domov › izobraževanje › Vse topologije lokalnega omrežja. Osnovne topologije lokalnih omrežij. Vrste lokalnih omrežij in njihova struktura. O zvezdni topologiji

Vse topologije lokalnega omrežja. Osnovne topologije lokalnih omrežij. Vrste lokalnih omrežij in njihova struktura. O zvezdni topologiji

Topologija lokalna omrežja.

Sestava in konfiguracija omrežne opreme glede na topologijo omrežja.

1. Koncept topologije omrežja

Splošna shema za povezovanje računalnikov v lokalna omrežja se imenuje topologija omrežja

Topologija je fizična konfiguracija omrežja v kombinaciji z njegovimi logičnimi značilnostmi. Topologija je standardni izraz, ki se uporablja za opis osnovne postavitve omrežja. Če razumete, kako se uporabljajo različne topologije, lahko ugotovite, kakšne zmogljivosti imajo. Različne vrste omrežja.

Obstajata dve glavni vrsti topologij:

fizično
logično

Logična topologija opisuje pravila za interakcijo med omrežnimi postajami pri prenosu podatkov.

Fizična topologija določa način povezovanja pomnilniških medijev.

Izraz "omrežna topologija" opisuje fizično razporeditev računalnikov, kablov in drugih omrežnih komponent. Topologija fizičnih povezav lahko prevzame različne "geometrijske" oblike, pri čemer ni pomembna geometrijska lokacija kabla, temveč le prisotnost povezav med vozlišči (zaprto/odprto, prisotnost središča itd.).

Topologija omrežja določa njegove značilnosti.

Izbira določene topologije vpliva na:

sestava potrebne omrežne opreme
značilnosti omrežne opreme
možnosti širitve omrežja
način upravljanja omrežja

Konfiguracija omrežja je lahko bodisi decentralizirana (ko kabel "teče okrog" vsake postaje v omrežju) ali centralizirana (ko je vsaka postaja fizično povezana z neko centralno napravo, ki distribuira okvirje in pakete med postajami). Primer centralizirane konfiguracije je zvezda z delovnimi postajami, ki se nahajajo na koncih njenih krakov. Decentralizirana konfiguracija je podobna verigi plezalcev, kjer ima vsak svoj položaj v verigi in je vsak povezan z eno vrvjo. Logične značilnosti topologije omrežja določajo pot, po kateri paket potuje po omrežju.

Pri izbiri topologije je treba upoštevati, da zagotavlja zanesljivo in učinkovito delo omrežij, priročno upravljanje omrežnih podatkovnih tokov. Zaželeno je tudi, da bi bilo omrežje poceni glede na stroške izdelave in vzdrževanja, hkrati pa bi ostale možnosti za njegovo nadaljnjo širitev in po možnosti za prehod na hitrejše komunikacijske tehnologije. To ni lahka naloga! Če želite to rešiti, morate vedeti, katere topologije omrežja obstajajo.

Glede na topologijo povezav obstajajo:

omrežja s topologijo "skupnega vodila (bus)";
omrežja s topologijo zvezda;
omrežja s topologijo "ring";
omrežja z drevesno topologijo;
omrežja z mešano topologijo

2. Osnovne omrežne topologije

Obstajajo tri osnovne topologije, na katerih je zgrajena večina omrežij.

avtobus
zvezda
prstan

"Bus" je topologija, v kateri so računalniki povezani z enim kablom.

"Zvezda" je topologija, v kateri so računalniki povezani s kabelskimi segmenti, ki izvirajo iz ene same točke ali zvezdišča.

Topologija se imenuje "obroč", če je kabel, na katerega so priključeni računalniki, sklenjen v obroču.

Čeprav so same osnovne topologije preproste, v resnici pogosto obstajajo precej zapletene kombinacije, ki združujejo lastnosti več topologij.

2.1 Topologija vodilnega omrežja

V tej topologiji so vsi računalniki med seboj povezani z enim kablom. Vsak računalnik je povezan s skupnim kablom, na koncih katerega so nameščeni terminatorji. Signal prehaja skozi omrežje skozi vse računalnike in se odbija od končnih terminatorjev.

Diagram topologije omrežja tipa "bus".

Topologijo "bus" generira linearna struktura povezav med vozlišči. To topologijo je mogoče implementirati v strojno opremo, na primer z namestitvijo dveh omrežnih adapterjev na centralne računalnike. Da bi preprečili odboj signala, morajo biti na koncih kabla nameščeni terminatorji, ki absorbirajo signal.

V omrežju s topologijo vodila računalniki naslavljajo podatke na določen računalnik, ki jih prenašajo po kablu v obliki električnih signalov – strojnih naslovov MAC. Če želite razumeti proces računalniške interakcije prek vodila, morate razumeti naslednje pojme:

prenos signala
odboj signala
Terminator

1. Prenos signala

Podatki v obliki električnih signalov se prenašajo na vse računalnike v omrežju; informacijo pa prejme le tisti, katerega naslov se ujema z naslovom prejemnika, šifriranim v teh signalih. Poleg tega lahko v danem trenutku prenaša le en računalnik. Ker podatke v omrežje prenaša le en računalnik, je njegovo delovanje odvisno od števila računalnikov, ki so priključeni na vodilo. Več ko jih je, tj. Več ko računalnikov čaka na prenos podatkov, počasnejše je omrežje. Vendar pa izpeljati neposredno povezavo med prepustnost omrežja in števila računalnikov v njem ni mogoče. Ker poleg števila računalnikov na delovanje omrežja vplivajo številni dejavniki, vključno z:

značilnosti strojna oprema računalniki v omrežju
frekvenco, s katero računalniki prenašajo podatke
vrsta omrežnih aplikacij, ki se izvajajo
vrsto omrežnega kabla
razdalja med računalniki v omrežju

Vodilo je pasivna topologija. To pomeni, da računalniki samo »poslušajo« podatke, ki se prenašajo po omrežju, ne pa jih prenašajo od pošiljatelja do prejemnika. Če torej eden od računalnikov odpove, to ne bo vplivalo na delovanje drugih. V aktivnih topologijah računalniki regenerirajo signale in jih prenašajo po omrežju.

2. Odboj signala

Podatki ali električni signali potujejo po celotnem omrežju – od enega konca kabla do drugega. Če ne naredite nobenega posebnega ukrepa, se bo signal, ki doseže konec kabla, odbil in drugim računalnikom ne bo omogočil oddajanja. Zato morajo biti električni signali po tem, ko podatki dosežejo cilj, ugasnjeni.

3. Terminator

Da bi preprečili odboj električnih signalov, so na vsakem koncu kabla nameščeni vtiči (terminatorji), ki absorbirajo te signale. Vsi konci omrežnega kabla morajo biti povezani z nečim, na primer z računalnikom ali sodnim priključkom, da povečate dolžino kabla. Na kateri koli prosti (z ničemer nepovezan) konec kabla mora biti priključen zaključek, da preprečite odboj električnih signalov.

Namestitev terminatorja

Celovitost omrežja je lahko ogrožena, če se omrežni kabel zlomi, ko je fizično pretrgan ali je eden od njegovih koncev odklopljen. Možno je tudi, da na enem ali več koncih kabla ni zaključkov, kar povzroči odboj električnih signalov v kablu in zaključek omrežja. Omrežje "pade". Sami računalniki v omrežju ostanejo popolnoma delujoči, vendar dokler je segment pokvarjen, ne morejo komunicirati med seboj.

Ta omrežna topologija ima prednosti in slabosti.

D prednosti vodilne topologije:

kratek čas nastavitve omrežja
nizki stroški (potrebnih je manj kabelskih in omrežnih naprav)
enostavnost nastavitve
Okvara delovne postaje ne vpliva na delovanje omrežja

Napake vodilne topologije:

takšna omrežja je težko širiti (povečati število računalnikov v omrežju in število segmentov – posameznih odsekov kabla, ki jih povezuje).
Ker je vodilo v skupni rabi, lahko naenkrat prenaša samo en računalnik.
"Bus" je pasivna topologija - računalniki samo "poslušajo" kabel in ne morejo obnoviti signalov, ki so med prenosom po omrežju oslabljeni.
Zanesljivost omrežja s topologijo vodila je nizka. Ko električni signal doseže konec kabla, se (če ne sprejmemo posebnih ukrepov) odbije in moti delovanje celotnega segmenta omrežja.

Težave, ki so del topologije vodila, so privedle do dejstva, da se ta omrežja zdaj praktično ne uporabljajo.

Topologija omrežja vodila je znana kot logična topologija Ethernet 10 Mb/s.

2.2 Osnovna zvezdasta topologija omrežja

V zvezdni topologiji so vsi računalniki povezani z osrednjo komponento, imenovano zvezdišče. Vsak računalnik je v omrežje povezan z ločenim povezovalnim kablom. Signali iz oddajnega računalnika potujejo skozi vozlišče do vseh ostalih.

V "zvezdi" je vedno center, skozi katerega prehaja kateri koli signal v omrežju. Funkcije osrednje povezave opravljajo posebni omrežne naprave, prenos signala v njih pa lahko poteka na različne načine: v nekaterih primerih naprava pošilja podatke v vsa vozlišča razen v oddajno vozlišče, v drugih pa naprava analizira, kateremu vozlišču so podatki namenjeni, in jih pošlje samo njemu.

Ta topologija je nastala ob zori računalniška tehnologija, ko so bili računalniki povezani na centralni, glavni računalnik.

Diagram zvezdne topologije omrežja

Prednosti"zvezdaste" tipologije:

okvara ene delovne postaje ne vpliva na delovanje celotnega omrežja kot celote
dobra razširljivost omrežja
enostavno odpravljanje težav in prekinitev omrežja
visoka zmogljivost omrežja (odvisno od ustrezne zasnove)
prilagodljive možnosti upravljanja

Napake"zvezdaste" tipologije:

okvara centralnega vozlišča bo povzročila nedelovanje omrežja (ali omrežnega segmenta) kot celote
Omrežje pogosto zahteva več kablov kot večina drugih topologij
končno število delovnih postaj v omrežju (ali segmentu omrežja) je omejeno s številom vrat v osrednjem vozlišču.

Ena najpogostejših topologij, ker jo je enostavno vzdrževati. Uporablja se predvsem v omrežjih, kjer je nosilec kabel s sukano parico. UTP kategorija 3 ali 5. (Kategorije kablov s prepletenimi paricami, ki so oštevilčene od 1 do 7 in določajo učinkovito frekvenčno območje. Kabel višje kategorije običajno vsebuje več parov žic in vsak par ima več ovojev na enoto dolžine).

Zvezdasta topologija se odraža v Hitre tehnologije Ethernet6.

2.3 Osnovna topologija obročnega omrežja

V topologiji obroča so računalniki povezani s kablom, ki tvori obroč. Zato kabel preprosto ne more imeti prostega konca, na katerega je treba priključiti zaključek. Signali se prenašajo po obroču v eno smer in gredo skozi vsak računalnik. Za razliko od topologije pasivnega vodila tukaj vsak računalnik deluje kot repetitor (repeater), ki ojača signale in jih posreduje naslednjemu računalniku. Torej, če en računalnik odpove, celotno omrežje preneha delovati.

Diagram obročnega omrežja

Delovanje topologije zaprtega obroča temelji na podajanju žetonov.

Žeton je podatkovni paket, ki računalniku omogoča prenos podatkov v omrežje.

Žeton se prenaša zaporedno, od enega računalnika do drugega, dokler ga tisti, ki »želi« prenesti podatke, ne prejme. Računalnik, ki želi začeti prenos, "zajame" žeton, ga spremeni, vnese naslov prejemnika v podatke in ga pošlje po obroču do prejemnika.

Podatki gredo skozi vsak računalnik, dokler ne dosežejo tistega, katerega naslov se ujema z naslovom prejemnika, navedenim v podatkih. Po tem sprejemni računalnik oddajnemu pošlje sporočilo, ki potrjuje, da so bili podatki prejeti. Po prejemu potrditve računalnik pošiljatelj ustvari nov žeton in ga vrne v omrežje.

Na prvi pogled se zdi, da prenašanje markerja vzame veliko časa, v resnici pa se marker premika skoraj s svetlobno hitrostjo. V obroču s premerom 200 metrov lahko marker kroži s frekvenco 10.000 vrtljajev na sekundo.

Prednosti topologija obroča:

enostavnost namestitve
skoraj popolna odsotnost dodatne opreme
možnost stabilnega delovanja brez bistvenega padca hitrosti prenosa podatkov pri veliki obremenitvi omrežja, saj uporaba žetona odpravi možnost kolizij.

Napake topologija obroča:

okvara ene delovne postaje in druge težave (prekinitev kabla) vplivajo na delovanje celotnega omrežja
zapletenost konfiguracije in nastavitve
težave pri odpravljanju težav

Najpogosteje se uporablja v omrežjih z optičnimi vlakni. Uporablja se v standardih FDDI8, Token ring9.

3. Druge možne omrežne topologije

Prava računalniška omrežja se nenehno širijo in posodabljajo. Zato je tako omrežje skoraj vedno hibridno, tj. njegova topologija je kombinacija več osnovnih topologij. Zlahka si je zamisliti hibridne topologije, ki so kombinacija zvezde in vodila ali obroča in zvezde.

3.1 Topologija drevesnega omrežja

Drevesno topologijo lahko obravnavamo kot zvezo več "zvezd". Ta topologija je danes najbolj priljubljena pri gradnji lokalnih omrežij.

Diagram drevesne topologije omrežja

V drevesni topologiji obstaja korenina drevesa, iz katere rastejo veje in listi.

Drevo je lahko aktivno ali resnično in pasivno. Pri aktivnem drevesu so centralni računalniki nameščeni v središčih združevanja več komunikacijskih linij, pri pasivnem drevesu pa so koncentratorji (vozlišča).

Slika 6 - Diagram topologije aktivnega drevesnega omrežja

Slika 7 - Diagram topologije pasivnega drevesnega omrežja

3.2 Kombinirane omrežne topologije

Kombinirane topologije se pogosto uporabljajo, med njimi sta najpogostejši zvezda-bus in zvezda-obroč.

Topologija zvezda-bus uporablja kombinacijo vodila in pasivne zvezde.

Shema kombinirane topologije omrežja zvezda-bus

Na zvezdišče so povezani tako posamezni računalniki kot celotni segmenti vodila. Pravzaprav je implementirana fizična topologija vodila, ki vključuje vse računalnike v omrežju. V tej topologiji je mogoče uporabiti več vozlišč, ki so med seboj povezana in tvorijo tako imenovano hrbtenično podporno vodilo. Na vsako vozlišče so povezani ločeni računalniki ali segmenti vodila. Rezultat je drevo v obliki zvezde. Tako lahko uporabnik prilagodljivo združuje prednosti topologije vodila in zvezde ter enostavno spreminja število računalnikov, povezanih v omrežje. Z vidika distribucije informacij je ta topologija enakovredna klasičnemu vodilu.

V primeru topologije zvezda-obroč niso računalniki sami združeni v obroč, ampak posebna vozlišča, na katera so računalniki po vrsti povezani z zvezdastimi dvojnimi komunikacijskimi linijami.

Shema kombinirane topologije omrežja zvezda-obroč

V resnici so vsi računalniki v omrežju vključeni v zaprt obroč, saj znotraj vozlišč komunikacijske linije tvorijo zaprto zanko (kot je prikazano na sliki 9). Ta topologija omogoča združevanje prednosti zvezdastih in obročastih topologij. Vozlišča vam na primer omogočajo zbiranje vseh priključnih točk omrežnega kabla na enem mestu. Če govorimo o diseminaciji informacij, je ta topologija enakovredna klasičnemu obroču.

3.3 "Grid" omrežna topologija

Na koncu je treba omeniti mrežo ali mrežno topologijo, pri kateri so vsi ali številni računalniki in druge naprave neposredno povezani med seboj (slika 10).

Slika 10 – Diagram topologije omrežne mreže

Ta topologija je izjemno zanesljiva - če je kateri koli kanal prekinjen, se prenos podatkov ne ustavi, saj je možnih več poti za dostavo informacij. Mrežne topologije (najpogosteje ne popolne, ampak delne) se uporabljajo tam, kjer je potrebno zagotoviti največjo toleranco napak v omrežju, na primer pri povezovanju več odsekov velikega poslovnega omrežja ali pri povezovanju z internetom, čeprav imate seveda plačati za to: poraba kabla se znatno poveča, omrežna oprema in njena konfiguracija postaneta bolj zapletena.

Trenutno velika večina sodobnih omrežij uporablja zvezdno topologijo ali hibridno topologijo, ki je združitev več zvezd (na primer drevesna topologija), in metodo prenosa CSMA/CD (carrier sense multiple access). .

Drobec računalniško omrežje

Del računalniškega omrežja vključuje glavne vrste komunikacijske opreme, ki se danes uporablja za oblikovanje lokalnih omrežij in njihovo medsebojno povezovanje prek globalnih povezav. Za vzpostavitev lokalnih povezav med računalniki se uporabljajo različne vrste kabelski sistemi, omrežni adapterji, zvezdišča repetitorjev, mostovi, stikala in usmerjevalniki. Za povezavo lokalnih omrežij z globalnimi povezavami se uporabljajo posebni izhodi (vrata WAN) mostov in usmerjevalnikov, pa tudi oprema za prenos podatkov po dolgih linijah - modemi (pri delu prek analognih linij) ali naprave, ki se povezujejo z digitalnih kanalov(TA – terminalni adapterji ISDN omrežja, servisne naprave za digitalne namenske kanale, kot je CSU/DSU itd.).

Pod topologijo(postavitev, konfiguracija, struktura) računalniškega omrežja se običajno nanaša na fizično razporeditev računalnikov v omrežju enega proti drugemu in na način, kako so povezani s komunikacijskimi linijami. Pomembno je omeniti, da se koncept topologije nanaša predvsem na lokalna omrežja, v katerih je strukturo povezav mogoče zlahka izslediti. V globalnih omrežjih je struktura povezav običajno skrita uporabnikom in ni zelo pomembna, saj lahko vsaka komunikacijska seja poteka po svoji poti.
Topologija določa zahteve za opremo, vrsto uporabljenega kabla, možne in najugodnejše načine vodenja centrale, zanesljivost delovanja in možnosti za širitev omrežja.

Obstajajo tri glavne topologije omrežja:

1. Omrežno topološko vodilo(bus), pri katerem so vsi računalniki povezani vzporedno na eno komunikacijsko linijo in se informacije iz vsakega računalnika istočasno prenašajo na vse ostale računalnike (slika 1);

2. Zvezdasta omrežna topologija(zvezda), pri kateri so drugi periferni računalniki povezani z enim centralnim računalnikom, pri čemer vsak uporablja svojo ločeno komunikacijsko linijo (slika 2);

3. Omrežni topološki obroč(obroč), pri katerem vsak računalnik vedno posreduje informacije samo enemu naslednjemu računalniku v verigi, informacije pa sprejema samo od predhodnega računalnika v verigi, ta veriga pa je sklenjena v »obroč« (slika 3).

riž. 1. Topologija omrežja "bus"

riž. 2. Topologija omrežja zvezda

riž. 3. Topologija omrežja "ring"

V praksi se pogosto uporabljajo kombinacije osnovne topologije, vendar je večina omrežij osredotočena na te tri. Zdaj pa na kratko razmislimo o značilnostih navedene topologije omrežja.

Topologija vodila(ali kot ga tudi imenujemo »skupno vodilo«) že po svoji zgradbi omogoča istovetnost omrežne opreme računalnikov, kakor tudi enakopravnost vseh naročnikov. Pri taki povezavi lahko računalniki oddajajo le izmenično, saj obstaja le ena komunikacijska linija. V nasprotnem primeru bodo posredovane informacije popačene zaradi prekrivanja (konflikt, kolizija). Tako vodilo izvaja poldupleksni način izmenjave (v obe smeri, vendar po vrsti in ne hkrati).
V topologiji "bus" ni osrednjega naročnika, prek katerega se prenašajo vse informacije, kar povečuje njegovo zanesljivost (navsezadnje, če kateri koli center odpove, celoten sistem, ki ga nadzoruje ta center, preneha delovati). Dodajanje novih naročnikov v vodilo je povsem preprosto in običajno možno tudi, ko omrežje deluje. V večini primerov vodilo zahteva minimalno količino povezovalnega kabla v primerjavi z drugimi topologijami. Vendar morate upoštevati, da ima vsak računalnik (razen dveh zunanjih) dva kabla, kar ni vedno priročno.
Ker reševanje morebitnih konfliktov v tem primeru pade na omrežno opremo vsakega posameznega naročnika, je oprema omrežnega adapterja s topologijo “bus” bolj zapletena kot z drugimi topologijami. Vendar pa zaradi razširjenosti omrežij s topologijo “bus” (Ethernet, Arcnet) stroški omrežne opreme niso previsoki.
Vodilo se ne boji okvar posameznih računalnikov, saj lahko vsi drugi računalniki v omrežju normalno izmenjujejo naprej. Morda se zdi, da avtobus ni poškodovan in je kabel pretrgan, saj imamo v tem primeru dva popolnoma delujoča avtobusa. Vendar pa je zaradi posebnosti širjenja električnih signalov po dolgih komunikacijskih linijah potrebno zagotoviti vključitev posebnih naprav - terminatorjev na koncih vodila, prikazanih na sl. 1 v obliki pravokotnika. Brez vključitve terminatorjev se signal odbije od konca linije in je popačen, tako da komunikacija po omrežju postane nemogoča. Če je torej kabel pretrgan ali poškodovan, je koordinacija komunikacijske linije motena, komunikacija pa se prekine tudi med tistimi računalniki, ki ostanejo med seboj povezani. Kratek stik na kateri koli točki vodilnega kabla onemogoči celotno omrežje. Vsako okvaro omrežne opreme na vodilu je zelo težko lokalizirati, saj so vsi adapterji povezani vzporedno in ni tako enostavno razumeti, kateri je odpovedal.
Pri prehodu skozi komunikacijsko linijo omrežja s topologijo "bus" so informacijski signali oslabljeni in se na noben način ne obnavljajo, kar nalaga stroge omejitve skupne dolžine komunikacijskih linij; poleg tega lahko vsak naročnik prejme signale različnih ravni iz omrežja glede na razdaljo do oddajnega naročnika. To postavlja dodatne zahteve za sprejemna vozlišča omrežne opreme. Za povečanje dolžine omrežja s topologijo "bus" se pogosto uporablja več segmentov (od katerih je vsak vodilo), ki so med seboj povezani s posebnimi posodabljalci signala - repetitorji.
Vendar takšno povečevanje dolžine omrežja ne more trajati v nedogled, saj obstajajo tudi omejitve, povezane s končno hitrostjo širjenja signala po komunikacijskih linijah.

Zvezdasta topologija- to je topologija z jasno označenim središčem, na katerega so povezani vsi ostali naročniki. Vsa izmenjava informacij poteka izključno preko centralnega računalnika, ki je na ta način zelo obremenjen, zato ne more početi nič drugega kot omrežje. Jasno je, da mora biti omrežna oprema centralnega naročnika bistveno bolj kompleksna od opreme perifernih naročnikov. O enakih pravicah naročnikov v tem primeru ni treba govoriti. Praviloma je centralni računalnik najzmogljivejši in so mu dodeljene vse funkcije za vodenje menjalnice. Načeloma konflikti v omrežju s topologijo zvezda niso možni, ker je upravljanje popolnoma centralizirano, ni razloga za konflikte.
Če govorimo o odpornosti zvezde na računalniške okvare, potem okvara perifernega računalnika nikakor ne vpliva na delovanje tistega dela omrežja, ki ostane, vsaka okvara centralnega računalnika pa povzroči popolno nedelovanje omrežja. Zato je treba sprejeti posebne ukrepe za izboljšanje zanesljivosti centralnega računalnika in njegove omrežne opreme. Prerez katerega koli kabla ali kratek stik v njem v zvezdni topologiji prekine komunikacijo samo z enim računalnikom, vsi ostali računalniki pa lahko še naprej normalno delujejo.
Na odklonu od vodila sta v zvezdi na vsaki komunikacijski liniji samo dva naročnika: osrednji in eden od obrobnih. Najpogosteje se za njihovo povezavo uporabljata dve komunikacijski liniji, od katerih vsaka prenaša informacije samo v eno smer. Tako sta na vsaki komunikacijski povezavi samo en sprejemnik in en oddajnik. Vse to bistveno poenostavi namestitev omrežja v primerjavi z vodilom in odpravi potrebo po uporabi dodatnih zunanjih zaključkov. Tudi problem slabljenja signala v komunikacijski liniji je v "zvezdi" lažje rešljiv kot v "busu", saj vsak sprejemnik vedno prejme signal iste ravni. Resna pomanjkljivost zvezdne topologije je stroga omejitev števila naročnikov. Običajno lahko centralni naročnik služi največ 8-16 perifernim naročnikom. Če je znotraj teh omejitev precej enostavno povezati nove naročnike, potem je, če so presežene, preprosto nemogoče. Res je, včasih zvezda predvideva možnost razširitve, to je priključitev drugega centralnega naročnika namesto enega od perifernih naročnikov (rezultat je topologija več med seboj povezanih zvezd).
Zvezda, prikazana na sl. 2, imenujemo aktivna ali prava zvezda. Obstaja tudi topologija, imenovana pasivna zvezda, ki je le na videz podobna zvezdi (slika 4). V tem času je veliko bolj razširjena kot aktivna zvezda. Dovolj je reči, da se uporablja v najbolj priljubljenem omrežju Ethernet danes.

riž. 4. Topologija pasivne zvezde

Središče omrežja s to topologijo ne vsebuje računalnika, temveč koncentrator ali vozlišče, ki opravlja isto funkcijo kot repetitor. Obnavlja prejete signale in jih posreduje drugim komunikacijskim linijam. Čeprav je vzorec kablov podoben pravi ali aktivni zvezdi, imamo dejansko opravka s topologijo vodila, ker se informacije iz vsakega računalnika istočasno prenašajo na vse druge računalnike in ni centralnega naročnika. Seveda je pasivna zvezda dražja od običajnega avtobusa, saj v tem primeru potrebujete tudi vozlišče. Vendar pa ponuja številne dodatne funkcije, povezane z ugodnostmi zvezdice. Zato v zadnjem času pasivna zvezda vse bolj nadomešča pravo zvezdo, ki velja za neobetavno topologijo.
Prav tako je mogoče razlikovati vmesni tip topologije med aktivno in pasivno zvezdo. V tem primeru vozlišče ne posreduje le signalov, temveč tudi upravlja izmenjavo, vendar pri sami izmenjavi ne sodeluje.
Velik zvezdniška prednost(tako aktivnih kot pasivnih) je, da so vse priključne točke zbrane na enem mestu. To vam omogoča enostavno spremljanje delovanja omrežja, lokalizacijo napak v omrežju s preprostim odklopom določenih naročnikov iz centra (kar je na primer nemogoče v primeru avtobusa) in tudi omejitev dostopa nepooblaščenim osebam do pomembnih priključnih točk. za omrežje. V primeru zvezde se vsakemu perifernemu naročniku lahko približa bodisi en kabel (ki oddaja v obe smeri) bodisi dva kabla (vsak od njiju oddaja v eno smer), pri čemer je druga situacija pogostejša. Skupna pomanjkljivost celotne zvezdne topologije je, da je poraba kabla bistveno večja kot pri drugih topologijah. Na primer, če so računalniki nameščeni v eni liniji (kot na sliki 1), boste pri izbiri topologije "zvezda" potrebovali nekajkrat več kabla kot pri topologiji "bus". To lahko bistveno vpliva na stroške celotnega omrežja kot celote.

Topologija obroča je topologija, v kateri je vsak računalnik s komunikacijskimi linijami povezan le z dvema drugima: od enega samo sprejema informacije, do drugega pa le oddaja. Na vsaki komunikacijski liniji sta tako kot v primeru zvezde samo en oddajnik in en sprejemnik. To vam omogoča, da se izognete uporabi zunanjih terminatorjev. Pomembna značilnost obroča je, da vsak računalnik posreduje (obnavlja) signal, torej deluje kot repetitor, zato ni pomembno slabljenje signala v celotnem obroču, pomembno je le slabljenje med sosednjimi računalniki obroča. V tem primeru ni jasno definiranega središča, vsi računalniki so lahko enaki. Vendar pa je precej pogosto v spratu dodeljen poseben naročnik, ki upravlja centralo ali nadzoruje centralo. Jasno je, da prisotnost takšnega nadzornega naročnika zmanjšuje zanesljivost omrežja, saj bo njegova okvara takoj paralizirala celotno izmenjavo.
Strogo gledano, računalniki v spratu niso popolnoma enaki (za razliko od na primer topologije vodila). Nekateri od njih nujno prejmejo informacije iz računalnika, ki oddaja v tem trenutku, drugi pa pozneje. Na tej značilnosti topologije temeljijo metode za nadzor omrežne izmenjave, posebej zasnovane za "obroč". Pri teh metodah preide pravica do naslednjega prenosa (ali, kot pravijo tudi, do prevzema omrežja) zaporedno na naslednji računalnik v krogu.
Priključitev novih naročnikov na "obroč" je običajno popolnoma neboleča, čeprav zahteva obvezno zaustavitev celotnega omrežja za čas trajanja povezave. Tako kot v primeru topologije "bus" je lahko največje število naročnikov v spratu precej veliko (do tisoč ali več). Topologija obroča je običajno najbolj odporna na preobremenitve, zagotavlja zanesljivo delovanje z največjimi pretoki informacij, ki se prenašajo po omrežju, saj praviloma ni konfliktov (za razliko od vodila) in ni centralnega naročnika (za razliko od zvezda) .
Ker signal v spratu prehaja skozi vse računalnike v omrežju, okvara vsaj enega od njih (ali njegove omrežne namestitve) moti delovanje celotnega omrežja kot celote. Prav tako morebitna prekinitev ali kratek stik v vsakem od obročnih kablov onemogoči delovanje celotnega omrežja. Obroč je najbolj ranljiv za poškodbe kabla, zato ta topologija običajno vključuje polaganje dveh (ali več) vzporednih komunikacijskih linij, od katerih je ena v rezervi.
Hkrati je velika prednost obroča ta, da ponovni prenos signalov s strani vsakega naročnika omogoča znatno povečanje velikosti celotnega omrežja kot celote (včasih tudi do nekaj deset kilometrov). Obroč je relativno boljši od katere koli druge topologije.

Slabost obročev (v primerjavi z zvezdo) lahko štejemo, da morata biti na vsak računalnik v omrežju priključena dva kabla.

Včasih topologija obroča temelji na dveh komunikacijskih linijah obroča, ki prenašata informacije v nasprotnih smereh. Namen takšne rešitve je povečati (idealno podvojiti) hitrost prenosa informacij. Poleg tega, če je eden od kablov poškodovan, lahko omrežje deluje z drugim kablom (čeprav se bo največja hitrost zmanjšala).
Poleg obravnavanih treh glavnih, osnovnih topologij se pogosto uporablja tudi topologija omrežja. drevo" (drevo), ki ga lahko obravnavamo kot kombinacijo več zvezd. Tako kot v primeru zvezde je lahko drevo aktivno ali realno (slika 5) in pasivno (slika 6). Pri aktivnem drevesu so centralni računalniki nameščeni v središčih združevanja več komunikacijskih linij, pri pasivnem drevesu pa so koncentratorji (vozlišča).

riž. 5. Topologija "aktivnega drevesa".

riž. 6. Topologija »pasivno drevo«. K - koncentratorji

Pogosto se uporabljajo tudi kombinirane topologije, na primer zvezda-bus, zvezda-obroč.

Dvoumnost pojma topologije.

Topologija omrežja določa ne le fizično lokacijo računalnikov, ampak, kar je še pomembneje, naravo povezav med njimi, značilnosti širjenja signala po omrežju. Od narave povezav je odvisna stopnja tolerance omrežja na napake, zahtevana kompleksnost omrežne opreme, najprimernejši način vodenja centrale, možne vrste prenosnih medijev (komunikacijskih kanalov), dopustna velikost omrežja (dolžina komunikacijskih vodov in število naročnikov), potreba po električni koordinaciji in še veliko več.
Ko ljudje razmišljajo o omrežni topologiji v literaturi, imajo morda v mislih štiri popolnoma različne koncepte, ki se nanašajo na različne ravni omrežna arhitektura:

1. Fizična topologija (to je postavitev računalnikov in napeljave kablov). V tej vsebini se na primer pasivna zvezda ne razlikuje od aktivne zvezde, zato jo pogosto imenujemo preprosto »zvezda«.

2. Logična topologija (to je struktura povezav, narava širjenja signala skozi omrežje). To je verjetno najbolj pravilna definicija topologije.

3. Topologija nadzora izmenjave (to je princip in zaporedje prenosa pravice do razveseljevanja omrežja med posameznimi računalniki).

4. Informacijska topologija (to je smer informacijskih tokov, ki se prenašajo po omrežju).

Na primer, omrežje s fizično in logično topologijo vodila lahko kot način upravljanja uporablja relejni prenos pravice do zasega omrežja (to je obroč v tej vsebini) in hkrati prenaša vse informacije prek enega namenskega računalnik (bodite zvezda v tej vsebini).

Malokdo pozna izraz omrežne topologije, povprečen uporabnik pa pozna koncept lokalnega omrežja računalniška opremaše vedno obstaja. Omrežne topologije so torej orodja, ki določajo delo ustvarjenega računalniška omrežja, ki vam omogoča hkratno upravljanje informacij prek več strojev.

Oglejmo si podrobneje koncept omrežnih topologij v tem članku in ugotovimo, zakaj so potrebne, kje in kako jih pravilno uporabiti, kakšne vrste teh orodij obstajajo, s katerimi pozitivnimi in negativnimi lastnostmi so obdarjene.

Omrežne topologije - Uvod

Lokalna računalniška omrežja ne morejo delovati brez posebnih omrežnih naprav. Pogosto sta v eno omrežje vključena več kot dva računalnika, pogosto pet, deset, dvajset, obstajajo omrežja, ki združujejo cele korporacije. Med seboj so povezani z nekakšno komunikacijsko linijo. Interakcija strojev, povezanih v omrežje, je lahko različna. Več naprav je mogoče združiti v eno z ustvarjanjem več vrst omrežij:

obročasto;
zvezdnato;
pnevmatika;
hierarhično;
arbitrarna.

Med IT strokovnjaki se ustvarjanje takih omrežij imenuje topologije. To je fizični komplet orodij, ki se uporablja za ustvarjanje lokalnih omrežij. Poleg tega obstajajo tudi logične topologije.

Fizične in logične topologije delujejo neodvisno in se ne prekrivajo. Če so fizični odgovorni za geometrijo omrežja, potem logični sodelujejo pri prerazporeditvi podatkovnih tokov med različnimi vozlišči ustvarjenega omrežja in določajo najbolj učinkovita metoda prenos podatkov.

Tako fizična kot logična topologija imata tako prednosti kot slabosti, zato se v sodobnem času enako uporabljata. Spodaj bomo obravnavali glavne značilnosti vsake vrste omrežne topologije in ugotovili, kaj je njihovo temeljno bistvo.

Značilnosti topologije vodila: princip delovanja

Če se pri prenosu elektronskih podatkov iz enega računalnika v drugega uporablja linearni mono kanal, to pomeni, da je v delo vključena vodilna topologija omrežja. Na koncih mono kanala so nameščeni posebni tako imenovani terminatorji. Osebni računalniki, ki sodelujejo v omrežju, so povezani skupno omrežje preko konektorja v obliki črke T v stiku z mono kanalom skupnega voda.

Elektronski podatki prispejo do terminatorjev in istočasno prispejo do vseh omrežnih vozlišč, vendar jih je treba sprejeti v obravnavo elektronske dokumente Lahko samo računalnik, kateremu je bilo sporočilo namenjeno. Glavni prenosni signal zajame vsak računalniški stroj, vključen v omrežje, zato je medij za elektronski prenos podatkov običajna komponenta omrežja.

Topologija vodila je pridobila široko priljubljenost z naprednimi zmogljivostmi arhitekture Ethernet.

Glavne prednosti topologije vodila so naslednje:

enostavnost konfiguracije, jasna konfiguracija ustvarjenega omrežja;
omrežje ni prekinjeno, če odpove več vanj vključenih računalnikov, kar pomeni, da je odporno na vse vrste računalniških težav.

Glavne pomanjkljivosti tipologije pnevmatik so:

omejena je dolžina omrežnega kabla, ki ga je treba položiti, prav tako je omejeno število računalniške opreme, vključene v omrežje;
celotno omrežje je odvisno od zdravja mono kanala; če trpi ta, trpi celotno omrežje; pogosto je zelo težko najti točko okvare v vodilnem omrežju, še posebej, če so vse njegove komponente izolirane.

Značilnosti zvezdaste topologije: princip delovanja

Pri ustvarjanju mreže tipa zvezda vsak posameznik Osebni računalnik povezuje s tako imenovanim hubom ali koncentratorjem. Zaradi tega se ustvari vzporedna povezava vseh računalniških enot, vključenih v omrežje. Te komponente so glavne povezovalne povezave, ki omogočajo komunikacijo med računalniki, vključenimi v omrežje.

To omrežje uporablja tudi skupno informacijsko polje, to pomeni, da se informacije pošiljajo vsem komunikacijskim vozliščem, vendar jih lahko prejme samo en odsek, za katerega so bile prvotno poslane.

Glavne prednosti zvezdnega omrežja:

enostavna nastavitev in povezava nove računalniške opreme;
tako kot vodilno omrežje je odporno na okvare računalnikov, povezanih v omrežje;
omogoča centralizirano upravljanje vseh povezanih enot.

Glavne pomanjkljivosti zvezdne tipologije:

visoka poraba omrežnega kabla med namestitvijo;
Okvara enega vozlišča ali koncentratorja vodi v odpoved celotne verige elektronskega prenosa podatkov.

Zvezdno omrežje lahko temelji tudi na osrednjem vozlišču. Nanaša se na inteligentno orodje, ki povezuje določene računalniške enote, vključene v omrežje. Načelo izhodno-vhodnega delovanja omogoča, da ne uporabljamo skupnega informacijskega polja za vse enote, temveč določimo prenos informacij iz ene točke v drugo, tretjo, četrto... Izkazalo se je, da vsak računalnik poleg hub, je povezan tudi s centralnim hubom, če pride do okvare znotraj omrežja, potem celotno omrežje ne trpi. V primeru okvare se točka napake spontano izklopi iz omrežja, kar vam omogoča hitro iskanje in odpravo vseh okvar delovanja.

Polaganje takšnega omrežja zahteva veliko količino omrežnega kabla, vendar je učinkovitost njegovega delovanja vredna.

Zvezdna tipologija je lahko tudi neke vrste drevo, ki je kombinacija več zvezd. Glede na prepletenost ločimo aktivno stanje omrežja, pasivno ali pravo stanje. Glede na stanje se za ustvarjanje povezav med računalniškimi enotami, vključenimi v omrežje, uporabljajo vozlišča s koncentratorji ali centralni računalniki.

Če izberete centralni računalnik, potem lahko ustvarite resnično zanesljivo in produktivno omrežje, vendar ne poceni. Če uporabljate vozlišča s koncentratorji, bo to stalo večkrat manj, vendar bo kazalnik učinkovitosti bistveno nižji.

Značilnosti topologije obroča: princip delovanja

Topologija obroča pomeni neposredno povezavo vseh omrežnih kanalov v eno neprekinjeno verigo. To ne pomeni, da gre za tipičen krog. Bistvo obročnega omrežja je, da se izhod ene računalniške enote in vhod druge uporablja za prenos elektronskih podatkov. Pretok informacij poteka v enem toku. Če je na izhodu informacija in ni prejeta na vhodu, se znova vrne na izhod z naknadnim poskusom doseganja vhoda. To pomeni, da se informacije vedno premikajo po isti poti od pošiljatelja do prejemnika in nazaj.

Logični obroč se rad zapre. Glavna prednost obročnega omrežja je, da ga je zelo enostavno vzpostaviti. Ni pa zanesljiv proti nepričakovanim okvaram. Če je v tokokrogu okvara, se podatkovni obroč prekine. Najpogosteje v praksi IT strokovnjaki izvajajo projekte spremenjene tipologije obročev.

Kombinirane rešitve za ustvarjanje lokalnih računalniških omrežij

Za zagotavljanje zanesljivosti omrežja se v praksi pogosto uporabljajo kombinacije osnovnih topologij omrežja. Najpogosteje uporabljeni sta topologiji zvezda-bus ali zvezda-obroč. Kakšen je rezultat združevanja več orodij pri postavljanju lokalnih računalniških omrežij? Odgovor je jasen - zagotavljanje zanesljivosti omrežja, odpornosti proti okvaram in odsotnosti obveznega upoštevanja načela prenosa informacij vzdolž verige, kar poenostavi delo, ko pride do napak v omrežju.

Hkrati sta poenostavljena tako načelo delovanja samega omrežja kot postopek njegove namestitve.

Naj povzamemo

Zdaj poznate glavne vrste omrežnih topologij. Možnosti, predstavljene v tem članku, so najbolj značilne in se uporabljajo pri namestitvi sodobnih lokalnih računalniških omrežij. Vendar to ne pomeni, da se ne uporabljajo naprednejše topologije, te so pogosto razvite za posebne storitvene objekte, na primer znanstvene ali vojaške. Toda za tipične civilne aplikacije omrežne topologije, ki so tukaj obravnavane, povsem zadostujejo.

Obstoječe topologije so nastajale desetletja, zato jih je smiselno široko uporabljati.

Uvod

1. Koncept topologije omrežja

2. Osnovne omrežne topologije

2.3 Osnovna topologija obročnega omrežja

3. Druge možne omrežne topologije

3.1 Topologija drevesnega omrežja

3.2 Kombinirane omrežne topologije

3.3 "Grid" omrežna topologija

4. Polisemija pojma topologije

Zaključek

Bibliografija

Uvod

Danes si človekove dejavnosti ni mogoče predstavljati brez uporabe računalniških omrežij.

Računalniško omrežje je porazdeljen sistem za obdelavo informacij, ki ga sestavljata vsaj dva računalnika, ki med seboj komunicirata z uporabo posebna sredstva komunikacije.

Glede na oddaljenost računalnikov in obseg so omrežja konvencionalno razdeljena na lokalna in globalna.

Lokalna omrežja so omrežja, ki imajo zaprto infrastrukturo, preden dosežejo ponudnike storitev. Izraz "LAN" lahko opiše tako majhno pisarniško omrežje kot veliko omrežje na ravni obrata, ki pokriva več sto hektarjev. Lokalna omrežja so običajno razporejena znotraj določene organizacije, zato se tudi imenujejo korporativna omrežja.

Včasih se razlikujejo omrežja vmesnega razreda - mestno ali regionalno omrežje, tj. omrežja v mestu, regiji itd.

Globalno omrežje pokriva velike geografske regije, vključno z lokalnimi omrežji ter drugimi telekomunikacijskimi omrežji in napravami. Globalna omrežja imajo skoraj enake zmogljivosti kot lokalna. Vendar širijo svoj obseg. Prednosti uporabe globalnih omrežij so omejene predvsem s hitrostjo delovanja: globalna omrežja delujejo z nižjo hitrostjo kot lokalna.

Od zgoraj naštetih računalniških omrežij se bomo posvetili lokalnim omrežjem, da bi bolje razumeli arhitekturo omrežij in načine prenosa podatkov. In za to morate poznati tako stvar, kot je topologija omrežja.

1. Koncept topologije omrežja

Topologija je fizična konfiguracija omrežja v kombinaciji z njegovimi logičnimi značilnostmi. Topologija je standardni izraz, ki se uporablja za opis osnovne postavitve omrežja. Če razumete, kako se uporabljajo različne topologije, lahko ugotovite, kakšne zmogljivosti imajo različne vrste omrežij.

Obstajata dve glavni vrsti topologij:

fizično

logično

Logična topologija opisuje pravila za interakcijo omrežnih postaj pri prenosu podatkov.

Fizična topologija določa, kako so pomnilniški mediji povezani.

Izraz "omrežna topologija" opisuje fizično razporeditev računalnikov, kablov in drugih omrežnih komponent. Topologija omrežja določa njegove značilnosti.

Izbira določene topologije vpliva na:

sestava potrebne omrežne opreme

značilnosti omrežne opreme

možnosti širitve omrežja

način upravljanja omrežja

Pri izbiri topologije je treba upoštevati, da zagotavlja zanesljivo in učinkovito delovanje omrežja ter priročno upravljanje omrežnih podatkovnih tokov. Zaželeno je tudi, da bi bilo omrežje poceni glede na stroške izdelave in vzdrževanja, hkrati pa bi ostale možnosti za njegovo nadaljnjo širitev in po možnosti za prehod na hitrejše komunikacijske tehnologije. To ni lahka naloga! Če želite to rešiti, morate vedeti, katere topologije omrežja obstajajo.

2. Osnovne omrežne topologije

Obstajajo tri osnovne topologije, na katerih je zgrajena večina omrežij.

zvezda

prstan

Če so računalniki povezani z enim kablom, se topologija imenuje "bus". Ko so računalniki povezani s kabelskimi segmenti, ki izvirajo iz ene same točke ali zvezdišča, se topologija imenuje zvezdasta topologija. Če je kabel, na katerega so priključeni računalniki, sklenjen v obroč, se ta topologija imenuje obroč.

Čeprav so same osnovne topologije preproste, v resnici pogosto obstajajo precej zapletene kombinacije, ki združujejo lastnosti več topologij.

2.1 Topologija vodilnega omrežja

V tej topologiji so vsi računalniki med seboj povezani z enim kablom (slika 1).

Slika 1 - Diagram topologije omrežja tipa "bus".

V omrežju s topologijo "bus" računalniki naslavljajo podatke na določen računalnik, ki jih prenašajo po kablu v obliki električnih signalov - strojnih naslovov MAC. Če želite razumeti proces računalniške interakcije prek vodila, morate razumeti naslednje pojme:

prenos signala

odboj signala

Terminator

1. Prenos signala

Podatki v obliki električnih signalov se prenašajo na vse računalnike v omrežju; informacijo pa prejme le tisti, katerega naslov se ujema z naslovom prejemnika, šifriranim v teh signalih. Poleg tega lahko v danem trenutku prenaša le en računalnik. Ker podatke v omrežje prenaša le en računalnik, je njegovo delovanje odvisno od števila računalnikov, ki so priključeni na vodilo. Več ko jih je, tj. Več ko računalnikov čaka na prenos podatkov, počasnejše je omrežje. Nemogoče pa je izpeljati neposredno povezavo med pasovno širino omrežja in številom računalnikov v njem. Ker poleg števila računalnikov na delovanje omrežja vplivajo številni dejavniki, vključno z:

značilnosti strojne opreme računalnikov v omrežju

frekvenco, s katero računalniki prenašajo podatke

vrsta omrežnih aplikacij, ki se izvajajo

vrsto omrežnega kabla

razdalja med računalniki v omrežju

2. Odboj signala

3. Terminator

Da bi preprečili odboj električnih signalov, so na vsakem koncu kabla nameščeni vtiči (terminatorji), ki absorbirajo te signale (slika 2). Vsi konci omrežnega kabla morajo biti povezani z nečim, na primer z računalnikom ali sodnim priključkom, da povečate dolžino kabla. Na kateri koli prosti - nepovezani - konec kabla mora biti priključen zaključek, da se prepreči odboj električnih signalov.

Slika 2 - Namestitev terminatorja

Ta omrežna topologija ima prednosti in slabosti. Prednosti vključujejo:

kratek čas nastavitve omrežja

nizki stroški (potrebnih je manj kabelskih in omrežnih naprav)

enostavnost nastavitve

Okvara delovne postaje ne vpliva na delovanje omrežja

Slabosti te topologije so naslednje.

takšna omrežja je težko širiti (povečati število računalnikov v omrežju in število segmentov – posameznih odsekov kabla, ki jih povezuje).

Ker je vodilo v skupni rabi, lahko naenkrat prenaša samo en računalnik.

"Bus" je pasivna topologija - računalniki samo "poslušajo" kabel in ne morejo obnoviti signalov, ki so med prenosom po omrežju oslabljeni.

Zanesljivost omrežja s topologijo vodila je nizka. Ko električni signal doseže konec kabla, se (če ne sprejmemo posebnih ukrepov) odbije in moti delovanje celotnega segmenta omrežja.

Težave, povezane s topologijo vodila, so privedle do dejstva, da se ta omrežja, tako priljubljena pred desetimi leti, zdaj praktično ne uporabljajo.

Topologija omrežja vodila je znana kot logična topologija Ethernet 10 Mb/s.

2.2 Osnovna zvezdasta topologija omrežja

V zvezdni topologiji so vsi računalniki povezani s kabelskimi segmenti na osrednjo komponento, imenovano zvezdišče (slika 3).

Signali iz oddajnega računalnika potujejo skozi vozlišče do vseh ostalih.

Ta topologija izvira iz zgodnjih dni računalništva, ko so bili računalniki povezani z osrednjim, glavnim računalnikom.

Izraz topologija opisuje fizično razporeditev računalnikov, kablov in drugih omrežnih komponent.

Topologija je standardni izraz, ki ga strokovnjaki uporabljajo za opis osnovne postavitve omrežja.

Poleg izraza "topologija" se za opis fizične postavitve uporablja tudi naslednje:

fizična lokacija;

Postavitev;

Diagram;

Topologija omrežja določa njegove značilnosti. Zlasti izbira določene topologije vpliva na:

sestavo potrebne omrežne opreme;

značilnosti omrežne opreme;

možnosti širitve omrežja;

način upravljanja omrežja.

Za skupno rabo virov ali izvajanje drugih omrežnih nalog morajo biti računalniki med seboj povezani. V ta namen se v večini primerov uporablja kabel (redkeje brezžična omrežja - infrardeča oprema). Vendar preprosto povezovanje računalnika s kablom, ki povezuje druge računalnike, ni dovolj. Različne vrste kablov v kombinaciji z različnimi omrežnimi karticami, omrežnimi operacijskimi sistemi in drugimi komponentami zahtevajo različne postavitve računalnika.

Vsaka omrežna topologija zahteva številne pogoje. Na primer, lahko narekuje ne samo vrsto kabla, ampak tudi način polaganja.

Osnovne topologije

zvezda
prstan

Če so računalniki povezani z enim kablom, se topologija imenuje vodilo. Ko so računalniki povezani s kabelskimi segmenti, ki izvirajo iz ene same točke ali zvezdišča, se topologija imenuje zvezdasta topologija. Če je kabel, na katerega so priključeni računalniki, sklenjen v obroč, se ta topologija imenuje obroč.

Pnevmatika.

Topologijo vodila pogosto imenujemo "linearno vodilo". Ta topologija je ena najpreprostejših in najbolj razširjenih topologij. Uporablja en sam kabel, imenovan hrbtenica ali segment, po katerem so povezani vsi računalniki v omrežju.

V omrežju s topologijo vodila računalniki naslavljajo podatke na določen računalnik tako, da jih prenašajo po kablu v obliki električnih signalov.

Podatki v obliki električnih signalov se prenašajo na vse računalnike v omrežju; informacijo pa prejme tisti, čigar naslov se ujema z naslovom prejemnika, šifriranim v teh signalih. Poleg tega lahko v danem trenutku prenaša le en računalnik.

Ker podatke v omrežje prenaša le en računalnik, je njegovo delovanje odvisno od števila računalnikov, ki so priključeni na vodilo. Več kot jih je, počasneje deluje omrežje. Vodilo je pasivna topologija. To pomeni, da računalniki samo »poslušajo« podatke, ki se prenašajo po omrežju, ne pa jih prenašajo od pošiljatelja do prejemnika. Če torej eden od računalnikov odpove, to ne bo vplivalo na delovanje drugih. V tej topologiji se podatki porazdelijo po celotnem omrežju – od enega konca kabla do drugega. Če ne ukrepate, se signali, ki dosežejo konec kabla, odbijejo, kar drugim računalnikom ne bo omogočilo prenosa. Zato morajo biti električni signali po tem, ko podatki dosežejo cilj, ugasnjeni. Da bi to naredili, so na vsakem koncu kabla v omrežju s topologijo vodila nameščeni zaključevalci (imenovani tudi vtiči), ki absorbirajo električne signale.

Prednosti: odsotnost dodatne aktivne opreme (na primer repetitorjev) naredi takšna omrežja preprosta in poceni.

Topološki diagram linearnega lokalnega omrežja

Vendar pa je pomanjkljivost linearne topologije omejitev glede velikosti omrežja, funkcionalnosti in razširljivosti.

Prstan

V topologiji obroča je vsaka delovna postaja povezana z dvema najbližjima sosedoma. To razmerje tvori lokalno omrežje v obliki zanke ali obroča. Podatki se prenašajo krožno v eno smer, vsaka postaja pa igra vlogo repetitorja, ki sprejema in odgovarja nanje naslovljene pakete ter druge pakete oddaja na naslednjo delovno postajo »navzdol«. V prvotnem obročastem omrežju so bili vsi objekti povezani med seboj. To povezavo je bilo treba zapreti. Za razliko od topologije pasivnega vodila, tukaj vsak računalnik deluje kot repetitor, ojača signale in jih posreduje naslednjemu računalniku. Prednost te topologije je bil predvidljiv odzivni čas omrežja. Več naprav kot je bilo v obroču, dlje je omrežje potrebovalo, da se odzove na zahteve. Njegova najpomembnejša pomanjkljivost je, da če odpove vsaj ena naprava, celotno omrežje noče delovati.

Eden od principov prenosa podatkov prek obroča se imenuje podajanje žetona. Bistvo tega je naslednje. Žeton se prenaša zaporedno, od enega računalnika do drugega, dokler ga tisti, ki želi prenesti podatke, ne prejme. Računalnik pošiljatelj spremeni žeton, vnese e-poštni naslov v podatke in ga pošlje po obroču.

To topologijo je mogoče izboljšati s povezovanjem vseh omrežnih naprav prek vozlišče(Hub naprava, ki povezuje druge naprave). Vizualno "popravljen" obroč fizično ni več obroč, vendar se v takem omrežju podatki še vedno prenašajo krožno.

Na sliki polne črte označujejo fizične povezave, pikčaste črte pa smeri prenosa podatkov. Tako ima takšno omrežje topologijo logičnega obroča, fizično pa je zvezda.

zvezda

V zvezdni topologiji so vsi računalniki povezani prek kabelskih segmentov na osrednjo komponento, ki ima zvezdišče. Signali iz oddajnega računalnika potujejo skozi vozlišče do vseh ostalih. V zvezdastih omrežjih je upravljanje kablov in konfiguracije omrežja centralizirano. Obstaja pa tudi slabost: ker so vsi računalniki povezani na osrednjo točko, se poraba kabla pri velikih omrežjih znatno poveča. Poleg tega, če osrednja komponenta odpove, bo celotno omrežje moteno.

Prednost: Če se en računalnik pokvari ali kabel, ki povezuje en računalnik, odpove, samo ta računalnik ne bo mogel sprejemati in oddajati signalov. To ne bo vplivalo na druge računalnike v omrežju. Skupna hitrost omrežja je omejena samo s pasovno širino zvezdišča.

V sodobnih lokalnih omrežjih prevladuje zvezdasta topologija. Takšna omrežja so precej prilagodljiva, enostavno razširljiva in relativno poceni v primerjavi s kompleksnejšimi omrežji, v katerih so načini dostopa naprav do omrežja strogo določeni. Tako so "zvezde" nadomestile zastarele in redko uporabljene linearne in obročaste topologije. Poleg tega so postali prehodna povezava do zadnje vrste topologije - klicane zvezde e.

Stikalo je aktivna omrežna naprava z več vrati. Stikalo si »zapomni« strojne (ali MAC–MediaAccessControl) naslove naprav, ki so nanj povezane, in ustvari začasne poti od pošiljatelja do prejemnika, po katerih se prenašajo podatki. V tipičnem lokalnem omrežju s komutirano topologijo je na stikalo več povezav. Vsaka vrata in naprava, ki je povezana z njimi, imajo lastno pasovno širino (hitrost prenosa podatkov).

Stikala lahko bistveno izboljšajo delovanje omrežja. Prvič, povečajo skupno pasovno širino, ki je na voljo za dano omrežje. Na primer, 8-žično stikalo ima lahko 8 ločenih povezav, ki podpirajo hitrosti do 10 Mbit/s vsaka. Skladno s tem je prepustnost takšne naprave 80 Mbit/s. Prvič, stikala povečajo zmogljivost omrežja z zmanjšanjem števila naprav, ki lahko zapolnijo celotno pasovno širino posameznega segmenta. En tak segment vsebuje samo dve napravi: omrežno napravo delovne postaje in vrata stikala. Tako lahko samo dve napravi "tekmujeta" za pasovno širino 10 Mbit / s in ne osem (pri uporabi navadnega 8-portnega zvezdišča, ki ne predvideva takšne delitve pasovne širine na segmente).

Na koncu je treba povedati, da obstaja razlika med topologijo fizičnih povezav (fizična struktura omrežja) in topologijo logičnih povezav (logična struktura omrežja).

Konfiguracija fizične povezave je določen z električnimi povezavami računalnikov in ga lahko predstavimo kot graf, katerega vozlišča so računalniki in komunikacijska oprema, robovi pa ustrezajo segmentom kablov, ki povezujejo pare vozlišč.

Logične povezave predstavljajo poti informacijskih tokov po omrežju, oblikujejo pa se z ustrezno konfiguracijo komunikacijske opreme.

V nekaterih primerih sta fizična in logična topologija enaki, včasih pa nista.

Omrežje, prikazano na sliki, je primer neusklajenosti med fizično in logično topologijo. Fizično so računalniki povezani s skupno topologijo vodila. Dostop do vodila se ne zgodi v skladu z algoritmom naključnega dostopa, temveč s prenosom žetona (žetona) v vzorcu obroča: od računalnika A do računalnika B, od računalnika B do računalnika C itd. Tukaj se vrstni red prenosa žetonov ne ponavlja več fizične povezave, vendar je določena z logično konfiguracijo omrežnih adapterjev. Nič vam ne preprečuje, da konfigurirate omrežne kartice in njihove gonilnike tako, da računalniki tvorijo obroč v drugačnem vrstnem redu, na primer B, A, C ... Vendar se fizična struktura ne spremeni.

Brezžično omrežje.

Izraz "brezžično okolje" je lahko zavajajoč, saj pomeni, da v omrežju sploh ni žic. V resnici brezžične komponente običajno komunicirajo z omrežjem, ki kot prenosni medij uporablja kabel. Takšno omrežje z mešanimi komponentami imenujemo hibridno.

Glede na tehnologijo lahko brezžična omrežja razdelimo na tri vrste:

lokalna omrežja;

razširjena lokalna omrežja;

mobilna omrežja (prenosni računalniki).

Metode prenosa:

infrardeče sevanje;

radijski prenos v ozkem spektru (enofrekvenčni prenos);
radijski prenos v razpršenem spektru.

Poleg teh načinov prenosa in sprejemanja podatkov lahko uporabljate mobilna omrežja, paketne radijske povezave, mobilna omrežja in mikrovalovne sisteme za prenos podatkov.

Dandanes pisarniško omrežje ni le povezovanje računalnikov med seboj. Težko si je predstavljati sodobno pisarno brez baz podatkov, ki hranijo tako računovodske izkaze podjetja kot podatke o osebju. V velikih omrežjih se praviloma za varnost baz podatkov in povečanje hitrosti dostopa do njih uporabljajo ločeni strežniki za shranjevanje baz podatkov. Prav tako si je danes težko predstavljati sodobno pisarno brez dostopa do interneta. Možnost sheme brezžično omrežje pisarna je prikazana na sliki

Zaključimo torej: prihodnje omrežje je treba skrbno načrtovati. Če želite to narediti, morate odgovoriti na naslednja vprašanja:

Zakaj potrebujete omrežje?

Koliko uporabnikov bo v vašem omrežju?

Kako hitro se bo omrežje širilo?

Ali to omrežje potrebuje dostop do interneta?

Ali je potrebno centralizirano upravljanje uporabnikov omrežja?

Nato na papir narišite okvirni diagram omrežja. Ne smete pozabiti na stroške omrežja.

Kot smo ugotovili, je topologija najpomembnejši dejavnik pri izboljšanju celotne zmogljivosti omrežja. Osnovne topologije je mogoče uporabiti v kateri koli kombinaciji. Pomembno je razumeti, da prednosti in slabosti vsake topologije vplivajo na želeno zmogljivost omrežja in so odvisne od obstoječih tehnologij. Treba je najti ravnovesje med dejansko lokacijo omrežja (na primer v več stavbah), možnostmi uporabe kabla, potjo njegove napeljave in celo vrsto.

Priljubljeno v kategoriji: