Hem › Utbildning › Alla lokala nätverkstopologier. Grundläggande topologier för lokala nätverk. Typer av lokala nätverk och deras struktur. Om stjärntopologin

Alla lokala nätverkstopologier. Grundläggande topologier för lokala nätverk. Typer av lokala nätverk och deras struktur. Om stjärntopologin

Topologi lokala nätverk.

Sammansättningen och konfigurationen av nätverksutrustning beroende på nätverkstopologin.

1. Begreppet nätverkstopologi

Det allmänna schemat för att ansluta datorer till lokala nätverk kallas Nätverks topologi

Topologiär den fysiska konfigurationen av nätverket kombinerat med dess logiska egenskaper. Topologi är en standardterm som används för att beskriva den grundläggande layouten för ett nätverk. Genom att förstå hur olika topologier används kan du avgöra vilka möjligheter de har. Olika typer nätverk.

Det finns två huvudtyper av topologier:

fysisk
logisk

Logisk topologi beskriver reglerna för interaktion mellan nätverksstationer vid sändning av data.

Fysisk topologi definierar metoden för att ansluta lagringsmedia.

Termen "nätverkstopologi" beskriver det fysiska arrangemanget av datorer, kablar och andra nätverkskomponenter. Topologin för fysiska anslutningar kan anta olika "geometriska" former, och det viktiga är inte kabelns geometriska placering, utan endast närvaron av anslutningar mellan noderna (stängd/öppen, närvaro av ett centrum, etc.).

Nätverkstopologin bestämmer dess egenskaper.

Valet av en viss topologi påverkar:

sammansättning av nödvändig nätverksutrustning
nätverksutrustningens egenskaper
nätexpansionsmöjligheter
nätverkshanteringsmetod

Nätverkskonfigurationen kan antingen vara decentraliserad (när kabeln "löper runt" varje station i nätverket) eller centraliserad (när varje station är fysiskt ansluten till någon central enhet som distribuerar ramar och paket mellan stationer). Ett exempel på en centraliserad konfiguration är en stjärna med arbetsstationer placerade i ändarna av armarna. En decentraliserad konfiguration liknar en kedja av klättrare, där alla har sin egen position i kedjan, och alla är sammankopplade med ett rep. De logiska egenskaperna hos ett nätverks topologi bestämmer vägen ett paket tar när det färdas över nätverket.

När man väljer en topologi måste man ta hänsyn till att den ger tillförlitlig och effektivt arbete nätverk, bekväm hantering av nätverksdataflöden. Det är också önskvärt att nätet ska vara billigt när det gäller kostnaderna för att skapa och underhålla, men samtidigt skulle det finnas möjligheter för ytterligare expansion och helst för övergången till högre hastighetskommunikationsteknik. Detta är ingen lätt uppgift! För att lösa det måste du veta vilka nätverkstopologier som finns.

Enligt topologin för anslutningar finns det:

nätverk med en "gemensam buss (bus)"-topologi;
nätverk med stjärntopologi;
nätverk med en "ring"-topologi";
nätverk med trädtopologi;
nätverk med blandad topologi

2. Grundläggande nätverkstopologier

Det finns tre grundläggande topologier som de flesta nätverk bygger på.

buss
stjärna
ringa

En "buss" är en topologi där datorer är anslutna längs en enda kabel.

En "stjärna" är en topologi där datorer är anslutna till kabelsegment som kommer från en enda punkt eller nav.

En topologi kallas "ring" om kabeln som datorerna är anslutna till är sluten i en ring.

Även om de grundläggande topologierna i sig är enkla, finns det i verkligheten ofta ganska komplexa kombinationer som kombinerar egenskaperna hos flera topologier.

2.1 Bussnätstopologi

I denna topologi är alla datorer anslutna till varandra med en kabel. Varje dator är ansluten till en gemensam kabel, i vars ändar terminatorer är installerade. Signalen passerar genom nätverket genom alla datorer och reflekteras från ändterminatorerna.

Nätverkstopologidiagram "buss" typ

"Bus"-topologin genereras av en linjär struktur av anslutningar mellan noder. Denna topologi kan implementeras i hårdvara, till exempel genom att installera två nätverkskort på centrala datorer. För att förhindra signalreflektion måste terminatorer som absorberar signalen installeras i ändarna av kabeln.

I ett nätverk med en busstopologi adresserar datorer data till en specifik dator och överför dem längs kabeln i form av elektriska signaler - hårdvaru-MAC-adresser. För att förstå processen för datorinteraktion via en buss måste du förstå följande begrepp:

signalöverföring
signalreflektion
Terminator

1. Signalöverföring

Data i form av elektriska signaler överförs till alla datorer i nätverket; dock får endast den vars adress matchar mottagaradressen krypterad i dessa signaler information. Dessutom kan endast en dator vid varje given tidpunkt sända. Eftersom data överförs till nätverket av endast en dator, beror dess prestanda på antalet datorer som är anslutna till bussen. Ju fler det finns, d.v.s. Ju fler datorer som väntar på att överföra data, desto långsammare blir nätverket. Men att härleda ett direkt samband mellan genomströmning nätverk och antalet datorer i det är omöjligt. Eftersom nätverkets prestanda, förutom antalet datorer, påverkas av många faktorer, inklusive:

egenskaper hårdvara datorer i nätverket
den frekvens med vilken datorer överför data
typ av nätverksapplikationer som körs
nätverkskabeltyp
avstånd mellan datorer i nätverket

Bussen är en passiv topologi. Det betyder att datorer bara "lyssnar" på data som sänds över nätverket, men inte flyttar den från avsändare till mottagare. Därför, om en av datorerna misslyckas, kommer det inte att påverka driften av de andra. I aktiva topologier regenererar datorer signaler och överför dem över nätverket.

2. Signalreflektion

Data, eller elektriska signaler, färdas genom hela nätverket - från ena änden av kabeln till den andra. Om ingen speciell åtgärd vidtas kommer signalen som når kabeländen att reflekteras och kommer inte att tillåta andra datorer att sända. Därför måste de elektriska signalerna släckas efter att data når destinationen.

3. Terminator

För att förhindra att elektriska signaler reflekteras, är pluggar (terminatorer) installerade i vardera änden av kabeln för att absorbera dessa signaler. Alla ändar av nätverkskabeln måste vara anslutna till något, till exempel en dator eller en fatkontakt - för att öka kabellängden. En terminator måste anslutas till någon ledig (inte ansluten till någonting) ände av kabeln för att förhindra att elektriska signaler reflekteras.

Installation av terminator

Nätverksintegriteten kan äventyras om en nätverkskabel går sönder när den fysiskt avskiljs eller en av dess ändar kopplas bort. Det är också möjligt att det inte finns några terminatorer i en eller flera ändar av kabeln, vilket leder till reflektion av elektriska signaler i kabeln och avslutning av nätverket. Nätverket "faller". Själva datorerna på nätverket förblir fullt fungerande, men så länge segmentet är brutet kan de inte kommunicera med varandra.

Denna nätverkstopologi har fördelar och nackdelar.

D fördelar busstopologier:

kort nätverksinstallationstid
låg kostnad (mindre kabel- och nätverksenheter krävs)
enkel installation
Fel på en arbetsstation påverkar inte nätverksdriften

Brister busstopologier:

sådana nätverk är svåra att expandera (öka antalet datorer i nätverket och antalet segment - enskilda kabelsektioner som ansluter dem).
Eftersom bussen är delad kan bara en av datorerna sända åt gången.
"Bussen" är en passiv topologi - datorer "lyssnar" bara på kabeln och kan inte återställa signaler som dämpas under överföring över nätverket.
Tillförlitligheten för ett nätverk med busstopologi är låg. När den elektriska signalen når änden av kabeln reflekteras den (om inte särskilda åtgärder vidtas), vilket stör driften av hela nätverkssegmentet.

Problemen med busstopologin har lett till att dessa nät nu praktiskt taget inte används.

Bussnätverkstopologin är känd som 10 Mbps Ethernet logisk topologi.

2.2 Grundläggande stjärnnätstopologi

I en stjärntopologi är alla datorer anslutna till en central komponent som kallas en hubb. Varje dator är ansluten till nätverket med en separat anslutningskabel. Signaler från den sändande datorn går genom navet till alla andra.

Det finns alltid ett centrum i "stjärnan" genom vilket alla signaler i nätverket passerar. Funktionerna för den centrala länken utförs av special nätverksenheter, och signalöverföring i dem kan fortgå på olika sätt: i vissa fall skickar enheten data till alla noder utom den sändande noden, i andra analyserar enheten vilken nod data är avsedd för och skickar den bara till den.

Denna topologi uppstod i gryningen datateknik, när datorerna var anslutna till en central huvuddator.

Stjärna nätverkstopologidiagram

Fördelar"stjärna" typologier:

felet på en arbetsstation påverkar inte driften av hela nätverket som helhet
bra nätverksskalbarhet
enkel felsökning och nätverksavbrott
hög nätverksprestanda (med förbehåll för korrekt design)
flexibla administrationsmöjligheter

Brister"stjärna" typologier:

fel på den centrala hubben kommer att resultera i att nätverket (eller nätverkssegmentet) som helhet inte fungerar
nätverk kräver ofta mer kabel än de flesta andra topologier
det ändliga antalet arbetsstationer i ett nätverk (eller nätverkssegment) begränsas av antalet portar i den centrala hubben.

En av de vanligaste topologierna eftersom den är lätt att underhålla. Används främst i nätverk där bäraren är en partvinnad kabel. UTP kategori 3 eller 5. (Twisted pair-kabelkategorier, som är numrerade från 1 till 7 och bestämmer det effektiva frekvensområdet. En kabel av en högre kategori innehåller vanligtvis fler trådpar och varje par har fler varv per längdenhet).

Stjärntopologin återspeglas i Snabba teknologier Ethernet6.

2.3 Grundläggande ringnätstopologi

I en ringtopologi är datorer anslutna till en kabel som bildar en ring. Därför kan kabeln helt enkelt inte ha en fri ände som en terminator måste anslutas till. Signaler sänds längs ringen i en riktning och passerar genom varje dator. Till skillnad från en passiv busstopologi fungerar här varje dator som en repeater, som förstärker signalerna och skickar dem vidare till nästa dator. Därför, om en dator misslyckas, slutar hela nätverket att fungera.

Ring nätverksdiagram

Funktionen för en sluten ringtopologi är baserad på token-passering.

En token är ett datapaket som gör att en dator kan överföra data till nätverket.

Token sänds sekventiellt, från en dator till en annan, tills den som "vill" överföra data tar emot den. En dator som vill starta en överföring "fångar" token, modifierar den, lägger in mottagarens adress i datan och skickar den runt ringen till mottagaren.

Data passerar genom varje dator tills den når den vars adress matchar mottagaradressen som anges i data. Efter detta skickar den mottagande datorn ett meddelande till den sändande, som bekräftar att data har tagits emot. Efter att ha fått bekräftelsen skapar den sändande datorn en ny token och returnerar den till nätverket.

Vid första anblicken verkar det som att överföringen av markören tar mycket tid, men i själva verket rör sig markören nästan med ljusets hastighet. I en ring med en diameter på 200 meter kan markören cirkulera med en frekvens på 10 000 varv per sekund.

Fördelar ringtopologi:

enkel installation
nästan fullständig frånvaro av ytterligare utrustning
möjligheten till stabil drift utan en betydande minskning av dataöverföringshastigheten under tung nätverksbelastning, eftersom användningen av en token eliminerar risken för kollisioner.

Brister ringtopologi:

fel på en arbetsstation och andra problem (kabelbrott) påverkar hela nätverkets prestanda
komplexiteten i konfiguration och inställning
svårigheter med felsökning

Det används mest i fiberoptiska nätverk. Används i FDDI8, Token ring9 standarder.

3. Andra möjliga nätverkstopologier

Verkliga datornätverk expanderar och moderniseras ständigt. Därför är ett sådant nätverk nästan alltid hybrid, d.v.s. dess topologi är en kombination av flera grundläggande topologier. Det är lätt att föreställa sig hybridtopologier som är en kombination av stjärna och buss, eller ring och stjärna.

3.1 Trädnätstopologi

Trädtopologin kan betraktas som en förening av flera "stjärnor". Det är denna topologi som är mest populär idag när man bygger lokala nätverk.

Trädnätverkstopologidiagram

I en trädtopologi finns det en rot av trädet från vilken grenar och löv växer.

Ett träd kan vara aktivt eller sant och passivt. Med ett aktivt träd är centrala datorer placerade i centrum för att kombinera flera kommunikationslinjer, och med ett passivt träd finns det koncentratorer (hubbar).

Figur 6 - Topologidiagram för aktivt trädnätverk

Figur 7 - Diagram för nätverkstopologi för passivt träd

3.2 Kombinerade nätverkstopologier

Kombinerade topologier används ganska ofta, bland dem är de vanligaste stjärnbuss och stjärnring.

En stjärnbusstopologi använder en kombination av en buss och en passiv stjärna.

Schema för en kombinerad stjärnbussnätstopologi

Både enskilda datorer och hela busssegment är anslutna till navet. Faktum är att en fysisk busstopologi är implementerad som inkluderar alla datorer i nätverket. I denna topologi kan flera nav användas, sammankopplade och bildar den så kallade ryggraden, stödbussen. Separata datorer eller busssegment är anslutna till var och en av naven. Resultatet är ett stjärndäcksträd. Således kan användaren på ett flexibelt sätt kombinera fördelarna med buss- och stjärntopologier, och även enkelt ändra antalet datorer som är anslutna till nätverket. Ur iär denna topologi likvärdig med en klassisk buss.

När det gäller en stjärnringstopologi är det inte själva datorerna som förenas till en ring, utan speciella nav, till vilka datorerna i sin tur är anslutna med hjälp av stjärnformade dubbla kommunikationslinjer.

Schema för en kombinerad stjärn-ring nätverkstopologi

I verkligheten är alla datorer i nätverket inkluderade i en sluten ring, eftersom kommunikationslinjerna inom hubben bildar en sluten slinga (som visas i figur 9). Denna topologi gör det möjligt att kombinera fördelarna med stjärn- och ringtopologier. Med hubbar kan du till exempel samla alla nätverkskabelanslutningspunkter på ett ställe. Om vi talar om informationsspridning är denna topologi likvärdig med en klassisk ring.

3.3 "Grid" nätverkstopologi

Slutligen bör nämnas en mesh- eller mesh-topologi, där alla eller många datorer och andra enheter är direkt anslutna till varandra (Figur 10).

Figur 10 - Nätverksnättopologidiagram

Denna topologi är extremt tillförlitlig - om någon kanal är trasig stoppas inte dataöverföringen, eftersom flera vägar för informationsleverans är möjliga. Mesh-topologier (oftast inte kompletta, men partiella) används där det är nödvändigt att säkerställa maximal nätverksfeltolerans, till exempel när du ansluter flera sektioner av ett stort företagsnätverk eller när du ansluter till Internet, även om du naturligtvis har att betala för detta: kabelförbrukningen ökar avsevärt, Nätverksutrustning och dess konfiguration blir mer komplicerad.

För närvarande använder de allra flesta moderna nätverk en stjärntopologi eller en hybridtopologi, som är en sammanslagning av flera stjärnor (till exempel en trädtopologi) och en CSMA/CD (carrier sense multiple access) överföringsmetod. kollisionsdetektering) .

Fragment datornätverk

Ett fragment av ett datornätverk inkluderar de huvudsakliga typerna av kommunikationsutrustning som används idag för att bilda lokala nätverk och koppla dem till varandra genom globala anslutningar. För att bygga lokala kopplingar mellan datorer används de olika sorter kabelsystem, nätverksadaptrar, repeaterhubbar, bryggor, switchar och routrar. För att ansluta lokala nätverk till globala anslutningar används speciella utgångar (WAN-portar) av bryggor och routrar, samt dataöverföringsutrustning över långa linjer - modem (när man arbetar över analoga linjer) eller enheter som ansluter till digitala kanaler(TA – terminaladaptrar ISDN-nätverk, serviceenheter för digitala dedikerade kanaler såsom CSU/DSU, etc.).

Under topologi(layout, konfiguration, struktur) av ett datornätverk hänvisar vanligtvis till det fysiska arrangemanget av datorer på nätverket en i förhållande till en och hur de är sammankopplade med kommunikationslinjer. Det är viktigt att notera att begreppet topologi främst hänvisar till lokala nätverk, där strukturen av anslutningar lätt kan spåras. I globala nätverk är strukturen av anslutningar vanligtvis dold för användare och är inte särskilt viktig, eftersom varje kommunikationssession kan utföras längs sin egen väg.
Topologin bestämmer kraven på utrustning, vilken typ av kabel som används, de möjliga och mest bekväma metoderna för att hantera utbytet, driftsäkerheten och möjligheter att utöka nätverket.

Det finns tre huvudsakliga nätverkstopologier:

1. Nätverkstopologibuss(buss), i vilken alla datorer är parallellkopplade till en kommunikationslinje och information från varje dator samtidigt överförs till alla andra datorer (fig. 1);

2. Stjärnnätstopologi(stjärna), i vilken andra perifera datorer är anslutna till en central dator, var och en av dem använder sin egen separata kommunikationslinje (fig. 2);

3. Nätverkstopologiring(ring), där varje dator alltid sänder information till endast en dator nästa i kedjan, och tar emot information endast från den föregående datorn i kedjan, och denna kedja är sluten i en "ring" (Fig. 3).

Ris. 1. Nätverkstopologi "buss"

Ris. 2. Stjärnnätstopologi

Ris. 3. Nätverkstopologi "ring"

I praktiken används ofta kombinationer av den grundläggande topologin, men de flesta nätverk är fokuserade på dessa tre. Låt oss nu kort överväga funktionerna i den listade nätverkstopologin.

Busstopologi(eller, som det också kallas, "gemensam buss"), genom sin struktur, möjliggör identiteten för datorernas nätverksutrustning, såväl som alla abonnenters jämlikhet. Med en sådan anslutning kan datorer bara sända i tur och ordning, eftersom det bara finns en kommunikationslinje. Annars kommer den överförda informationen att förvrängas till följd av överlappning (konflikt, kollision). Således implementerar bussen ett halvduplex-växlingsläge (i båda riktningarna, men i sin tur och inte samtidigt).
I "bus"-topologin finns det ingen central abonnent genom vilken all information sänds, vilket ökar dess tillförlitlighet (trots allt, om något center misslyckas, slutar hela systemet som kontrolleras av detta center att fungera). Att lägga till nya abonnenter till bussen är ganska enkelt och är vanligtvis möjligt även när nätverket är igång. I de flesta fall kräver en buss en minimal mängd anslutningskabel jämfört med andra topologier. Du måste dock ta hänsyn till att varje dator (förutom de två yttre) har två kablar, vilket inte alltid är bekvämt.
Eftersom att lösa eventuella konflikter i detta fall faller på nätverksutrustningen för varje enskild abonnent, är nätverksadapterutrustningen med "bus"-topologin mer komplicerad än med andra topologier. Men på grund av den utbredda användningen av nätverk med en "bus"-topologi (Ethernet, Arcnet) är kostnaden för nätverksutrustning inte för hög.
Bussen är inte rädd för fel på enskilda datorer, eftersom alla andra datorer i nätverket kan fortsätta att utbyta normalt. Det kan tyckas att bussen inte är skadad och kabeln är trasig, eftersom vi i det här fallet har två fullt fungerande bussar. På grund av särdragen hos utbredningen av elektriska signaler över långa kommunikationslinjer är det emellertid nödvändigt att sörja för införandet i ändarna av bussen av speciella enheter - terminatorer, som visas i fig. 1 i form av rektanglar. Utan inkludering av terminatorer reflekteras signalen från slutet av linjen och förvrängs så att kommunikation över nätverket blir omöjlig. Så om kabeln är trasig eller skadad, störs koordinationen av kommunikationslinjen och kommunikationen stoppas även mellan de datorer som förblir anslutna till varandra. En kortslutning var som helst på busskabeln stänger av hela nätverket. Eventuella fel på nätverksutrustning på bussen är mycket svåra att lokalisera, eftersom alla adaptrar är parallellkopplade, och det är inte så lätt att förstå vilken som har misslyckats.
När du passerar genom en kommunikationslinje i ett nätverk med en "buss" -topologi försvagas informationssignalerna och förnyas inte på något sätt, vilket medför strikta begränsningar för den totala längden på kommunikationslinjerna; dessutom kan varje abonnent ta emot signaler på olika nivåer från nätet beroende på avståndet till den sändande abonnenten. Detta ställer ytterligare krav på mottagningsnoder av nätverksutrustning. För att öka längden på ett nätverk med en "buss" -topologi används ofta flera segment (som var och en är en buss), anslutna till varandra med hjälp av speciella signaluppdateringar - repeaters.
En sådan ökning av nätverkets längd kan emellertid inte pågå i oändlighet, eftersom det också finns begränsningar förknippade med den ändliga hastigheten för signalutbredning längs kommunikationslinjer.

Stjärntopologi- detta är en topologi med ett tydligt utpekat centrum som alla andra abonnenter är anslutna till. Allt informationsutbyte sker uteslutande genom den centrala datorn, som på så sätt belastar mycket, därför kan den inte göra något annat än nätverket. Det är tydligt att den centrala abonnentens nätverksutrustning måste vara betydligt mer komplex än utrustningen hos perifera abonnenter. I det här fallet finns det ingen anledning att prata om lika rättigheter för abonnenter. Som regel är det den centrala datorn som är den mest kraftfulla, och det är till den som alla funktioner för att hantera växeln är tilldelade. I princip är inga konflikter möjliga i ett nätverk med stjärntopologi, eftersom förvaltningen är helt centraliserad finns det ingen anledning till konflikt.
Om vi talar om stjärnans motstånd mot datorfel, så påverkar felet i en perifer dator inte på något sätt funktionen hos den del av nätverket som finns kvar, men alla fel på den centrala datorn gör nätverket helt inoperabelt. Därför måste särskilda åtgärder vidtas för att förbättra tillförlitligheten hos den centrala datorn och dess nätverksutrustning. Ett snitt i någon kabel eller en kortslutning i den i en stjärntopologi stör kommunikationen med endast en dator, och alla andra datorer kan fortsätta att fungera normalt.
På deklinationen från bussen, i stjärnan finns det bara två abonnenter på varje kommunikationslinje: den centrala och en av de perifera. Oftast används två kommunikationslinjer för att ansluta dem, som var och en överför information i endast en riktning. Således finns det bara en mottagare och en sändare på varje kommunikationslänk. Allt detta förenklar nätverksinstallationen avsevärt jämfört med en buss och eliminerar behovet av att använda ytterligare externa terminatorer. Problemet med signaldämpning i en kommunikationslinje löses också lättare i en "stjärna" än i en "buss", eftersom varje mottagare alltid får en signal på samma nivå. En allvarlig nackdel med stjärntopologin är den strikta begränsningen av antalet abonnenter. Typiskt kan den centrala abonnenten inte betjäna fler än 8-16 perifera abonnenter. Om det inom dessa gränser är ganska enkelt att ansluta nya abonnenter, är det helt enkelt omöjligt om de överskrids. Det är sant att ibland ger en stjärna möjlighet till expansion, det vill säga att ansluta en annan central abonnent istället för en av de perifera abonnenterna (resultatet är en topologi av flera sammankopplade stjärnor).
Stjärnan som visas i fig. 2, kallas en aktiv, eller riktig stjärna. Det finns också en topologi som kallas passiv stjärna, som endast ytligt liknar en stjärna (fig. 4). Vid denna tidpunkt är den mycket mer utbredd än den aktiva stjärnan. Det räcker med att säga att det används i det mest populära Ethernet-nätverket idag.

