Барлық LAN топологиялары. Жергілікті желілердің негізгі топологиялары. Жергілікті желілердің түрлері және олардың құрылғысы. 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 бірге 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 Түрлі түрлержелілер.

Топологияның екі негізгі түрі бар:

• физикалық
• логикалық

Логикалық топологиядеректерді беру кезінде желілік станциялардың өзара әрекеттесу ережелерін сипаттайды.

Физикалық топологиядеректер тасымалдаушылардың қосылу жолын анықтайды.

«Желі топологиясы» термині компьютерлердің, кабельдердің және басқа желі компоненттерінің физикалық орналасуын білдіреді. Физикалық қосылыстардың топологиясы әртүрлі «геометриялық» пішіндерге ие болуы мүмкін, бұл ретте кабельдің геометриялық орналасуы емес, тек түйіндер арасындағы байланыстың болуы (тұйық / ашық, орталықтың болуы және т. .).

Желінің топологиясы оның сипаттамаларын анықтайды.

Белгілі бір топологияны таңдау мыналарға әсер етеді:

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

Желінің конфигурациясы орталықтандырылмаған (кабель желідегі әрбір станцияның айналасында «жұмыс істегенде») немесе орталықтандырылған (әрбір станция станциялар арасында кадрлар мен пакеттерді тарататын кейбір орталық құрылғыға физикалық түрде қосылған кезде) болуы мүмкін. Орталықтандырылған конфигурацияның мысалы - сәулелерінің ұштарында орналасқан жұмыс станциялары бар жұлдыз. Орталықтандырылмаған конфигурация альпинистер тізбегіне ұқсайды, мұнда әрқайсысының байламдағы өз орны бар және барлығы бір арқанмен біріктірілген. Желілік топологияның логикалық сипаттамалары пакет желі арқылы тасымалданған кездегі маршрутты анықтайды.

Топологияны таңдаған кезде оның сенімді және қамтамасыз ететінін ескеру қажет тиімді жұмысжелілер, ыңғайлы желілік деректер ағынын 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 үшін мүмкіндіктер бар. Бұл оңай тапсырма емес! Оны шешу үшін желі топологияларының не екенін білу керек.

Байланыстар топологиясы бойынша мыналар болады:

• «жалпы шина (шина)» топологиясы бар желілер;
• «жұлдызша» 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 күрделі болмаса да, 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 схемасы «шина» типі

«Шина» топологиясы түйіндер арасындағы байланыстардың сызықтық құрылымы арқылы жасалады. Мұндай 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 желісінде компьютерлер деректерді кабель арқылы электрлік сигналдар – аппараттық MAC мекенжайлары түрінде беру арқылы белгілі бір компьютерге бағыттайды. Автобустағы компьютерлердің байланысу процесін түсіну үшін түсіну керек келесі ұғымдар:

• сигнал беру
• сигналдың шағылысуы
• Терминатор

1. Сигнал беру

Электрлік сигналдар түріндегі мәліметтер желідегі барлық компьютерлерге беріледі; дегенмен, ақпаратты адресі осы сигналдарда шифрланған алушының мекенжайына сәйкес келетін адам ғана алады. Сонымен қатар, бір уақытта тек бір компьютер ғана жібере алады. Мәліметтер желіге бір ғана компьютер арқылы берілетіндіктен, оның өнімділігі шинаға қосылған компьютерлердің санына байланысты. Олардың саны неғұрлым көп болса, яғни. деректерді тасымалдауды күтетін компьютерлер неғұрлым көп болса, желі соғұрлым баяу болады. Алайда, арасында тікелей байланыс бар өткізу қабілетіжелі және ондағы компьютерлер саны мүмкін емес. Өйткені, компьютерлер санына қоса, көптеген факторлар желі өнімділігіне әсер етеді, соның ішінде:

• сипаттамалары аппараттық құралжелідегі компьютерлер
• компьютерлердің деректерді беру жиілігі
• іске қосылған 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 қабылдаушыға ауыстырмайды дегенді білдіреді. Сондықтан компьютерлердің біреуі істен шықса, басқаларының жұмысына әсер етпейді. Белсенді топологияларда компьютерлер сигналдарды қалпына келтіреді және оларды желі арқылы жібереді.

2. Сигналдың шағылысуы

Деректер немесе электрлік сигналдар бүкіл желіде таралады - кабельдің бір шетінен екіншісіне дейін. Арнайы әрекет жасалмаса, сигнал кабельдің соңына жеткенде көрсетіледі және басқа компьютерлердің жіберуіне жол бермейді. Сондықтан деректер тағайындалған жерге жеткеннен кейін электр сигналдары сөндірілуі керек.

3. Терминатор

Электрлік сигналдардың шағылысуын болдырмау үшін кабельдің әр ұшына осы сигналдарды сіңіру үшін тығындар (терминаторлар, терминаторлар) орнатылады. Желілік кабельдің барлық ұштары кабельдің ұзындығын арттыру үшін компьютер немесе баррель қосқышы сияқты бір нәрсеге қосылуы керек. Терминатор электр сигналдарының шағылыспауы үшін кабельдің кез келген бос (ештеңеге қосылмаған) ұшына қосылуы керек.

Терминаторды орнату

Желінің тұтастығының бұзылуы желі кабелі физикалық түрде үзілген немесе оның бір ұшы ажыратылған кезде үзілсе орын алуы мүмкін. Сондай-ақ кабельдің бір немесе бірнеше ұштарында терминаторлардың болмауы мүмкін, бұл кабельдегі электрлік сигналдардың шағылысуына және желінің тоқтатылуына әкеледі. Желі істен шықты. Желідегі компьютерлер өздігінен жұмыс істейді, бірақ сегмент бұзылғанша, олар бір-бірімен байланыса алмайды.

Бұл желі топологиясының артықшылықтары мен кемшіліктері бар.

D артықшылықтарыавтобус топологиялары:

• қысқа желіні орнату уақыты
• төмен құны (аз кабельдік және желілік құрылғыларды қажет етеді)
• 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 бөліктері).
• автобус ортақ болғандықтан, бір уақытта компьютерлердің біреуі ғана тасымалдай алады.
• «шинасы» пассивті топология болып табылады - компьютерлер тек кабельді «тыңдайды» және желі арқылы беру кезінде әлсіреген сигналдарды қалпына келтіре алмайды.
• шиналық топологиясы бар желінің сенімділігі жоғары емес. 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 қосылым кабелімен қосылған. Таратушы компьютерден сигналдар концентратор арқылы басқаларға түседі.

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

Бұл топология таң ата пайда болды есептеу техникасыкомпьютерлер 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 дизайнды ескере отырып)
• 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. Ол негізінен тасушы бұралған жұп кабель болатын желілерде қолданылады. UTP санаты 3 немесе 5. (1-ден 7-ге дейін нөмірленген және өту үшін тиімді жиілік диапазонын анықтайтын бұралған жұп кабель санаттары. Жоғары санаттағы кабельде әдетте сымдардың көп жұптары болады және әрбір жұптың бірлік ұзындығына көбірек бұрылыстары болады.)

Жұлдызша топологиясы бейнеленген Жылдам технология Ethernet6.

2.3 Негізгі сақиналы желі топологиясы

Сақина топологиясымен компьютерлер сақинамен жабылған кабельге қосылады. Сондықтан кабельде терминалды қосу керек бос ұшы болуы мүмкін емес. Сигналдар сақинаны бір бағытта айналып, әрбір компьютер арқылы өтеді. Пассивті «шина» топологиясынан айырмашылығы, мұнда әрбір компьютер сигналдарды күшейтіп, келесі компьютерге жіберетін қайталағыш (қайталаушы) қызметін атқарады. Сондықтан бір компьютер істен шықса, бүкіл желі жұмысын тоқтатады.

Сақина желісінің диаграммасы

Жабық топологияның жұмыс істеуі «сақина» маркерді тасымалдауға негізделген.

Токен – компьютерге деректерді желіге жіберуге мүмкіндік беретін деректер пакеті.

Токен деректерді жібергісі келетін компьютер қабылдағанша бір компьютерден екіншісіне дәйекті түрде беріледі. Тасымалдауды бастауды қалайтын компьютер таңбалауышты «ұстап алады», оны өзгертеді, деректерге алушының мекенжайын енгізеді және оны сақинаның айналасында алушыға жібереді.

Деректер адресі деректерде көрсетілген алушы мекенжайына сәйкес келетін компьютерге жеткенше әрбір компьютер арқылы өтеді. Осыдан кейін қабылдаушы компьютер жіберушіге хабарлама жібереді, онда ол деректерді қабылдау фактісін растайды. Растауды алғаннан кейін жіберуші компьютер жаңа таңбалауыш 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 топологиялары:

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

Кемшіліктерсақина топологиялары:

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

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» (ағаш) топологиясын бірнеше «жұлдыздардың» бірлестігі ретінде қарастыруға болады. Дәл осы топология бүгінгі таңда жергілікті желілерді құру кезінде ең танымал болып табылады.

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, ал пассивті ағашпен - концентраторлар (концентраторлар) орналасады.

6-сурет – «белсенді ағаш» типті желі топологиясының диаграммасы

7-сурет – «пассивті ағаш» желі түрінің топологиясының схемасы

3.2 Біріктірілген желі топологиялары

Біріктірілген топологиялар жиі пайдаланылады, олардың ішінде ең көп таралғандары жұлдызшалы және жұлдызшалы сақиналар болып табылады.

Жұлдызша-шиналық топология шина мен пассивті жұлдыздың комбинациясын пайдаланады.

«Жұлдыз-шина» желісінің біріктірілген топологиясының схемасы

Хабқа жеке компьютерлер де, бүкіл автобус сегменттері де қосылған. Шындығында физикалық топология - бұл желідегі барлық компьютерлерді қамтитын шиналар. Бұл топологияда бір-бірімен байланыстырылған және магистральдық шинаны құрайтын бірнеше хабтарды да қолдануға болады. Концентраторлардың әрқайсысына жеке 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 эквивалентті.

Жұлдызша (жұлдызша) топологиясы жағдайында компьютерлердің өздері сақинаға біріктірілмейді, ал арнайы концентраторлар, оларға өз кезегінде, компьютерлер жұлдыз тәрізді қос байланыс желілері арқылы қосылады.

«Жұлдыз-сақина» желінің біріктірілген 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 желілік кабельдер үшін барлық қосылым нүктелерін бір жерде жинауға мүмкіндік береді. Ақпараттың таралуы туралы айтатын болсақ, бұл топология классикалық сақинаға тең.

3.3 «Тор» желі топологиясы

Соңында, барлық немесе көптеген компьютерлер мен басқа құрылғылар бір-бірімен тікелей байланысқан тор немесе тор (тор) топологиясын атап өткен жөн (10-сурет).

10-сурет – Желінің тор топологиясының схемасы

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

Қазіргі уақытта заманауи желілердің басым көпшілігі жұлдыз топологиясын немесе бірнеше «жұлдыздардың» (мысалы, ағаш топологиясының) және CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access) қосындысы болып табылатын гибридті топологияны пайдаланады. соқтығысты анықтау).

Фрагмент компьютерлік желі

Компьютерлік желінің фрагменті қазіргі уақытта жергілікті желілерді құру және оларды бір-бірімен ғаламдық сілтемелер арқылы қосу үшін қолданылатын байланыс жабдықтарының негізгі түрлерін қамтиды. Компьютерлер арасындағы жергілікті байланыстарды құру үшін қолданылады әртүрлі түрлерікабельдік жүйелер, желілік адаптерлер, қайталағыш хабтар, көпірлер, коммутаторлар және маршрутизаторлар. Жергілікті желілерді жаһандық байланыстарға қосу үшін көпірлер мен маршрутизаторлардың арнайы шығыстары (WAN порттары), сондай-ақ ұзақ желілер арқылы деректерді беру жабдықтары - модемдер (аналогтық желілер арқылы жұмыс істегенде) немесе қосылуға арналған құрылғылар қолданылады. сандық арналар(TA - Терминал адаптерлері ISDN желілері, CSU / DSU және т.б. сияқты жалға алынған сандық арнаға қызмет көрсету құрылғылары).

Топология астындаКомпьютерлік желінің (орналасуы, конфигурациясы, құрылымы) әдетте желілік компьютерлердің бір-біріне қатысты физикалық орналасуы және олардың байланыс желілері арқылы қосылу тәсілі ретінде түсініледі. Топология ұғымы, ең алдымен, қосылыстар құрылымын оңай байқауға болатын жергілікті желілерге қатысты екенін атап өткен жөн. WAN желілерінде сілтеме құрылымы әдетте пайдаланушылардан жасырылады және өте маңызды емес, өйткені әрбір байланыс сеансы өз жолымен жүре алады.
Топология жабдыққа қойылатын талаптарды, қолданылатын кабельдің түрін, алмасуды басқарудың мүмкін және қолайлы әдістерін, жұмыс істеу сенімділігін, желіні кеңейту мүмкіндігін анықтайды.

Үш негізгі желі топологиясы бар:

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

2. Желілік топология жұлдызы(жұлдызша), онда басқа перифериялық компьютерлер бір орталық компьютерге қосылған және олардың әрқайсысы өзінің жеке байланыс желісін пайдаланады (2-сурет);

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

Күріш. 1. Желілік топология «шинасы»

Күріш. 2. «жұлдыз» 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, сондай-ақ барлық абоненттердің теңдігіне мүмкіндік береді. Мұндай қосылыммен компьютерлер тек кезекпен ғана тарата алады, өйткені 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).
«Шина» топологиясында барлық ақпарат берілетін орталық абонент жоқ, бұл оның сенімділігін арттырады (егер кез келген орталық істен шыққан жағдайда осы орталық басқаратын бүкіл жүйе жұмысын тоқтатады). Автобусқа жаңа абоненттерді қосу өте қарапайым және әдетте желі жұмысы кезінде де мүмкін болады. Көп жағдайда шинаны пайдаланған кезде басқа топологиялармен салыстырғанда қосу кабелінің ең аз мөлшері қажет. Рас, әр компьютерге екі кабель қолайлы екенін ескеру керек (екі экстремалды қоспағанда), бұл әрқашан ыңғайлы емес.
Бұл жағдайда мүмкін болатын қақтығыстарды шешу әрбір жеке абоненттің желілік жабдығына түсетіндіктен, шиналық топологиясы бар желілік адаптер жабдығы басқа топологияға қарағанда қиынырақ. Дегенмен, шиналық топологиясы бар желілердің (Ethernet, Arcnet) кеңінен қолданылуына байланысты желілік жабдықтың құны тым жоғары емес.
Шина жеке компьютерлердің қорқынышты істен шығуына ұшырамайды, өйткені желідегі барлық басқа компьютерлер қалыпты қарым-қатынасты жалғастыра алады. Автобус қорқынышты емес және кабель кесілген сияқты көрінуі мүмкін, өйткені бұл жағдайда біз екі толық жұмыс істейтін автобуспен айналысамыз. Дегенмен, электр сигналдарының ұзын байланыс желілері бойынша таралу ерекшеліктеріне байланысты шинаның ұштарына арнайы құрылғыларды - суретте көрсетілген терминаторларды қосуды қамтамасыз ету қажет. 1 тіктөртбұрыштар түрінде. Терминаторлар қосылмаса, сигнал желінің соңынан көрсетіледі және желі арқылы байланыс мүмкін болмайтындай бұрмаланады. Сонымен, егер кабель үзілсе немесе зақымдалса, байланыс желісі үйлестірілмейді және алмасу тіпті 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 өткен кезде ақпараттық сигналдар әлсірейді және ешқандай жолмен қайта жалғаспайды, бұл байланыс желілерінің жалпы ұзындығына қатаң шектеулер қояды, сонымен қатар әрбір абонент әртүрлі деңгейдегі сигналдарды қабылдай алады. тасымалдау абонентіне дейінгі қашықтыққа байланысты желі. Бұл желілік жабдықтың қабылдау түйіндеріне қосымша талаптар қояды. Шина топологиясы бар желінің ұзындығын ұлғайту үшін арнайы сигналды жаңартқыштар – қайталағыштар арқылы өзара байланысқан бірнеше сегменттер (әрқайсысы шина болып табылады) жиі пайдаланылады.
Бірақ желі ұзындығының мұндай ұлғаюы шексіз созыла алмайды, өйткені байланыс желілері бойынша сигналдың таралуының шекті жылдамдығына байланысты шектеулер де бар.

«Жұлдыз» топологиясыбарлық басқа абоненттер қосылған, нақты анықталған орталығы бар топология болып табылады. Барлық ақпарат алмасу тек орталық компьютер арқылы жүзеге асады, ол осылайша өте үлкен жүктемені көтереді, сондықтан ол желіден басқа ештеңе істей алмайды. Орталық абоненттің желілік жабдығы перифериялық абоненттердің жабдығынан айтарлықтай күрделі болуы керек екені түсінікті. Бұл жағдайда абоненттердің теңдігі туралы айтудың қажеті жоқ. Әдетте, бұл орталық компьютер ең қуатты болып табылады және оған алмасуды басқарудың барлық функциялары 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 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 кабельдегі үзіліс немесе ондағы жұлдызша топологиясы бар қысқа тұйықталу тек бір компьютермен алмасуды бұзады, ал қалған барлық компьютерлер қалыпты жұмысын жалғастыра алады.
Автобустың қисаюында әрбір байланыс желісіндегі жұлдызшада тек екі абонент бар: орталық және шеткі. Көбінесе оларды қосу үшін екі байланыс желісі пайдаланылады, олардың әрқайсысы ақпаратты тек бір бағытта тасымалдайды. Осылайша, әрбір буында бір ғана қабылдағыш және бір таратқыш бар. Мұның бәрі шинаға қарағанда желіні орнатуды айтарлықтай жеңілдетеді және қосымша сыртқы терминаторларды пайдалану қажеттілігінен сақтайды. Байланыс желісіндегі сигналдардың әлсіреу мәселесі де «жұлдызда» «шинаға» қарағанда оңайырақ шешіледі, өйткені әрбір қабылдағыш әрқашан бірдей деңгейдегі сигналды қабылдайды. Жұлдызша топологиясының елеулі кемшілігі - жазылушылар санының қатаң шектелуі. Әдетте орталық абонент 8-16 перифериялық абонентке қызмет көрсете алады. Егер осы шектеулерде жаңа абоненттерді қосу өте қарапайым болса, онда олар асып кетсе, бұл мүмкін емес. Рас, кейде жұлдыз құру мүмкіндігін қарастырады, яғни перифериялық абоненттердің бірінің орнына басқа орталық абонентті қосу (нәтижесінде өзара байланысты бірнеше жұлдыздардың топологиясы шығады).
Суретте көрсетілген жұлдыз. 2 белсенді немесе нақты жұлдыз деп аталады. Сондай-ақ пассивті жұлдыз деп аталатын топология бар, ол тек жұлдызға ұқсайды (4-сурет). Бұл уақытта ол белсенді жұлдызға қарағанда әлдеқайда жиі кездеседі. 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 келетін сигналдарды жалғастырады және оларды басқа сілтемелерге жібереді. Кабельдік схема нақты 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 кәдімгі автобусқа қарағанда қымбатырақ, өйткені бұл жағдайда хаб қажет. Дегенмен, ол жұлдыздың артықшылықтарына қатысты бірқатар қосымша мүмкіндіктерді қамтамасыз етеді. Сондықтан соңғы уақытта пассивті жұлдыз барған сайын перспективасыз топология болып саналатын шынайы жұлдызды ауыстырады.
Сондай-ақ белсенді және пассивті жұлдыз арасындағы топологияның аралық түрін бөліп көрсетуге болады. Бұл жағдайда концентратор тек сигналдарды өткізіп қана қоймайды, сонымен қатар алмасуды басқарады, бірақ алмасуға өзі қатыспайды.
үлкен жұлдызды артықшылық(белсенді де, пассивті де) барлық қосылу нүктелерінің бір жерде жиналуында жатыр. Бұл желінің жұмысын бақылауды, белгілі бір абоненттерді орталықтан жай ажырату арқылы желі ақауларын локализациялауды жеңілдетеді (бұл мүмкін емес, мысалы, автобус жағдайында), сондай-ақ рұқсат етілмеген тұлғалардың желі үшін маңызды қосылым нүктелеріне қол жеткізуін шектеу. . 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 басқа топологияларға қарағанда әлдеқайда көп, кабель құны. Мысалы, егер компьютерлер бір сызықта орналасса (1-суреттегідей), онда жұлдыз топологиясын таңдаған кезде шиналық топологияға қарағанда бірнеше есе көп кабель қажет болады. Бұл тұтастай алғанда бүкіл желінің құнына айтарлықтай әсер етуі мүмкін.

«Сақина» топологиясы- бұл топология, онда әрбір компьютер басқа екеуімен ғана байланыс сызығымен қосылады: бірінен ол тек ақпаратты алады, ал екіншісіне ғана береді. Әрбір байланыс желісінде, жұлдыз сияқты, тек бір таратқыш пен бір қабылдағыш жұмыс істейді. Бұл сыртқы терминаторлардың қажеттілігін жояды. Сақинаның маңызды ерекшелігі әрбір компьютер сигналды қайта жібереді (жалғадырады), яғни қайталағыш қызметін атқарады, сондықтан бүкіл сақинадағы сигналдың әлсіреуі маңызды емес, тек сақинаның көршілес компьютерлері арасындағы әлсіреу маңызды. маңызды. Бұл жағдайда нақты анықталған орталық жоқ, барлық компьютерлер бірдей болуы мүмкін. Дегенмен, көбінесе айырбасты басқаратын немесе айырбастауды бақылайтын арнайы абонент спратта бөлінеді. Мұндай басқарушы абоненттің болуы желінің сенімділігін төмендететіні анық, өйткені оның істен шығуы бүкіл алмасуды бірден парализациялайды.
Қатаң айтқанда, спрат компьютерлері толығымен тең емес (мысалы, автобус топологиясынан айырмашылығы). Олардың кейбіреулері міндетті түрде осы сәтте берілетін компьютерден ақпаратты ертерек, ал басқалары кейінірек алады. Топологияның дәл осы ерекшелігіне «сақина» үшін арнайы әзірленген желілік алмасуды басқару әдістері салынған. Бұл әдістерде келесі тасымалдау құқығы (немесе олар айтқандай, желіні басып алу) шеңбердегі келесі компьютерге дәйекті түрде өтеді.
Жаңа абоненттерді «сақинаға» қосу әдетте мүлдем ауыртпалықсыз болады, дегенмен ол қосылу ұзақтығына бүкіл желіні міндетті түрде өшіруді талап етеді. Шина топологиясындағыдай, спраттағы абоненттердің максималды саны айтарлықтай көп болуы мүмкін (мыңға дейін немесе одан да көп). Сақина топологиясы, әдетте, кептелістерге 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 (жұлдыздан айырмашылығы). .
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, сақинадағы кабельдердің әрқайсысындағы кез келген ашық немесе қысқа тұйықталу бүкіл желіні жарамсыз етеді. Сақина кабельдің зақымдалуына ең осал, сондықтан бұл топология әдетте екі (немесе одан да көп) параллель байланыс желілерін төсеуді қарастырады, олардың біреуі резервте.
Сонымен қатар, сақинаның үлкен артықшылығы - әрбір абоненттің сигналдарды беруі тұтастай алғанда бүкіл желінің көлемін айтарлықтай ұлғайтуға мүмкіндік береді (кейде бірнеше ондаған километрге дейін). Осыған қатысты сақина кез келген басқа топологиядан айтарлықтай жоғары.

кемшілігісақина (жұлдызбен салыстырғанда), желідегі әрбір компьютерге екі кабель қосылуы керек деп болжауға болады.

Кейде сақина топологиясы қарама-қарсы бағыттағы ақпаратты тасымалдайтын екі сақиналы сілтемеге 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, ал пассивті ағашпен - концентраторлар (концентраторлар) орналасады.

Күріш. 5. Топология «белсенді ағаш»

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

Біріктірілген топология да жиі қолданылады, мысалы, жұлдызды шина, жұлдызды сақина.

Топология ұғымының маңызы.

Желінің топологиясы компьютерлердің физикалық орналасуын ғана емес, одан да маңыздысы олардың арасындағы байланыстардың сипатын, желі арқылы сигналдардың таралу сипаттамаларын анықтайды. Бұл желі ақауларына төзімділік дәрежесін, желілік жабдықтың талап етілетін күрделілігін, алмасуды басқарудың ең қолайлы әдісін, тасымалдау ортасының (байланыс арналарының) ықтимал түрлерін, рұқсат етілген желі өлшемін (ұзындығы) анықтайтын қосылыстардың сипаты. байланыс желілері және абоненттер саны), электрлік үйлестіру қажеттілігі және т.б.
Әдебиеттерде желінің топологиясы туралы айтылғанда, олар әртүрлі деңгейлерге қатысты төрт түрлі ұғымды білдіруі мүмкін. желі архитектурасы:

1. Физикалық топология (яғни компьютерлер мен кабельдердің орналасуы). Бұл мазмұнда, мысалы, пассивті жұлдыздың белсенді жұлдыздан айырмашылығы жоқ, сондықтан оны жиі жай «жұлдыз» деп атайды.

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

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

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

Мысалы, физикалық және логикалық топологиясы бар желі «шинасы» желіні басып алуды тікелей басқару әдісі ретінде пайдалана алады (яғни осы мазмұндағы сақина болуы мүмкін) және бір уақытта бір бөлінген компьютер арқылы барлық ақпаратты жібере алады. осы мазмұндағы жұлдыз).

Желілік топологиялар терминімен аз адамдар таныс, бірақ компьютерлік технологияны қарапайым пайдаланушы әлі де жергілікті желі түсінігін сақтайды. Сонымен, желі топологиялары құрылған жұмысты анықтайтын құралдар болып табылады компьютерлік желілер, бірнеше машиналар арқылы ақпаратпен бір уақытта жұмыс істеуге 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 белгілі бір байланыс желісі арқылы өзара байланысты. Желіге кіретін машиналардың өзара әрекеттесуі әртүрлі болуы мүмкін. Желілердің бірнеше түрін құру арқылы бірнеше құрылғыларды бір бүтінге біріктіруге болады:

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

АТ ортасында мұндай желілерді құру топологиялар деп аталады. Бұл жергілікті желілерді құру үшін қолданылатын физикалық құралдар жинағы. Сонымен қатар, логикалық топологиялар да бар.

Физикалық және логикалық топологиялар өз бетінше жұмыс істейді және бір-біріне сәйкес келмейді. Егер физикалықлар желінің геометриясына жауапты болса, логикалықтары 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 олар қазіргі заманда бірдей қолданылады. Төменде біз желі топологиясының әрбір түрінің негізгі сипаттамаларын қарастырамыз және олардың негізгі мәні неде екенін анықтаймыз.

Шина топологиясының сипаттамасы: жұмыс істеу принципі

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

Электрондық деректер терминаторларға енеді және олар бір уақытта барлық желі түйіндеріне түседі, бірақ қарауға қабылданады. электрондық құжаттархабар жіберілген компьютер ғана болуы мүмкін. Мәліметтерді жіберудің негізгі сигналын желіге қосылған әрбір компьютерлік машина қабылдайды, сондықтан электронды мәліметтерді тасымалдау ортасы желінің жалпы құрамдас бөлігі болып табылады.

Шина топологиясы Ethernet архитектурасының кеңейтілген мүмкіндіктерімен кеңінен танымал болды.

Шина топологиясының негізгі артықшылықтары мыналар:

• баптаулардың қарапайымдылығы, құрылатын желінің анық конфигурациясы;
• желі оған кіретін бірнеше компьютер істен шыққан жағдайда үзілмейді, яғни ол компьютердің аппараттық құралдарының барлық ақауларына төзімді.

Шиналар типологиясының негізгі кемшіліктері мыналар:

• төселген желілік кабельдің ұзындығы шектелген, желіге кіретін компьютерлік техника бірліктерінің саны да шектелген;
• бүкіл желі моноканалдың денсаулығына байланысты, егер ол зардап шексе, бүкіл желі зардап шегеді, көбінесе автобус желісіндегі ақаулық нүктесін табу өте қиын, әсіресе оның барлық компоненттері оқшауланған кезде.

Жұлдыз топологиясының сипаттамасы: жұмыс істеу принципі

Жұлдызша түріндегі желіні жасау кезінде әрқайсысы бөлек Дербес компьютерхаб немесе концентратор деп аталатынға қосылады. Бұл желіге қосылған барлық компьютерлік блоктардың параллель қосылымын жасайды. 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 ол үшін бастапқыда жіберілген бір сайт қана 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 істен шығуы барлық электрондық деректерді беру тізбегінің істен шығуына әкеледі.

Жұлдызды желі орталық хабқа да негізделуі мүмкін. Бұл желіге енгізілген белгілі бір компьютерлік блоктарды қосуды жүзеге асыратын интеллектуалды құралды білдіреді. Шығару-енгізудің жұмыс істеу принципі барлық блоктар үшін жалпы ақпараттық өрісті пайдаланбай, ақпаратты бір нүктеден екінші нүктеге тасымалдауды көрсетуге мүмкіндік береді, үшінші, төртінші ... Әрбір компьютерден басқа концентраторлар үшін де орталық концентраторға қосылады, 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 көп желілік кабельді қажет етеді, бірақ оның тиімділігі оған тұрарлық.

Жұлдыздық типология бірнеше жұлдыздардың қосындысы болып табылатын ағаштың бір түрі болуы мүмкін. Өрімдерге байланысты желінің белсенді күйі пассивті немесе ақиқат болып бөлінеді. Күйге байланысты олар желіге кіретін компьютерлік блоктар, не концентраторы бар концентраторлар немесе орталық компьютерлер арасында байланысты құру үшін қолданылады.

Егер орталық компьютер таңдалса, онда шынымен сенімді және өнімді желіні құруға болады, бірақ арзан емес. Егер сіз концентраторлары бар концентраторларды пайдалансаңыз, ол бірнеше есе арзанырақ болады, бірақ өнімділік көрсеткіші әлдеқайда төмен болады.

Сақина топологиясының сипаттамасы: жұмыс істеу принципі

Сақина топологиясы барлық желілік арналарды бір ажырамас тізбекке тікелей қосуды білдіреді. Бұл әдеттегі шеңбер дегенді білдірмейді. Сақина желісінің мәні мынада: электронды мәліметтерді беру үшін бір компьютер блогының шығысы және басқасының кірісі пайдаланылады. Ақпараттың қозғалысы бір ағында жүреді. Егер шығыста ақпарат болса және ол кірісте қабылданбаса, ол кіріске жету әрекеті арқылы қайтадан шығысқа оралады. Яғни, ақпарат әрқашан жіберушіден алушыға және керісінше бір бағытта қозғалады.

Логикалық сақина жабылуға бейім. Сақина желісінің басты артықшылығы - оны орнату өте оңай. Бірақ бұл күтпеген бұзылуларға қарсы сенімді емес. Егер схемада ақау болса, онда деректерді беру сақинасы үзіледі. Көбінесе тәжірибеде IT мамандары өзгертілген сақина типологиясының жобаларын жүзеге асырады.

Жергілікті компьютерлік желілерді құрудың біріктірілген шешімдері

Желілердің 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 біріктіру қандай нәтиже береді? Бұл жерде жауап бір мәнді – желінің сенімділігін, бұзылуларға төзімділігін және желіде ақаулар болған жағдайда жұмысты жеңілдететін тізбек бойынша ақпаратты беру принципін міндетті түрде сақтаудың болмауын қамтамасыз ету.

Бұл желінің жұмыс принципін және оны орнату процесін жеңілдетеді.

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, көбінесе мұндай топологиялар нақты қызмет көрсету объектілері үшін әзірленеді, мысалы, ғылыми немесе әскери. Бірақ әдеттегі азаматтық қолдану 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 - бұл бір-бірімен өзара әрекеттесетін кемінде екі компьютерден тұратын таратылған ақпаратты өңдеу жүйесі. арнайы құралдарбайланыстар.

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

Жергілікті желілер – қызмет жеткізушілеріне жеткенге дейін жабық инфрақұрылымы бар желілер. «LAN» термині шағын кеңсе желісін де, бірнеше жүз гектарды қамтитын үлкен зауыттық желіні де сипаттай алады. Жергілікті желілер әдетте ұйым ішінде орналастырылады, сондықтан олар да аталады корпоративтік желілер.

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

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

Жоғарыда аталған компьютерлік желілердің ішінен желілердің архитектурасын, мәліметтерді беру әдістерін жақсы түсіну үшін назарымызды жергілікті желілерге аударайық. Ал ол үшін желі топологиясы сияқты нәрсені білу керек.

1. Желілік топология туралы түсінік

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

Топологияның екі негізгі түрі бар:

физикалық

логикалық

Логикалық топология мәліметтерді тасымалдау 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 білдіреді. Желінің топологиясы оның сипаттамаларын анықтайды.

Белгілі бір топологияны таңдау мыналарға әсер етеді:

қажетті желілік жабдықтың құрамы

желілік жабдықтың сипаттамалары

желіні кеңейту опциялары

желіні басқару әдісі

Желінің конфигурациясы орталықтандырылмаған (кабель желідегі әрбір станцияның айналасында «жұмыс істегенде») немесе орталықтандырылған (әрбір станция станциялар арасында кадрлар мен пакеттерді тарататын кейбір орталық құрылғыға физикалық түрде қосылған кезде) болуы мүмкін. Орталықтандырылған конфигурацияның мысалы - сәулелерінің ұштарында орналасқан жұмыс станциялары бар жұлдыз. Орталықтандырылмаған конфигурация альпинистер тізбегіне ұқсайды, мұнда әрқайсысының байламдағы өз орны бар және барлығы бір арқанмен біріктірілген. Желілік топологияның логикалық сипаттамалары пакет желі арқылы тасымалданған кездегі маршрутты анықтайды.

Топологияны таңдау кезінде оның сенімді және тиімді желі жұмысын, 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 үшін мүмкіндіктер бар. Бұл оңай тапсырма емес! Оны шешу үшін желі топологияларының не 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 жұлдыз деп аталады. Егер компьютерлер қосылған кабель сақина түрінде жабық болса, бұл топология сақина деп аталады.

Негізгі топологиялардың өзі күрделі болмаса да, 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 кабель арқылы электрлік сигналдар – аппараттық MAC мекенжайлары түрінде беру арқылы белгілі бір компьютерге бағыттайды. Автобустағы компьютерлер арасындағы байланыс процесін түсіну үшін келесі ұғымдарды түсіну қажет:

сигнал беру

сигналдың шағылысуы

Терминатор

1. Сигнал беру

Электрлік сигналдар түріндегі мәліметтер желідегі барлық компьютерлерге беріледі; дегенмен, ақпаратты адресі осы сигналдарда шифрланған алушының мекенжайына сәйкес келетін адам ғана алады. Сонымен қатар, бір уақытта тек бір компьютер ғана жібере алады. Мәліметтер желіге бір ғана компьютер арқылы берілетіндіктен, оның өнімділігі шинаға қосылған компьютерлердің санына байланысты. Олардың саны неғұрлым көп болса, яғни. деректерді тасымалдауды күтетін 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, көптеген факторлар желі өнімділігіне әсер етеді, соның ішінде:

желідегі компьютерлердің аппараттық сипаттамалары

компьютерлердің деректерді беру жиілігі

іске қосылған 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 қабылдаушыға ауыстырмайды дегенді білдіреді. Сондықтан компьютерлердің біреуі істен шықса, басқаларының жұмысына әсер етпейді. Белсенді топологияларда компьютерлер сигналдарды қалпына келтіреді және оларды желі арқылы жібереді.

2. Сигналдың шағылысуы

Деректер немесе электрлік сигналдар бүкіл желіде таралады - кабельдің бір шетінен екіншісіне дейін. Арнайы әрекет жасалмаса, сигнал кабельдің соңына жеткенде көрсетіледі және басқа компьютерлердің жіберуіне жол бермейді. Сондықтан деректер тағайындалған жерге жеткеннен кейін электр сигналдары сөндірілуі керек.

3. Терминатор

Электр сигналдарының шағылысуын болдырмау үшін кабельдің әрбір ұшында осы сигналдарды жұтатын тығындар (терминаторлар, терминаторлар) орнатылады (2-сурет). Желілік кабельдің барлық ұштары кабельдің ұзындығын арттыру үшін компьютер немесе баррель қосқышы сияқты бір нәрсеге қосылуы керек. Терминатор электр сигналдарының көрінуін болдырмау үшін кабельдің кез келген бос - қосылмаған ұшына қосылуы керек.

2-сурет - Терминаторды орнату

Желінің тұтастығының бұзылуы желі кабелі физикалық түрде үзілген немесе оның бір ұшы ажыратылған кезде үзілсе орын алуы мүмкін. Сондай-ақ кабельдің бір немесе бірнеше ұштарында терминаторлардың болмауы мүмкін, бұл кабельдегі электрлік сигналдардың шағылысуына және желінің тоқтатылуына әкеледі. Желі істен шықты. Желідегі компьютерлер өздігінен 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 кабельдік және желілік құрылғыларды қажет етеді)

орнатудың қарапайымдылығы

жұмыс станциясының істен шығуы желінің жұмысына әсер етпейді

Мұндай топологияның кемшіліктері келесідей.

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

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

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

шиналық топологиясы бар желінің сенімділігі жоғары емес. 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 компьютерден сигналдар концентратор арқылы басқаларға түседі.

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

«Топология» термині компьютерлердің, кабельдердің және басқа желі компоненттерінің физикалық орналасуын білдіреді.

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

Физикалық орналасуды сипаттау үшін «топология» терминінен басқа мыналар да қолданылады:

физикалық орналасуы;

макет;

Диаграмма;

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

қажетті желілік жабдықтың құрамы;

желілік жабдықтың сипаттамалары;

желіні кеңейту опциялары;

желіні басқару әдісі.

Ресурстарды ортақ пайдалану немесе басқа желілік тапсырмаларды орындау үшін компьютерлер бір-бірімен қосылуы керек. Осы мақсатта көп жағдайда кабель қолданылады (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 әртүрлі кабель түрлері компьютердің әртүрлі позицияларын талап 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

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

Шин.

«Шина» топологиясы жиі «сызықтық шина» (лайнербус) 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 желісінде компьютерлер деректерді кабель арқылы электрлік сигналдар түрінде беру арқылы белгілі бір компьютерге бағыттайды.

Электрлік сигналдар түріндегі мәліметтер желідегі барлық компьютерлерге беріледі; дегенмен, ақпаратты адресі осы сигналдарда шифрланған алушының 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. Олар неғұрлым көп болса, желі соғұрлым баяу болады. Шина пассивті топология болып табылады. Бұл компьютерлер тек желі арқылы берілетін деректерді «тыңдайды», бірақ оны жіберушіден алушыға ауыстырмайды дегенді білдіреді. Сондықтан компьютерлердің біреуі істен шықса, басқаларының жұмысына әсер етпейді. Бұл топологияда деректер кабельдің бір ұшынан екіншісіне дейін бүкіл желіге таратылады. Егер ешқандай әрекет жасалмаса, кабельдің соңына жеткен сигналдар көрсетіледі және бұл басқа компьютерлердің жіберуіне жол 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 желінің сызықтық топологиясының диаграммасы

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

Сақина

Сақина топологиясында әрбір жұмыс станциясы екі жақын көршіге қосылған. Мұндай өзара байланыс контур немесе сақина түрінде жергілікті желіні құрайды. Мәліметтер шеңбер бойымен бір бағытта беріледі және әрбір станция өзіне адрестелген пакеттерді қабылдап, оларға жауап беретін және басқа пакеттерді келесі жұмыс станциясына «төмен» жіберетін қайталағыш рөлін атқарады. Түпнұсқа сақиналы желіде барлық нысандар бір-бірімен байланысқан. Мұндай байланыс жабылуы керек еді. Пассивті «шина» топологиясынан айырмашылығы, мұнда әрбір компьютер сигналдарды күшейтіп, келесі компьютерге жіберетін қайталағыш қызметін атқарады. Бұл топологияның артықшылығы желінің болжамды жауап беру уақыты болды. Қоңырауда құрылғылар неғұрлым көп болса, желі сұрауларға соғұрлым ұзақ жауап береді. Оның ең маңызды кемшілігі, егер кем дегенде бір құрылғы сәтсіз болса, бүкіл желі жұмыс істеуден бас тартты.

Сақинаның айналасында мәліметтерді беру принциптерінің бірі деп аталады белгіні беру.Оның мәні мынада. Токен деректерді жібергісі келетін адам алғанша бір компьютерден екіншісіне дәйекті түрде беріледі. Таратушы компьютер маркерді өзгертеді, электрондық пошта мекенжайын деректерге енгізеді және оны сақинаға жібереді.

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

Суретте тұтас сызықтар физикалық байланыстарды, ал нүктелі сызықтар деректерді беру бағытын 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 компьютерден сигналдар концентратор арқылы басқаларға түседі. 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 желінің жұмысы бұзылады.

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

Қазіргі жергілікті желілерде жұлдызша топологиясы басым. Мұндай желілер айтарлықтай икемді, оңай кеңейтілетін және желіге құрылғыларға кіру әдістері қатаң бекітілген күрделі желілермен салыстырғанда салыстырмалы түрде арзан. Осылайша, «жұлдыздар» ескірген және сирек қолданылатын сызықтық және сақиналы топологияларды ауыстырды. Сонымен қатар, олар топологияның соңғы түріне өтпелі сілтеме болды - ауысқан 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. Әдеттегі коммутацияланған LAN топологиясында коммутаторға бірнеше қосылымдар бар. Әрбір порт пен оған қосылған құрылғының өз өткізу қабілеттілігі (деректер жылдамдығы) болады.

Коммутаторлар желілердің жұмысын айтарлықтай жақсарта алады. Біріншіден, олар берілген желіде 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 байланыстар топологиясы (желілердің физикалық құрылымы) мен логикалық байланыстар топологиясы (желілердің логикалық құрылымы) арасында айырмашылық бар екенін айту керек.

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

Логикалық байланыстаржелі арқылы ақпарат ағындарының жолдарын көрсетеді, олар байланыс жабдығын сәйкес конфигурациялау арқылы қалыптасады.

Кейбір жағдайларда физикалық және логикалық топологиялар сәйкес келеді, ал кейде сәйкес келмейді.

Суретте көрсетілген желі физикалық және логикалық топология сәйкессіздігінің мысалы болып табылады. Физикалық түрде компьютерлер ортақ шина топологиясы арқылы қосылған. Шинаға кіру кездейсоқ қол жеткізу алгоритмі бойынша емес, маркерді (токенді) қоңырау ретімен беру 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. Желілік адаптерлер мен олардың драйверлерін компьютерлер басқа ретпен сақина құрайтындай конфигурациялауға ештеңе кедергі келтірмейді, мысалы, B, A, C ... Физикалық құрылым өзгермейді.

Сымсыз желі.

«Сымсыз» тіркесі жаңылыстыруы мүмкін, себебі бұл желідегі сымдардың толық болмауын білдіреді. Шындығында, сымсыз компоненттер әдетте кабельді тасымалдау ортасы ретінде пайдаланатын желімен өзара әрекеттеседі. Аралас компоненттері бар мұндай желі гибридті желі деп аталады.

Технологиясына байланысты сымсыз желілерді үш түрге бөлуге болады:

жергілікті компьютерлік желілер;

кеңейтілген жергілікті желілер;

ұялы желілер (ноутбуктар).

Тасымалдау әдістері:

инфрақызыл сәулелену;

• тар спектрдегі радиотарату (бір жиілікті тарату);

  шашыраңқы спектрдегі радиотарату.

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

Қазіргі уақытта кеңсе желісі тек компьютерлер арасындағы байланыс емес. Компанияның қаржылық есептілігін де, персонал туралы ақпаратты да сақтайтын дерекқорсыз заманауи кеңсені елестету қиын. Үлкен желілерде, әдетте, деректер қорын қорғау мақсатында және оларға қол жеткізу жылдамдығын арттыру үшін мәліметтер қорын сақтау үшін бөлек серверлер қолданылады. Сондай-ақ, қазір заманауи кеңсені Интернетке қосылусыз елестету қиын. Схема нұсқасы сымсыз желікеңсесі суретте көрсетілген

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

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 өрескел желі диаграммасын сызыңыз. Желінің құны туралы ұмытпау керек.

Сіз және мен анықтағандай, топология жалпы желі өнімділігін арттырудың 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 орналасқан жері (мысалы, бірнеше ғимараттарда), кабельді пайдалану мүмкіндіктері, оны төсеу жолдары, тіпті оның түрі арасында тепе-теңдік сақталуы керек.