hjem › utdanning › Alle lokale nettverkstopologier. Grunnleggende topologier for lokale nettverk. Typer lokale nettverk og deres struktur. Om stjernetopologien

Alle lokale nettverkstopologier. Grunnleggende topologier for lokale nettverk. Typer lokale nettverk og deres struktur. Om stjernetopologien

Topologi lokale nettverk.

Sammensetningen og konfigurasjonen av nettverksutstyr avhengig av nettverkstopologien.

1. Konsept for nettverkstopologi

Den generelle ordningen for å koble datamaskiner til lokale nettverk kalles nettverkstopologi

Topologi er den fysiske konfigurasjonen av nettverket kombinert med dets logiske egenskaper. Topologi er et standardbegrep som brukes for å beskrive den grunnleggende utformingen av et nettverk. Ved å forstå hvordan ulike topologier brukes, kan du bestemme hvilke muligheter de har. Forskjellige typer nettverk.

Det er to hovedtyper av topologier:

fysisk
logisk

Logisk topologi beskriver reglene for samhandling mellom nettverksstasjoner ved overføring av data.

Fysisk topologi definerer metoden for tilkobling av lagringsmedier.

Begrepet "nettverkstopologi" beskriver det fysiske arrangementet av datamaskiner, kabler og andre nettverkskomponenter. Topologien til fysiske forbindelser kan anta forskjellige "geometriske" former, og det som er viktig er ikke den geometriske plasseringen av kabelen, men bare tilstedeværelsen av forbindelser mellom nodene (lukket/åpne, tilstedeværelse av et senter, etc.).

Nettverkstopologien bestemmer dens egenskaper.

Valget av en bestemt topologi påvirker:

sammensetning av nødvendig nettverksutstyr
nettverksutstyrs egenskaper
muligheter for utvidelse av nettverket
nettverksadministrasjonsmetode

Nettverkskonfigurasjonen kan enten være desentralisert (når kabelen "løper rundt" hver stasjon i nettverket) eller sentralisert (når hver stasjon er fysisk koblet til en sentral enhet som distribuerer rammer og pakker mellom stasjoner). Et eksempel på en sentralisert konfigurasjon er en stjerne med arbeidsstasjoner plassert i endene av armene. En desentralisert konfigurasjon ligner en kjede av klatrere, der alle har sin egen posisjon i kjeden, og alle er forbundet med ett tau. De logiske egenskapene til et nettverks topologi bestemmer ruten en pakke tar når den reiser over nettverket.

Når du velger en topologi, må det tas i betraktning at den gir pålitelig og effektivt arbeid nettverk, praktisk styring av nettverksdatastrømmer. Det er også ønskelig at nettverket skal være billig med tanke på kostnadene ved opprettelse og vedlikehold, men samtidig vil det fortsatt være muligheter for ytterligere utvidelse og fortrinnsvis overgang til kommunikasjonsteknologi med høyere hastighet. Dette er ingen lett oppgave! For å løse det, må du vite hvilke nettverkstopologier som finnes.

I henhold til topologien til forbindelser er det:

nettverk med en "felles buss (buss)" topologi;
nettverk med stjernetopologi;
nettverk med en "ring"-topologi";
nettverk med tretopologi;
nettverk med blandet topologi

2. Grunnleggende nettverkstopologier

Det er tre grunnleggende topologier som de fleste nettverk er bygget på.

buss
stjerne
ringe

En "buss" er en topologi der datamaskiner er koblet sammen langs en enkelt kabel.

En "stjerne" er en topologi der datamaskiner er koblet til kabelsegmenter som stammer fra et enkelt punkt eller hub.

En topologi kalles "ring" hvis kabelen som datamaskinene er koblet til er lukket i en ring.

Selv om de grunnleggende topologiene i seg selv er enkle, er det i virkeligheten ofte ganske komplekse kombinasjoner som kombinerer egenskapene til flere topologier.

2.1 Bussnettverkstopologi

I denne topologien er alle datamaskiner koblet til hverandre med én kabel. Hver datamaskin er koblet til en felles kabel, i endene av hvilke terminatorer er installert. Signalet går gjennom nettverket gjennom alle datamaskiner, og reflekteres fra endeterminatorene.

Nettverkstopologidiagram "buss"-type

"Bus"-topologien genereres av en lineær struktur av forbindelser mellom noder. Denne topologien kan implementeres i maskinvare, for eksempel ved å installere to nettverkskort på sentrale datamaskiner. For å hindre signalrefleksjon må det monteres terminatorer som absorberer signalet i endene av kabelen.

I et nettverk med en busstopologi adresserer datamaskiner data til en spesifikk datamaskin, og sender dem langs kabelen i form av elektriske signaler - maskinvare MAC-adresser. For å forstå prosessen med datamaskininteraksjon via en buss, må du forstå følgende konsepter:

signaloverføring
signalrefleksjon
Terminator

1. Signaloverføring

Data i form av elektriske signaler overføres til alle datamaskiner på nettverket; Imidlertid mottar bare den hvis adresse samsvarer med mottakeradressen kryptert i disse signalene. Dessuten kan kun én datamaskin til enhver tid overføre. Siden data overføres til nettverket av bare én datamaskin, avhenger ytelsen av antall datamaskiner som er koblet til bussen. Jo flere det er, dvs. Jo flere datamaskiner som venter på å overføre data, jo tregere blir nettverket. Men å utlede en direkte sammenheng mellom gjennomstrømning nettverk og antall datamaskiner i det er umulig. Fordi, i tillegg til antall datamaskiner, påvirkes nettverksytelsen av mange faktorer, inkludert:

kjennetegn maskinvare datamaskiner på nettverket
frekvensen som datamaskiner overfører data med
type nettverksapplikasjoner som kjører
nettverkskabeltype
avstand mellom datamaskiner på nettverket

Bussen er en passiv topologi. Dette betyr at datamaskiner bare «lytter» til data som sendes over nettverket, men ikke flytter dem fra avsender til mottaker. Derfor, hvis en av datamaskinene svikter, vil det ikke påvirke driften til de andre. I aktive topologier regenererer datamaskiner signaler og overfører dem over nettverket.

2. Signalrefleksjon

Data, eller elektriske signaler, beveger seg gjennom nettverket – fra den ene enden av kabelen til den andre. Hvis ingen spesielle tiltak iverksettes, vil signalet som når enden av kabelen bli reflektert og vil ikke tillate andre datamaskiner å overføre. Derfor, etter at dataene når destinasjonen, må de elektriske signalene slukkes.

3. Terminator

For å hindre at elektriske signaler reflekteres, er plugger (terminatorer) installert i hver ende av kabelen for å absorbere disse signalene. Alle ender av nettverkskabelen må kobles til noe, for eksempel en datamaskin eller en tønnekontakt - for å øke kabellengden. En terminator må kobles til en hvilken som helst ledig (ikke koblet til noe) ende av kabelen for å forhindre at elektriske signaler reflekteres.

Installasjon av terminator

Nettverksintegriteten kan bli kompromittert hvis en nettverkskabel ryker når den er fysisk kuttet eller en av endene kobles fra. Det er også mulig at det ikke er noen terminatorer i en eller flere ender av kabelen, noe som fører til refleksjon av elektriske signaler i kabelen og terminering av nettverket. Nettverket "faller". Selve datamaskinene på nettverket forblir fullt funksjonelle, men så lenge segmentet er brutt, kan de ikke kommunisere med hverandre.

Denne nettverkstopologien har fordeler og ulemper.

D fordeler busstopologier:

kort nettverksoppsetttid
lav pris (mindre kabel- og nettverksenheter kreves)
enkelt oppsett
Feil på en arbeidsstasjon påvirker ikke nettverksdriften

Feil busstopologier:

slike nettverk er vanskelige å utvide (øk antall datamaskiner i nettverket og antall segmenter - individuelle kabelseksjoner som forbinder dem).
Fordi bussen er delt, kan bare én av datamaskinene sende om gangen.
"Bussen" er en passiv topologi - datamaskiner "lytter" bare til kabelen og kan ikke gjenopprette signaler som blir dempet under overføring over nettverket.
Påliteligheten til et nettverk med busstopologi er lav. Når det elektriske signalet når enden av kabelen, reflekteres det (med mindre spesielle tiltak er tatt) og forstyrrer driften av hele nettverkssegmentet.

Problemene som ligger i busstopologien har ført til at disse nettverkene nå praktisk talt ikke brukes.

Bussnettverkstopologien er kjent som 10 Mbps Ethernet logisk topologi.

2.2 Grunnleggende stjernenettverkstopologi

I en stjernetopologi er alle datamaskiner koblet til en sentral komponent kalt en hub. Hver datamaskin er koblet til nettverket ved hjelp av en separat tilkoblingskabel. Signaler fra den overførende datamaskinen går gjennom huben til alle andre.

Det er alltid et senter i "stjernen" som ethvert signal i nettverket passerer gjennom. Funksjonene til den sentrale lenken utføres av spesielle nettverksenheter, og signaloverføring i dem kan foregå på forskjellige måter: i noen tilfeller sender enheten data til alle noder unntatt sendernoden, i andre analyserer enheten hvilken node dataene er ment for og sender dem bare til den.

Denne topologien oppsto ved daggry datateknologi, da datamaskinene var koblet til en sentral hoveddatamaskin.

Stjernenettverkstopologidiagram

Fordeler"stjerne" typologier:

feilen på én arbeidsstasjon påvirker ikke driften av hele nettverket som helhet
god nettverksskalerbarhet
enkel feilsøking og nettverksbrudd
høy nettverksytelse (avhengig av riktig design)
fleksible administrasjonsmuligheter

Feil"stjerne" typologier:

svikt i den sentrale hub vil resultere i at nettverket (eller nettverkssegmentet) som helhet ikke fungerer
nettverk krever ofte mer kabel enn de fleste andre topologier
det endelige antallet arbeidsstasjoner i et nettverk (eller nettverkssegment) er begrenset av antall porter i den sentrale huben.

En av de vanligste topologiene fordi den er enkel å vedlikeholde. Brukes hovedsakelig i nettverk der bæreren er tvunnet parkabel. UTP kategori 3 eller 5. (Twisted pair-kabelkategorier, som er nummerert fra 1 til 7 og bestemmer det effektive frekvensområdet. En kabel av en høyere kategori inneholder vanligvis flere ledningspar og hvert par har flere vendinger per lengdeenhet).

Stjernetopologien gjenspeiles i Raske teknologier Ethernet6.

2.3 Grunnleggende ringnettverkstopologi

I en ringtopologi er datamaskiner koblet til en kabel som danner en ring. Derfor kan kabelen rett og slett ikke ha en ledig ende som en terminator må kobles til. Signaler sendes langs ringen i én retning og passerer gjennom hver datamaskin. I motsetning til den passive busstopologien, fungerer hver datamaskin her som en repeater (repeater), som forsterker signalene og sender dem videre til neste datamaskin. Derfor, hvis en datamaskin svikter, slutter hele nettverket å fungere.

Ringnettskjema

Funksjonen til en lukket ringtopologi er basert på token-passering.

Et token er en datapakke som lar en datamaskin overføre data til nettverket.

Tokenet overføres sekvensielt, fra en datamaskin til en annen, til den som "ønsker" å overføre dataene mottar den. En datamaskin som ønsker å starte en overføring "fanger opp" tokenet, endrer det, legger mottakerens adresse i dataene og sender det rundt ringen til mottakeren.

Dataene går gjennom hver datamaskin til den når den hvis adresse samsvarer med mottakeradressen som er spesifisert i dataene. Etter dette sender den mottakende datamaskinen en melding til den som sender, som bekrefter at dataene er mottatt. Etter å ha mottatt bekreftelse, oppretter avsenderdatamaskinen et nytt token og returnerer det til nettverket.

Ved første øyekast ser det ut til at overføring av markøren tar mye tid, men faktisk beveger markøren seg nesten med lysets hastighet. I en ring med en diameter på 200 meter kan markøren sirkulere med en frekvens på 10 000 omdreininger per sekund.

Fordeler ringtopologi:

enkel installasjon
nesten fullstendig fravær av tilleggsutstyr
muligheten for stabil drift uten et betydelig fall i dataoverføringshastigheten under stor nettverksbelastning, siden bruken av et token eliminerer muligheten for kollisjoner.

Feil ringtopologi:

feil på én arbeidsstasjon og andre problemer (kabelbrudd) påvirker ytelsen til hele nettverket
kompleksiteten av konfigurasjon og oppsett
problemer med feilsøking

Det er mest brukt i fiberoptiske nettverk. Brukt i FDDI8, Token ring9 standarder.

3. Andre mulige nettverkstopologier

Ekte datanettverk utvides og moderniseres stadig. Derfor er et slikt nettverk nesten alltid hybrid, dvs. dens topologi er en kombinasjon av flere grunnleggende topologier. Det er lett å forestille seg hybridtopologier som er en kombinasjon av stjerne og buss, eller ring og stjerne.

3.1 Trenettverkstopologi

Tretopologien kan betraktes som en forening av flere "stjerner". Det er denne topologien som er mest populær i dag når man bygger lokale nettverk.

Trenettverkstopologidiagram

I en tretopologi er det en rot av treet som grener og blader vokser fra.

Et tre kan være aktivt eller sant og passivt. Med et aktivt tre er sentrale datamaskiner plassert i sentrene for å kombinere flere kommunikasjonslinjer, og med et passivt tre er det konsentratorer (huber).

Figur 6 - Topologidiagram for aktivt trenettverk

Figur 7 - Topologidiagram for passivt trenettverk

3.2 Kombinerte nettverkstopologier

Kombinerte topologier brukes ganske ofte, blant dem er de vanligste stjernebuss og stjernering.

En stjerne-bus-topologi bruker en kombinasjon av en buss og en passiv stjerne.

Opplegg for en kombinert stjerne-buss-nettverkstopologi

Både individuelle datamaskiner og hele busssegmenter er koblet til huben. Faktisk er en fysisk busstopologi implementert som inkluderer alle datamaskiner på nettverket. I denne topologien kan flere nav brukes, sammenkoblet og danner den såkalte ryggraden, støttebussen. Separate datamaskiner eller busssegmenter er koblet til hver av hubene. Resultatet er et stjernedekk-tre. Dermed kan brukeren fleksibelt kombinere fordelene med buss- og stjernetopologier, og også enkelt endre antall datamaskiner koblet til nettverket. Fra et synspunkt av informasjonsdistribusjon tilsvarer denne topologien en klassisk buss.

Når det gjelder en stjerneringtopologi er det ikke selve datamaskinene som er forent til en ring, men spesielle hubs, som datamaskinene igjen er koblet til ved hjelp av stjerneformede doble kommunikasjonslinjer.

Opplegg for en kombinert stjerne-ring nettverkstopologi

I virkeligheten er alle datamaskiner på nettverket inkludert i en lukket ring, siden kommunikasjonslinjene innenfor hubene danner en lukket sløyfe (som vist i figur 9). Denne topologien gjør det mulig å kombinere fordelene med stjerne- og ringtopologier. Huber lar deg for eksempel samle alle på ett sted. Hvis vi snakker om informasjonsformidling, tilsvarer denne topologien en klassisk ring.

3.3 "Grid" nettverkstopologi

Til slutt bør nevnes en mesh- eller mesh-topologi, der alle eller mange datamaskiner og andre enheter er direkte koblet til hverandre (Figur 10).

Figur 10 - Nettverksmasketopologidiagram

Denne topologien er ekstremt pålitelig - hvis en kanal er ødelagt, stopper ikke dataoverføringen, siden flere ruter for informasjonslevering er mulige. Mesh-topologier (oftest ikke komplette, men delvise) brukes der det er nødvendig å sikre maksimal nettverksfeiltoleranse, for eksempel når du kobler til flere deler av et stort bedriftsnettverk eller når du kobler til Internett, selv om du selvfølgelig har å betale for dette: kabelforbruket øker betydelig, Nettverksutstyr og dets konfigurasjon blir mer komplisert.

For tiden bruker de aller fleste moderne nettverk en stjernetopologi eller en hybridtopologi, som er en sammenslåing av flere stjerner (for eksempel en tretopologi), og en CSMA/CD (carrier sense multiple access) overføringsmetode. kollisjonsdeteksjon) .

Fragment datanettverk

Et fragment av et datanettverk inkluderer hovedtypene kommunikasjonsutstyr som brukes i dag for å danne lokale nettverk og koble dem til hverandre gjennom globale forbindelser. For å bygge lokale forbindelser mellom datamaskiner, brukes de forskjellige typer kabelsystemer, nettverksadaptere, repeater-huber, broer, switcher og rutere. For å koble lokale nettverk til globale forbindelser, brukes spesielle utganger (WAN-porter) av broer og rutere, samt dataoverføringsutstyr over lange linjer - modemer (når du arbeider over analoge linjer) eller enheter som kobler til digitale kanaler(TA – terminaladaptere ISDN-nettverk, serviceenheter for digitale dedikerte kanaler som CSU/DSU osv.).

Under topologi(layout, konfigurasjon, struktur) av et datanettverk refererer vanligvis til det fysiske arrangementet av datamaskiner på nettverket en i forhold til en og måten de er forbundet med kommunikasjonslinjer. Det er viktig å merke seg at begrepet topologi først og fremst refererer til lokale nettverk, der strukturen av forbindelser lett kan spores. I globale nettverk er strukturen til forbindelsene vanligvis skjult for brukere og er ikke veldig viktig, fordi hver kommunikasjonsøkt kan utføres langs sin egen vei.
Topologien bestemmer kravene til utstyr, typen kabel som brukes, de mulige og mest praktiske metodene for å administrere utvekslingen, driftssikkerheten og mulighetene for å utvide nettverket.

Det er tre hovednettverkstopologier:

1. Nettverkstopologibuss(buss), der alle datamaskiner er koblet parallelt til en kommunikasjonslinje og informasjon fra hver datamaskin overføres samtidig til alle andre datamaskiner (fig. 1);

2. Stjernenettverkstopologi(stjerne), der andre perifere datamaskiner er koblet til en sentral datamaskin, hver av dem bruker sin egen separate kommunikasjonslinje (fig. 2);

3. Nettverkstopologiring(ring), der hver datamaskin alltid overfører informasjon til bare én datamaskin neste i kjeden, og mottar informasjon kun fra den forrige datamaskinen i kjeden, og denne kjeden er lukket i en "ring" (fig. 3).

Ris. 1. Nettverkstopologi "buss"

Ris. 2. Stjernenettverkstopologi

Ris. 3. Nettverkstopologi "ring"

I praksis brukes ofte kombinasjoner av den grunnleggende topologien, men de fleste nettverk er fokusert på disse tre. La oss nå kort vurdere funksjonene til den listede nettverkstopologien.

Busstopologi(eller, som det også kalles, "felles buss"), ved selve strukturen, tillater identiteten til nettverksutstyret til datamaskiner, så vel som likheten til alle abonnenter. Med en slik tilkobling kan datamaskiner bare sende etter tur, fordi det kun er én kommunikasjonslinje. Ellers vil den overførte informasjonen bli forvrengt som følge av overlapping (konflikt, kollisjon). Dermed implementerer bussen en halv-dupleks utvekslingsmodus (i begge retninger, men etter tur og ikke samtidig).
I "buss" -topologien er det ingen sentral abonnent som all informasjon overføres gjennom, noe som øker påliteligheten (tross alt, hvis noe senter svikter, slutter hele systemet som kontrolleres av dette senteret å fungere). Å legge til nye abonnenter på bussen er ganske enkelt og er vanligvis mulig selv mens nettverket er i gang. I de fleste tilfeller krever en buss en minimal mengde tilkoblingskabel sammenlignet med andre topologier. Du må imidlertid ta hensyn til at hver datamaskin (unntatt de to ytre) har to kabler, noe som ikke alltid er praktisk.
Fordi løsning av mulige konflikter i dette tilfellet faller på nettverksutstyret til hver enkelt abonnent, er nettverksadapterutstyret med "buss"-topologien mer komplisert enn med andre topologier. Men på grunn av den utbredte bruken av nettverk med en "buss"-topologi (Ethernet, Arcnet), er kostnaden for nettverksutstyr ikke for høy.
Bussen er ikke redd for feil på individuelle datamaskiner, fordi alle andre datamaskiner på nettverket kan fortsette å utveksle normalt. Det kan virke som bussen ikke er skadet og kabelen er ødelagt, siden vi i dette tilfellet har to fullt funksjonelle busser. På grunn av særegenhetene ved forplantningen av elektriske signaler over lange kommunikasjonslinjer, er det imidlertid nødvendig å sørge for inkludering i endene av bussen av spesielle enheter - terminatorer, vist i fig. 1 i form av rektangler. Uten inkludering av terminatorer reflekteres signalet fra enden av linjen og forvrenges slik at kommunikasjon over nettverket blir umulig. Så hvis kabelen er ødelagt eller skadet, blir koordineringen av kommunikasjonslinjen forstyrret, og kommunikasjonen stopper selv mellom de datamaskinene som forblir koblet til hverandre. En kortslutning når som helst på busskabelen deaktiverer hele nettverket. Eventuell feil på nettverksutstyr på bussen er svært vanskelig å lokalisere, fordi alle adaptere er koblet parallelt, og det er ikke så lett å forstå hvilken som har feilet.
Når du passerer gjennom en kommunikasjonslinje i et nettverk med en "buss" -topologi, blir informasjonssignaler svekket og ikke fornyet på noen måte, noe som pålegger strenge begrensninger på den totale lengden på kommunikasjonslinjer; i tillegg kan hver abonnent motta signaler på forskjellige nivåer fra nettverket avhengig av avstanden til den senderende abonnenten. Dette stiller ytterligere krav til mottaksnoder av nettverksutstyr. For å øke lengden på et nettverk med en "buss" -topologi, brukes ofte flere segmenter (som hver er en buss), koblet til hverandre ved hjelp av spesielle signaloppdateringer - repeatere.
En slik økning i lengden på nettverket kan imidlertid ikke vare på ubestemt tid, fordi det også er begrensninger knyttet til den endelige hastigheten på signalutbredelse langs kommunikasjonslinjer.

Stjernetopologi- Dette er en topologi med et tydelig utpekt senter som alle andre abonnenter er koblet til. All informasjonsutveksling skjer utelukkende gjennom den sentrale datamaskinen, som på denne måten legger en veldig stor belastning, derfor kan den ikke gjøre noe annet enn nettverket. Det er klart at nettverksutstyret til den sentrale abonnenten må være betydelig mer komplekst enn utstyret til perifere abonnenter. I dette tilfellet er det ikke nødvendig å snakke om like rettigheter for abonnenter. Som regel er det den sentrale datamaskinen som er den kraftigste, og det er til den alle funksjoner for å administrere sentralen er tilordnet. I prinsippet er ingen konflikter i et nettverk med stjernetopologi mulig, fordi ledelsen er fullstendig sentralisert, er det ingen grunn til konflikt.
Hvis vi snakker om stjernens motstand mot datafeil, så påvirker ikke feilen til en perifer datamaskin på noen måte funksjonen til den delen av nettverket som gjenstår, men enhver feil på den sentrale datamaskinen gjør nettverket helt ubrukelig. Derfor må det iverksettes spesielle tiltak for å forbedre påliteligheten til den sentrale datamaskinen og dens nettverksutstyr. Et kutt i en kabel eller en kortslutning i den i en stjernetopologi forstyrrer kommunikasjonen med bare én datamaskin, og alle andre datamaskiner kan fortsette å fungere normalt.
På deklinasjonen fra bussen, i stjernen, er det bare to abonnenter på hver kommunikasjonslinje: den sentrale og en av de perifere. Oftest brukes to kommunikasjonslinjer for å koble dem sammen, som hver overfører informasjon i bare én retning. Dermed er det kun én mottaker og én sender på hver kommunikasjonslink. Alt dette forenkler nettverksinstallasjonen betydelig sammenlignet med en buss og eliminerer behovet for å bruke ekstra eksterne terminatorer. Problemet med signaldemping i en kommunikasjonslinje løses også lettere i en "stjerne" enn i en "buss", fordi hver mottaker alltid mottar et signal på samme nivå. En alvorlig ulempe med stjernetopologien er den strenge begrensningen på antall abonnenter. Vanligvis kan den sentrale abonnenten ikke betjene mer enn 8-16 perifere abonnenter. Hvis det innenfor disse grensene er ganske enkelt å koble til nye abonnenter, er det ganske enkelt umulig hvis de overskrides. Det er sant at noen ganger gir en stjerne muligheten for utvidelse, det vil si å koble til en annen sentral abonnent i stedet for en av de perifere abonnentene (resultatet er en topologi av flere sammenkoblede stjerner).
Stjernen vist i fig. 2, kalles en aktiv, eller ekte stjerne. Det finnes også en topologi som kalles passiv stjerne, som bare overfladisk ligner en stjerne (fig. 4). På denne tiden er den mye mer utbredt enn den aktive stjernen. Det er nok å si at det brukes i det mest populære Ethernet-nettverket i dag.

Ris. 4. Passiv stjernetopologi

Sentrum av et nettverk med denne topologien inneholder ikke en datamaskin, men en konsentrator, eller hub, som utfører samme funksjon som en repeater. Den fornyer signalene som mottas og videresender dem til andre kommunikasjonslinjer. Selv om kablingsmønsteret ligner på en sann eller aktiv stjerne, har vi faktisk å gjøre med en busstopologi fordi informasjon fra hver datamaskin overføres samtidig til alle andre datamaskiner, og det er ingen sentral abonnent. Naturligvis er en passiv stjerne dyrere enn en vanlig buss, for i dette tilfellet trenger du også et nav. Det gir imidlertid en rekke tilleggsfunksjoner knyttet til stjernefordelene. Det er derfor nylig den passive stjernen i økende grad erstatter den virkelige stjernen, som regnes som en lite lovende topologi.
Det er også mulig å skille mellom en mellomtype topologi mellom en aktiv og passiv stjerne. I dette tilfellet videresender huben ikke bare signalene, men styrer også sentralen, men tar ikke del i selve utvekslingen.
Stor stjerne fordel(både aktive og passive) er at alle koblingspunkter er samlet på ett sted. Dette lar deg enkelt overvåke driften av nettverket, lokalisere nettverksfeil ved ganske enkelt å koble visse abonnenter fra senteret (noe som er umulig, for eksempel i tilfelle av en buss), og også begrense tilgangen til uautoriserte personer til viktige tilkoblingspunkter for nettverket. Når det gjelder en stjerne, kan hver perifer abonnent nås med enten én kabel (som sender i begge retninger) eller to kabler (hver av dem sender i én retning), mens den andre situasjonen er mer vanlig. En felles ulempe for hele stjernetopologien er at kabelforbruket er betydelig høyere enn med andre topologier. For eksempel, hvis datamaskiner er plassert i en linje (som i fig. 1), vil du trenge flere ganger mer kabel enn med en "buss" topologi når du velger en "stjerne" topologi. Dette kan påvirke kostnadene for hele nettet som helhet betydelig.

Ringtopologi er en topologi der hver datamaskin er koblet med kommunikasjonslinjer til bare to andre: fra den ene mottar den kun informasjon, og til den andre sender den bare. På hver kommunikasjonslinje, som i tilfellet med en stjerne, er det bare én sender og én mottaker. Dette lar deg unngå å bruke eksterne terminatorer. En viktig funksjon ved ringen er at hver datamaskin videresender (fornyer) signalet, det vil si fungerer som en repeater, derfor spiller dempningen av signalet gjennom hele ringen ingen rolle, bare dempningen mellom nabodatamaskiner til ringen er viktig. I dette tilfellet er det ikke noe klart definert senter; alle datamaskiner kan være like. Imidlertid er det ganske ofte tildelt en spesiell abonnent i brislingen som styrer sentralen eller kontrollerer sentralen. Det er klart at tilstedeværelsen av en slik kontrollabonnent reduserer påliteligheten til nettverket, fordi feilen umiddelbart vil lamme hele sentralen.
Strengt tatt er ikke datamaskiner i en brisling helt like (i motsetning til for eksempel en busstopologi). Noen av dem mottar nødvendigvis informasjon fra datamaskinen som sender i dette øyeblikket tidligere, mens andre - senere. Det er på denne funksjonen i topologien at metoder for å kontrollere nettverksutveksling, spesielt designet for "ringen", er basert. I disse metodene går retten til neste overføring (eller, som de også sier, til å overta nettverket) sekvensielt til neste datamaskin i sirkelen.
Å koble nye abonnenter til "ringen" er vanligvis helt smertefritt, selv om det krever en obligatorisk nedleggelse av hele nettverket for varigheten av forbindelsen. Som i tilfellet med "buss" -topologien, kan det maksimale antallet abonnenter i en brisling være ganske stort (opptil tusen eller mer). Ringtopologien er vanligvis den mest motstandsdyktige mot overbelastning; den sikrer pålitelig drift med de største strømmene av informasjon som overføres over nettverket, fordi det som regel ikke er noen konflikter (i motsetning til en buss), og det er ingen sentral abonnent (i motsetning til en stjerne) .
Fordi signalet i brislingen går gjennom alle datamaskinene på nettverket, forstyrrer svikt i minst en av dem (eller nettverksinstallasjonen) driften av hele nettverket som helhet. Likeledes gjør ethvert brudd eller kortslutning i hver av ringkablene hele nettverket umulig å drifte. Ringen er mest sårbar for kabelskader, derfor innebærer denne topologien vanligvis å legge to (eller flere) parallelle kommunikasjonslinjer, hvorav den ene er i reserve.
Samtidig er den store fordelen med ringen at videresending av signaler fra hver abonnent gjør det mulig å øke størrelsen på hele nettverket som helhet betydelig (til tider opptil flere titalls kilometer). Ringen er relativt overlegen enhver annen topologi.

Ulempe ringer (sammenlignet med en stjerne) kan betraktes som at to kabler må kobles til hver datamaskin på nettverket.

Noen ganger er en ringtopologi basert på to ringkommunikasjonslinjer som overfører informasjon i motsatte retninger. Hensikten med en slik løsning er å øke (ideelt sett doble) hastigheten på informasjonsoverføringen. I tillegg, hvis en av kablene er skadet, kan nettverket fungere med en annen kabel (selv om maksimalhastigheten reduseres).
I tillegg til de tre viktigste, grunnleggende topologiene som vurderes, brukes også ofte nettverkstopologien. tre" (tre), som kan betraktes som en kombinasjon av flere stjerner. Som i tilfellet med en stjerne, kan et tre være aktivt, eller reelt (fig. 5), og passivt (fig. 6). Med et aktivt tre er sentrale datamaskiner plassert i sentrene for å kombinere flere kommunikasjonslinjer, og med et passivt tre er det konsentratorer (huber).

Ris. 5. "Aktivt tre" topologi

Ris. 6. "Passiv tre" topologi. K - konsentratorer

Kombinerte topologier brukes også ganske ofte, for eksempel stjernebuss, stjernering.

Tvetydigheten i begrepet topologi.

Nettverkstopologien bestemmer ikke bare den fysiske plasseringen av datamaskiner, men, mye viktigere, arten av forbindelsene mellom dem, egenskapene til signalutbredelse gjennom nettverket. Det er arten av forbindelsene som bestemmer graden av feiltoleranse til nettverket, den nødvendige kompleksiteten til nettverksutstyret, den mest hensiktsmessige metoden for å administrere sentralen, mulige typer overføringsmedier (kommunikasjonskanaler), den tillatte størrelsen på nettverk (lengden på kommunikasjonslinjer og antall abonnenter), behovet for elektrisk koordinering, og mye mer.
Når folk tenker på nettverkstopologi i litteraturen, kan de ha i tankene fire helt forskjellige konsepter som relaterer seg til ulike nivåer nettverksarkitektur:

1. Fysisk topologi (det vil si utformingen av datamaskiner og kabelføring). I dette innholdet er for eksempel en passiv stjerne ikke forskjellig fra en aktiv stjerne, og derfor kalles den ofte bare en "stjerne".

2. Logisk topologi (det vil si strukturen til forbindelser, arten av signalutbredelse gjennom nettverket). Dette er sannsynligvis den mest korrekte definisjonen av topologi.

3. Utvekslingskontrolltopologi (det vil si prinsippet og sekvensen for å overføre retten til å glede nettverket mellom individuelle datamaskiner).

4. Informasjonstopologi (det vil si retningen til informasjonsstrømmene som overføres over nettverket).

For eksempel kan et nettverk med en fysisk og logisk «buss»-topologi, som en administrasjonsmetode, bruke reléoverføring av retten til å gripe nettverket (det vil si være en ring i dette innholdet) og samtidig overføre all informasjon gjennom en dedikert datamaskin (vær en stjerne i dette innholdet).

Få mennesker er kjent med begrepet nettverkstopologier, men den gjennomsnittlige brukeren har konseptet med et lokalt nettverk data utstyr fortsatt er det. Så nettverkstopologier er verktøy som bestemmer arbeidet med opprettet datanettverk, slik at du kan betjene informasjon samtidig gjennom flere maskiner.

La oss se nærmere på konseptet med nettverkstopologier i denne artikkelen, og også finne ut hvorfor de er nødvendige, hvor og hvordan du bruker dem riktig, hvilke typer av disse verktøyene finnes, hvilke positive og negative egenskaper de er utstyrt med.

Nettverkstopologier - Introduksjon

Lokale datanettverk kan ikke fungere uten spesielle nettverksenheter. Ofte er mer enn to datamaskiner involvert i ett nettverk, ofte fem, ti, tjue, det er nettverk som forener hele selskaper. De er koblet til hverandre med en slags kommunikasjonslinje. Samspillet mellom maskiner koblet til nettverket kan være forskjellig. Det er mulig å kombinere flere enheter til én ved å lage flere typer nettverk:

ringformet;
stjerneklar;
dekk;
hierarkisk;
vilkårlig.

Blant IT-spesialister kalles opprettelsen av slike nettverk topologier. Dette er et fysisk verktøysett som kan brukes til å lage lokale nettverk. I tillegg er det også logiske topologier.

Fysiske og logiske topologier fungerer uavhengig og overlapper ikke. Hvis fysiske er ansvarlige for geometrien til nettverket, er de logiske involvert i omfordelingen av datastrømmer mellom ulike noder i det opprettede nettverket og bestemmer mest effektiv metode Data overføring.

Både fysiske og logiske topologier har både fordeler og ulemper, så i moderne tid brukes de likt. Nedenfor vil vi vurdere hovedkarakteristikkene til hver type nettverkstopologi og finne ut hva deres grunnleggende essens er.

Kjennetegn ved busstopologi: driftsprinsipp

Hvis en lineær monokanal brukes ved overføring av elektroniske data fra en datamaskin til en annen, betyr dette at busstopologien til nettverket er involvert i arbeidet. Det er i endene av monokanalen at spesielle såkalte terminatorer er installert. Personlige datamaskiner som deltar i nettverket er koblet til delt nettverk via en T-formet kontakt i kontakt med den felles linje monokanalen.

Elektroniske data kommer til terminatorer, og de kommer samtidig til alle nettverksnoder, men må aksepteres for vurdering elektroniske dokumenter Bare datamaskinen som meldingen var ment til kan. Hovedoverføringssignalet fanges opp av hver datamaskin som er involvert i nettverket, derfor er det elektroniske dataoverføringsmediet en vanlig komponent i nettverket.

Busstopologi har fått stor popularitet med de avanserte egenskapene til Ethernet-arkitektur.

De viktigste fordelene med busstopologien er som følger:

enkel konfigurasjon, klar konfigurasjon av det opprettede nettverket;
nettverket blir ikke avbrutt hvis flere datamaskiner som er inkludert i det svikter, noe som betyr at det er motstandsdyktig mot alle slags dataproblemer.

De viktigste ulempene med dekktypologien er:

lengden på nettverkskabelen som skal legges er begrenset, og antallet datautstyr som er inkludert i nettverket er også begrenset;
hele nettverket avhenger av helsen til monokanalen; hvis det lider, lider hele nettverket; det er ofte svært vanskelig å finne et feilpunkt i et bussnettverk, spesielt når alle komponentene er isolert.

Kjennetegn ved stjernetopologi: driftsprinsipp

Når du oppretter et stjernenettverk, må hver enkelt Personlig datamaskin kobles til en såkalt hub eller konsentrator. På grunn av dette opprettes en parallellkobling av alle dataenheter som inngår i nettverket. Disse komponentene er hovedkoblingene som tillater kommunikasjon mellom datamaskiner som er inkludert i nettverket.

Dette nettverket bruker også et felles informasjonsfelt, det vil si at informasjon sendes til alle kommunikasjonsnoder, men kan bare mottas av én seksjon som den opprinnelig ble sendt for.

De viktigste fordelene med stjernenettverket:

enkelt å sette opp og koble til nytt datautstyr;
akkurat som et bussnettverk er det motstandsdyktig mot sammenbrudd av datamaskiner koblet til nettverket;
tillater sentralisert styring av alle tilkoblede enheter.

De viktigste ulempene med stjernetypologien:

høyt forbruk av nettverkskabel under installasjon;
Feilen i en hub eller konsentratoren fører til svikt i hele den elektroniske dataoverføringskjeden.

Et stjernenettverk kan også være basert på en sentral hub. Det refererer til et intelligent verktøy som kobler sammen visse datamaskinenheter som er inkludert i nettverket. Prinsippet om output-input-operasjon gjør det mulig å ikke bruke et felles informasjonsfelt for alle enheter, men å spesifisere overføring av informasjon fra et punkt til et annet, tredje, fjerde... Det viser seg at hver datamaskin, i tillegg til huber, er også koblet til en sentral hub, hvis det oppstår et sammenbrudd i nettverket, lider ikke hele nettverket. I tilfelle et sammenbrudd kobles feilpunktet spontant fra nettverket, noe som lar deg raskt finne det og eliminere alle driftsfeil.

Å legge et slikt nettverk krever en stor mengde nettverkskabel, men effektiviteten av driften er verdt det.

Stjernetypologien kan også være et slags tre, som er en kombinasjon av flere stjerner. Avhengig av sammenvevingen, skilles nettverkets aktive tilstand, passive eller sanne tilstand. Avhengig av tilstanden brukes enten huber med konsentratorer eller sentrale datamaskiner for å opprette forbindelser mellom dataenheter som er inkludert i nettverket.

Hvis en sentral datamaskin velges, kan du lage et virkelig pålitelig og produktivt nettverk, men ikke et billig. Hvis du bruker nav med konsentratorer vil det koste flere ganger mindre, men ytelsesindikatoren vil være betydelig lavere.

Kjennetegn ved ringtopologi: driftsprinsipp

Ringtopologi innebærer direkte tilkobling av alle nettverkskanaler til én ubrutt kjede. Dette betyr ikke at det er en typisk sirkel. Essensen av et ringnettverk er at utgangen fra en datamaskinenhet og inngangen til en annen brukes til å overføre elektroniske data. Bevegelsen av informasjon skjer i én strøm. Hvis det er informasjon ved utgangen, og den ikke mottas ved inngangen, returneres den til utgangen igjen med et påfølgende forsøk på å nå inngangen. Det vil si at informasjon alltid beveger seg langs samme rute fra avsender til mottaker og tilbake.

En logisk ring har en tendens til å lukke seg. Hovedfordelen med et ringnettverk er at det er veldig enkelt å sette opp. Men det er ikke pålitelig mot uventede sammenbrudd. Hvis det er en defekt i kretsen, avbrytes dataringen. Oftest i praksis implementerer IT-spesialister prosjekter med modifisert ringtypologi.

Kombinerte løsninger for å lage lokale datanettverk

For å sikre nettverkets pålitelighet, brukes ofte kombinasjoner av grunnleggende nettverkstopologier i praksis. De mest brukte er stjernebuss- eller stjerneringtopologier. Hva er resultatet av å kombinere flere verktøy når du legger lokale datanettverk? Svaret her er klart - å sikre nettverkets pålitelighet, motstand mot sammenbrudd og fravær av obligatorisk overholdelse av prinsippet om å overføre informasjon langs kjeden, noe som forenkler arbeidet når det oppstår feil i nettverket.

Samtidig forenkles både driftsprinsippet til selve nettverket og prosessen med installasjonen.

La oss oppsummere det

Nå kjenner du hovedtypene av nettverkstopologier. Alternativene som presenteres i denne artikkelen er de mest typiske og brukes i installasjonen av moderne lokale datanettverk. Men dette betyr ikke at mer avanserte topologier ikke brukes, disse er ofte utviklet for spesifikke tjenesteobjekter, for eksempel vitenskapelige eller militære. Men for typiske sivile applikasjoner er nettverkstopologiene som er diskutert her ganske tilstrekkelige.

Eksisterende topologier har blitt opprettet i flere tiår, så det er fornuftig å bruke dem bredt.

Introduksjon

1. Konsept for nettverkstopologi

2. Grunnleggende nettverkstopologier

2.3 Grunnleggende ringnettverkstopologi

3. Andre mulige nettverkstopologier

3.1 Trenettverkstopologi

3.2 Kombinerte nettverkstopologier

3.3 "Grid" nettverkstopologi

4. Polysemi av begrepet topologi

Konklusjon

Bibliografi

Introduksjon

I dag er det umulig å forestille seg menneskelig aktivitet uten bruk av datanettverk.

Datanettverk er et distribuert informasjonsbehandlingssystem som består av minst to datamaskiner som samhandler med hverandre ved hjelp av spesielle midler kommunikasjon.

Avhengig av avstanden til datamaskiner og skala, er nettverk konvensjonelt delt inn i lokale og globale.

Lokale nettverk er nettverk som har en lukket infrastruktur før de når tjenesteleverandører. Begrepet "LAN" kan beskrive både et lite kontornettverk og et stort nettverk på anleggsnivå som dekker flere hundre hektar. Lokale nettverk er vanligvis distribuert innenfor en bestemt organisasjon, og det er derfor de også kalles bedriftsnettverk.

Noen ganger skilles nettverk av en mellomklasse - et by- eller regionalt nettverk, dvs. nettverk innenfor en by, region osv.

Det globale nettverket dekker store geografiske regioner, inkludert både lokale nettverk og andre telekommunikasjonsnettverk og -enheter. Globale nettverk har nesten samme muligheter som lokale. Men de utvider omfanget. Fordelene ved å bruke globale nettverk begrenses først og fremst av driftshastigheten: globale nettverk opererer med lavere hastighet enn lokale.

Av datanettverkene som er oppført ovenfor, vil vi rette oppmerksomheten mot lokale nettverk for bedre å forstå arkitekturen til nettverk og metoder for dataoverføring. Og for dette må du vite noe slikt som nettverkstopologi.

1. Konsept for nettverkstopologi

Topologi er den fysiske konfigurasjonen av et nettverk kombinert med dets logiske egenskaper. Topologi er et standardbegrep som brukes for å beskrive den grunnleggende utformingen av et nettverk. Ved å forstå hvordan ulike topologier brukes, kan du bestemme hvilke muligheter ulike typer nettverk har.

Det er to hovedtyper av topologier:

fysisk

logisk

Logisk topologi beskriver reglene for samhandling av nettverksstasjoner ved overføring av data.

Den fysiske topologien bestemmer hvordan lagringsmediene er tilkoblet.

Begrepet "nettverkstopologi" beskriver det fysiske arrangementet av datamaskiner, kabler og andre nettverkskomponenter. Nettverkstopologien bestemmer dens egenskaper.

Valget av en bestemt topologi påvirker:

sammensetning av nødvendig nettverksutstyr

nettverksutstyrs egenskaper

muligheter for utvidelse av nettverket

nettverksadministrasjonsmetode

Når du velger en topologi, må du ta hensyn til at den sikrer pålitelig og effektiv drift av nettverket og praktisk styring av nettverksdatastrømmer. Det er også ønskelig at nettverket skal være billig med tanke på kostnadene ved opprettelse og vedlikehold, men samtidig vil det fortsatt være muligheter for ytterligere utvidelse og fortrinnsvis overgang til kommunikasjonsteknologi med høyere hastighet. Dette er ingen lett oppgave! For å løse det, må du vite hvilke nettverkstopologier som finnes.

2. Grunnleggende nettverkstopologier

Det er tre grunnleggende topologier som de fleste nettverk er bygget på.

stjerne

ringe

Hvis datamaskiner er koblet sammen langs en enkelt kabel, kalles topologien en "buss". Når datamaskiner er koblet til kabelsegmenter som stammer fra et enkelt punkt, eller hub, kalles topologien en stjernetopologi. Hvis kabelen som datamaskinene er koblet til er lukket i en ring, kalles denne topologien en ring.

Selv om de grunnleggende topologiene i seg selv er enkle, er det i virkeligheten ofte ganske komplekse kombinasjoner som kombinerer egenskapene til flere topologier.

2.1 Bussnettverkstopologi

I denne topologien er alle datamaskiner koblet til hverandre med én kabel (Figur 1).

Figur 1 - Nettverkstopologidiagram av "buss"-typen

I et nettverk med en "bus"-topologi adresserer datamaskiner data til en spesifikk datamaskin, og sender dem langs kabelen i form av elektriske signaler - maskinvare-MAC-adresser. For å forstå prosessen med datamaskininteraksjon via en buss, må du forstå følgende konsepter:

signaloverføring

signalrefleksjon

Terminator

1. Signaloverføring

Data i form av elektriske signaler overføres til alle datamaskiner på nettverket; Imidlertid mottar bare den hvis adresse samsvarer med mottakeradressen kryptert i disse signalene. Dessuten kan kun én datamaskin til enhver tid overføre. Siden data overføres til nettverket av bare én datamaskin, avhenger ytelsen av antall datamaskiner som er koblet til bussen. Jo flere det er, dvs. Jo flere datamaskiner som venter på å overføre data, jo tregere blir nettverket. Det er imidlertid umulig å utlede en direkte sammenheng mellom nettverksbåndbredde og antall datamaskiner i den. Fordi, i tillegg til antall datamaskiner, påvirkes nettverksytelsen av mange faktorer, inkludert:

maskinvareegenskaper til datamaskiner på nettverket

frekvensen som datamaskiner overfører data med

type nettverksapplikasjoner som kjører

nettverkskabeltype

avstand mellom datamaskiner på nettverket

2. Signalrefleksjon

3. Terminator

For å forhindre at elektriske signaler reflekteres, er plugger (terminatorer) installert i hver ende av kabelen for å absorbere disse signalene (Figur 2). Alle ender av nettverkskabelen må kobles til noe, for eksempel en datamaskin eller en tønnekontakt - for å øke kabellengden. En terminator må kobles til en hvilken som helst ledig - ikke tilkoblet - ende av kabelen for å forhindre at elektriske signaler reflekteres.

Figur 2 - Terminatorinstallasjon

Denne nettverkstopologien har fordeler og ulemper. Fordelene inkluderer:

kort nettverksoppsetttid

lav pris (mindre kabel- og nettverksenheter kreves)

enkelt oppsett

Feil på en arbeidsstasjon påvirker ikke nettverksdriften

Ulempene med denne topologien er som følger.

slike nettverk er vanskelige å utvide (øk antall datamaskiner i nettverket og antall segmenter - individuelle kabelseksjoner som forbinder dem).

Fordi bussen er delt, kan bare én av datamaskinene sende om gangen.

"Bussen" er en passiv topologi - datamaskiner "lytter" bare til kabelen og kan ikke gjenopprette signaler som blir dempet under overføring over nettverket.

Påliteligheten til et nettverk med busstopologi er lav. Når det elektriske signalet når enden av kabelen, reflekteres det (med mindre spesielle tiltak er tatt) og forstyrrer driften av hele nettverkssegmentet.

Problemene som ligger i busstopologien har ført til at disse nettverkene, som var så populære for ti år siden, nå praktisk talt ikke brukes.

Bussnettverkstopologien er kjent som 10 Mbps Ethernet logisk topologi.

2.2 Grunnleggende stjernenettverkstopologi

I en stjernetopologi er alle datamaskiner koblet via kabelsegmenter til en sentral komponent kalt en hub (Figur 3).

Signaler fra den overførende datamaskinen går gjennom huben til alle andre.

Denne topologien oppsto i de tidlige dagene av databehandling, da datamaskiner ble koblet til en sentral hoveddatamaskin.

Begrepet topologi beskriver det fysiske arrangementet av datamaskiner, kabler og andre nettverkskomponenter.

Topologi er et standardbegrep som brukes av fagfolk for å beskrive den grunnleggende utformingen av et nettverk.

I tillegg til begrepet "topologi", brukes følgende også for å beskrive den fysiske layouten:

Fysisk plassering;

Oppsett;

Diagram;

Nettverkstopologien bestemmer dens egenskaper. Spesielt påvirker valget av en bestemt topologi:

sammensetning av nødvendig nettverksutstyr;

egenskapene til nettverksutstyr;

nettverksutvidelsesmuligheter;

nettverksadministrasjonsmetode.

For å dele ressurser eller utføre andre nettverksoppgaver, må datamaskiner være koblet til hverandre. Til dette formål brukes i de fleste tilfeller en kabel (mindre vanlig, trådløse nettverk - infrarødt utstyr). Det er imidlertid ikke nok å bare koble datamaskinen til en kabel som kobler andre datamaskiner. Ulike typer kabler, kombinert med forskjellige nettverkskort, nettverksoperativsystemer og andre komponenter, krever forskjellige datamaskinoppsett.

Hver nettverkstopologi pålegger en rekke betingelser. For eksempel kan det diktere ikke bare typen kabel, men også måten den legges på.

Grunnleggende topologier

stjerne
ringe

Hvis datamaskiner er koblet sammen langs en enkelt kabel, kalles topologien en buss. Når datamaskiner er koblet til kabelsegmenter som stammer fra et enkelt punkt, eller hub, kalles topologien en stjernetopologi. Hvis kabelen som datamaskinene er koblet til er lukket i en ring, kalles denne topologien en ring.

Dekk.

Busstopologien kalles ofte en "lineær buss". Denne topologien er en av de enkleste og mest utbredte topologiene. Den bruker en enkelt kabel, kalt en ryggrad eller et segment, som alle datamaskiner på nettverket er koblet til.

I et nettverk med busstopologi adresserer datamaskiner data til en bestemt datamaskin ved å overføre dem langs en kabel i form av elektriske signaler.

Data i form av elektriske signaler overføres til alle datamaskiner på nettverket; informasjonen mottas imidlertid av den hvis adresse samsvarer med mottakeradressen kryptert i disse signalene. Dessuten kan kun én datamaskin til enhver tid overføre.

Siden data overføres til nettverket av bare én datamaskin, avhenger ytelsen av antall datamaskiner som er koblet til bussen. Jo flere det er, jo tregere fungerer nettverket. Bussen er en passiv topologi. Dette betyr at datamaskiner bare «lytter» til data som sendes over nettverket, men ikke flytter dem fra avsender til mottaker. Derfor, hvis en av datamaskinene svikter, vil det ikke påvirke driften til de andre. I denne topologien blir data distribuert over hele nettverket – fra den ene enden av kabelen til den andre. Hvis det ikke gjøres noe, vil signalene som når enden av kabelen bli reflektert, og dette vil ikke tillate andre datamaskiner å overføre. Derfor, etter at dataene når destinasjonen, må de elektriske signalene slukkes. For å gjøre dette er terminatorer (også kalt plugger) installert i hver ende av kabelen i et nettverk med busstopologi for å absorbere elektriske signaler.

Fordeler: fraværet av ekstra aktivt utstyr (for eksempel repeatere) gjør slike nettverk enkle og rimelige.

Lineært lokalt nettverkstopologidiagram

Ulempen med en lineær topologi er imidlertid begrensningene for nettverksstørrelse, funksjonalitet og utvidbarhet.

Ringe

I en ringtopologi er hver arbeidsstasjon koblet til sine to nærmeste naboer. Dette forholdet danner et lokalt nettverk i form av en sløyfe eller ring. Data overføres i en sirkel i én retning, og hver stasjon spiller rollen som en repeater, som mottar og svarer på pakker adressert til den og sender andre pakker til neste arbeidsstasjon "ned". I det opprinnelige ringnettverket var alle objekter koblet til hverandre. Denne forbindelsen måtte stenges. I motsetning til den passive busstopologien, fungerer hver datamaskin her som en repeater, som forsterker signalene og sender dem videre til neste datamaskin. Fordelen med denne topologien var den forutsigbare responstiden til nettverket. Jo flere enheter var i ringen, desto lengre tid brukte nettverket på å svare på forespørsler. Den viktigste ulempen er at hvis minst én enhet svikter, nekter hele nettverket å fungere.

Et av prinsippene for dataoverføring over en ring kalles passerer tokenet. Hovedsaken er dette. Tokenet overføres sekvensielt, fra en datamaskin til en annen, til den som ønsker å overføre dataene mottar den. Avsenderdatamaskinen endrer tokenet, plasserer e-postadressen i dataene og sender den rundt ringen.

Denne topologien kan forbedres ved å koble til alle nettverksenheter via hub(Hub enhet som kobler til andre enheter). Visuelt er en "tweaked" ring ikke lenger fysisk en ring, men i et slikt nettverk overføres data fortsatt i en sirkel.

I figuren angir heltrukne linjer fysiske forbindelser, og stiplede linjer indikerer retninger for dataoverføring. Dermed har et slikt nettverk en logisk ringtopologi, mens det fysisk er en stjerne.

Stjerne

I en stjernetopologi er alle datamaskiner koblet via kabelsegmenter til en sentral komponent som har en hub. Signaler fra den overførende datamaskinen går gjennom huben til alle andre. I stjernenettverk er kabling og nettvsentralisert. Men det er også en ulempe: Siden alle datamaskiner er koblet til et sentralt punkt, øker kabelforbruket betydelig for store nettverk. I tillegg, hvis den sentrale komponenten svikter, vil hele nettverket bli forstyrret.

Fordel: Hvis en datamaskin går i stykker eller kabelen som kobler til en datamaskin svikter, er det bare den datamaskinen som ikke vil kunne motta og overføre signaler. Dette vil ikke påvirke andre datamaskiner på nettverket. Den totale nettverkshastigheten begrenses kun av hubens båndbredde.

Stjernetopologien er dominerende i moderne lokale nettverk. Slike nettverk er ganske fleksible, lett utvidbare og relativt rimelige sammenlignet med mer komplekse nettverk der metodene for enhetstilgang til nettverket er strengt fastsatt. Dermed har "stjerner" erstattet utdaterte og sjelden brukte lineære og ringtopologier. Dessuten ble de en overgangskobling til den siste typen topologi - ringte stjerner e.

En svitsj er en aktiv nettverksenhet med flere porter. Bryteren "husker" maskinvareadressene (eller MAC–MediaAccessControl) til enheter som er koblet til den og oppretter midlertidige stier fra avsender til mottaker, langs hvilke data overføres. I et typisk lokalt nettverk med svitsjet topologi er det flere forbindelser til en svitsj. Hver port og enheten som er koblet til den har sin egen båndbredde (dataoverføringshastighet).

Svitsjer kan forbedre nettverksytelsen betydelig. For det første øker de den totale båndbredden som er tilgjengelig for et gitt nettverk. For eksempel kan en 8-leders bryter ha 8 separate tilkoblinger, som støtter hastigheter på opptil 10 Mbit/s hver. Følgelig er gjennomstrømningen til en slik enhet 80 Mbit/s. Først av alt øker brytere nettverksytelsen ved å redusere antall enheter som kan fylle hele båndbredden til et enkelt segment. Ett slikt segment inneholder bare to enheter: arbeidsstasjonens nettverksenhet og svitsjporten. Dermed kan bare to enheter "konkurrere" om en båndbredde på 10 Mbit/s, og ikke åtte (ved bruk av en vanlig 8-ports hub, som ikke sørger for slik inndeling av båndbredde i segmenter).

Avslutningsvis skal det sies at det er et skille mellom topologien til fysiske forbindelser (nettverkets fysiske struktur) og topologien til logiske forbindelser (nettverkets logiske struktur)

Konfigurasjon fysiske forbindelser bestemmes av de elektriske tilkoblingene til datamaskiner og kan representeres som en graf, hvis noder er datamaskiner og kommunikasjonsutstyr, og kantene tilsvarer kabelsegmenter som forbinder par med noder.

Logiske sammenhenger representerer banene for informasjonsstrømmer gjennom nettverket; de dannes ved å konfigurere kommunikasjonsutstyr på riktig måte.

I noen tilfeller er de fysiske og logiske topologiene de samme, og noen ganger er de ikke det.

Nettverket vist i figuren er et eksempel på misforhold mellom den fysiske og logiske topologien. Fysisk er datamaskiner koblet sammen ved hjelp av en felles busstopologi. Tilgang til bussen skjer ikke i henhold til en tilfeldig tilgangsalgoritme, men ved å overføre et token (token) i et ringemønster: fra datamaskin A til datamaskin B, fra datamaskin B til datamaskin C, etc. Her gjentas ikke lenger rekkefølgen for tokenoverføring fysiske forbindelser, men bestemmes av den logiske konfigurasjonen av nettverkskort. Det er ingenting som hindrer deg i å konfigurere nettverkskort og deres drivere slik at datamaskinene danner en ring i en annen rekkefølge, for eksempel B, A, C... Den fysiske strukturen endres imidlertid ikke.

Trådløst nettverk.

Uttrykket "trådløst miljø" kan være misvisende fordi det betyr at det ikke er noen ledninger på nettverket i det hele tatt. I virkeligheten samhandler trådløse komponenter vanligvis med et nettverk som bruker kabel som overføringsmedium. Et slikt nettverk med blandede komponenter kalles hybrid.

Avhengig av teknologien kan trådløse nettverk deles inn i tre typer:

lokale nettverk;

utvidede lokalnettverk;

mobilnettverk (bærbare datamaskiner).

Overføringsmetoder:

infrarød stråling;

radiooverføring i et smalt spektrum (en-frekvensoverføring);
radiooverføring i det spredte spekteret.

I tillegg til disse metodene for å overføre og motta data, kan du bruke mobilnettverk, pakkeradioforbindelser, mobilnettverk og mikrobølgedataoverføringssystemer.

I dag handler et kontornettverk ikke bare om å koble datamaskiner til hverandre. Det er vanskelig å forestille seg et moderne kontor uten databaser som lagrer både bedriftens regnskap og personalinformasjon. I store nettverk, som regel, for sikkerheten til databaser og for å øke hastigheten på tilgangen til dem, brukes separate servere til å lagre databaser. Nå er det også vanskelig å forestille seg et moderne kontor uten tilgang til Internett. Ordningsalternativ trådløst nettverk kontor er vist på bildet

Så la oss konkludere: det fremtidige nettverket må planlegges nøye. For å gjøre dette, bør du svare på følgende spørsmål:

Hvorfor trenger du et nettverk?

Hvor mange brukere vil det være på nettverket ditt?

Hvor raskt vil nettverket utvide seg?

Krever dette nettverket Internett-tilgang?

Er sentralisert styring av nettverksbrukere nødvendig?

Etter dette tegner du et grovt diagram av nettverket på papir. Du bør ikke glemme kostnadene for nettverket.

Som vi har etablert, er topologi den viktigste faktoren for å forbedre den generelle nettverksytelsen. Grunnleggende topologier kan brukes i alle kombinasjoner. Det er viktig å forstå at styrker og svakheter ved hver topologi påvirker ønsket nettverksytelse og avhenger av eksisterende teknologier. Det er nødvendig å finne en balanse mellom den faktiske plasseringen av nettverket (for eksempel i flere bygninger), mulighetene for å bruke kabelen, banen til installasjonen og til og med typen.

Populært i kategorien: