Радиальная топология ЛВС

Рис. 7.2.2. Радиальная (звездообразная) топология

При топологии звезда (рис. 7.2.2) все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному устройству, называемому концентратором (hub). Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным. В сетях с топологией звезда, концентратор служит центральным узлом. Концентраторы делятся на активные (многопортовые повторители) и пассивные. Активные регенерируют и передают сигналы так же, как репитеры. Обычно они имеют от 8 до 12 портов для подключения компьютеров. Активные концентраторы следует подключать к электрической сети. К пассивным концентраторам относятся монтажные или коммутирующие панели. Они просто пропускают через себя сигнал, не усиливая и не восстанавливая его. Их не надо подключать к электрической сети.

Недостатки этой топологии: дополнительный расход кабеля, установка концентратора. Главное преимущество перед шинной топологией – более высокая надежность. Выход из строя одного или нескольких компьютеров на работу сети не влияет. Только неисправность концентратора приводит к падению сети.

Шинная топология

Компьютеры подключены к общему каналу (шине), через который могут обмениваться сообщениями (рис. 7.2.2).

Рис. 7.2.3. Топология шина:

С – сервер; К – компьютер; Т – терминатор.

Производительность такой сети зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее сеть. На быстродействие также влияют:

- тип аппаратного обеспечения сетевых компьютеров;

- частота, с которой компьютеры передают данные;

- тип работающих сетевых приложений;

- тип сетевого кабеля;

- расстояние между компьютерами в сети.

Выход одного или нескольких компьютеров из строя никак не сказывается на работе сети.

Электрические сигналы распространяются по всему кабелю – от одного конца к другому. Сигналы, достигшие концов кабеля, отражаются от них. Возникает наложение сигналов, находящихся в разных фазах, и, как следствие, их искажение и ослабление. Поэтому, для гашения сигналов на концах кабеля устанавливают терминаторы. При разрыве кабеля или отсутствии терминаторов функционирование сети прекращаются. Сеть падает.

Ячеистая топология

Сеть с ячеистой топологией обладает высокой избыточностью и надежностью, так как каждый компьютер в такой сети соединен с каждым другим отдельным кабелем (рис. 7.2.4). Сигнал от компьютера-отправителя до компьютера-получателя может проходить по разным маршрутам, поэтому разрыв кабеля не сказывается на работоспособности сети. Основной недостаток – большие затраты на прокладку кабеля, что компенсируется высокой надежностью и простотой обслуживания. Ячеистая топология применяется в комбинации с другими топологиями при построении больших сетей.

Существуют комбинированные топологии. Чаще всего используются две комбинированные топологии: звезда-шина и звезда-кольцо.

Рис. 7.2.4. Ячеистая топология.

Звезда-шина – несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины (к концентратору подключены компьютеры, а сами концентраторы соединены шиной). Выход из строя одного компьютера не сказывается на работе всей сети, а сбой в работе концентратора влечет за собой отсоединение от сети только подключенных к нему компьютеров и концентраторов.

Звезда-кольцо – отличие состоит только в том, что концентраторы в звезде-кольце подсоединены к главному концентратору, внутри которого физически реализовано кольцо.

Сетевые кабели

НА сегодня подавляющая часть компьютерных сетей использует для соединения кабели. Это среда передачи сигналов между компьютерами.

В большинстве сетей применяются три основные группы кабелей.

Коаксиальный кабель – до недавнего времени был самым распространенным. Недорогой, легкий, гибкий, удобный, безопасный и простой в установке. Существует два типа коаксиальных кабелей: тонкий и толстый.

Тонкий – гибкий, диаметр 0,64 см (0,25”). Прост в применении и подходит практически для любого типа сети. Подключается непосредственно к плате сетевого адаптера. Переедает сигнал на 185 м практически без затухания.

Толстый – жесткий, диаметр 1,27 см (0,5”).Его иногда называют стандартный Ethernet. Жила толще, затухание меньше. Передает сигнал без затухания на 500 м. Используют в качестве магистрали, соединяющей несколько небольших сетей.

Витая пара - это два перевитых изолированных медных провода. Несколько витых пар проводов часто помещают в одну защитную оболочку. Переплетение проводов позволяет избавляться от электрических помех, наводимых соседними проводами и другими внешними источниками.

Неэкранированная витая пара (UTP) широко используется ЛВС, максимальная длина 100 м. UTP определена особым стандартом, в котором указаны нормативные характеристики кабелей для различных применений, что гарантирует единообразие продукции.

Экранированная витая пара (STP) помещена в медную оплетку. Кроме того, пары проводов обмотаны фольгой. Поэтому STP меньше подвержены влиянию электрических помех и может передавать сигналы с более высокой скоростью и на большие расстояния.

Преимущества – дешевизна, простата при подключении. Недостатки – нельзя использовать при передаче данных на большие расстояния с высокой скоростью.

Оптоволоконным кабель. В оптоволоконном кабеле цифровые данные распространяются по оптическим волокнам в виде модулированных световых импульсов. Это надежный способ передачи, так как электрические сигналы при этом не передаются. Следовательно, оптоволоконный кабель нельзя вскрыть и перехватить данные.

Оптоволоконные линии предназначены для перемещения больших объемов данных на очень высоких скоростях, так как сигнал в них практически не затухает и не искажается. Оптоволокно передает сигналы только в одном направлении, поэтому кабель состоит из двух волокон с отдельными коннекторами: одно – для передачи, другое – для приема.

Скорость передачи данных от 100 Мбит/с, теоретически – до 200 Гбит/с. Расстояние – многие километры. Существенным недостатком этой технологии является дороговизна и сложность в установке и подключении.

Типичная оптическая сеть состоит из лазерного передатчика света, мультиплексера/ демультиплексера для объединения оптических сигналов с разными длинами волн, усилителей оптических сигналов, демульплексеров и приемников, преобразующих оптический сигнал обратно в электрический.

Для передачи по кабелю кодированных сигналов использую две технологии - немодулированную и модулированную передачу.

Немодулиронные системы передают данные в виде цифровых сигналов, которые представляют собой дискретные электрические или световые импульсы.

Модулированные системы передают данные в виде аналогового сигнала (электрического или светового).

Беспроводная среда

Беспроводная среда не означает полное отсутствие проводов в сети. Обычно беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью, в которой в качестве среды передачи используется кабель. Такие сети называются гибридными.

Существуют следующие типы беспроводных сетей: ЛВС, расширенные ЛВС и мобильные сети (переносные компьютеры). Основные различия между ними – параметры передачи. ЛВС и расширенные ЛВС используют передатчики и приемники той организации, в которой функционирует сеть. Для переносных компьютеров средой передачи служат общедоступные сети (например, телефонная или Internet).

Вопросы для самоконтроля

1. Что такое компьютерная сеть?

2. Для чего создаются локальные сети ЭВМ?

3. Что такое сервер? Рабочая станция?

4. Какие сетевые технологии называются клиент - серверными?

5. Какие виды линий (накалов) используются для связи компьютеров в ЛВС?

6. Какие бывают конфигурации (топологии) ЛВС?

7. Какая сетевая ОС используется в ЛВС?