­ется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, к которому подключены все компьютеры сети. Эта топология является наиболее простой и распространенной реализацией сети.

Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, про­изводительность сети зависит от количества компьютеров, подклю­ченных к шине. Чем больше компьютеров, тем медленнее сеть.

Зависимость пропускной способности сети от количества компью­теров в ней не является прямой, так как, кроме числа компьютеров, на быстродействие сети влияет множество других факторов: тип аппа­ратного обеспечения, частота передачи данных, тип сетевых приложе­ний, тип сетевого кабеля, расстояние между компьютерами в сети.

«Шина» является пассивной топологией — компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не передают их от от­правителя к получателю. Выход из строя какого-либо компьютера не оказывает влияния на работу всей сети. В активных топологиях ком­пьютеры регенерируют сигналы с последующей передачей их по сети.

Основой последовательной сети с радиальной топологией (тополо­гией «звезда») является специальный компьютер — сервер, к которо­му подключаются рабочие станции, каждая по своей линии связи. Вся информация передается через сервер, в задачи которого входит ре­трансляция, переключение и маршрутизация информационных пото­ков в сети. Такая сеть является аналогом системы телеобра­ботки, в которой все абонентские пункты содержат в своем составе компьютер.

Недостатками такой сети являются: высокие требования к вычис­лительным ресурсам центральной аппаратуры, потеря работоспособ­ности сети при отказе центральной аппаратуры, большая протяженность линий связи, отсутствие гибкости в выборе пути передачи информации. Если выйдет из строя рабочая станция (или кабель, соединяющий ее с концентратором), то лишь эта станция не сможет передавать или при­нимать данные по сети. На остальные рабочие станции в сети этот сбой не повлияет.

При использовании топологии «кольцо» компьютеры подключают­ся к кабелю, замкнутому в кольцо. Сигналы передаются в одном направлении и проходят через каждый компьютер. Каждый компьютер является повторителем, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Если выйдет из строя один компьютер, пре­кращает функционировать вся сеть.

Способ передачи данных по кольцевой сети называется передачей маркера. Маркер последовательно, от компьютера к компьютеру пе­редается до тех пор, пока его не получит тот компьютер, который дол­жен передать данные. Передающий компьютер добавляет к маркеру данные и адрес получателя и отправляет его дальше по кольцу

Данные передаются через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя. Далее принима­ющий компьютер посылает передающему сообщение — подтвержде­ние о приеме данных. Получив сообщение — подтверждение, переда­ющий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть.