Барлық жергілікті желі топологиялары. Жергілікті желілердің негізгі топологиялары. Жергілікті желілердің түрлері және олардың құрылымы. Жұлдызша топологиясы туралы

Топология жергілікті желілер.

Желілік топологияға байланысты желілік жабдықтың құрамы мен конфигурациясы.

1. Желілік топология туралы түсінік

Компьютерлерді жергілікті желілерге қосудың жалпы схемасы деп аталады желі топологиясы

Топологиялогикалық сипаттамаларымен біріктірілген желінің физикалық конфигурациясы болып табылады. Топология – желінің негізгі орналасуын сипаттау үшін қолданылатын стандартты термин. Әртүрлі топологиялардың қалай қолданылатынын түсіну арқылы олардың қандай мүмкіндіктері бар екенін анықтауға болады. Әртүрлі түрлеріжелілер.

Топологияның екі негізгі түрі бар:

• физикалық
• логикалық

Логикалық топологиядеректерді беру кезінде желілік станциялардың өзара әрекеттесу ережелерін сипаттайды.

Физикалық топологиясақтау құралдарын қосу әдісін анықтайды.

«Желі топологиясы» термині компьютерлердің, кабельдердің және басқа желі компоненттерінің физикалық орналасуын сипаттайды. Физикалық қосылыстардың топологиясы әртүрлі «геометриялық» формаларды алуы мүмкін, маңыздысы кабельдің геометриялық орналасуы емес, тек түйіндер арасындағы байланыстардың болуы (жабық/ашық, орталықтың болуы және т.б.).

Желі топологиясы оның сипаттамаларын анықтайды.

Белгілі бір топологияны таңдау мыналарға әсер етеді:

• қажетті желілік жабдықтың құрамы
• желілік жабдықтың сипаттамалары
• желіні кеңейту мүмкіндіктері
• желіні басқару әдісі

Желінің конфигурациясы орталықтандырылмаған (кабель желідегі әрбір станцияны «айналғанда») немесе орталықтандырылған (әрбір станция станциялар арасында кадрлар мен пакеттерді тарататын кейбір орталық құрылғыға физикалық түрде қосылған кезде). Орталықтандырылған конфигурацияның мысалы - иықтарының ұштарында орналасқан жұмыс станциялары бар жұлдыз. Орталықтандырылмаған конфигурация альпинистер тізбегіне ұқсайды, мұнда әркімнің тізбекте өз позициясы бар және барлығы бір арқанмен біріктірілген. Желінің топологиясының логикалық сипаттамалары пакеттің желі бойынша жүріп өту жолын анықтайды.

Топологияны таңдаған кезде оның сенімді және қамтамасыз ететінін ескеру қажет тиімді жұмысжелілер, желілік деректер ағындарын ыңғайлы басқару. Сондай-ақ, желінің құру және қызмет көрсету құны бойынша арзан болғаны жөн, бірақ сонымен бірге оны одан әрі кеңейту және, жақсырақ, жоғары жылдамдықты байланыс технологияларына көшу мүмкіндіктері сақталады. Бұл оңай тапсырма емес! Оны шешу үшін қандай желі топологиялары бар екенін білу керек.

Қосылымдар топологиясы бойынша мыналар болады:

• «жалпы шина (шина)» топологиясы бар желілер;
• жұлдыз топологиясы бар желілер;
• «сақина» топологиясы бар желілер»;
• ағаш топологиясы бар желілер;
• аралас топологиясы бар желілер

2. Желінің негізгі топологиялары

Көптеген желілер құрастырылған үш негізгі топология бар.

• автобус
• жұлдыз
• сақина

«Шина» - бұл компьютерлер бір кабель бойынша қосылған топология.

«Жұлдыз» - бұл компьютерлер бір нүктеден немесе концентратордан шығатын кабель сегменттеріне қосылған топология.

Топология «сақина» деп аталады, егер компьютерлер қосылған кабель сақина түрінде жабық болса.

Негізгі топологиялардың өзі қарапайым болғанымен, іс жүзінде бірнеше топологиялардың қасиеттерін біріктіретін жеткілікті күрделі комбинациялар жиі кездеседі.

2.1 Шина желісінің топологиясы

Бұл топологияда барлық компьютерлер бір-бірімен бір кабель арқылы қосылған. Әрбір компьютер жалпы кабельге қосылған, оның ұштарында терминаторлар орнатылған. Сигнал желі арқылы барлық компьютерлер арқылы өтіп, соңғы терминаторлардан көрінеді.

Желілік топология диаграммасы «шина» типі

«Шина» топологиясы түйіндер арасындағы байланыстардың сызықтық құрылымы арқылы жасалады. Бұл топологияны аппараттық құралдарда, мысалы, орталық компьютерлерде екі желілік адаптерді орнату арқылы жүзеге асыруға болады. Сигналдың шағылысуын болдырмау үшін кабельдің ұштарында сигналды жұтатын терминаторлар орнатылуы керек.

Шина топологиясы бар желіде компьютерлер деректерді электрлік сигналдар – аппараттық MAC адрестері түрінде кабель бойымен жібере отырып, белгілі бір компьютерге бағыттайды. Шина арқылы компьютердің өзара әрекеттесу процесін түсіну үшін түсіну керек келесі ұғымдар:

• сигнал беру
• сигналдың шағылысуы
• Терминатор

1. Сигнал беру

Электрлік сигналдар түріндегі мәліметтер желідегі барлық компьютерлерге беріледі; дегенмен, мекенжайы осы сигналдарда шифрланған алушы мекенжайына сәйкес келетін адам ғана ақпаратты алады. Сонымен қатар, кез келген уақытта тек бір компьютер ғана жібере алады. Мәліметтер желіге бір ғана компьютер арқылы берілетіндіктен, оның өнімділігі шинаға қосылған компьютерлердің санына байланысты. Неғұрлым көп болса, яғни. Деректерді тасымалдауды күтіп тұрған компьютерлер неғұрлым көп болса, желі соғұрлым баяу болады. Алайда, арасындағы тікелей қатынасты алу өткізу қабілетіжелі және ондағы компьютерлер саны мүмкін емес. Өйткені, компьютерлер санына қоса, желі өнімділігіне көптеген факторлар әсер етеді, соның ішінде:

• сипаттамалары аппараттық құралжелідегі компьютерлер
• компьютерлердің деректерді беру жиілігі
• жұмыс істейтін желілік қолданбалардың түрі
• желілік кабель түрі
• желідегі компьютерлер арасындағы қашықтық

Шина пассивті топология болып табылады. Бұл компьютерлер тек желі арқылы берілетін деректерді «тыңдайды», бірақ оны жіберушіден алушыға жылжытпайды дегенді білдіреді. Сондықтан компьютерлердің біреуі істен шықса, басқаларының жұмысына әсер етпейді. Белсенді топологияларда компьютерлер сигналдарды қалпына келтіреді және оларды желі арқылы таратады.

2. Сигналдың шағылысуы

Деректер немесе электрлік сигналдар желі бойымен - кабельдің бір шетінен екіншісіне дейін таралады. Арнайы әрекет жасалмаса, кабельдің соңына жеткен сигнал шағылысып, басқа компьютерлерге жіберуге мүмкіндік бермейді. Сондықтан деректер тағайындалған жерге жеткеннен кейін электр сигналдары сөндірілуі керек.

3. Терминатор

Электр сигналдарының шағылысуын болдырмау үшін кабельдің әр ұшына осы сигналдарды сіңіру үшін тығындар (терминаторлар) орнатылады. Кабель ұзындығын ұлғайту үшін желілік кабельдің барлық ұштары компьютер немесе баррель қосқышы сияқты бір нәрсеге қосылуы керек. Терминатор электр сигналдарының шағылысуын болдырмау үшін кабельдің кез келген бос (ештеңеге қосылмаған) ұшына қосылуы керек.

Терминаторды орнату

Желілік кабель физикалық түрде үзілген немесе оның бір ұшы ажыратылған кезде үзілсе, желі тұтастығы бұзылуы мүмкін. Сондай-ақ кабельдің бір немесе бірнеше ұштарында терминаторлардың болмауы мүмкін, бұл кабельдегі электр сигналдарының шағылысуына және желінің тоқтатылуына әкеледі. Желі «құлайды». Желідегі компьютерлердің өзі толық жұмыс істейді, бірақ сегмент бұзылғанша олар бір-бірімен байланыса алмайды.

Бұл желі топологиясының артықшылықтары мен кемшіліктері бар.

D артықшылықтаравтобус топологиялары:

• қысқа желіні орнату уақыты
• төмен құны (аз кабель және желі құрылғылары қажет)
• орнатудың қарапайымдылығы
• Жұмыс станциясының істен шығуы желінің жұмысына әсер етпейді

Кемшіліктеравтобус топологиялары:

• мұндай желілерді кеңейту қиын (желідегі компьютерлер санын және сегменттер санын көбейту - оларды қосатын кабельдің жеке учаскелері).
• Шина ортақ болғандықтан, бір уақытта компьютерлердің біреуі ғана тасымалдай алады.
• «Шина» пассивті топология болып табылады - компьютерлер тек кабельді «тыңдайды» және желі арқылы беру кезінде әлсіреген сигналдарды қалпына келтіре алмайды.
• Шина топологиясы бар желінің сенімділігі төмен. Электрлік сигнал кабельдің соңына жеткенде, ол (арнайы шаралар қабылданбаса) бүкіл желі сегментінің жұмысын бұза отырып, көрсетіледі.

Шина топологиясына тән мәселелер бұл желілердің қазір іс жүзінде пайдаланылмауына әкелді.

Шина желісінің топологиясы 10 Мбит/с Ethernet логикалық топологиясы ретінде белгілі.

2.2 Жұлдыздық желінің негізгі топологиясы

Жұлдызша топологиясында барлық компьютерлер хаб деп аталатын орталық компонентке қосылған. Әрбір компьютер желіге бөлек қосқыш кабель арқылы қосылған. Таратушы компьютердің сигналдары хаб арқылы басқаларға таралады.

«Жұлдызда» әрқашан желідегі кез келген сигнал өтетін орталық бар. Орталық буынның функцияларын арнайы орындайды желілік құрылғылар, және оларда сигнал беру әртүрлі жолдармен жүруі мүмкін: кейбір жағдайларда құрылғы деректерді жіберуші түйіннен басқа барлық түйіндерге жібереді, басқаларында құрылғы деректердің қай түйінге арналғанын талдайды және оны тек соған жібереді.

Бұл топология таң ата пайда болды компьютерлік технология, компьютерлер орталық, негізгі компьютерге қосылған кезде.

Жұлдыздық желі топологиясының диаграммасы

Артықшылықтары«жұлдыз» типологиясы:

• бір жұмыс станциясының істен шығуы тұтастай алғанда бүкіл желінің жұмысына әсер етпейді
• жақсы желілік масштабтау
• оңай ақаулықтарды жою және желі үзілістері
• жоғары желі өнімділігі (тиісті жобаланған жағдайда)
• икемді басқару опциялары

Кемшіліктер«жұлдыз» типологиясы:

• орталық хабтың істен шығуы тұтастай желінің (немесе желі сегментінің) жұмыс істемеуіне әкеледі
• басқа топологияларға қарағанда желіні құру жиі кабельді қажет етеді
• желідегі (немесе желі сегментіндегі) жұмыс станцияларының шекті саны орталық хабтағы порттар санымен шектеледі.

Ең көп тараған топологиялардың бірі, өйткені оны сақтау оңай. Негізінен тасымалдаушысы бұралған жұп кабель болатын желілерде қолданылады. UTP санаты 3 немесе 5. (1-ден 7-ге дейін нөмірленетін және тиімді жиілік диапазонын анықтайтын бұралған жұп кабель санаттары. Жоғары санаттағы кабель әдетте сымдардың көп жұптарын қамтиды және әрбір жұптың ұзындығы бірлікке көбірек бұрылыстары болады).

Жұлдызша топологиясы бейнеленген Жылдам технологиялар Ethernet6.

2.3 Негізгі сақиналы желі топологиясы

Сақина топологиясында компьютерлер сақинаны құрайтын кабельге қосылады. Сондықтан кабельде терминалды қосу керек бос ұшы болуы мүмкін емес. Сигналдар сақина бойымен бір бағытта беріледі және әрбір компьютер арқылы өтеді. Пассивті шиналық топологиядан айырмашылығы, мұнда әрбір компьютер сигналдарды күшейтіп, келесі компьютерге беретін қайталағыш қызметін атқарады. Сондықтан бір компьютер істен шықса, бүкіл желі жұмысын тоқтатады.

Сақина желісінің диаграммасы

Жабық сақина топологиясының жұмысы таңбалауышты жіберуге негізделген.

Токен – компьютерге деректерді желіге жіберуге мүмкіндік беретін деректер пакеті.

Токен деректерді тасымалдағысы келетін адам оны алғанша, бір компьютерден екіншісіне дәйекті түрде беріледі. Тасымалдауды бастауды қалайтын компьютер таңбалауышты «ұстап алады», оны өзгертеді, деректерге алушының мекенжайын енгізеді және оны сақина бойымен алушыға жібереді.

Деректер адресі деректерде көрсетілген алушы мекенжайына сәйкес келетін компьютерге жеткенше әрбір компьютер арқылы өтеді. Осыдан кейін қабылдаушы компьютер жіберушіге мәліметтердің қабылданғанын растайтын хабарлама жібереді. Растауды алғаннан кейін, жіберуші компьютер жаңа токен жасайды және оны желіге қайтарады.

Бір қарағанда, маркерді тасымалдау көп уақытты қажет ететін сияқты, бірақ іс жүзінде маркер жарық жылдамдығымен қозғалады. Диаметрі 200 метр сақинада маркер секундына 10 000 айналым жиілігімен айнала алады.

Артықшылықтарысақина топологиясы:

• орнатудың қарапайымдылығы
• қосымша жабдықтың толық дерлік болмауы
• үлкен желі жүктемесі кезінде деректерді беру жылдамдығының айтарлықтай төмендеуінсіз тұрақты жұмыс істеу мүмкіндігі, өйткені токенді пайдалану соқтығыстар мүмкіндігін болдырмайды.

Кемшіліктерсақина топологиясы:

• бір жұмыс станциясының істен шығуы және басқа мәселелер (кабельдің үзілуі) бүкіл желінің жұмысына әсер етеді
• конфигурация мен орнатудың күрделілігі
• ақауларды жоюдағы қиындық

Ол талшықты-оптикалық желілерде кеңінен қолданылады. FDDI8, Token ring9 стандарттарында қолданылады.

3. Басқа ықтимал желі топологиялары

Нақты компьютерлік желілер үнемі кеңейіп, жаңарып отырады. Сондықтан мұндай желі әрдайым дерлік гибридті, яғни. оның топологиясы бірнеше негізгі топологиялардың қосындысы болып табылады. Жұлдыз бен шинаның немесе сақина мен жұлдыздың тіркесімі болып табылатын гибридті топологияларды елестету оңай.

3.1 Ағаштық желі топологиясы

Ағаш топологиясын бірнеше «жұлдыздардың» бірлестігі ретінде қарастыруға болады. Дәл осы топология бүгінгі таңда жергілікті желілерді құру кезінде ең танымал.

Ағаш желі топологиясының диаграммасы

Ағаш топологиясында бұтақтары мен жапырақтары өсетін ағаштың тамыры бар.

Ағаш белсенді немесе шынайы және пассивті болуы мүмкін. Белсенді ағашпен орталық компьютерлер бірнеше байланыс желілерін біріктіру орталықтарында орналасады, ал пассивті ағашпен концентраторлар (концентраторлар) болады.

6-сурет – Белсенді ағаш желісі топологиясының диаграммасы

Сурет 7 - Пассивті ағаш желісі топологиясының диаграммасы

3.2 Біріктірілген желі топологиялары

Біріктірілген топологиялар жиі қолданылады, олардың ішінде ең көп тарағандары жұлдызды шиналар және жұлдызшалар.

Жұлдызша-шиналық топология шина мен пассивті жұлдыздың комбинациясын пайдаланады.

Жұлдыздық-шиналық біріктірілген желі топологиясының схемасы

Хабқа жеке компьютерлер де, бүкіл автобус сегменттері де қосылған. Іс жүзінде желідегі барлық компьютерлерді қамтитын физикалық шина топологиясы жүзеге асырылады. Бұл топологияда өзара байланысты және магистральдық, тірек шинасы деп аталатындарды құрайтын бірнеше хабтарды қолдануға болады. Хабтардың әрқайсысына бөлек компьютерлер немесе автобус сегменттері қосылған. Нәтиже - жұлдызды шина ағашы. Осылайша, пайдаланушы шина және жұлдыз топологияларының артықшылықтарын икемді түрде біріктіре алады, сонымен қатар желіге қосылған компьютерлердің санын оңай өзгерте алады. Ақпаратты тарату тұрғысынан бұл топология классикалық шинаға баламалы.

Жұлдызша топологиясы жағдайында сақинаға біріктірілген компьютерлердің өздері емес, арнайы концентраторлар, оларға компьютерлер өз кезегінде жұлдызша тәрізді қос байланыс желілері арқылы қосылады.

Біріктірілген жұлдызшалы желі топологиясының схемасы

Шындығында желідегі барлық компьютерлер жабық сақинаға кіреді, өйткені концентраторлардың ішінде байланыс желілері тұйық контурды құрайды (9-суретте көрсетілгендей). Бұл топология жұлдыздық және сақина топологияларының артықшылықтарын біріктіруге мүмкіндік береді. Мысалы, хабтар барлық желілік кабель қосылым нүктелерін бір жерде жинауға мүмкіндік береді. Ақпаратты тарату туралы айтатын болсақ, бұл топология классикалық сақинаға тең.

3.3 «Тор» желі топологиясы

Соңында барлық немесе көптеген компьютерлер мен басқа құрылғылар бір-бірімен тікелей қосылған тор немесе тор топологиясын атап өту керек (10-сурет).

10-сурет – Желілік тор топологиясының диаграммасы

Бұл топология өте сенімді - егер қандай да бір арна бұзылса, деректерді беру тоқтамайды, өйткені ақпаратты жеткізудің бірнеше маршруттары мүмкін. Тор топологиялары (көбінесе толық емес, бірақ ішінара) желі ақауларының максималды төзімділігін қамтамасыз ету қажет болған жағдайда қолданылады, мысалы, ірі кәсіпорын желісінің бірнеше бөлімдерін қосқанда немесе Интернетке қосылу кезінде, әрине, сізде бар бұл үшін төлеу үшін: кабельді тұтыну айтарлықтай артады, желілік жабдық және оның конфигурациясы күрделене түседі.

Қазіргі уақытта заманауи желілердің басым көпшілігі жұлдыз топологиясын немесе бірнеше жұлдыздардың қосындысы болып табылатын гибридті топологияны (мысалы, ағаш топологиясы) және CSMA/CD (carrier sense multiple access) беру әдісін пайдаланады. соқтығысты анықтау) .

Фрагмент компьютерлік желі

Компьютерлік желінің фрагментіне қазіргі кезде жергілікті желілерді құру және оларды бір-бірімен ғаламдық қосылымдар арқылы қосу үшін қолданылатын байланыс жабдықтарының негізгі түрлері кіреді. Компьютерлер арасында жергілікті байланыстарды құру үшін олар пайдаланылады әртүрлі түрлерікабельдік жүйелер, желілік адаптерлер, қайталағыш хабтар, көпірлер, коммутаторлар және маршрутизаторлар. Жергілікті желілерді жаһандық қосылымдарға қосу үшін көпірлер мен маршрутизаторлардың арнайы шығыстары (WAN порттары), сондай-ақ ұзын желілер арқылы деректерді беру жабдықтары - модемдер (аналогтық желілер арқылы жұмыс істегенде) немесе қосылатын құрылғылар пайдаланылады. сандық арналар(TA – терминалдық адаптерлер ISDN желілері, CSU/DSU және т.б. сияқты сандық арнайы арналарға қызмет көрсету құрылғылары).

Топология астындаКомпьютерлік желінің (орналасуы, конфигурациясы, құрылымы) әдетте желідегі компьютерлердің бір-біріне қатысты физикалық орналасуын және олардың байланыс желілері арқылы қосылу тәсілін білдіреді. Топология ұғымы ең алдымен қосылымдар құрылымын оңай байқауға болатын жергілікті желілерге қатысты екенін атап өткен жөн. Ғаламдық желілерде қосылымдар құрылымы әдетте пайдаланушылардан жасырылады және өте маңызды емес, өйткені әрбір байланыс сеансы өз жолымен жүзеге асырылуы мүмкін.
Топология жабдыққа қойылатын талаптарды, қолданылатын кабельдің түрін, алмасуды басқарудың мүмкін және ыңғайлы әдістерін, жұмыс сенімділігін және желіні кеңейту мүмкіндіктерін анықтайды.

Үш негізгі желі топологиясы бар:

1. Желілік топология шинасы(шина), онда барлық компьютерлер бір байланыс желісіне параллель қосылған және әрбір компьютерден ақпарат бір уақытта барлық басқа компьютерлерге беріледі (1-сурет);

2. Жұлдыздық желі топологиясы(жұлдыз), онда басқа перифериялық компьютерлер бір орталық компьютерге қосылған, олардың әрқайсысы өзінің жеке байланыс желісін пайдаланады (2-сурет);

3. Желілік топология сақинасы(сақина), онда әрбір компьютер әрқашан ақпаратты тізбектегі келесі бір компьютерге ғана береді, ал ақпаратты тізбектегі алдыңғы компьютерден ғана алады және бұл тізбек «сақина» түрінде жабылады (3-сурет).

Күріш. 1. Желілік топология «шинасы»

Күріш. 2. Жұлдызша желі топологиясы

Күріш. 3. «сақина» желі топологиясы

Іс жүзінде негізгі топологияның комбинациялары жиі пайдаланылады, бірақ желілердің көпшілігі осы үшеуіне бағытталған. Енді аталған желі топологиясының мүмкіндіктерін қысқаша қарастырайық.

Шина топологиясы(немесе оны «ортақ шин» деп те атайды) өзінің құрылымы бойынша компьютерлердің желілік жабдықтарын сәйкестендіруге, сонымен қатар барлық абоненттердің теңдігіне мүмкіндік береді. Мұндай қосылыммен компьютерлер тек кезекпен ғана тарата алады, себебі бір ғана байланыс желісі бар. Әйтпесе, тасымалданатын ақпарат қабаттасу (қақтығыс, соқтығыс) нәтижесінде бұрмаланады. Осылайша, автобус жартылай дуплексті алмасу режимін жүзеге асырады (екі бағытта, бірақ өз кезегінде және бір уақытта емес).
«Автобус» топологиясында барлық ақпарат жіберілетін орталық абонент жоқ, бұл оның сенімділігін арттырады (егер кез келген орталық істен шықса, осы орталық басқаратын бүкіл жүйе жұмысын тоқтатады). Автобусқа жаңа абоненттерді қосу өте қарапайым және әдетте желі жұмыс істеп тұрған кезде де мүмкін болады. Көптеген жағдайларда шинаға басқа топологиялармен салыстырғанда қосу кабелінің ең аз мөлшерін қажет етеді. Дегенмен, әр компьютерде (екі сыртқыдан басқа) екі кабель бар екенін ескеру қажет, бұл әрқашан қолайлы емес.
Бұл жағдайда мүмкін болатын қақтығыстарды шешу әрбір жеке абоненттің желілік жабдығына байланысты болғандықтан, «шина» топологиясы бар желілік адаптер жабдығы басқа топологияларға қарағанда күрделірек. Дегенмен, «шиналық» топологиясы бар желілердің (Ethernet, Arcnet) кеңінен қолданылуына байланысты желілік жабдықтың құны тым жоғары емес.
Шина жеке компьютерлердің істен шығуынан қорықпайды, өйткені желідегі барлық басқа компьютерлер қалыпты түрде алмасуды жалғастыра алады. Автобус зақымдалмаған және кабель үзілген сияқты көрінуі мүмкін, өйткені бұл жағдайда бізде толық жұмыс істейтін екі автобус бар. Дегенмен, электр сигналдарының ұзын байланыс желілері бойынша таралу ерекшеліктеріне байланысты, шинаның ұштарына суретте көрсетілген арнайы құрылғыларды - терминаторларды қосуды қамтамасыз ету қажет. 1 тіктөртбұрыштар түрінде. Терминаторларды қоспай, сигнал желінің соңынан көрсетіледі және желі арқылы байланыс мүмкін болмайтындай бұрмаланады. Сонымен, егер кабель үзілсе немесе зақымдалса, байланыс желісінің координациясы бұзылады және байланыс бір-бірімен жалғанған компьютерлер арасында да тоқтайды. Шина кабелінің кез келген нүктесіндегі қысқа тұйықталу бүкіл желіні өшіреді. Шинадағы желілік жабдықтың кез келген істен шығуын локализациялау өте қиын, өйткені барлық адаптерлер параллель қосылған, ал қайсысының істен шыққанын түсіну оңай емес.
«Шина» топологиясы бар желінің байланыс желісі арқылы өткенде ақпараттық сигналдар әлсірейді және ешқандай жолмен жаңартылмайды, бұл байланыс желілерінің жалпы ұзындығына қатаң шектеулер қояды, сонымен қатар әрбір абонент әртүрлі деңгейдегі сигналдарды қабылдай алады. жіберуші абонентке дейінгі қашықтыққа байланысты желіден. Бұл желілік жабдықтың қабылдау түйіндеріне қосымша талаптар қояды. «Шина» топологиясы бар желінің ұзындығын ұлғайту үшін бірнеше сегменттер (олардың әрқайсысы шина болып табылады) жиі пайдаланылады, олар бір-біріне арнайы сигналды жаңарту құрылғылары - қайталағыштар арқылы қосылады.
Бірақ желі ұзындығының мұндай ұлғаюы шексіз созыла алмайды, өйткені байланыс желілері бойынша сигналдың таралуының шекті жылдамдығына байланысты шектеулер де бар.

Жұлдызша топологиясы- бұл барлық басқа абоненттер қосылған нақты белгіленген орталығы бар топология. Барлық ақпарат алмасу тек орталық компьютер арқылы жүзеге асады, ол осылайша өте ауыр жүк түсіреді, сондықтан ол желіден басқа ештеңе істей алмайды. Орталық абоненттің желілік жабдығы перифериялық абоненттердің жабдығынан айтарлықтай күрделі болуы керек екені түсінікті. Бұл жағдайда абоненттер үшін тең құқықтар туралы айтудың қажеті жоқ. Әдетте, бұл ең қуатты орталық компьютер және алмасуды басқарудың барлық функциялары оған тағайындалады. Негізінде жұлдыз топологиясы бар желіде қайшылықтар мүмкін емес, өйткені басқару толығымен орталықтандырылған, қақтығысқа ешқандай себеп жоқ.
Егер жұлдыздың компьютерлік ақауларға төзімділігі туралы айтатын болсақ, онда перифериялық компьютердің істен шығуы желінің қалған бөлігінің жұмысына ешқандай әсер етпейді, бірақ орталық компьютердің кез келген істен шығуы желіні толығымен жұмыс істемейтін етеді. Сондықтан орталық компьютердің және оның желілік жабдықтарының сенімділігін арттыру үшін арнайы шаралар қабылдау қажет. Кез келген кабельдің үзілуі немесе жұлдызша топологиясындағы қысқа тұйықталу тек бір компьютермен байланысты үзеді, ал қалған барлық компьютерлер қалыпты жұмысын жалғастыра алады.
Автобустың қисаюында жұлдызда әрбір байланыс желісінде тек екі абонент бар: орталық және шеткі. Көбінесе оларды қосу үшін екі байланыс желісі пайдаланылады, олардың әрқайсысы ақпаратты тек бір бағытта тасымалдайды. Осылайша, әрбір байланыс буынында бір ғана қабылдағыш және бір таратқыш бар. Мұның бәрі шинаға қарағанда желіні орнатуды айтарлықтай жеңілдетеді және қосымша сыртқы терминаторларды пайдалану қажеттілігін жояды. Байланыс желісіндегі сигналдың әлсіреу мәселесі де «шинаға» қарағанда «жұлдызда» оңай шешіледі, өйткені әрбір қабылдағыш әрқашан бірдей деңгейдегі сигналды қабылдайды. Жұлдызша топологиясының елеулі кемшілігі - жазылушылар санының қатаң шектеуі. Әдетте орталық абонент 8-16 перифериялық абонентке қызмет көрсете алады. Егер осы шектерде жаңа абоненттерді қосу өте оңай болса, онда олар асып кетсе, бұл мүмкін емес. Рас, кейде жұлдыз кеңейту мүмкіндігін қарастырады, яғни перифериялық абоненттердің бірінің орнына басқа орталық абонентті қосады (нәтижесінде өзара байланысқан бірнеше жұлдыздардың топологиясы пайда болады).
Суретте көрсетілген жұлдыз. 2, белсенді немесе нақты жұлдыз деп аталады. Жұлдызға тек үстірт ұқсайтын пассивті жұлдыз деп аталатын топология да бар (4-сурет). Бұл уақытта ол белсенді жұлдызға қарағанда әлдеқайда кең таралған. Оның бүгінгі таңда ең танымал Ethernet желісінде қолданылатынын айтсақ та жеткілікті.

Күріш. 4. Пассивті жұлдыз топологиясы

Бұл топологиясы бар желінің орталығында компьютер емес, қайталағыш сияқты функцияны орындайтын концентратор немесе концентратор болады. Ол қабылданған сигналдарды жаңартады және оларды басқа байланыс желілеріне жібереді. Кабельдік үлгі шынайы немесе белсенді жұлдызға ұқсас болғанымен, біз шын мәнінде шиналық топологиямен айналысамыз, өйткені әрбір компьютерден ақпарат бір уақытта барлық басқа компьютерлерге беріледі және орталық абонент жоқ. Әрине, пассивті жұлдыз қарапайым автобусқа қарағанда қымбатырақ, өйткені бұл жағдайда сізге хаб қажет. Дегенмен, ол жұлдызды жеңілдіктермен байланысты бірқатар қосымша мүмкіндіктерді қамтамасыз етеді. Сондықтан соңғы уақытта пассивті жұлдыз барған сайын перспективасыз топология болып саналатын шынайы жұлдызды ауыстырады.
Сонымен қатар топологияның аралық түрін белсенді және пассивті жұлдыздар арасында ажыратуға болады. Бұл жағдайда хаб сигналдарды жіберіп қана қоймайды, сонымен бірге алмасуды басқарады, бірақ алмасудың өзі қатыспайды.
Үлкен жұлдызды артықшылық(белсенді де, пассивті де) барлық қосылу нүктелері бір жерде жинақталған. Бұл желінің жұмысын оңай бақылауға, белгілі бір абоненттерді орталықтан жай ғана ажырату арқылы желі ақауларын локализациялауға мүмкіндік береді (бұл мүмкін емес, мысалы, автобус жағдайында), сондай-ақ өмірлік маңызды қосылу нүктелеріне рұқсатсыз адамдардың кіруін шектеу. желі үшін. Жұлдызша жағдайында әрбір перифериялық абонентке бір кабель (екі бағытта да таратады) немесе екі кабель (олардың әрқайсысы бір бағытта таратады) арқылы жақындауға болады, екінші жағдай жиі кездеседі. Бүкіл жұлдыз топологиясының жалпы кемшілігі кабельді тұтынудың басқа топологияларға қарағанда айтарлықтай жоғары болуы болып табылады. Мысалы, егер компьютерлер бір жолда орналасса (1-суреттегідей), онда «жұлдыз» топологиясын таңдау кезінде «шиналық» топологияға қарағанда бірнеше есе көп кабель қажет болады. Бұл тұтастай алғанда бүкіл желінің құнына айтарлықтай әсер етуі мүмкін.

Сақина топологиясыБұл топология, онда әрбір компьютер байланыс желілері арқылы тек екі басқа компьютерге қосылған: біреуінен ол тек ақпаратты қабылдайды, ал екіншісіне тек жібереді. Әрбір байланыс желісінде, жұлдыз сияқты, тек бір таратқыш және бір қабылдағыш бар. Бұл сыртқы терминаторларды пайдаланудан аулақ болуға мүмкіндік береді. Сақинаның маңызды ерекшелігі әрбір компьютер сигналды реле (жаңартады), яғни қайталағыш қызметін атқарады, сондықтан барлық сақинадағы сигналдың әлсіреуі маңызды емес, тек сақинаның көршілес компьютерлері арасындағы әлсіреу маңызды. Бұл жағдайда нақты анықталған орталық жоқ, барлық компьютерлер бірдей болуы мүмкін. Дегенмен, көбінесе спратта биржаны басқаратын немесе биржаны бақылайтын арнайы жазылушы бөлінеді. Мұндай бақылау абонентінің болуы желінің сенімділігін төмендететіні анық, өйткені оның істен шығуы бүкіл алмасуды бірден парализациялайды.
Қатаң айтқанда, спраттағы компьютерлер толығымен тең емес (мысалы, автобус топологиясынан айырмашылығы). Олардың кейбіреулері осы уақытта берілетін компьютерден ақпаратты міндетті түрде ертерек алады, ал басқалары - кейінірек. Топологияның дәл осы ерекшелігіне «сақина» үшін арнайы әзірленген желілік алмасуды басқару әдістері негізделген. Бұл әдістерде келесі жіберу құқығы (немесе олар айтқандай, желіні қабылдау) шеңбердегі келесі компьютерге дәйекті түрде өтеді.
Жаңа абоненттерді «сақинаға» қосу әдетте мүлдем ауыртпалықсыз болады, дегенмен ол қосылымның ұзақтығына бүкіл желіні міндетті түрде өшіруді талап етеді. «Автобус» топологиясындағыдай, спраттағы абоненттердің максималды саны айтарлықтай көп болуы мүмкін (мыңға дейін немесе одан да көп). Сақина топологиясы әдетте шамадан тыс жүктемелерге ең төзімді болып табылады, ол желі арқылы берілетін ақпараттың ең үлкен ағындарымен сенімді жұмысты қамтамасыз етеді, өйткені, әдетте, қайшылықтар болмайды (шинаға қарағанда) және орталық абонент жоқ. жұлдыз).
Шпраттағы сигнал желідегі барлық компьютерлер арқылы өтетіндіктен, олардың кем дегенде біреуінің істен шығуы (немесе оның желілік қондырғысы) тұтастай алғанда бүкіл желінің жұмысын бұзады. Сол сияқты, сақиналы кабельдердің әрқайсысындағы кез келген үзіліс немесе қысқа тұйықталу бүкіл желінің жұмысын мүмкін емес етеді. Сақина кабельдің зақымдалуына ең осал, сондықтан бұл топология әдетте екі (немесе одан да көп) параллель байланыс желілерін салуды қамтиды, олардың біреуі резервте.
Сонымен қатар, сақинаның үлкен артықшылығы - әрбір абоненттің сигналдарды қайта жіберуі тұтастай алғанда бүкіл желінің көлемін айтарлықтай ұлғайтуға мүмкіндік береді (кейде бірнеше ондаған километрге дейін). Сақина кез келген басқа топологиядан салыстырмалы түрде жоғары.

Кемшілігісақиналарды (жұлдызбен салыстырғанда) желідегі әрбір компьютерге екі кабель қосу керек деп санауға болады.

Кейде сақина топологиясы ақпаратты қарама-қарсы бағытта тарататын екі сақиналы байланыс желісіне негізделген. Мұндай шешімнің мақсаты - ақпаратты беру жылдамдығын арттыру (идеалды екі есе). Сонымен қатар, егер кабельдердің біреуі зақымдалған болса, желі басқа кабельмен жұмыс істей алады (бірақ максималды жылдамдық төмендейді).
Қарастырылған үш негізгі, негізгі топологиядан басқа, желі топологиясы да жиі қолданылады. ағаш» (ағаш),бірнеше жұлдыздардың қосындысы ретінде қарастыруға болады. Жұлдыздағы сияқты, ағаш белсенді немесе нақты (5-сурет) және пассивті болуы мүмкін (6-сурет). Белсенді ағашпен орталық компьютерлер бірнеше байланыс желілерін біріктіру орталықтарында орналасады, ал пассивті ағашпен концентраторлар (концентраторлар) болады.

Күріш. 5. «Белсенді ағаш» топологиясы

Күріш. 6. «Пассивті ағаш» топологиясы. К – байыту фабрикалары

Біріктірілген топологиялар да жиі қолданылады, мысалы, жұлдызды шиналар, жұлдызшалар.

Топология ұғымының көп мағыналылығы.

Желілік топология компьютерлердің физикалық орналасуын ғана емес, сонымен бірге олардың арасындағы байланыстардың сипатын, бүкіл желі бойынша сигналдың таралу ерекшеліктерін анықтайды. Бұл желінің ақауларға төзімділік дәрежесін, желілік жабдықтың талап етілетін күрделілігін, алмасуды басқарудың ең қолайлы әдісін, тасымалдау ортасының (байланыс арналарының) мүмкін болатын түрлерін, рұқсат етілген өлшемдерін анықтайтын қосылыстардың сипаты. желі (байланыс желілерінің ұзындығы және абоненттер саны), электрлік үйлестіру қажеттілігі және т.б.
Адамдар әдебиеттегі желі топологиясы туралы ойлаған кезде, олар әртүрлі деңгейлерге қатысты төрт мүлдем басқа тұжырымдаманы еске түсіруі мүмкін. желі архитектурасы:

1. Физикалық топология (яғни компьютерлердің орналасуы және кабельді бағыттау). Бұл мазмұнда, мысалы, пассивті жұлдыздың белсенді жұлдыздан айырмашылығы жоқ, сондықтан оны жиі жай «жұлдыз» деп атайды.

2. Логикалық топология (яғни байланыстардың құрылымы, желі арқылы сигналдың таралу сипаты). Бұл топологияның ең дұрыс анықтамасы болса керек.

3. Айырбасты басқару топологиясы (яғни жеке компьютерлер арасындағы желіні қуанту құқығын беру принципі мен реттілігі).

4. Ақпараттық топология (яғни желі арқылы берілетін ақпарат ағындарының бағыты).

Мысалы, физикалық және логикалық «шина» топологиясы бар желі басқару әдісі ретінде желіні басып алу құқығының релелік берілісін пайдалана алады (яғни, осы мазмұндағы сақина болып табылады) және бір уақытта барлық ақпаратты бір арнаулы жүйе арқылы жібере алады. компьютер (осы мазмұнда жұлдыз болыңыз).

Желілік топологиялар терминімен аз адамдар таныс, бірақ қарапайым компьютер пайдаланушысында әлі де жергілікті желі ұғымы бар. Сонымен, желі топологиялары – бұл құрылған жұмысты анықтайтын құралдар компьютерлік желілер, ақпаратты бір уақытта бірнеше машина арқылы басқаруға мүмкіндік береді.

Осы мақалада желі топологияларының тұжырымдамасын егжей-тегжейлі қарастырайық, сондай-ақ олардың не үшін қажет екенін, оларды қайда және қалай дұрыс пайдалану керектігін, осы құралдардың қандай түрлері бар, олар қандай оң және теріс сипаттамаларға ие екенін білейік.

Желілік топологиялар - Кіріспе

Жергілікті компьютерлік желілер арнайы желілік құрылғыларсыз жұмыс істей алмайды. Көбінесе бір желіге екіден көп компьютер қатысады, көбінесе бес, он, жиырма, тұтас корпорацияларды біріктіретін желілер бар. Олар бір-бірімен қандай да бір байланыс желісі арқылы қосылған. Желіге қосылған машиналардың өзара әрекеттесуі әртүрлі болуы мүмкін. Желілердің бірнеше түрін жасау арқылы бірнеше құрылғыларды бір құрылғыға біріктіруге болады:

• сақиналы;
• жұлдызды;
• шина;
• иерархиялық;
• ерікті.

IT мамандарының арасында мұндай желілерді құру топологиялар деп аталады. Бұл жергілікті желілерді құруға қолданылатын физикалық құралдар жинағы. Сонымен қатар, логикалық топологиялар да бар.

Физикалық және логикалық топологиялар бір-бірінен тәуелсіз жұмыс істейді және бір-біріне сәйкес келмейді. Егер физикалық желілер желінің геометриясына жауапты болса, логикалықтар құрылған желінің әртүрлі түйіндері арасында деректер ағындарын қайта бөлуге қатысады және олардың ең көп мөлшерін анықтайды. тиімді әдісдеректерді беру.

Физикалық және логикалық топологиялардың да артықшылықтары мен кемшіліктері бар, сондықтан қазіргі заманда олар бірдей қолданылады. Төменде біз желі топологиясының әрбір түрінің негізгі сипаттамаларын қарастырамыз және олардың негізгі мәні неде екенін анықтаймыз.

Шина топологиясының сипаттамасы: жұмыс принципі

Электрондық мәліметтерді бір компьютерден екінші компьютерге беру кезінде желілік моноканал пайдаланылса, бұл жұмысқа желінің шиналық топологиясы қатысатынын білдіреді. Моноканалдың ұштарында арнайы терминаторлар орнатылған. Желіге қатысатын дербес компьютерлер жалпы желіге жалпы моно желілік арнамен жанасатын Т-тәрізді қосқыш арқылы қосылады.

Электрондық деректер терминаторларға келіп түседі және олар бір уақытта барлық желі түйіндеріне келеді, бірақ қарастыру үшін қабылдануы керек. электрондық құжаттарХабарлама жіберілген компьютер ғана мүмкін. Негізгі тарату сигналын желіге қатысатын әрбір компьютерлік машина қабылдайды, сондықтан электронды деректерді беру ортасы желінің жалпы құрамдас бөлігі болып табылады.

Шина топологиясы Ethernet архитектурасының жетілдірілген мүмкіндіктерімен кеңінен танымал болды.

Шина топологиясының негізгі артықшылықтары мыналар:

• конфигурацияның қарапайымдылығы, құрылған желінің анық конфигурациясы;
• желі оған кіретін бірнеше компьютер істен шыққан жағдайда үзілмейді, яғни ол компьютерлік ақаулардың барлық түріне төзімді.

Шиналар типологиясының негізгі кемшіліктері:

• тартылатын желілік кабельдің ұзындығы шектелген, сонымен қатар желіге кіретін компьютерлік техниканың саны да шектелген;
• бүкіл желі моноканалдың денсаулығына байланысты; егер ол зардап шексе, бүкіл желі зардап шегеді; автобус желісіндегі істен шығу нүктесін табу жиі өте қиын, әсіресе оның барлық компоненттері оқшауланған кезде.

Жұлдыз топологиясының сипаттамасы: жұмыс істеу принципі

Жұлдызша типті желіні құру кезінде әрбір жеке Дербес компьютерконцентраторға немесе концентраторға қосылады. Осының арқасында желіге кіретін барлық компьютерлік блоктардың параллель байланысы жасалады. Бұл компоненттер желіге кіретін компьютерлер арасындағы байланысты қамтамасыз ететін негізгі байланыстырушы буындар болып табылады.

Бұл желі жалпы ақпараттық өрісті де пайдаланады, яғни ақпарат барлық байланыс түйіндеріне жіберіледі, бірақ оны бастапқы жіберілген бір бөлім ғана қабылдай алады.

Жұлдызды желінің негізгі артықшылықтары:

• жаңа компьютерлік жабдықты орнату және қосу оңай;
• шиналық желі сияқты желіге қосылған компьютерлердің істен шығуына төзімді;
• барлық қосылған қондырғыларды орталықтандырылған басқаруға мүмкіндік береді.

Жұлдыз типологиясының негізгі кемшіліктері:

• орнату кезінде желілік кабельдің жоғары тұтынуы;
• Бір концентратордың немесе концентратордың дұрыс жұмыс істемеуі бүкіл электрондық деректерді беру тізбегінің істен шығуына әкеледі.

Жұлдызды желі орталық хабқа да негізделуі мүмкін. Ол желіге енгізілген белгілі бір компьютерлік блоктарды қосатын интеллектуалды құралды білдіреді. Шығару-енгізу әрекетінің принципі барлық блоктар үшін жалпы ақпараттық өрісті пайдаланбай, ақпаратты бір нүктеден екінші нүктеге тасымалдауды нақтылауға мүмкіндік береді, үшінші, төртінші... Әрбір компьютерден басқа концентраторлар, сондай-ақ орталық хабқа қосылған, егер желі ішінде бұзылу орын алса, онда бүкіл желі зардап шекпейді. Бұзылған жағдайда ақаулық нүктесі желіден өздігінен ажыратылады, бұл оны тез табуға және барлық жұмыс ақауларын жоюға мүмкіндік береді.

Мұндай желіні төсеу үлкен көлемдегі желілік кабельді қажет етеді, бірақ оның жұмысының тиімділігі оған тұрарлық.

Жұлдыз типологиясы бірнеше жұлдыздардың қосындысы болып табылатын ағаштың бір түрі болуы мүмкін. Тоғысуға байланысты желінің белсенді күйі, пассивті немесе шынайы күйі ажыратылады. Күйге байланысты концентраторлары бар концентраторлар немесе орталық компьютерлер желіге енгізілген компьютерлік блоктар арасында байланыстар жасау үшін пайдаланылады.

Егер орталық компьютер таңдалса, онда сіз шынымен сенімді және өнімді желіні жасай аласыз, бірақ арзан емес. Концентраторлары бар концентраторларды пайдалансаңыз, оның құны бірнеше есе аз болады, бірақ өнімділік көрсеткіші айтарлықтай төмен болады.

Сақина топологиясының сипаттамасы: жұмыс принципі

Сақина топологиясы барлық желілік арналардың бір үзілмейтін тізбекке тікелей қосылуын білдіреді. Бұл әдеттегі шеңбер дегенді білдірмейді. Сақиналы желінің мәні мынада: бір компьютер блогының шығысы мен екіншісінің кірісі электронды деректерді беру үшін пайдаланылады. Ақпараттың қозғалысы бір ағында жүреді. Егер шығыста ақпарат болса және ол кірісте қабылданбаса, ол кіріске жету әрекеті арқылы қайтадан шығысқа қайтарылады. Яғни, ақпарат әрқашан жіберушіден алушыға және кері бағытта бір бағытта қозғалады.

Логикалық сақина жабылуға бейім. Сақина желісінің басты артықшылығы - оны орнату өте оңай. Бірақ ол күтпеген бұзылуларға қарсы сенімді емес. Тізбекте ақау болса, деректер сақинасы үзіледі. Көбінесе тәжірибеде IT мамандары өзгертілген сақина типологиясының жобаларын жүзеге асырады.

Жергілікті компьютерлік желілерді құрудың біріктірілген шешімдері

Желінің сенімділігін қамтамасыз ету үшін тәжірибеде негізгі желі топологияларының комбинациялары жиі қолданылады. Ең жиі қолданылатындары жұлдызды шиналар немесе жұлдызшалар топологиялары. Жергілікті компьютерлік желілерді төсеу кезінде бірнеше құралдарды біріктірудің нәтижесі қандай? Бұл жерде жауап анық – желінің сенімділігін қамтамасыз ету, бұзылуларға төзімділік және желіде ақаулар пайда болған кезде жұмысты жеңілдететін тізбек бойынша ақпаратты беру принципін міндетті түрде сақтаудың болмауы.

Бұл ретте желінің жұмыс принципі де, оны орнату процесі де жеңілдетілген.

Жинақтау

Енді сіз желі топологияларының негізгі түрлерін білесіз. Осы мақалада ұсынылған опциялар ең типтік және заманауи жергілікті компьютерлік желілерді орнатуда қолданылады. Бірақ бұл неғұрлым жетілдірілген топологиялар пайдаланылмайды дегенді білдірмейді, олар көбінесе нақты қызмет көрсету объектілері үшін әзірленеді, мысалы, ғылыми немесе әскери. Бірақ әдеттегі азаматтық қолданбалар үшін мұнда талқыланған желі топологиялары жеткілікті.

Қолданыстағы топологиялар ондаған жылдар бойы жасалған, сондықтан оларды кеңінен қолданудың мәні бар.

Кіріспе

1. Желілік топология туралы түсінік

2. Желінің негізгі топологиялары

2.3 Негізгі сақиналы желі топологиясы

3. Басқа ықтимал желі топологиялары

3.1 Ағаштық желі топологиясы

3.2 Біріктірілген желі топологиялары

3.3 «Тор» желі топологиясы

4. Топология ұғымының көп мағыналылығы

Қорытынды

Библиография

Кіріспе

Бүгінгі таңда адам қызметін компьютерлік желілерді пайдаланбай елестету мүмкін емес.

Компьютерлік желі – бір-бірімен өзара әрекеттесетін кемінде екі компьютерден тұратын таратылған ақпаратты өңдеу жүйесі арнайы құралдаркоммуникациялар.

Компьютерлердің қашықтығына және масштабына байланысты желілер шартты түрде жергілікті және ғаламдық болып бөлінеді.

Жергілікті желілер - қызмет провайдерлеріне жеткенге дейін жабық инфрақұрылымы бар желілер. «LAN» термині шағын кеңсе желісін де, бірнеше жүз гектар аумақты қамтитын зауыт деңгейіндегі үлкен желіні де сипаттай алады. Жергілікті желілер әдетте белгілі бір ұйымның ішінде орналастырылады, сондықтан олар да аталады корпоративтік желілер.

Кейде аралық кластың желілері ерекшеленеді - қалалық немесе аймақтық желі, яғни. қала, аудан және т.б. ішіндегі желі.

Ғаламдық желі жергілікті желілерді де, басқа телекоммуникациялық желілер мен құрылғыларды да қоса алғанда, үлкен географиялық аймақтарды қамтиды. Ғаламдық желілер жергілікті желілермен бірдей дерлік мүмкіндіктерге ие. Бірақ олар өз ауқымын кеңейтеді. Ғаламдық желілерді пайдаланудың артықшылықтары ең алдымен жұмыс жылдамдығымен шектеледі: жаһандық желілержергіліктіге қарағанда төмен жылдамдықпен жұмыс істейді.

Жоғарыда аталған компьютерлік желілердің ішінен біз желілердің архитектурасын және деректерді беру әдістерін жақсырақ түсіну үшін назарымызды жергілікті желілерге аударамыз. Ал ол үшін желі топологиясы сияқты нәрсені білу керек.

1. Желілік топология туралы түсінік

Топология – логикалық сипаттамаларымен біріктірілген желінің физикалық конфигурациясы. Топология – желінің негізгі орналасуын сипаттау үшін қолданылатын стандартты термин. Әртүрлі топологиялардың қалай қолданылатынын түсіну арқылы әртүрлі желілердің қандай мүмкіндіктері бар екенін анықтауға болады.

Топологияның екі негізгі түрі бар:

физикалық

логикалық

Логикалық топология мәліметтерді беру кезінде желілік станциялардың өзара әрекеттесу ережелерін сипаттайды.

Физикалық топология сақтау құралдарының қосылу жолын анықтайды.

«Желі топологиясы» термині компьютерлердің, кабельдердің және басқа желі компоненттерінің физикалық орналасуын сипаттайды. Желі топологиясы оның сипаттамаларын анықтайды.

Белгілі бір топологияны таңдау мыналарға әсер етеді:

қажетті желілік жабдықтың құрамы

желілік жабдықтың сипаттамалары

желіні кеңейту мүмкіндіктері

желіні басқару әдісі

Желінің конфигурациясы орталықтандырылмаған (кабель желідегі әрбір станцияны «айналғанда») немесе орталықтандырылған (әрбір станция станциялар арасында кадрлар мен пакеттерді тарататын кейбір орталық құрылғыға физикалық түрде қосылған кезде). Орталықтандырылған конфигурацияның мысалы - иықтарының ұштарында орналасқан жұмыс станциялары бар жұлдыз. Орталықтандырылмаған конфигурация альпинистер тізбегіне ұқсайды, мұнда әркімнің тізбекте өз позициясы бар және барлығы бір арқанмен біріктірілген. Желінің топологиясының логикалық сипаттамалары пакеттің желі бойынша жүріп өту жолын анықтайды.

Топологияны таңдау кезінде оның желінің сенімді және тиімді жұмысын және желілік деректер ағындарын ыңғайлы басқаруды қамтамасыз ететінін ескеру қажет. Сондай-ақ, желінің құру және қызмет көрсету құны бойынша арзан болғаны жөн, бірақ сонымен бірге оны одан әрі кеңейту және, жақсырақ, жоғары жылдамдықты байланыс технологияларына көшу мүмкіндіктері сақталады. Бұл оңай тапсырма емес! Оны шешу үшін қандай желі топологиялары бар екенін білу керек.

2. Желінің негізгі топологиялары

Көптеген желілер құрастырылған үш негізгі топология бар.

жұлдыз

сақина

Егер компьютерлер бір кабель бойынша қосылса, топология «шина» деп аталады. Компьютерлер бір нүктеден немесе концентратордан шығатын кабель сегменттеріне қосылған кезде топология жұлдызды топология деп аталады. Егер компьютерлер қосылған кабель сақина түрінде жабық болса, бұл топология сақина деп аталады.

Негізгі топологиялардың өзі қарапайым болғанымен, іс жүзінде бірнеше топологиялардың қасиеттерін біріктіретін жеткілікті күрделі комбинациялар жиі кездеседі.

2.1 Шина желісінің топологиясы

Бұл топологияда барлық компьютерлер бір-бірімен бір кабель арқылы қосылған (1-сурет).

1-сурет – «шина» типті желі топологиясының диаграммасы

«Шина» топологиясы бар желіде компьютерлер деректерді электрлік сигналдар – аппараттық MAC мекенжайлары түрінде кабель бойымен жібере отырып, белгілі бір компьютерге бағыттайды. Шина арқылы компьютердің өзара әрекеттесу процесін түсіну үшін келесі ұғымдарды түсіну қажет:

сигнал беру

сигналдың шағылысуы

Терминатор

1. Сигнал беру

Электрлік сигналдар түріндегі мәліметтер желідегі барлық компьютерлерге беріледі; дегенмен, мекенжайы осы сигналдарда шифрланған алушы мекенжайына сәйкес келетін адам ғана ақпаратты алады. Сонымен қатар, кез келген уақытта тек бір компьютер ғана жібере алады. Мәліметтер желіге бір ғана компьютер арқылы берілетіндіктен, оның өнімділігі шинаға қосылған компьютерлердің санына байланысты. Неғұрлым көп болса, яғни. Деректерді тасымалдауды күтіп тұрған компьютерлер неғұрлым көп болса, желі соғұрлым баяу болады. Дегенмен, желінің өткізу қабілеттілігі мен ондағы компьютерлер санының арасында тікелей байланысты алу мүмкін емес. Өйткені, компьютерлер санына қоса, желі өнімділігіне көптеген факторлар әсер етеді, соның ішінде:

желідегі компьютерлердің аппараттық сипаттамалары

компьютерлердің деректерді беру жиілігі

жұмыс істейтін желілік қолданбалардың түрі

желілік кабель түрі

желідегі компьютерлер арасындағы қашықтық

Шина пассивті топология болып табылады. Бұл компьютерлер тек желі арқылы берілетін деректерді «тыңдайды», бірақ оны жіберушіден алушыға жылжытпайды дегенді білдіреді. Сондықтан компьютерлердің біреуі істен шықса, басқаларының жұмысына әсер етпейді. Белсенді топологияларда компьютерлер сигналдарды қалпына келтіреді және оларды желі арқылы таратады.

2. Сигналдың шағылысуы

Деректер немесе электрлік сигналдар желі бойымен - кабельдің бір шетінен екіншісіне дейін таралады. Арнайы әрекет жасалмаса, кабельдің соңына жеткен сигнал шағылысып, басқа компьютерлерге жіберуге мүмкіндік бермейді. Сондықтан деректер тағайындалған жерге жеткеннен кейін электр сигналдары сөндірілуі керек.

3. Терминатор

Электрлік сигналдардың шағылысуын болдырмау үшін кабельдің әр ұшында осы сигналдарды қабылдау үшін тығындар (терминаторлар) орнатылады (2-сурет). Кабель ұзындығын ұлғайту үшін желілік кабельдің барлық ұштары компьютер немесе баррель қосқышы сияқты бір нәрсеге қосылуы керек. Электр сигналдарының шағылысуына жол бермеу үшін кабельдің кез келген бос - жалғанбаған ұшына терминатор қосылуы керек.

2-сурет - Терминаторды орнату

Желілік кабель физикалық түрде үзілген немесе оның бір ұшы ажыратылған кезде үзілсе, желі тұтастығы бұзылуы мүмкін. Сондай-ақ кабельдің бір немесе бірнеше ұштарында терминаторлардың болмауы мүмкін, бұл кабельдегі электр сигналдарының шағылысуына және желінің тоқтатылуына әкеледі. Желі «құлайды». Желідегі компьютерлердің өзі толық жұмыс істейді, бірақ сегмент бұзылғанша олар бір-бірімен байланыса алмайды.

Бұл желі топологиясының артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Артықшылықтары мыналарды қамтиды:

қысқа желіні орнату уақыты

төмен құны (аз кабель және желі құрылғылары қажет)

орнатудың қарапайымдылығы

Жұмыс станциясының істен шығуы желінің жұмысына әсер етпейді

Бұл топологияның кемшіліктері келесідей.

мұндай желілерді кеңейту қиын (желідегі компьютерлер санын және сегменттер санын көбейту - оларды қосатын кабельдің жеке учаскелері).

Шина ортақ болғандықтан, бір уақытта компьютерлердің біреуі ғана тасымалдай алады.

«Шина» пассивті топология болып табылады - компьютерлер тек кабельді «тыңдайды» және желі арқылы беру кезінде әлсіреген сигналдарды қалпына келтіре алмайды.

Шина топологиясы бар желінің сенімділігі төмен. Электрлік сигнал кабельдің соңына жеткенде, ол (арнайы шаралар қабылданбаса) бүкіл желі сегментінің жұмысын бұза отырып, көрсетіледі.

Шина топологиясына тән мәселелер он жыл бұрын соншалықты танымал болған бұл желілердің қазір іс жүзінде пайдаланылмайтындығына әкелді.

Шина желісінің топологиясы 10 Мбит/с Ethernet логикалық топологиясы ретінде белгілі.

2.2 Жұлдыздық желінің негізгі топологиясы

Жұлдызша топологиясында барлық компьютерлер кабель сегменттері арқылы хаб деп аталатын орталық компонентке қосылады (3-сурет).

Таратушы компьютердің сигналдары хаб арқылы басқаларға таралады.

Бұл топология есептеуіш техниканың алғашқы күндерінде, компьютерлер орталық, негізгі компьютерге қосылған кезде пайда болды.

Топология термині компьютерлердің, кабельдердің және басқа желілік компоненттердің физикалық орналасуын сипаттайды.

Топология – желінің негізгі орналасуын сипаттау үшін кәсіпқойлар қолданатын стандартты термин.

Физикалық орналасуды сипаттау үшін «топология» терминінен басқа төмендегілер де қолданылады:

Физикалық орналасуы;

Орналасу;

Диаграмма;

Желі топологиясы оның сипаттамаларын анықтайды. Атап айтқанда, белгілі бір топологияны таңдау мыналарға әсер етеді:

қажетті желілік жабдықтың құрамы;

желілік жабдықтың сипаттамалары;

желіні кеңейту мүмкіндіктері;

желіні басқару әдісі.

Ресурстарды ортақ пайдалану немесе басқа желілік тапсырмаларды орындау үшін компьютерлер бір-бірімен қосылуы керек. Осы мақсатта көп жағдайда кабель пайдаланылады (аз жиі сымсыз желілер - инфрақызыл жабдық). Дегенмен, компьютерді басқа компьютерлерді қосатын кабельге жай ғана қосу жеткіліксіз. Әртүрлі желілік карталармен, желілік операциялық жүйелермен және басқа компоненттермен біріктірілген кабельдердің әртүрлі түрлері компьютердің әртүрлі орналасуын қажет етеді.

Әрбір желі топологиясы бірқатар шарттарды жүктейді. Мысалы, ол кабельдің түрін ғана емес, сонымен қатар оны төсеу әдісін де айта алады.

Негізгі топологиялар

• жұлдыз

  сақина

Егер компьютерлер бір кабель бойымен қосылса, топология шина деп аталады. Компьютерлер бір нүктеден немесе концентратордан шығатын кабель сегменттеріне қосылған кезде топология жұлдызды топология деп аталады. Егер компьютерлер қосылған кабель сақина түрінде жабық болса, бұл топология сақина деп аталады.

Шин.

Шина топологиясы жиі «сызықтық шина» деп аталады. Бұл топология қарапайым және кең таралған топологиялардың бірі болып табылады. Ол желідегі барлық компьютерлер қосылған магистраль немесе сегмент деп аталатын бір кабельді пайдаланады.

Шина топологиясы бар желіде компьютерлер деректерді электрлік сигналдар түрінде кабель арқылы беру арқылы белгілі бір компьютерге бағыттайды.

Электрлік сигналдар түріндегі мәліметтер желідегі барлық компьютерлерге беріледі; дегенмен, ақпаратты адресі осы сигналдарда шифрланған алушы мекенжайына сәйкес келетін адам алады. Сонымен қатар, кез келген уақытта тек бір компьютер ғана жібере алады.

Мәліметтер желіге бір ғана компьютер арқылы берілетіндіктен, оның өнімділігі шинаға қосылған компьютерлердің санына байланысты. Неғұрлым көп болса, желі соғұрлым баяу жұмыс істейді. Шина пассивті топология болып табылады. Бұл компьютерлер тек желі арқылы берілетін деректерді «тыңдайды», бірақ оны жіберушіден алушыға жылжытпайды дегенді білдіреді. Сондықтан компьютерлердің біреуі істен шықса, басқаларының жұмысына әсер етпейді. Бұл топологияда деректер бүкіл желі бойынша таратылады - кабельдің бір шетінен екіншісіне дейін. Егер ешқандай әрекет жасалмаса, кабельдің соңына жеткен сигналдар көрсетіледі және бұл басқа компьютерлерге жіберуге мүмкіндік бермейді. Сондықтан деректер тағайындалған жерге жеткеннен кейін электр сигналдары сөндірілуі керек. Ол үшін электр сигналдарын жұту үшін шиналық топологиясы бар желідегі кабельдің әр ұшында терминаторлар (штепсельдер деп те аталады) орнатылады.

Артықшылықтары: қосымша белсенді жабдықтың болмауы (мысалы, қайталағыштар) мұндай желілерді қарапайым және арзан етеді.

Жергілікті желі топологиясының сызықтық диаграммасы

Дегенмен, сызықтық топологияның кемшілігі желі өлшеміне, функционалдығына және кеңеюіне шектеулер болып табылады.

Сақина

Сақина топологиясында әрбір жұмыс станциясы ең жақын екі көршісіне қосылған. Бұл қатынас цикл немесе сақина түрінде жергілікті желіні құрайды. Мәліметтер шеңбер бойымен бір бағытта беріледі және әрбір станция қайталағыш рөлін атқарады, ол өзіне адрестелген пакеттерді қабылдайды және оларға жауап береді және басқа пакеттерді келесі жұмыс станциясына «төмен» жібереді. Бастапқы сақиналы желіде барлық объектілер бір-бірімен қосылды. Бұл байланысты жабу керек болды. Пассивті шиналық топологиядан айырмашылығы, мұнда әрбір компьютер сигналдарды күшейтіп, келесі компьютерге беретін қайталағыш қызметін атқарады. Бұл топологияның артықшылығы желінің болжамды жауап беру уақыты болды. Қоңырауда құрылғылар неғұрлым көп болса, желі сұрауларға соғұрлым ұзақ жауап берді. Оның ең маңызды кемшілігі - кем дегенде бір құрылғы істен шыққан жағдайда бүкіл желі жұмыс істеуден бас тартады.

Деректерді сақина арқылы беру принциптерінің бірі деп аталады белгіні беру.Оның мәні мынада. Токен деректерді тасымалдағысы келетін адам оны алғанша бір компьютерден екіншісіне дәйекті түрде беріледі. Жіберуші компьютер маркерді өзгертеді, электрондық пошта мекенжайын деректерге орналастырады және оны сақинаның айналасында жібереді.

Бұл топологияны барлық желілік құрылғыларды арқылы қосу арқылы жақсартуға болады хаб(Хаббасқа құрылғыларды қосатын құрылғы). Көрнекі түрде, «тірі» сақина физикалық тұрғыдан сақина емес, бірақ мұндай желіде деректер әлі де шеңберде беріледі.

Суретте тұтас сызықтар физикалық қосылымдарды, ал нүктелі сызықтар деректерді тасымалдау бағыттарын көрсетеді. Осылайша, мұндай желі логикалық сақина топологиясына ие, ал физикалық тұрғыдан ол жұлдыз.

Жұлдыз

Жұлдызша топологиясында барлық компьютерлер концентраторы бар орталық компонентке кабель сегменттері арқылы қосылады. Таратушы компьютердің сигналдары хаб арқылы басқаларға таралады. Жұлдызды желілерде кабельдік және желі конфигурациясын басқару орталықтандырылған. Бірақ кемшілігі де бар: барлық компьютерлер орталық нүктеге қосылғандықтан, үлкен желілер үшін кабельді тұтыну айтарлықтай артады. Сонымен қатар, егер орталық компонент істен шықса, бүкіл желі бұзылады.

Артықшылығы: Бір компьютер істен шықса немесе бір компьютерді қосатын кабель істен шықса, тек сол компьютер сигналдарды қабылдап, жібере алмайды. Бұл желідегі басқа компьютерлерге әсер етпейді. Желінің жалпы жылдамдығы хабтың өткізу қабілетімен ғана шектеледі.

Заманауи жергілікті желілерде жұлдызша топологиясы басым. Құрылғының желіге қатынау әдістері қатаң бекітілген күрделі желілермен салыстырғанда мұндай желілер айтарлықтай икемді, оңай кеңейтілетін және салыстырмалы түрде арзан. Осылайша, «жұлдыздар» ескірген және сирек қолданылатын сызықтық және сақиналы топологияларды ауыстырды. Сонымен қатар, олар топологияның соңғы түріне өтпелі сілтеме болды - терілген жұлдыздар e.

Коммутатор - көп портты белсенді желі құрылғысы. Коммутатор оған қосылған құрылғылардың аппараттық (немесе MAC–MediaAccessControl) мекенжайларын «есте сақтайды» және жіберушіден алушыға дейінгі уақытша жолдарды жасайды, олар бойынша деректер жіберіледі. Коммутацияланған топологиясы бар әдеттегі жергілікті желіде коммутаторға бірнеше қосылымдар бар. Әрбір порт пен оған қосылған құрылғының өз өткізу қабілеттілігі (деректерді тасымалдау жылдамдығы) болады.

Коммутаторлар желі өнімділігін айтарлықтай жақсарта алады. Біріншіден, олар берілген желі үшін қол жетімді жалпы өткізу қабілеттілігін арттырады. Мысалы, 8 сымды қосқышта әрқайсысы 10 Мбит/с жылдамдықты қолдайтын 8 бөлек қосылым болуы мүмкін. Тиісінше, мұндай құрылғының өткізу қабілеті 80 Мбит/с құрайды. Ең алдымен, коммутаторлар бір сегменттің бүкіл өткізу қабілеттілігін толтыра алатын құрылғылардың санын азайту арқылы желі өнімділігін арттырады. Осындай сегменттердің бірінде тек екі құрылғы бар: жұмыс станциясының желілік құрылғысы және коммутатор порты. Осылайша, сегіз емес, 10 Мбит/с өткізу қабілеттілігі үшін тек екі құрылғы ғана «бәсекелесе» алады (өткізу қабілетін сегменттерге мұндай бөлуді қамтамасыз етпейтін қарапайым 8 портты хабты пайдаланған кезде).

Қорытындылай келе, физикалық қосылыстардың топологиясы (желінің физикалық құрылымы) мен логикалық қосылыстардың топологиясы (желінің логикалық құрылымы) арасында айырмашылық бар екенін айту керек.

Конфигурация физикалық байланыстаркомпьютерлердің электрлік қосылыстарымен анықталады және график түрінде ұсынылуы мүмкін, оның түйіндері компьютерлер мен байланыс құралдары болып табылады, ал жиектері түйіндердің жұптарын қосатын кабель сегменттеріне сәйкес келеді.

Логикалық байланыстаржелі арқылы ақпарат ағындарының жолдарын көрсетеді, олар коммуникациялық жабдықты сәйкес конфигурациялау арқылы қалыптасады.

Кейбір жағдайларда физикалық және логикалық топологиялар бірдей, ал кейде болмайды.

Суретте көрсетілген желі физикалық және логикалық топология арасындағы сәйкессіздіктің мысалы болып табылады. Физикалық түрде компьютерлер ортақ шина топологиясы арқылы қосылады. Шинаға кіру кездейсоқ қол жеткізу алгоритмі бойынша емес, маркерді (токенді) сақина үлгісінде тасымалдау арқылы жүзеге асады: А компьютерінен В компьютеріне, В компьютерінен С компьютеріне және т.б. Мұнда токенді беру тәртібі енді қайталанбайды физикалық байланыстар, бірақ желілік адаптерлердің логикалық конфигурациясымен анықталады. Компьютерлер басқа ретпен сақина құрайтындай етіп желілік адаптерлерді және олардың драйверлерін конфигурациялауға ештеңе кедергі емес, мысалы, B, A, C... Дегенмен, физикалық құрылым өзгермейді.

Сымсыз желі.

«Сымсыз орта» тіркесі жаңылыстыруы мүмкін, себебі бұл желіде сымдар мүлдем жоқ дегенді білдіреді. Шындығында, сымсыз компоненттер әдетте кабельді тасымалдау ортасы ретінде пайдаланатын желімен өзара әрекеттеседі. Аралас компоненттері бар мұндай желі гибридті деп аталады.

Технологиясына байланысты сымсыз желілерді үш түрге бөлуге болады:

жергілікті желілер;

кеңейтілген жергілікті желілер;

мобильді желілер (ноутбуктер).

Тасымалдау әдістері:

инфрақызыл сәулелену;

• тар спектрдегі радиотарату (бір жиілікті тарату);

  шашыраңқы спектрдегі радиотарату.

Деректерді беру мен қабылдаудың осы әдістеріне қосымша ретінде мобильді желілерді, пакеттік радиобайланыстарды, ұялы желілерді және микротолқынды деректерді беру жүйелерін пайдалануға болады.

Қазіргі уақытта кеңсе желісі тек компьютерлерді бір-біріне қосу ғана емес. Қазіргі заманғы кеңсені кәсіпорынның қаржылық есептілігін де, персонал туралы ақпаратты да сақтайтын мәліметтер базасысыз елестету қиын. Үлкен желілерде, әдетте, мәліметтер базасының қауіпсіздігі үшін және оларға қол жеткізу жылдамдығын арттыру үшін мәліметтер қорын сақтау үшін бөлек серверлер қолданылады. Сондай-ақ, қазір заманауи кеңсені Интернетке қосылусыз елестету қиын. Схема опциясы сымсыз желікеңсе суретте көрсетілген

Сонымен, қорытынды жасайық: болашақ желіні мұқият жоспарлау керек. Ол үшін келесі сұрақтарға жауап беру керек:

Сізге желі не үшін қажет?

Сіздің желіңізде қанша пайдаланушы болады?

Желі қаншалықты жылдам кеңейеді?

Бұл желі Интернетке қосылуды қажет етеді ме?

Желі пайдаланушыларын орталықтандырылған басқару қажет пе?

Осыдан кейін қағазға желінің дөрекі диаграммасын сызыңыз. Желінің құны туралы ұмытпау керек.

Біз анықтағандай, топология жалпы желінің өнімділігін арттырудың ең маңызды факторы болып табылады. Негізгі топологияларды кез келген комбинацияда қолдануға болады. Әрбір топологияның күшті және әлсіз жақтары қажетті желі өнімділігіне әсер ететінін және бар технологияларға байланысты екенін түсіну маңызды. Желінің нақты орналасуы (мысалы, бірнеше ғимараттарда), кабельді пайдалану мүмкіндіктері, оны орнату жолы және тіпті оның түрі арасындағы тепе-теңдікті сақтау қажет.