Toutes les topologies de réseaux locaux. Topologies de base des réseaux locaux. Types de réseaux locaux et leur structure. À propos de la topologie en étoile

Topologie réseaux locaux.

La composition et la configuration des équipements réseau en fonction de la topologie du réseau.

1. Concept de topologie de réseau

Le schéma général de connexion des ordinateurs aux réseaux locaux s'appelle topologie du réseau

Topologie est la configuration physique du réseau combinée à ses caractéristiques logiques. La topologie est un terme standard utilisé pour décrire la configuration de base d'un réseau. En comprenant comment les différentes topologies sont utilisées, vous pouvez déterminer leurs capacités. Divers types réseaux.

Il existe deux principaux types de topologies :

• physique
• logique

Topologie logique décrit les règles d'interaction entre les stations du réseau lors de la transmission de données.

Topologie physique définit la méthode de connexion des supports de stockage.

Le terme « topologie de réseau » décrit la disposition physique des ordinateurs, câbles et autres composants réseau. La topologie des connexions physiques peut prendre différentes formes « géométriques », et ce qui importe n'est pas la localisation géométrique du câble, mais seulement la présence de connexions entre les nœuds (fermé/ouvert, présence d'un centre, etc.).

La topologie du réseau détermine ses caractéristiques.

Le choix d'une topologie particulière affecte :

• composition des équipements réseau nécessaires
• caractéristiques des équipements réseau
• possibilités d'extension du réseau
• méthode de gestion de réseau

La configuration du réseau peut être soit décentralisée (lorsque le câble « tourne » autour de chaque station du réseau) soit centralisée (lorsque chaque station est physiquement connectée à un périphérique central qui distribue les trames et les paquets entre les stations). Un exemple de configuration centralisée est une étoile avec des postes de travail situés aux extrémités de ses bras. Une configuration décentralisée est similaire à une chaîne de grimpeurs, où chacun a sa propre position dans la chaîne et où tout le monde est relié entre eux par une seule corde. Les caractéristiques logiques de la topologie d'un réseau déterminent l'itinéraire emprunté par un paquet lors de son déplacement à travers le réseau.

Lors de la sélection d'une topologie, il faut tenir compte du fait qu'elle fournit des travail efficace réseaux, gestion pratique des flux de données réseau. Il est également souhaitable que le réseau soit peu coûteux en termes de coût de création et de maintenance, mais il resterait en même temps des opportunités pour son expansion ultérieure et, de préférence, pour la transition vers des technologies de communication à plus haut débit. Ce n'est pas une tâche facile! Pour le résoudre, vous devez connaître les topologies de réseau existantes.

Selon la topologie des connexions on distingue :

• réseaux avec une topologie « bus commun (bus) » ;
• réseaux à topologie en étoile ;
• réseaux avec une topologie « en anneau » ;
• réseaux à topologie arborescente ;
• réseaux à topologie mixte

2. Topologies de réseau de base

Il existe trois topologies de base sur lesquelles la plupart des réseaux sont construits.

• bus
• étoile
• anneau

Un « bus » est une topologie dans laquelle les ordinateurs sont connectés via un seul câble.

Une « étoile » est une topologie dans laquelle les ordinateurs sont connectés à des segments de câble provenant d'un seul point, ou hub.

Une topologie est dite « en anneau » si le câble auquel les ordinateurs sont connectés est fermé en anneau.

Bien que les topologies de base elles-mêmes soient simples, il existe en réalité souvent des combinaisons assez complexes combinant les propriétés de plusieurs topologies.

2.1 Topologie du réseau de bus

Dans cette topologie, tous les ordinateurs sont connectés les uns aux autres avec un seul câble. Chaque ordinateur est connecté à un câble commun, aux extrémités duquel sont installées des terminaisons. Le signal traverse le réseau via tous les ordinateurs, se reflétant depuis les terminateurs d'extrémité.

Schéma de topologie de réseau type "bus"

La topologie « bus » est générée par une structure linéaire de connexions entre nœuds. Cette topologie peut être implémentée matériellement, par exemple en installant deux cartes réseau sur les ordinateurs centraux. Afin d'éviter la réflexion du signal, des terminateurs qui absorbent le signal doivent être installés aux extrémités du câble.

Dans un réseau avec une topologie de bus, les ordinateurs adressent les données à un ordinateur spécifique, les transmettant le long du câble sous forme de signaux électriques - adresses MAC matérielles. Pour comprendre le processus d'interaction informatique via un bus, vous devez comprendre les notions suivantes:

• transmission des signaux
• réflexion du signal
• Terminateur

1. Transmission des signaux

Les données sous forme de signaux électriques sont transmises à tous les ordinateurs du réseau ; cependant, seul celui dont l'adresse correspond à l'adresse du destinataire cryptée dans ces signaux reçoit l'information. De plus, à un moment donné, un seul ordinateur peut transmettre. Les données étant transmises au réseau par un seul ordinateur, leurs performances dépendent du nombre d'ordinateurs connectés au bus. Plus il y en a, c'est-à-dire Plus il y a d'ordinateurs en attente de transfert de données, plus le réseau est lent. Cependant, pour établir une relation directe entre débit réseau et le nombre d'ordinateurs qu'il contient est impossible. Car, outre le nombre d’ordinateurs, les performances du réseau sont influencées par de nombreux facteurs, notamment :

• caractéristiques matériel ordinateurs sur le réseau
• la fréquence à laquelle les ordinateurs transmettent des données
• type d'applications réseau en cours d'exécution
• type de câble réseau
• distance entre les ordinateurs du réseau

Le bus est une topologie passive. Cela signifie que les ordinateurs « écoutent » uniquement les données transmises sur le réseau, mais ne les transmettent pas de l'expéditeur au destinataire. Par conséquent, si l’un des ordinateurs tombe en panne, cela n’affectera pas le fonctionnement des autres. Dans les topologies actives, les ordinateurs régénèrent les signaux et les transmettent à travers le réseau.

2. Réflexion du signal

Les données, ou signaux électriques, circulent à travers le réseau, d'une extrémité à l'autre du câble. Si aucune mesure particulière n'est prise, le signal atteignant l'extrémité du câble sera réfléchi et ne permettra pas aux autres ordinateurs de transmettre. Par conséquent, une fois que les données atteignent leur destination, les signaux électriques doivent être éteints.

3. Terminateur

Pour éviter que les signaux électriques ne soient réfléchis, des fiches (terminateurs) sont installées à chaque extrémité du câble pour absorber ces signaux. Toutes les extrémités du câble réseau doivent être connectées à quelque chose, comme un ordinateur ou un connecteur cylindrique, pour augmenter la longueur du câble. Une terminaison doit être connectée à toute extrémité libre (non connectée à quoi que ce soit) du câble pour empêcher la réflexion des signaux électriques.

Installation du terminateur

L'intégrité du réseau peut être compromise si un câble réseau se brise lorsqu'il est physiquement sectionné ou si l'une de ses extrémités est déconnectée. Il est également possible qu'il n'y ait pas de terminaison à une ou plusieurs extrémités du câble, ce qui entraîne une réflexion des signaux électriques dans le câble et une terminaison du réseau. Le réseau « tombe ». Les ordinateurs eux-mêmes sur le réseau restent pleinement opérationnels, mais tant que le segment est rompu, ils ne peuvent pas communiquer entre eux.

Cette topologie de réseau présente des avantages et des inconvénients.

D avantages topologies de bus :

• temps de configuration réseau court
• faible coût (moins de câbles et de périphériques réseau requis)
• facilité de configuration
• La panne d'un poste de travail n'affecte pas le fonctionnement du réseau

Défauts topologies de bus :

• de tels réseaux sont difficiles à étendre (augmenter le nombre d'ordinateurs dans le réseau et le nombre de segments - sections individuelles de câble les reliant).
• Le bus étant partagé, un seul des ordinateurs peut transmettre à la fois.
• Le « bus » est une topologie passive : les ordinateurs « écoutent » uniquement le câble et ne peuvent pas restituer les signaux atténués lors de la transmission sur le réseau.
• La fiabilité d'un réseau avec une topologie en bus est faible. Lorsque le signal électrique atteint l'extrémité du câble, il est réfléchi (sauf si des mesures spéciales sont prises), perturbant le fonctionnement de l'ensemble du segment du réseau.

Les problèmes inhérents à la topologie du bus ont conduit au fait que ces réseaux ne sont désormais pratiquement plus utilisés.

La topologie du réseau de bus est connue sous le nom de topologie logique Ethernet 10 Mbps.

2.2 Topologie de base du réseau en étoile

Dans une topologie en étoile, tous les ordinateurs sont connectés à un composant central appelé hub. Chaque ordinateur est connecté au réseau à l'aide d'un câble de connexion séparé. Les signaux de l’ordinateur émetteur transitent par le hub vers tous les autres.

Il y a toujours un centre dans « l’étoile » par lequel passe tout signal du réseau. Les fonctions du lien central sont assurées par des Périphériques réseau, et la transmission du signal peut s'y dérouler de différentes manières : dans certains cas, l'appareil envoie des données à tous les nœuds à l'exception du nœud expéditeur, dans d'autres, l'appareil analyse à quel nœud les données sont destinées et ne les envoie qu'à lui.

Cette topologie est née à l'aube la technologie informatique, lorsque les ordinateurs étaient connectés à un ordinateur central et principal.

Diagramme de topologie de réseau en étoile

Avantages Typologies "étoiles":

• la panne d'un poste de travail n'affecte pas le fonctionnement de l'ensemble du réseau dans son ensemble
• bonne évolutivité du réseau
• dépannage facile et coupures de réseau
• performances réseau élevées (sous réserve d'une conception appropriée)
• options d'administration flexibles

Défauts Typologies "étoiles":

• une défaillance du hub central entraînera l'inopérabilité du réseau (ou du segment de réseau) dans son ensemble
• la mise en réseau nécessite souvent plus de câbles que la plupart des autres topologies
• le nombre fini de postes de travail dans un réseau (ou segment de réseau) est limité par le nombre de ports dans le hub central.

L’une des topologies les plus courantes car facile à maintenir. Principalement utilisé dans les réseaux où le support est un câble à paire torsadée. Catégorie UTP 3 ou 5. (Catégories de câbles à paires torsadées, qui sont numérotées de 1 à 7 et déterminent la plage de fréquences effective. Un câble d'une catégorie supérieure contient généralement plus de paires de fils et chaque paire a plus de tours par unité de longueur).

La topologie en étoile se reflète dans Technologies rapides Ethernet6.

2.3 Topologie de base du réseau en anneau

Dans une topologie en anneau, les ordinateurs sont connectés à un câble qui forme un anneau. Par conséquent, le câble ne peut tout simplement pas avoir d'extrémité libre à laquelle une terminaison doit être connectée. Les signaux sont transmis le long de l'anneau dans une direction et traversent chaque ordinateur. Contrairement à la topologie de bus passif, chaque ordinateur agit ici comme un répéteur (répéteur), amplifiant les signaux et les transmettant à l'ordinateur suivant. Par conséquent, si un ordinateur tombe en panne, l’ensemble du réseau cesse de fonctionner.

Schéma du réseau en anneau

Le fonctionnement d’une topologie en anneau fermé est basé sur le passage de jetons.

Un jeton est un paquet de données qui permet à un ordinateur de transmettre des données au réseau.

Le jeton est transmis séquentiellement, d'un ordinateur à un autre, jusqu'à ce que celui qui « veut » transférer les données le reçoive. Un ordinateur souhaitant démarrer une transmission « capture » le jeton, le modifie, met l'adresse du destinataire dans les données et l'envoie autour de l'anneau au destinataire.

Les données transitent par chaque ordinateur jusqu'à atteindre celui dont l'adresse correspond à l'adresse du destinataire spécifiée dans les données. Après cela, l'ordinateur récepteur envoie un message à l'ordinateur émetteur, confirmant que les données ont été reçues. Après avoir reçu la confirmation, l'ordinateur expéditeur crée un nouveau jeton et le renvoie au réseau.

À première vue, il semble que le transfert du marqueur prenne beaucoup de temps, mais en réalité le marqueur se déplace presque à la vitesse de la lumière. Dans un anneau d'un diamètre de 200 mètres, le marqueur peut circuler à une fréquence de 10 000 tours par seconde.

Avantages topologie en anneau :

• facilité d'installation
• absence presque totale d'équipement supplémentaire
• la possibilité d'un fonctionnement stable sans baisse significative de la vitesse de transfert des données sous une forte charge du réseau, puisque l'utilisation d'un jeton élimine la possibilité de collisions.

Défauts topologie en anneau :

• la panne d'un poste de travail et d'autres problèmes (rupture de câble) affectent les performances de l'ensemble du réseau
• complexité de la configuration et de l'installation
• difficulté à dépanner

Il est le plus largement utilisé dans les réseaux de fibre optique. Utilisé dans les normes FDDI8, Token ring9.

3. Autres topologies de réseau possibles

Les véritables réseaux informatiques se développent et se modernisent constamment. Un tel réseau est donc presque toujours hybride, c'est-à-dire sa topologie est une combinaison de plusieurs topologies de base. Il est facile d’imaginer des topologies hybrides combinant étoile et bus, ou anneau et étoile.

3.1 Topologie du réseau arborescent

La topologie arborescente peut être considérée comme une union de plusieurs « étoiles ». C'est cette topologie qui est la plus populaire aujourd'hui lors de la construction de réseaux locaux.

Diagramme de topologie de réseau arborescent

Dans une topologie arborescente, il existe une racine de l’arbre à partir de laquelle poussent les branches et les feuilles.

Un arbre peut être actif ou vrai et passif. Avec un arbre actif, les ordinateurs centraux sont situés aux centres de combinaison de plusieurs lignes de communication, et avec un arbre passif, il y a des concentrateurs (hubs).

Figure 6 - Diagramme de topologie du réseau à arborescence active

Figure 7 - Diagramme de topologie de réseau arborescent passif

3.2 Topologies de réseau combinées

Les topologies combinées sont assez souvent utilisées, parmi lesquelles les plus courantes sont le bus en étoile et l'anneau en étoile.

Une topologie de bus en étoile utilise une combinaison d'un bus et d'une étoile passive.

Schéma d'une topologie de réseau combinée star-bus

Des ordinateurs individuels et des segments de bus entiers sont connectés au hub. En fait, une topologie de bus physique est implémentée et inclut tous les ordinateurs du réseau. Dans cette topologie, plusieurs hubs peuvent être utilisés, interconnectés et formant ce que l'on appelle le backbone, bus de support. Des ordinateurs ou segments de bus séparés sont connectés à chacun des hubs. Le résultat est un arbre à pneus étoilés. Ainsi, l'utilisateur peut combiner de manière flexible les avantages des topologies en bus et en étoile, et également modifier facilement le nombre d'ordinateurs connectés au réseau. Du point de vue de la distribution de l'information, cette topologie est équivalente à un bus classique.

Dans le cas d'une topologie en anneau en étoile, ce ne sont pas les ordinateurs eux-mêmes qui sont réunis en anneau, mais des hubs spéciaux, auxquels les ordinateurs sont à leur tour connectés à l'aide de doubles lignes de communication en forme d'étoile.

Schéma d'une topologie de réseau combinée en étoile et en anneau

En réalité, tous les ordinateurs du réseau sont inclus dans un anneau fermé, car au sein des hubs, les lignes de communication forment une boucle fermée (comme le montre la figure 9). Cette topologie permet de combiner les avantages des topologies en étoile et en anneau. Par exemple, les hubs vous permettent de rassembler tous les points de connexion des câbles réseau en un seul endroit. Si l'on parle de diffusion d'informations, cette topologie équivaut à un anneau classique.

3.3 Topologie du réseau « Grille »

Enfin, il convient de mentionner une topologie maillée ou maillée, dans laquelle tous ou plusieurs ordinateurs et autres appareils sont directement connectés les uns aux autres (Figure 10).

Figure 10 - Diagramme de topologie de maillage de réseau

Cette topologie est extrêmement fiable : si un canal est interrompu, le transfert de données ne s'arrête pas, puisque plusieurs voies de transmission des informations sont possibles. Les topologies maillées (le plus souvent incomplètes, mais partielles) sont utilisées lorsqu'il est nécessaire d'assurer une tolérance maximale aux pannes du réseau, par exemple lors de la connexion de plusieurs sections d'un réseau d'une grande entreprise ou lors de la connexion à Internet, même si, bien sûr, vous avez payer pour cela : la consommation de câbles augmente considérablement, l'équipement réseau et sa configuration deviennent plus compliqués.

Actuellement, la grande majorité des réseaux modernes utilisent une topologie en étoile ou une topologie hybride, qui est un amalgame de plusieurs étoiles (par exemple, une topologie arborescente), et une méthode de transmission CSMA/CD (carrier sense multiple access). .

Fragment réseau informatique

Un fragment d'un réseau informatique comprend les principaux types d'équipements de communication utilisés aujourd'hui pour former des réseaux locaux et les connecter les uns aux autres via des connexions mondiales. Pour établir des connexions locales entre les ordinateurs, ils sont utilisés différentes sortes systèmes de câbles, adaptateurs réseau, concentrateurs de répéteurs, ponts, commutateurs et routeurs. Pour connecter les réseaux locaux aux connexions mondiales, des sorties spéciales (ports WAN) de ponts et de routeurs sont utilisées, ainsi que des équipements de transmission de données sur de longues lignes - modems (lorsque vous travaillez sur des lignes analogiques) ou appareils se connectant à chaînes numériques(TA – adaptateurs de bornes Réseaux RNIS, dispositifs de maintenance pour les canaux numériques dédiés tels que CSU/DSU, etc.).

Sous topologie(disposition, configuration, structure) d'un réseau informatique fait généralement référence à la disposition physique des ordinateurs sur le réseau, un par rapport à un, et à la manière dont ils sont connectés par des lignes de communication. Il est important de noter que la notion de topologie fait principalement référence aux réseaux locaux, dans lesquels la structure des connexions peut être facilement retracée. Dans les réseaux mondiaux, la structure des connexions est généralement cachée aux utilisateurs et n'est pas très importante, car chaque session de communication peut s'effectuer selon son propre chemin.
La topologie détermine les exigences en matière d'équipement, le type de câble utilisé, les méthodes possibles et les plus pratiques de gestion de l'échange, la fiabilité de fonctionnement et les possibilités d'extension du réseau.

Il existe trois topologies de réseau principales :

1. Bus de topologie de réseau(bus), dans lequel tous les ordinateurs sont connectés en parallèle à une ligne de communication et les informations de chaque ordinateur sont transmises simultanément à tous les autres ordinateurs (Fig. 1) ;

2. Topologie de réseau en étoile(étoile), dans lequel d'autres ordinateurs périphériques sont connectés à un ordinateur central, chacun d'eux utilisant sa propre ligne de communication distincte (Fig. 2) ;

3. Anneau de topologie de réseau(anneau), dans lequel chaque ordinateur transmet toujours des informations à un seul ordinateur suivant dans la chaîne, et reçoit des informations uniquement de l'ordinateur précédent dans la chaîne, et cette chaîne est fermée en « anneau » (Fig. 3).

Riz. 1. Topologie du réseau « bus »

Riz. 2. Topologie du réseau en étoile

Riz. 3. « anneau » de topologie de réseau

En pratique, des combinaisons de topologies de base sont souvent utilisées, mais la plupart des réseaux se concentrent sur ces trois topologies. Examinons maintenant brièvement les caractéristiques de la topologie de réseau répertoriée.

Topologie de bus(ou, comme on l'appelle aussi, « bus commun »), de par sa structure même, permet l'identité des équipements réseau des ordinateurs, ainsi que l'égalité de tous les abonnés. Avec une telle connexion, les ordinateurs ne peuvent transmettre qu’à tour de rôle, car il n’y a qu’une seule ligne de communication. Sinon, les informations transmises seront déformées en raison d'un chevauchement (conflit, collision). Ainsi, le bus met en œuvre un mode d'échange semi-duplex (dans les deux sens, mais tour à tour, et non simultanément).
Dans la topologie « bus », il n'y a pas d'abonné central par lequel toutes les informations sont transmises, ce qui augmente sa fiabilité (après tout, si un centre tombe en panne, tout le système contrôlé par ce centre cesse de fonctionner). L'ajout de nouveaux abonnés au bus est assez simple et est généralement possible même lorsque le réseau est en fonctionnement. Dans la plupart des cas, un bus nécessite une quantité minimale de câble de connexion par rapport à d'autres topologies. Cependant, il faut tenir compte du fait que chaque ordinateur (sauf les deux extérieurs) dispose de deux câbles, ce qui n'est pas toujours pratique.
Étant donné que la résolution des conflits possibles incombe dans ce cas à l'équipement réseau de chaque abonné individuel, l'équipement de l'adaptateur réseau avec la topologie « bus » est plus compliqué qu'avec d'autres topologies. Cependant, du fait de la généralisation des réseaux à topologie « bus » (Ethernet, Arcnet), le coût des équipements réseau n'est pas trop élevé.
Le bus ne craint pas les pannes des ordinateurs individuels, car tous les autres ordinateurs du réseau peuvent continuer à échanger normalement. Il peut sembler que le bus n'est pas endommagé et que le câble est cassé, puisque dans ce cas nous avons deux bus entièrement fonctionnels. Cependant, en raison des particularités de la propagation des signaux électriques sur de longues lignes de communication, il est nécessaire de prévoir l'inclusion aux extrémités du bus de dispositifs spéciaux - des terminateurs, illustrés à la Fig. 1 en forme de rectangles. Sans l'inclusion de terminateurs, le signal est réfléchi depuis l'extrémité de la ligne et est déformé de sorte que la communication sur le réseau devient impossible. Ainsi, si le câble est cassé ou endommagé, la coordination de la ligne de communication est perturbée et la communication s'arrête même entre les ordinateurs qui restent connectés les uns aux autres. Un court-circuit en un point quelconque du câble bus désactive l'ensemble du réseau. Toute panne d'un équipement réseau sur le bus est très difficile à localiser, car tous les adaptateurs sont connectés en parallèle et il n'est pas si facile de comprendre lequel est en panne.
Lors du passage par une ligne de communication d'un réseau à topologie « bus », les signaux d'information sont affaiblis et ne se renouvellent en aucune façon, ce qui impose des restrictions strictes sur la longueur totale des lignes de communication ; de plus, chaque abonné peut recevoir des signaux de différents niveaux. du réseau en fonction de la distance à l'abonné émetteur. Cela impose des exigences supplémentaires aux nœuds de réception des équipements de réseau. Pour augmenter la longueur d'un réseau avec une topologie « bus », plusieurs segments (dont chacun est un bus) sont souvent utilisés, connectés les uns aux autres à l'aide de mises à jour de signaux spéciales - des répéteurs.
Cependant, une telle augmentation de la longueur du réseau ne peut pas durer indéfiniment, car il existe également des limitations associées à la vitesse limitée de propagation du signal le long des lignes de communication.

Topologie en étoile- il s'agit d'une topologie avec un centre clairement désigné auquel sont connectés tous les autres abonnés. Tous les échanges d'informations se font exclusivement via l'ordinateur central, ce qui impose ainsi une charge très lourde, il ne peut donc rien faire d'autre que le réseau. Il est clair que l'équipement réseau de l'abonné central doit être nettement plus complexe que l'équipement des abonnés périphériques. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de parler d'égalité des droits pour les abonnés. En règle générale, c'est l'ordinateur central qui est le plus puissant, et c'est à lui que sont attribuées toutes les fonctions de gestion de l'échange. En principe, aucun conflit n'est possible dans un réseau à topologie en étoile, car la gestion étant entièrement centralisée, il n'y a aucune raison de conflit.
Si l’on parle de la résistance de l’étoile aux pannes informatiques, alors la panne d’un ordinateur périphérique n’affecte en rien le fonctionnement de la partie restante du réseau, mais toute panne de l’ordinateur central rend le réseau totalement inopérant. Des mesures particulières doivent donc être prises pour améliorer la fiabilité de l'ordinateur central et de ses équipements réseau. Une coupure dans un câble ou un court-circuit dans une topologie en étoile perturbe la communication avec un seul ordinateur, et tous les autres ordinateurs peuvent continuer à fonctionner normalement.
Sur la déclinaison du bus, dans l'étoile il n'y a que deux abonnés sur chaque ligne de communication : le central et l'un des périphériques. Le plus souvent, deux lignes de communication sont utilisées pour les relier, chacune transmettant des informations dans un seul sens. Ainsi, il n'y a qu'un seul récepteur et un seul émetteur sur chaque liaison de communication. Tout cela simplifie considérablement l'installation du réseau par rapport à un bus et élimine le besoin d'utiliser des terminaisons externes supplémentaires. Le problème de l'atténuation du signal dans une ligne de communication est également résolu plus facilement dans une « étoile » que dans un « bus », car chaque récepteur reçoit toujours un signal du même niveau. Un sérieux inconvénient de la topologie en étoile est la stricte limitation du nombre d'abonnés. En règle générale, l'abonné central ne peut desservir plus de 8 à 16 abonnés périphériques. Si dans ces limites il est assez facile de connecter de nouveaux abonnés, alors si elles sont dépassées, c'est tout simplement impossible. Certes, une étoile offre parfois la possibilité d'une extension, c'est-à-dire de connecter un autre abonné central au lieu d'un des abonnés périphériques (le résultat est une topologie de plusieurs étoiles interconnectées).
L'étoile représentée sur la Fig. 2, est appelée une étoile active ou réelle. Il existe également une topologie appelée étoile passive, qui ne ressemble qu'en apparence à une étoile (Fig. 4). À l’heure actuelle, elle est beaucoup plus répandue que l’étoile active. Il suffit de dire qu’il est utilisé aujourd’hui dans le réseau Ethernet le plus populaire.

Riz. 4. Topologie en étoile passive

Le centre d'un réseau avec cette topologie ne contient pas un ordinateur, mais un concentrateur, ou hub, qui remplit la même fonction qu'un répéteur. Il renouvelle les signaux reçus et les transmet à d'autres lignes de communication. Bien que le schéma de câblage soit similaire à celui d'une étoile réelle ou active, nous avons en réalité affaire à une topologie en bus car les informations de chaque ordinateur sont transmises simultanément à tous les autres ordinateurs et il n'y a pas d'abonné central. Naturellement, une étoile passive coûte plus cher qu'un bus ordinaire, car dans ce cas, vous avez également besoin d'un hub. Cependant, il offre un certain nombre de fonctionnalités supplémentaires associées aux avantages vedettes. C'est pourquoi, depuis peu, l'étoile passive remplace de plus en plus l'étoile réelle, considérée comme une topologie peu prometteuse.
Il est également possible de distinguer un type de topologie intermédiaire entre une étoile active et passive. Dans ce cas, le hub non seulement relaie les signaux, mais gère également l'échange, mais ne participe pas à l'échange lui-même.
Grand avantage étoile(à la fois actif et passif) est que tous les points de connexion sont rassemblés en un seul endroit. Cela permet de surveiller facilement le fonctionnement du réseau, de localiser les dysfonctionnements du réseau en déconnectant simplement certains abonnés du centre (ce qui est impossible par exemple dans le cas d'un bus), et également de limiter l'accès des personnes non autorisées aux points de connexion vitaux. pour le réseau. Dans le cas d'une étoile, chaque abonné périphérique peut être approché soit par un câble (qui transmet dans les deux sens), soit par deux câbles (chacun émet dans un sens), la seconde situation étant plus courante. Un inconvénient commun à l'ensemble de la topologie en étoile est que la consommation de câbles est nettement plus élevée qu'avec d'autres topologies. Par exemple, si les ordinateurs sont situés sur une seule ligne (comme sur la figure 1), alors lors du choix d'une topologie « en étoile », vous aurez besoin de plusieurs fois plus de câbles qu'avec une topologie « en bus ». Cela peut affecter considérablement le coût de l'ensemble du réseau.

Topologie en anneau est une topologie dans laquelle chaque ordinateur est connecté par des lignes de communication à seulement deux autres : de l'un il reçoit uniquement des informations, et de l'autre il ne fait que transmettre. Sur chaque ligne de communication, comme dans le cas d'une étoile, il n'y a qu'un seul émetteur et un seul récepteur. Cela vous permet d'éviter d'utiliser des terminateurs externes. Une caractéristique importante de l'anneau est que chaque ordinateur relaie (renouvelle) le signal, c'est-à-dire agit comme un répéteur, donc l'atténuation du signal dans tout l'anneau n'a pas d'importance, seule l'atténuation entre les ordinateurs voisins de l'anneau est importante. Dans ce cas, il n'y a pas de centre clairement défini : tous les ordinateurs peuvent être identiques. Cependant, bien souvent, un abonné spécial est attribué au sprat qui gère ou contrôle l'échange. Il est clair que la présence d'un tel abonné de contrôle réduit la fiabilité du réseau, car sa panne paralysera immédiatement l'ensemble de l'échange.
À proprement parler, les ordinateurs d'un sprat ne sont pas tout à fait égaux (contrairement, par exemple, à une topologie en bus). Certains d'entre eux reçoivent nécessairement des informations de l'ordinateur qui les transmet à ce moment-là plus tôt, tandis que d'autres - plus tard. C'est sur cette caractéristique de la topologie que reposent les méthodes de contrôle des échanges réseau, spécialement conçues pour « l'anneau ». Dans ces méthodes, le droit à la transmission suivante (ou, comme on dit aussi, à la prise en charge du réseau) passe séquentiellement à l'ordinateur suivant du cercle.
La connexion de nouveaux abonnés au « ring » est généralement totalement indolore, même si elle nécessite un arrêt obligatoire de l'ensemble du réseau pendant la durée de la connexion. Comme dans le cas de la topologie « bus », le nombre maximum d'abonnés dans un sprat peut être assez important (jusqu'à mille ou plus). La topologie en anneau est généralement la plus résistante aux surcharges ; elle assure un fonctionnement fiable avec les flux d'informations les plus importants transmis sur le réseau, car, en règle générale, il n'y a pas de conflits (contrairement à un bus) et il n'y a pas d'abonné central (contrairement à une étoile) .
Étant donné que le signal du sprat traverse tous les ordinateurs du réseau, la panne d'au moins l'un d'entre eux (ou son installation réseau) perturbe le fonctionnement de l'ensemble du réseau. De même, toute rupture ou court-circuit dans chacun des câbles en anneau rend l'ensemble du réseau impossible à exploiter. L'anneau est le plus vulnérable aux dommages causés aux câbles, c'est pourquoi cette topologie implique généralement la pose de deux (ou plus) lignes de communication parallèles, dont l'une est en réserve.
Dans le même temps, le grand avantage de l'anneau est que la retransmission des signaux par chaque abonné permet d'augmenter considérablement la taille de l'ensemble du réseau (parfois jusqu'à plusieurs dizaines de kilomètres). L'anneau est relativement supérieur à toute autre topologie.

Désavantage des anneaux (par rapport à une étoile) peuvent être considérés comme deux câbles qui doivent être connectés à chaque ordinateur du réseau.

Parfois, une topologie en anneau repose sur deux lignes de communication en anneau qui transmettent des informations dans des directions opposées. Le but d'une telle solution est d'augmenter (idéalement doubler) la vitesse de transfert d'informations. De plus, si l'un des câbles est endommagé, le réseau peut fonctionner avec un autre câble (même si la vitesse maximale diminuera).
Outre les trois topologies de base principales considérées, la topologie de réseau est également souvent utilisée. arbre" (arbre), qui peut être considérée comme une combinaison de plusieurs étoiles. Comme dans le cas d'une étoile, un arbre peut être actif ou réel (Fig. 5) et passif (Fig. 6). Avec un arbre actif, les ordinateurs centraux sont situés aux centres de combinaison de plusieurs lignes de communication, et avec un arbre passif, il y a des concentrateurs (hubs).

Riz. 5. Topologie « Arbre actif »

Riz. 6. Topologie « arbre passif ». K - concentrateurs

Des topologies combinées sont également assez souvent utilisées, par exemple star-bus, star-ring.

L'ambiguïté du concept de topologie.

La topologie du réseau détermine non seulement l'emplacement physique des ordinateurs, mais, bien plus important encore, la nature des connexions entre eux et les caractéristiques de propagation du signal à travers le réseau. C'est la nature des connexions qui détermine le degré de tolérance aux pannes du réseau, la complexité requise des équipements réseau, la méthode de gestion de l'échange la plus appropriée, les types possibles de supports de transmission (canaux de communication), la taille admissible des réseau (longueur des lignes de communication et nombre d'abonnés), besoin de coordination électrique, et bien plus encore.
Lorsque les gens réfléchissent à la topologie des réseaux dans la littérature, ils peuvent avoir à l'esprit quatre concepts complètement différents qui se rapportent à différents niveaux. Architecture de réseau:

1. Topologie physique (c'est-à-dire la disposition des ordinateurs et le routage des câbles). Dans ce contenu, par exemple, une étoile passive n’est pas différente d’une étoile active, c’est pourquoi on l’appelle souvent simplement « étoile ».

2. Topologie logique (c'est-à-dire la structure des connexions, la nature de la propagation du signal à travers le réseau). C’est probablement la définition la plus correcte de la topologie.

3. Topologie de contrôle d'échange (c'est-à-dire le principe et la séquence de transfert du droit d'accéder au réseau entre des ordinateurs individuels).

4. Topologie de l'information (c'est-à-dire la direction des flux d'informations transmis sur le réseau).

Par exemple, un réseau avec une topologie physique et logique en « bus » peut, comme méthode de gestion, utiliser la transmission par relais du droit de s'emparer du réseau (c'est-à-dire être un anneau dans ce contenu) et transmettre simultanément toutes les informations via un réseau dédié. ordinateur (soyez une star dans ce contenu).

Peu de gens connaissent le terme topologies de réseau, mais l'utilisateur moyen a le concept de réseau local. équipement informatique il y en a toujours. Les topologies de réseau sont donc des outils qui déterminent le travail des réseaux informatiques, vous permettant d'exploiter simultanément des informations via plusieurs machines.

Examinons de plus près le concept de topologies de réseau dans cet article, et découvrons également pourquoi elles sont nécessaires, où et comment les utiliser correctement, quels types de ces outils existent, de quelles caractéristiques positives et négatives ils sont dotés.

Topologies de réseau - Introduction

Les réseaux informatiques locaux ne peuvent pas fonctionner sans périphériques réseau spéciaux. Souvent, plus de deux ordinateurs sont impliqués dans un réseau, souvent cinq, dix, vingt, il existe des réseaux qui unissent des entreprises entières. Ils sont reliés entre eux par une sorte de ligne de communication. L'interaction des machines connectées au réseau peut être différente. Il est possible de regrouper plusieurs appareils en un seul en créant plusieurs types de réseaux :

• annulaire;
• étoilé;
• pneu;
• hiérarchique;
• arbitraire.

Parmi les informaticiens, la création de tels réseaux est appelée topologies. Il s'agit d'une boîte à outils physique applicable à la création de réseaux locaux. De plus, il existe également des topologies logiques.

Les topologies physiques et logiques fonctionnent indépendamment et ne se chevauchent pas. Si les physiques sont responsables de la géométrie du réseau, alors les logiques participent à la redistribution des flux de données entre les différents nœuds du réseau créé et déterminent le plus méthode efficace transmission de données.

Les topologies physiques et logiques présentent à la fois des avantages et des inconvénients, c'est pourquoi, à l'époque moderne, elles sont utilisées de la même manière. Ci-dessous, nous examinerons les principales caractéristiques de chaque type de topologie de réseau et découvrirons quelle est leur essence fondamentale.

Caractéristiques de la topologie en bus : principe de fonctionnement

Si un canal mono linéaire est utilisé lors de la transmission de données électroniques d'un ordinateur à un autre, cela signifie que la topologie de bus du réseau est impliquée dans le travail. C'est aux extrémités du canal mono que sont installés des terminateurs spéciaux. Les ordinateurs personnels participant au réseau sont connectés à réseau partagé via un connecteur en forme de T en contact avec le canal mono de la ligne commune.

Les données électroniques arrivent aux terminateurs et arrivent simultanément à tous les nœuds du réseau, mais doivent être acceptées pour examen. documents électroniques Seul l'ordinateur auquel le message était destiné le peut. Le signal de transmission principal est capturé par chaque machine informatique impliquée dans le réseau. Le support électronique de transmission de données est donc un composant commun du réseau.

La topologie de bus a gagné en popularité grâce aux capacités avancées de l'architecture Ethernet.

Les principaux avantages de la topologie en bus sont les suivants :

• facilité de configuration, configuration claire du réseau créé ;
• le réseau n'est pas interrompu en cas de panne de plusieurs ordinateurs qui le composent, ce qui signifie qu'il résiste à toutes sortes de problèmes informatiques.

Les principaux inconvénients de la typologie des pneus sont :

• la longueur du câble réseau à poser est limitée, et le nombre d'équipements informatiques inclus dans le réseau est également limité ;
• tout le réseau dépend de la santé du canal mono ; s'il souffre, tout le réseau souffre ; il est souvent très difficile de trouver un point de défaillance dans un réseau de bus, surtout lorsque tous ses composants sont isolés.

Caractéristiques de la topologie en étoile : principe de fonctionnement

Lors de la création d'un réseau de type étoile, chaque individu Ordinateur personnel se connecte à ce qu'on appelle un hub ou un concentrateur. De ce fait, une connexion parallèle de toutes les unités informatiques incluses dans le réseau est créée. Ces composants sont les principaux liens de connexion qui permettent la communication entre les ordinateurs inclus dans le réseau.

Ce réseau utilise également un champ d'information commun, c'est-à-dire que les informations sont envoyées à tous les nœuds de communication, mais ne peuvent être reçues que par une seule section pour laquelle elles ont été initialement envoyées.

Les principaux avantages du réseau star :

• facile à installer et à connecter de nouveaux équipements informatiques ;
• tout comme un réseau de bus, il résiste aux pannes des ordinateurs connectés au réseau ;
• permet une gestion centralisée de toutes les unités connectées.

Les principaux inconvénients de la typologie étoile :

• consommation élevée de câble réseau lors de l'installation ;
• Le dysfonctionnement d'un hub ou d'un concentrateur entraîne une défaillance de toute la chaîne de transmission électronique des données.

Un réseau en étoile peut également reposer sur un hub central. Il s'agit d'un outil intelligent qui connecte certaines unités informatiques incluses dans le réseau. Le principe du fonctionnement sortie-entrée permet de ne pas utiliser un champ d'information commun à toutes les unités, mais de préciser le transfert d'informations d'un point à un autre, troisième, quatrième... Il s'avère que chaque ordinateur, en plus de hubs, est également connecté à un hub central, si une panne survient au sein du réseau, alors l'ensemble du réseau n'en souffre pas. En cas de panne, le point défaillant se déconnecte spontanément du réseau, ce qui permet de le retrouver rapidement et d'éliminer tous les défauts de fonctionnement.

La pose d'un tel réseau nécessite une grande quantité de câble réseau, mais l'efficacité de son fonctionnement en vaut la peine.

La typologie des étoiles peut aussi être une sorte d’arbre, qui est une combinaison de plusieurs étoiles. En fonction de l’imbrication, on distingue l’état actif, passif ou vrai du réseau. Selon l'état, des hubs avec concentrateurs ou des ordinateurs centraux sont utilisés pour créer des connexions entre les unités informatiques incluses dans le réseau.

Si un ordinateur central est choisi, vous pouvez alors créer un réseau véritablement fiable et productif, mais pas bon marché. Si vous utilisez des hubs avec des concentrateurs, cela coûtera plusieurs fois moins cher, mais l'indicateur de performance sera nettement inférieur.

Caractéristiques de la topologie en anneau : principe de fonctionnement

La topologie en anneau implique la connexion directe de tous les canaux du réseau en une seule chaîne ininterrompue. Cela ne veut pas dire qu’il s’agit d’un cercle typique. L'essence d'un réseau en anneau est que la sortie d'une unité informatique et l'entrée d'une autre sont utilisées pour transmettre des données électroniques. Le mouvement des informations se produit dans un seul flux. S'il y a des informations à la sortie et qu'elles ne sont pas reçues à l'entrée, elles sont alors renvoyées à la sortie avec une tentative ultérieure pour atteindre l'entrée. Autrement dit, les informations suivent toujours le même itinéraire, de l'expéditeur au destinataire et vice-versa.

Un anneau logique a tendance à se fermer. Le principal avantage d’un réseau en anneau est qu’il est très simple à mettre en place. Mais il n’est pas fiable contre les pannes inattendues. S'il y a un défaut dans le circuit, l'anneau de données est interrompu. Le plus souvent dans la pratique, les informaticiens mettent en œuvre des projets d'une typologie en anneau modifiée.

Solutions combinées pour créer des réseaux informatiques locaux

Pour garantir la fiabilité du réseau, des combinaisons de topologies de réseau de base sont souvent utilisées dans la pratique. Les topologies les plus couramment utilisées sont les topologies en étoile ou en anneau. Quel est le résultat de la combinaison de plusieurs outils lors de la pose de réseaux informatiques locaux ? La réponse ici est claire : assurer la fiabilité du réseau, la résistance aux pannes et l'absence de respect obligatoire du principe de transmission des informations tout au long de la chaîne, ce qui simplifie le travail lorsque des défauts surviennent dans le réseau.

Dans le même temps, le principe de fonctionnement du réseau lui-même et le processus de son installation sont simplifiés.

Résumons-le

Vous connaissez désormais les principaux types de topologies de réseau. Les options présentées dans cet article sont les plus typiques et utilisées dans l'installation de réseaux informatiques locaux modernes. Mais cela ne signifie pas que des topologies plus avancées ne sont pas utilisées : elles sont souvent développées pour des objectifs de service spécifiques, par exemple scientifiques ou militaires. Mais pour les applications civiles typiques, les topologies de réseau évoquées ici sont tout à fait suffisantes.

Les topologies existantes ont été créées depuis des décennies, il est donc logique de les utiliser largement.

Introduction

1. Concept de topologie de réseau

2. Topologies de réseau de base

2.3 Topologie de base du réseau en anneau

3. Autres topologies de réseau possibles

3.1 Topologie du réseau arborescent

3.2 Topologies de réseau combinées

3.3 Topologie du réseau « Grille »

4. Polysémie du concept de topologie

Conclusion

Bibliographie

Introduction

Aujourd’hui, il est impossible d’imaginer l’activité humaine sans l’utilisation des réseaux informatiques.

Un réseau informatique est un système de traitement de l'information distribué composé d'au moins deux ordinateurs interagissant entre eux à l'aide de moyens spéciaux communications.

En fonction de l'éloignement des ordinateurs et de leur échelle, les réseaux sont classiquement divisés en locaux et mondiaux.

Les réseaux locaux sont des réseaux qui disposent d'une infrastructure fermée avant d'atteindre les fournisseurs de services. Le terme « LAN » peut décrire à la fois un petit réseau de bureau et un grand réseau d'usine couvrant plusieurs centaines d'hectares. Les réseaux locaux sont généralement déployés au sein d'une certaine organisation, c'est pourquoi ils sont également appelés réseaux d'entreprise.

Parfois, on distingue des réseaux de classe intermédiaire - un réseau urbain ou régional, c'est-à-dire réseau au sein d’une ville, d’une région, etc.

Le réseau mondial couvre de vastes régions géographiques, comprenant à la fois des réseaux locaux et d'autres réseaux et appareils de télécommunications. Les réseaux mondiaux ont presque les mêmes capacités que les réseaux locaux. Mais ils élargissent leur portée. Les avantages de l'utilisation des réseaux mondiaux sont principalement limités par la rapidité de fonctionnement : les réseaux mondiaux fonctionnent à une vitesse inférieure à celle des réseaux locaux.

Parmi les réseaux informatiques listés ci-dessus, nous porterons notre attention sur les réseaux locaux afin de mieux comprendre l'architecture des réseaux et les méthodes de transmission des données. Et pour cela, vous devez connaître la topologie du réseau.

1. Concept de topologie de réseau

La topologie est la configuration physique d'un réseau combinée à ses caractéristiques logiques. La topologie est un terme standard utilisé pour décrire la configuration de base d'un réseau. En comprenant comment les différentes topologies sont utilisées, vous pouvez déterminer les capacités dont disposent différents types de réseaux.

Il existe deux principaux types de topologies :

physique

logique

La topologie logique décrit les règles d'interaction des stations du réseau lors de la transmission de données.

La topologie physique détermine la manière dont les supports de stockage sont connectés.

Le terme « topologie de réseau » décrit la disposition physique des ordinateurs, câbles et autres composants réseau. La topologie du réseau détermine ses caractéristiques.

Le choix d'une topologie particulière affecte :

composition des équipements réseau nécessaires

caractéristiques des équipements réseau

possibilités d'extension du réseau

méthode de gestion de réseau

La configuration du réseau peut être soit décentralisée (lorsque le câble « tourne » autour de chaque station du réseau) soit centralisée (lorsque chaque station est physiquement connectée à un périphérique central qui distribue les trames et les paquets entre les stations). Un exemple de configuration centralisée est une étoile avec des postes de travail situés aux extrémités de ses bras. Une configuration décentralisée est similaire à une chaîne de grimpeurs, où chacun a sa propre position dans la chaîne et où tout le monde est relié entre eux par une seule corde. Les caractéristiques logiques de la topologie d'un réseau déterminent l'itinéraire emprunté par un paquet lors de son déplacement à travers le réseau.

Lors du choix d'une topologie, vous devez tenir compte du fait qu'elle garantit un fonctionnement fiable et efficace du réseau et une gestion pratique des flux de données du réseau. Il est également souhaitable que le réseau soit peu coûteux en termes de coût de création et de maintenance, mais il resterait en même temps des opportunités pour son expansion ultérieure et, de préférence, pour la transition vers des technologies de communication à plus haut débit. Ce n'est pas une tâche facile! Pour le résoudre, vous devez connaître les topologies de réseau existantes.

2. Topologies de réseau de base

Il existe trois topologies de base sur lesquelles la plupart des réseaux sont construits.

étoile

anneau

Si les ordinateurs sont connectés via un seul câble, la topologie est appelée « bus ». Lorsque les ordinateurs sont connectés à des segments de câble provenant d’un seul point, ou hub, la topologie est appelée topologie en étoile. Si le câble auquel les ordinateurs sont connectés est fermé en anneau, cette topologie est appelée anneau.

Bien que les topologies de base elles-mêmes soient simples, il existe en réalité souvent des combinaisons assez complexes combinant les propriétés de plusieurs topologies.

2.1 Topologie du réseau de bus

Dans cette topologie, tous les ordinateurs sont connectés les uns aux autres avec un seul câble (Figure 1).

Figure 1 - Schéma de topologie de réseau de type « bus »

Dans un réseau avec une topologie « bus », les ordinateurs adressent les données à un ordinateur spécifique, les transmettant le long du câble sous forme de signaux électriques - adresses MAC matérielles. Pour comprendre le processus d'interaction informatique via un bus, vous devez comprendre les concepts suivants :

transmission des signaux

réflexion du signal

Terminateur

1. Transmission des signaux

Les données sous forme de signaux électriques sont transmises à tous les ordinateurs du réseau ; cependant, seul celui dont l'adresse correspond à l'adresse du destinataire cryptée dans ces signaux reçoit l'information. De plus, à un moment donné, un seul ordinateur peut transmettre. Les données étant transmises au réseau par un seul ordinateur, leurs performances dépendent du nombre d'ordinateurs connectés au bus. Plus il y en a, c'est-à-dire Plus il y a d'ordinateurs en attente de transfert de données, plus le réseau est lent. Cependant, il est impossible d’établir une relation directe entre la bande passante du réseau et le nombre d’ordinateurs qui y sont connectés. Car, outre le nombre d’ordinateurs, les performances du réseau sont influencées par de nombreux facteurs, notamment :

caractéristiques matérielles des ordinateurs sur le réseau

la fréquence à laquelle les ordinateurs transmettent des données

type d'applications réseau en cours d'exécution

type de câble réseau

distance entre les ordinateurs du réseau

Le bus est une topologie passive. Cela signifie que les ordinateurs « écoutent » uniquement les données transmises sur le réseau, mais ne les transmettent pas de l'expéditeur au destinataire. Par conséquent, si l’un des ordinateurs tombe en panne, cela n’affectera pas le fonctionnement des autres. Dans les topologies actives, les ordinateurs régénèrent les signaux et les transmettent à travers le réseau.

2. Réflexion du signal

Les données, ou signaux électriques, circulent à travers le réseau, d'une extrémité à l'autre du câble. Si aucune mesure particulière n'est prise, le signal atteignant l'extrémité du câble sera réfléchi et ne permettra pas aux autres ordinateurs de transmettre. Par conséquent, une fois que les données atteignent leur destination, les signaux électriques doivent être éteints.

3. Terminateur

Pour éviter que les signaux électriques ne soient réfléchis, des fiches (terminateurs) sont installées à chaque extrémité du câble pour absorber ces signaux (Figure 2). Toutes les extrémités du câble réseau doivent être connectées à quelque chose, comme un ordinateur ou un connecteur cylindrique, pour augmenter la longueur du câble. Une terminaison doit être connectée à toute extrémité libre – non connectée – du câble pour empêcher la réflexion des signaux électriques.

Figure 2 - Installation du terminateur

L'intégrité du réseau peut être compromise si un câble réseau se brise lorsqu'il est physiquement sectionné ou si l'une de ses extrémités est déconnectée. Il est également possible qu'il n'y ait pas de terminaison à une ou plusieurs extrémités du câble, ce qui entraîne une réflexion des signaux électriques dans le câble et une terminaison du réseau. Le réseau « tombe ». Les ordinateurs eux-mêmes sur le réseau restent pleinement opérationnels, mais tant que le segment est rompu, ils ne peuvent pas communiquer entre eux.

Cette topologie de réseau présente des avantages et des inconvénients. Les avantages incluent :

temps de configuration réseau court

faible coût (moins de câbles et de périphériques réseau requis)

facilité de configuration

La panne d'un poste de travail n'affecte pas le fonctionnement du réseau

Les inconvénients de cette topologie sont les suivants.

de tels réseaux sont difficiles à étendre (augmenter le nombre d'ordinateurs dans le réseau et le nombre de segments - sections individuelles de câble les reliant).

Le bus étant partagé, un seul des ordinateurs peut transmettre à la fois.

Le « bus » est une topologie passive : les ordinateurs « écoutent » uniquement le câble et ne peuvent pas restituer les signaux atténués lors de la transmission sur le réseau.

La fiabilité d'un réseau avec une topologie en bus est faible. Lorsque le signal électrique atteint l'extrémité du câble, il est réfléchi (sauf si des mesures spéciales sont prises), perturbant le fonctionnement de l'ensemble du segment du réseau.

Les problèmes inhérents à la topologie des bus ont conduit au fait que ces réseaux, si populaires il y a dix ans, ne sont désormais pratiquement plus utilisés.

La topologie du réseau de bus est connue sous le nom de topologie logique Ethernet 10 Mbps.

2.2 Topologie de base du réseau en étoile

Dans une topologie en étoile, tous les ordinateurs sont connectés via des segments de câble à un composant central appelé hub (Figure 3).

Les signaux de l’ordinateur émetteur transitent par le hub vers tous les autres.

Cette topologie est née aux débuts de l’informatique, lorsque les ordinateurs étaient connectés à un ordinateur central et principal.

Le terme topologie décrit la disposition physique des ordinateurs, câbles et autres composants réseau.

La topologie est un terme standard utilisé par les professionnels pour décrire la configuration de base d'un réseau.

Outre le terme « topologie », les termes suivants sont également utilisés pour décrire la configuration physique :

Emplacement physique;

Mise en page;

Diagramme;

La topologie du réseau détermine ses caractéristiques. En particulier, le choix d'une topologie particulière affecte :

composition des équipements réseau nécessaires ;

caractéristiques des équipements réseau ;

possibilités d'expansion du réseau ;

méthode de gestion de réseau.

Pour partager des ressources ou effectuer d'autres tâches réseau, les ordinateurs doivent être connectés les uns aux autres. À cette fin, dans la plupart des cas, un câble est utilisé (moins souvent, les réseaux sans fil sont des équipements infrarouges). Cependant, il ne suffit pas de simplement connecter votre ordinateur à un câble qui connecte d’autres ordinateurs. Différents types de câbles, combinés à différentes cartes réseau, systèmes d'exploitation réseau et autres composants, nécessitent des configurations informatiques différentes.

Chaque topologie de réseau impose un certain nombre de conditions. Par exemple, cela peut dicter non seulement le type de câble, mais également la manière dont il est posé.

Topologies de base

• étoile

  anneau

Si les ordinateurs sont connectés via un seul câble, la topologie est appelée bus. Lorsque les ordinateurs sont connectés à des segments de câble provenant d’un seul point, ou hub, la topologie est appelée topologie en étoile. Si le câble auquel les ordinateurs sont connectés est fermé en anneau, cette topologie est appelée anneau.

Pneu.

La topologie du bus est souvent appelée « bus linéaire ». Cette topologie est l'une des topologies les plus simples et les plus répandues. Il utilise un seul câble, appelé backbone ou segment, le long duquel tous les ordinateurs du réseau sont connectés.

Dans un réseau avec une topologie en bus, les ordinateurs adressent les données à un ordinateur spécifique en les transmettant le long d'un câble sous forme de signaux électriques.

Les données sous forme de signaux électriques sont transmises à tous les ordinateurs du réseau ; cependant, l'information est reçue par celui dont l'adresse correspond à l'adresse du destinataire cryptée dans ces signaux. De plus, à un moment donné, un seul ordinateur peut transmettre.

Les données étant transmises au réseau par un seul ordinateur, leurs performances dépendent du nombre d'ordinateurs connectés au bus. Plus il y en a, plus le réseau fonctionne lentement. Le bus est une topologie passive. Cela signifie que les ordinateurs « écoutent » uniquement les données transmises sur le réseau, mais ne les transmettent pas de l'expéditeur au destinataire. Par conséquent, si l’un des ordinateurs tombe en panne, cela n’affectera pas le fonctionnement des autres. Dans cette topologie, les données sont distribuées sur tout le réseau, d'une extrémité à l'autre du câble. Si aucune mesure n'est prise, les signaux atteignant l'extrémité du câble seront réfléchis et cela ne permettra pas aux autres ordinateurs de transmettre. Par conséquent, une fois que les données atteignent leur destination, les signaux électriques doivent être éteints. Pour ce faire, des terminateurs (également appelés fiches) sont installés à chaque extrémité du câble dans un réseau avec une topologie en bus pour absorber les signaux électriques.

Avantages : l'absence d'équipements actifs supplémentaires (par exemple des répéteurs) rend de tels réseaux simples et peu coûteux.

Diagramme de topologie de réseau local linéaire

Cependant, l'inconvénient d'une topologie linéaire réside dans les limites de la taille, des fonctionnalités et de l'extensibilité du réseau.

Anneau

Dans une topologie en anneau, chaque poste de travail est connecté à ses deux voisins les plus proches. Cette relation forme un réseau local sous forme de boucle ou d'anneau. Les données sont transmises en cercle dans une direction, et chaque station joue le rôle d'un répéteur, qui reçoit et répond aux paquets qui lui sont adressés et transmet d'autres paquets au poste de travail suivant « en panne ». Dans le réseau en anneau d’origine, tous les objets étaient connectés les uns aux autres. Cette connexion a dû être fermée. Contrairement à la topologie de bus passif, chaque ordinateur agit ici comme un répéteur, amplifiant les signaux et les transmettant à l'ordinateur suivant. L'avantage de cette topologie était le temps de réponse prévisible du réseau. Plus il y avait d’appareils sur l’anneau, plus le réseau mettait de temps à répondre aux demandes. Son inconvénient le plus important est que si au moins un appareil tombe en panne, l’ensemble du réseau refuse de fonctionner.

L'un des principes de la transmission de données sur un anneau s'appelle passer le jeton. L’essentiel est le suivant. Le jeton est transmis séquentiellement, d'un ordinateur à un autre, jusqu'à ce que celui qui souhaite transférer les données le reçoive. L'ordinateur expéditeur modifie le jeton, place l'adresse e-mail dans les données et l'envoie sur l'anneau.

Cette topologie peut être améliorée en connectant tous les périphériques réseau via moyeu(Moyeu appareil connectant d’autres appareils). Visuellement, un anneau « modifié » n'est plus physiquement un anneau, mais dans un tel réseau, les données sont toujours transmises en cercle.

Dans la figure, les lignes pleines indiquent les connexions physiques et les lignes pointillées indiquent les directions de transfert de données. Ainsi, un tel réseau a une topologie logique en anneau, alors que physiquement il s’agit d’une étoile.

Étoile

Dans une topologie en étoile, tous les ordinateurs sont connectés via des segments de câble à un composant central doté d'un hub. Les signaux de l’ordinateur émetteur transitent par le hub vers tous les autres. Dans les réseaux en étoile, la gestion du câblage et de la configuration réseau est centralisée. Mais il y a aussi un inconvénient : comme tous les ordinateurs sont connectés à un point central, la consommation de câbles augmente considérablement pour les grands réseaux. De plus, si le composant central tombe en panne, l’ensemble du réseau sera perturbé.

Avantage : si un ordinateur tombe en panne ou si le câble reliant un ordinateur tombe en panne, seul cet ordinateur ne pourra pas recevoir ni transmettre de signaux. Cela n'affectera pas les autres ordinateurs du réseau. La vitesse globale du réseau n'est limitée que par la bande passante du hub.

La topologie en étoile est dominante dans les réseaux locaux modernes. De tels réseaux sont assez flexibles, facilement extensibles et relativement peu coûteux par rapport aux réseaux plus complexes dans lesquels les méthodes d'accès des appareils au réseau sont strictement fixes. Ainsi, les « étoiles » ont remplacé les topologies linéaires et en anneau obsolètes et rarement utilisées. De plus, ils sont devenus un lien de transition vers le dernier type de topologie - étoiles composées e.

Un commutateur est un périphérique réseau actif multiport. Le commutateur « se souvient » des adresses matérielles (ou MAC-MediaAccessControl) des appareils qui y sont connectés et crée des chemins temporaires de l'expéditeur au destinataire, le long desquels les données sont transmises. Dans un réseau local typique avec une topologie commutée, il existe plusieurs connexions à un commutateur. Chaque port et l'appareil qui y est connecté possèdent sa propre bande passante (taux de transfert de données).

Les commutateurs peuvent améliorer considérablement les performances du réseau. Premièrement, ils augmentent la bande passante totale disponible pour un réseau donné. Par exemple, un commutateur à 8 fils peut avoir 8 connexions distinctes, prenant en charge des vitesses allant jusqu'à 10 Mbit/s chacune. Le débit d’un tel appareil est donc de 80 Mbit/s. Tout d'abord, les commutateurs augmentent les performances du réseau en réduisant le nombre d'appareils capables de remplir toute la bande passante d'un seul segment. Un de ces segments ne contient que deux périphériques : le périphérique réseau du poste de travail et le port du commutateur. Ainsi, seuls deux appareils peuvent « rivaliser » pour une bande passante de 10 Mbit/s, et non huit (en utilisant un hub ordinaire à 8 ports, qui ne prévoit pas une telle division de la bande passante en segments).

En conclusion, il faut dire qu'il existe une distinction entre la topologie des connexions physiques (la structure physique du réseau) et la topologie des connexions logiques (la structure logique du réseau)

Configuration connexions physiques est déterminé par les connexions électriques des ordinateurs et peut être représenté sous forme de graphique dont les nœuds sont des ordinateurs et des équipements de communication, et les bords correspondent à des segments de câble reliant des paires de nœuds.

Connexions logiques représentent les chemins des flux d'informations à travers le réseau ; ils sont formés par une configuration appropriée des équipements de communication.

Dans certains cas, les topologies physiques et logiques sont les mêmes, et parfois elles ne le sont pas.

Le réseau illustré dans la figure est un exemple d'inadéquation entre la topologie physique et logique. Physiquement, les ordinateurs sont connectés à l'aide d'une topologie de bus commune. L'accès au bus ne s'effectue pas selon un algorithme d'accès aléatoire, mais par transfert d'un jeton (jeton) selon un modèle en anneau : de l'ordinateur A à l'ordinateur B, de l'ordinateur B à l'ordinateur C, etc. Ici, l'ordre de transfert des jetons ne se répète plus connexions physiques, mais est déterminé par la configuration logique des cartes réseau. Rien ne vous empêche de configurer les cartes réseau et leurs pilotes pour que les ordinateurs forment un anneau dans un ordre différent, par exemple B, A, C... Cependant, la structure physique ne change pas.

Réseau sans fil.

L’expression « environnement sans fil » peut être trompeuse car elle signifie qu’il n’y a aucun fil sur le réseau. En réalité, les composants sans fil interagissent généralement avec un réseau qui utilise le câble comme support de transmission. Un tel réseau à composantes mixtes est dit hybride.

Selon la technologie, les réseaux sans fil peuvent être divisés en trois types :

réseaux locaux;

réseaux locaux étendus ;

réseaux mobiles (ordinateurs portables).

Méthodes de transfert :

rayonnement infrarouge;

• transmission radio à spectre étroit (transmission monofréquence) ;

  transmission radio dans le spectre diffusé.

En plus de ces méthodes de transmission et de réception de données, vous pouvez utiliser les réseaux mobiles, les connexions radio par paquets, les réseaux cellulaires et les systèmes de transmission de données par micro-ondes.

De nos jours, un réseau de bureau ne consiste pas seulement à connecter des ordinateurs entre eux. Il est difficile d'imaginer un bureau moderne sans bases de données stockant à la fois les états financiers de l'entreprise et les informations sur le personnel. Dans les grands réseaux, en règle générale, pour assurer la sécurité des bases de données et augmenter la vitesse d'accès à celles-ci, des serveurs distincts sont utilisés pour stocker les bases de données. De plus, il est désormais difficile d’imaginer un bureau moderne sans accès à Internet. Option de schéma réseau sans fil le bureau est montré sur la photo

Concluons donc : le futur réseau doit être soigneusement planifié. Pour ce faire, vous devez répondre aux questions suivantes :

Pourquoi avez-vous besoin d'un réseau ?

Combien d’utilisateurs y aura-t-il sur votre réseau ?

À quelle vitesse le réseau va-t-il s’étendre ?

Ce réseau nécessite-t-il un accès Internet ?

Une gestion centralisée des utilisateurs du réseau est-elle nécessaire ?

Après cela, dessinez un schéma approximatif du réseau sur papier. Il ne faut pas oublier le coût du réseau.

Comme nous l'avons établi, la topologie est le facteur le plus important pour améliorer les performances globales du réseau. Les topologies de base peuvent être utilisées dans n'importe quelle combinaison. Il est important de comprendre que les forces et les faiblesses de chaque topologie affectent les performances réseau souhaitées et dépendent des technologies existantes. Il faut trouver un équilibre entre l'emplacement réel du réseau (par exemple, dans plusieurs bâtiments), les possibilités d'utilisation du câble, le chemin de son installation et même son type.