Ris. 4. Passiv stjärntopologi

Mitten av ett nätverk med denna topologi innehåller inte en dator, utan en koncentrator, eller nav, som utför samma funktion som en repeater. Den förnyar signalerna som tas emot och vidarebefordrar dem till andra kommunikationslinjer. Även om kabelmönstret liknar en sann eller aktiv stjärna, har vi faktiskt att göra med en busstopologi eftersom information från varje dator samtidigt överförs till alla andra datorer, och det finns ingen central abonnent. Naturligtvis är en passiv stjärna dyrare än en vanlig buss, för i det här fallet behöver du också ett nav. Det ger dock ett antal ytterligare funktioner förknippade med stjärnfördelarna. Det är därför nyligen den passiva stjärnan alltmer ersätter den riktiga stjärnan, som anses vara en föga lovande topologi.
Det är också möjligt att särskilja en mellantyp av topologi mellan en aktiv och passiv stjärna. I det här fallet förmedlar hubben inte bara signalerna, utan hanterar också utbytet, men deltar inte i själva utbytet.
Stor stjärnfördel(både aktiv och passiv) är att alla anslutningspunkter är samlade på ett ställe. Detta gör att du enkelt kan övervaka nätverkets funktion, lokalisera nätverksfel genom att helt enkelt koppla bort vissa abonnenter från centralen (vilket är omöjligt, till exempel när det gäller en buss), och även begränsa åtkomsten för obehöriga personer till viktiga anslutningspunkter för nätverket. När det gäller en stjärna kan varje perifer abonnent nås med antingen en kabel (som sänder i båda riktningarna) eller två kablar (var och en av dem sänder i en riktning), varvid den andra situationen är vanligare. En vanlig nackdel för hela stjärntopologin är att kabelförbrukningen är betydligt högre än med andra topologier. Till exempel, om datorer är placerade på en rad (som i fig. 1), då när du väljer en "stjärna" topologi behöver du flera gånger mer kabel än med en "bus" topologi. Detta kan avsevärt påverka kostnaden för hela nätet som helhet.

Ringtopologiär en topologi där varje dator är ansluten med kommunikationslinjer till endast två andra: från den ena tar den bara emot information och till den andra sänder den bara. På varje kommunikationslinje, som i fallet med en stjärna, finns det bara en sändare och en mottagare. Detta gör att du slipper använda externa terminatorer. En viktig egenskap hos ringen är att varje dator reläer (förnyar) signalen, det vill säga fungerar som en repeater, därför spelar dämpningen av signalen genom hela ringen ingen roll, bara dämpningen mellan angränsande datorer i ringen är viktig. I det här fallet finns det inget klart definierat centrum, alla datorer kan vara likadana. Men ganska ofta tilldelas en speciell abonnent i skarpsillen som sköter växeln eller styr växeln. Det är tydligt att närvaron av en sådan kontrollabonnent minskar nätets tillförlitlighet, eftersom dess misslyckande omedelbart kommer att förlama hela växeln.
Strängt taget är datorer i en skarpsill inte helt likvärdiga (till skillnad från till exempel en busstopologi). Vissa av dem får nödvändigtvis information från datorn som sänder i detta ögonblick tidigare, medan andra - senare. Det är på denna egenskap av topologin som metoder för att kontrollera nätverksutbyte, speciellt designade för "ringen", är baserade. I dessa metoder går rätten till nästa överföring (eller, som de också säger, att ta över nätverket) sekventiellt till nästa dator i cirkeln.
Att ansluta nya abonnenter till "ringen" är vanligtvis helt smärtfritt, även om det kräver en obligatorisk avstängning av hela nätverket under anslutningens varaktighet. Som i fallet med "buss" -topologin kan det maximala antalet abonnenter i en skarpsill vara ganska stort (upp till tusen eller fler). Ringtopologin är vanligtvis den mest motståndskraftiga mot överbelastning; den säkerställer tillförlitlig drift med de största flödena av information som sänds över nätverket, eftersom det som regel inte finns några konflikter (till skillnad från en buss) och det finns ingen central abonnent (till skillnad från en stjärna) .
Eftersom signalen i skarpsillen passerar genom alla datorer i nätverket, stör ett fel på minst en av dem (eller dess nätverksinstallation) driften av hela nätverket som helhet. Likaså gör varje avbrott eller kortslutning i var och en av ringkablarna hela nätverket omöjligt att driva. Ringen är mest sårbar för kabelskador, därför innebär denna topologi vanligtvis att man lägger två (eller flera) parallella kommunikationslinjer, varav en är i reserv.
Samtidigt är den stora fördelen med ringen att återsändningen av signaler från varje abonnent gör det möjligt att avsevärt öka storleken på hela nätet som helhet (ibland upp till flera tiotals kilometer). Ringen är relativt överlägsen någon annan topologi.

Nackdel ringar (i jämförelse med en stjärna) kan anses att två kablar måste anslutas till varje dator i nätverket.

Ibland är en ringtopologi baserad på två ringkommunikationslinjer som överför information i motsatta riktningar. Syftet med en sådan lösning är att öka (helst fördubbla) hastigheten på informationsöverföringen. Dessutom, om en av kablarna är skadad, kan nätverket fungera med en annan kabel (även om maxhastigheten kommer att minska).
Utöver de tre huvudsakliga, grundläggande topologierna, används ofta nätverkstopologin. träd" (träd), som kan betraktas som en kombination av flera stjärnor. Som i fallet med en stjärna, kan ett träd vara aktivt, eller verkligt (fig. 5), och passivt (fig. 6). Med ett aktivt träd är centrala datorer placerade i centrum för att kombinera flera kommunikationslinjer, och med ett passivt träd finns det koncentratorer (hubbar).

Ris. 5. Topologi för "aktivt träd".

Ris. 6. "Passivt träd" topologi. K - koncentratorer

Kombinerade topologier används också ganska ofta, till exempel stjärnbuss, stjärnring.

Tvetydigheten i begreppet topologi.

Nätverkstopologin bestämmer inte bara den fysiska platsen för datorer, utan, mycket viktigare, arten av anslutningarna mellan dem, egenskaperna för signalutbredning genom nätverket. Det är typen av anslutningar som bestämmer graden av feltolerans för nätverket, den nödvändiga komplexiteten hos nätverksutrustningen, den lämpligaste metoden för att hantera utbytet, möjliga typer av överföringsmedia (kommunikationskanaler), den tillåtna storleken på nätverk (längden på kommunikationslinjer och antalet abonnenter), behovet av elektrisk samordning och mycket mer.
När människor tänker på nätverkstopologi i litteraturen kan de ha fyra helt olika begrepp i åtanke som relaterar till olika nivåer nätverksarkitektur:

1. Fysisk topologi (det vill säga layouten av datorer och kabeldragning). I det här innehållet, till exempel, skiljer sig en passiv stjärna inte från en aktiv stjärna, varför den ofta bara kallas en "stjärna".

2. Logisk topologi (det vill säga strukturen av anslutningar, karaktären av signalutbredning genom nätverket). Detta är förmodligen den mest korrekta definitionen av topologi.

3. Utbyteskontrolltopologi (det vill säga principen och sekvensen för att överföra rätten att glädja nätverket mellan enskilda datorer).

4. Informationstopologi (det vill säga riktningen för informationsflöden som sänds över nätverket).

Till exempel kan ett nätverk med en fysisk och logisk "bus"-topologi, som en hanteringsmetod, använda reläöverföring av rätten att lägga beslag på nätverket (det vill säga vara en ring i detta innehåll) och samtidigt överföra all information genom en dedikerad dator (vara en stjärna i detta innehåll).

Få människor är bekanta med termen nätverkstopologier, men den genomsnittliga användaren har konceptet med ett lokalt nätverk datorutrustning det finns fortfarande. Så nätverkstopologier är verktyg som bestämmer arbetet med skapade dator nätverk, så att du kan hantera information samtidigt genom flera maskiner.

Låt oss ta en närmare titt på begreppet nätverkstopologier i den här artikeln och ta reda på varför de behövs, var och hur man använder dem korrekt, vilka typer av dessa verktyg som finns, vilka positiva och negativa egenskaper de är utrustade med.

Nätverkstopologier - Introduktion

Lokala datornätverk kan inte fungera utan speciella nätverksenheter. Ofta är fler än två datorer inblandade i ett nätverk, ofta fem, tio, tjugo, det finns nätverk som förenar hela företag. De är kopplade till varandra via någon form av kommunikationslinje. Samspelet mellan maskiner som är anslutna till nätverket kan vara olika. Det är möjligt att kombinera flera enheter till en genom att skapa flera typer av nätverk:

ringformig;
stjärnklar;
däck;
hierarkisk;
slumpmässig.

Bland IT-specialister kallas skapandet av sådana nätverk topologier. Detta är en fysisk verktygslåda som är användbar för att skapa lokala nätverk. Dessutom finns det också logiska topologier.

Fysiska och logiska topologier fungerar oberoende och överlappar inte varandra. Om fysiska är ansvariga för nätverkets geometri, är logiska sådana involverade i omfördelningen av dataflöden mellan olika noder i det skapade nätverket och bestämmer effektiv metod dataöverföring.

Både fysiska och logiska topologier har både fördelar och nackdelar, så i modern tid används de lika. Nedan kommer vi att överväga de viktigaste egenskaperna för varje typ av nätverkstopologi och ta reda på vad deras grundläggande väsen är.

Egenskaper för busstopologi: driftsprincip

Om en linjär monokanal används vid överföring av elektronisk data från en dator till en annan, betyder det att nätverkets busstopologi är involverad i arbetet. Det är i ändarna av monokanalen som speciella så kallade terminatorer installeras. Persondatorer som deltar i nätverket är anslutna till delat nätverk via en T-formad kontakt i kontakt med den vanliga monokanalen.

Elektronisk data anländer till terminatorer, och de anländer samtidigt till alla nätverksnoder, men måste accepteras för övervägande elektroniska dokument Det kan bara den dator som meddelandet var avsett till. Huvudsändningssignalen fångas upp av varje datormaskin som är involverad i nätverket, därför är det elektroniska dataöverföringsmediet en vanlig komponent i nätverket.

Busstopologi har vunnit stor popularitet med de avancerade funktionerna i Ethernet-arkitekturen.

De huvudsakliga fördelarna med busstopologin är följande:

enkel konfiguration, tydlig konfiguration av det skapade nätverket;
nätverket avbryts inte om flera datorer som ingår i det misslyckas, vilket gör att det är resistent mot alla typer av datorproblem.

De största nackdelarna med däcktypologin är:

längden på nätverkskabeln som ska läggas är begränsad, och antalet datorutrustning som ingår i nätverket är också begränsat;
hela nätverket beror på monokanalens hälsa, om det lider lider hela nätverket, det är ofta mycket svårt att hitta en felpunkt i ett bussnätverk, speciellt när alla dess komponenter är isolerade.

Karakteristika för stjärntopologi: funktionsprincip

När du skapar ett nätverk av stjärna, varje individ Personlig dator kopplas till en så kallad hubb eller koncentrator. På grund av detta skapas en parallellkoppling av alla datorenheter som ingår i nätverket. Dessa komponenter är de huvudsakliga anslutningslänkarna som möjliggör kommunikation mellan datorer som ingår i nätverket.

Detta nätverk använder också ett gemensamt informationsfält, det vill säga information skickas till alla kommunikationsnoder, men kan bara tas emot av en sektion för vilken den ursprungligen skickades.

De viktigaste fördelarna med stjärnnätverket:

lätt att installera och ansluta ny datorutrustning;
precis som ett bussnätverk är det motståndskraftigt mot haverier av datorer som är anslutna till nätverket;
möjliggör centraliserad hantering av alla anslutna enheter.

De största nackdelarna med stjärntypologin:

hög förbrukning av nätverkskabel under installationen;
Felet i ett nav eller en koncentrator leder till ett fel i hela den elektroniska dataöverföringskedjan.

Ett stjärnnätverk kan också baseras på ett centralt nav. Det hänvisar till ett intelligent verktyg som kopplar ihop vissa datorenheter som ingår i nätverket. Principen för output-input operation gör det möjligt att inte använda ett gemensamt informationsfält för alla enheter, utan att specificera överföringen av information från en punkt till en annan, tredje, fjärde... Det visar sig att varje dator, utöver nav, är också kopplad till en central hubb, om ett haveri inträffar inom nätverket, så blir inte hela nätverket lidande. I händelse av ett haveri kopplas felpunkten spontant från nätverket, vilket gör att du snabbt kan hitta den och eliminera alla driftsfel.

Att lägga ett sådant nätverk kräver en stor mängd nätverkskabel, men effektiviteten i dess drift är värt det.

Stjärntypologin kan också vara ett slags träd, som är en kombination av flera stjärnor. Beroende på sammanflätningen särskiljs nätverkets aktiva tillstånd, passiva eller sanna tillstånd. Beroende på tillstånd används antingen nav med koncentratorer eller centrala datorer för att skapa förbindelser mellan datorenheter som ingår i nätverket.

Om en central dator väljs kan du skapa ett verkligt pålitligt och produktivt nätverk, men inte ett billigt. Om du använder nav med koncentratorer kommer det att kosta flera gånger mindre, men prestandaindikatorn blir betydligt lägre.

Karakteristika för ringtopologi: funktionsprincip

Ringtopologi innebär direkt anslutning av alla nätverkskanaler till en obruten kedja. Det betyder inte att det är en typisk cirkel. Kärnan i ett ringnätverk är att utsignalen från en datorenhet och ingången från en annan används för att överföra elektronisk data. Förflyttning av information sker i en ström. Om det finns information vid utgången, och den inte tas emot vid ingången, returneras den till utgången igen med ett efterföljande försök att nå ingången. Det vill säga att information alltid rör sig längs samma väg från avsändaren till mottagaren och tillbaka.

En logisk ring tenderar att sluta. Den största fördelen med ett ringnät är att det är väldigt enkelt att sätta upp. Men det är inte tillförlitligt mot oväntade haverier. Om det finns en defekt i kretsen avbryts dataringen. Oftast i praktiken implementerar IT-specialister projekt med en modifierad ringtypologi.

Kombinerade lösningar för att skapa lokala datornätverk

För att säkerställa nätverkets tillförlitlighet används ofta kombinationer av grundläggande nätverkstopologier i praktiken. De vanligaste är stjärnbuss- eller stjärnringstopologier. Vad blir resultatet av att kombinera flera verktyg när man lägger lokala datornätverk? Svaret här är tydligt - säkerställa nätverkets tillförlitlighet, motståndskraft mot haverier och frånvaron av obligatorisk efterlevnad av principen om att överföra information längs kedjan, vilket förenklar arbetet när defekter uppstår i nätverket.

Samtidigt förenklas både driftprincipen för själva nätverket och processen för dess installation.

Låt oss sammanfatta det

Nu vet du huvudtyperna av nätverkstopologier. Alternativen som presenteras i den här artikeln är de mest typiska och används vid installation av moderna lokala datornätverk. Men detta betyder inte att mer avancerade topologier inte används, dessa är ofta utvecklade för specifika tjänsteobjekt, till exempel vetenskapliga eller militära. Men för typiska civila tillämpningar är nätverkstopologierna som diskuteras här ganska tillräckliga.

Befintliga topologier har skapats i årtionden, så det är vettigt att använda dem brett.

Introduktion

1. Begreppet nätverkstopologi

2. Grundläggande nätverkstopologier

2.3 Grundläggande ringnätstopologi

3. Andra möjliga nätverkstopologier

3.1 Trädnätstopologi

3.2 Kombinerade nätverkstopologier

3.3 "Grid" nätverkstopologi

4. Polysemi av begreppet topologi

Slutsats

Bibliografi

Introduktion

Idag är det omöjligt att föreställa sig mänsklig aktivitet utan användning av datornätverk.

Datornätverk är ett distribuerat informationsbehandlingssystem som består av minst två datorer som interagerar med varandra med hjälp av särskilda medel kommunikation.

Beroende på avståndet till datorer och skala delas nätverk konventionellt in i lokala och globala.

Lokala nätverk är nätverk som har en sluten infrastruktur innan de når tjänsteleverantörer. Termen "LAN" kan beskriva både ett litet kontorsnätverk och ett stort nätverk på anläggningsnivå som täcker flera hundra hektar. Lokala nätverk är vanligtvis utplacerade inom en viss organisation, varför de också kallas företagsnätverk.

Ibland särskiljs nätverk av en mellanklass - ett stads- eller regionalt nätverk, d.v.s. nätverk inom en stad, region etc.

Det globala nätverket täcker stora geografiska regioner, inklusive både lokala nätverk och andra telekommunikationsnätverk och enheter. Globala nätverk har nästan samma möjligheter som lokala. Men de utökar sin omfattning. Fördelarna med att använda globala nätverk begränsas främst av drifthastigheten: globala nätverk fungerar med lägre hastighet än lokala.

Av de datornätverk som listas ovan kommer vi att rikta vår uppmärksamhet mot lokala nätverk för att bättre förstå nätverkens arkitektur och metoder för dataöverföring. Och för detta behöver du veta något som nätverkstopologi.

1. Begreppet nätverkstopologi

Topologi är den fysiska konfigurationen av ett nätverk kombinerat med dess logiska egenskaper. Topologi är en standardterm som används för att beskriva den grundläggande layouten för ett nätverk. Genom att förstå hur olika topologier används kan du avgöra vilka möjligheter olika typer av nätverk har.

Det finns två huvudtyper av topologier:

fysisk

logisk

Logisk topologi beskriver reglerna för interaktion mellan nätverksstationer vid sändning av data.

Den fysiska topologin avgör hur lagringsmediet är anslutet.

Termen "nätverkstopologi" beskriver det fysiska arrangemanget av datorer, kablar och andra nätverkskomponenter. Nätverkstopologin bestämmer dess egenskaper.

Valet av en viss topologi påverkar:

sammansättning av nödvändig nätverksutrustning

nätverksutrustningens egenskaper

nätexpansionsmöjligheter

nätverkshanteringsmetod

När du väljer en topologi måste du ta hänsyn till att den säkerställer tillförlitlig och effektiv drift av nätverket och bekväm hantering av nätverksdataflöden. Det är också önskvärt att nätet ska vara billigt när det gäller kostnaderna för att skapa och underhålla, men samtidigt skulle det finnas möjligheter för ytterligare expansion och helst för övergången till högre hastighetskommunikationsteknik. Detta är ingen lätt uppgift! För att lösa det måste du veta vilka nätverkstopologier som finns.

2. Grundläggande nätverkstopologier

Det finns tre grundläggande topologier som de flesta nätverk bygger på.

stjärna

ringa

Om datorer är anslutna längs en enda kabel kallas topologin för en "buss". När datorer är anslutna till kabelsegment som kommer från en enda punkt, eller nav, kallas topologin en stjärntopologi. Om kabeln som datorerna är anslutna till är sluten i en ring kallas denna topologi för en ring.

Även om de grundläggande topologierna i sig är enkla, finns det i verkligheten ofta ganska komplexa kombinationer som kombinerar egenskaperna hos flera topologier.

2.1 Bussnätstopologi

I denna topologi är alla datorer anslutna till varandra med en kabel (Figur 1).

Figur 1 - Nätverkstopologidiagram av typen "buss".

I ett nätverk med en "bus"-topologi adresserar datorer data till en specifik dator och överför den längs kabeln i form av elektriska signaler - hårdvaru-MAC-adresser. För att förstå processen för datorinteraktion via en buss måste du förstå följande begrepp:

signalöverföring

signalreflektion

Terminator

1. Signalöverföring

Data i form av elektriska signaler överförs till alla datorer i nätverket; dock får endast den vars adress matchar mottagaradressen krypterad i dessa signaler information. Dessutom kan endast en dator vid varje given tidpunkt sända. Eftersom data överförs till nätverket av endast en dator, beror dess prestanda på antalet datorer som är anslutna till bussen. Ju fler det finns, d.v.s. Ju fler datorer som väntar på att överföra data, desto långsammare blir nätverket. Det är dock omöjligt att härleda ett direkt samband mellan nätverkets bandbredd och antalet datorer i det. Eftersom nätverkets prestanda, förutom antalet datorer, påverkas av många faktorer, inklusive:

hårdvaruegenskaper hos datorer i nätverket

den frekvens med vilken datorer överför data

typ av nätverksapplikationer som körs

nätverkskabeltyp

avstånd mellan datorer i nätverket

2. Signalreflektion

3. Terminator

För att förhindra att elektriska signaler reflekteras, är pluggar (terminatorer) installerade i vardera änden av kabeln för att absorbera dessa signaler (Figur 2). Alla ändar av nätverkskabeln måste vara anslutna till något, till exempel en dator eller en fatkontakt - för att öka kabellängden. En terminator måste anslutas till valfri ledig - oansluten - ände av kabeln för att förhindra att elektriska signaler reflekteras.

Figur 2 - Terminatorinstallation

Denna nätverkstopologi har fördelar och nackdelar. Fördelarna inkluderar:

kort nätverksinstallationstid

låg kostnad (mindre kabel- och nätverksenheter krävs)

enkel installation

Fel på en arbetsstation påverkar inte nätverksdriften

Nackdelarna med denna topologi är följande.

sådana nätverk är svåra att expandera (öka antalet datorer i nätverket och antalet segment - enskilda kabelsektioner som ansluter dem).

Eftersom bussen är delad kan bara en av datorerna sända åt gången.

"Bussen" är en passiv topologi - datorer "lyssnar" bara på kabeln och kan inte återställa signaler som dämpas under överföring över nätverket.

Tillförlitligheten för ett nätverk med busstopologi är låg. När den elektriska signalen når änden av kabeln reflekteras den (om inte särskilda åtgärder vidtas), vilket stör driften av hela nätverkssegmentet.

Problemen med busstopologin har lett till att dessa nätverk, som var så populära för tio år sedan, nu praktiskt taget inte används.

Bussnätverkstopologin är känd som 10 Mbps Ethernet logisk topologi.

2.2 Grundläggande stjärnnätstopologi

I en stjärntopologi är alla datorer anslutna via kabelsegment till en central komponent som kallas en hubb (Figur 3).

Signaler från den sändande datorn går genom navet till alla andra.

Denna topologi har sitt ursprung i datorernas tidiga dagar, när datorer var anslutna till en central huvuddator.

Termen topologi beskriver det fysiska arrangemanget av datorer, kablar och andra nätverkskomponenter.

Topologi är en standardterm som används av proffs för att beskriva den grundläggande layouten för ett nätverk.

Förutom termen "topologi" används även följande för att beskriva den fysiska layouten:

Fysisk plats;

Layout;

Diagram;

Nätverkstopologin bestämmer dess egenskaper. I synnerhet påverkar valet av en viss topologi:

sammansättning av nödvändig nätverksutrustning;

egenskaper hos nätverksutrustning;

nätverksutbyggnadsmöjligheter;

nätverkshanteringsmetod.

För att dela resurser eller utföra andra nätverksuppgifter måste datorer vara anslutna till varandra. För detta ändamål används i de flesta fall en kabel (mindre vanligt, trådlösa nätverk - infraröd utrustning). Det räcker dock inte att bara ansluta din dator till en kabel som ansluter andra datorer. Olika typer av kablar, i kombination med olika nätverkskort, nätverksoperativsystem och andra komponenter, kräver olika datorlayouter.

Varje nätverkstopologi ställer ett antal villkor. Den kan till exempel diktera inte bara typen av kabel, utan också hur den läggs.

Grundläggande topologier

stjärna
ringa

Om datorer är anslutna längs en enda kabel kallas topologin en buss. När datorer är anslutna till kabelsegment som kommer från en enda punkt, eller nav, kallas topologin en stjärntopologi. Om kabeln som datorerna är anslutna till är sluten i en ring kallas denna topologi för en ring.

Däck.

Busstopologin kallas ofta en "linjär buss". Denna topologi är en av de enklaste och mest utbredda topologierna. Den använder en enda kabel, kallad stamnät eller segment, längs vilken alla datorer i nätverket är anslutna.

I ett nätverk med busstopologi adresserar datorer data till en specifik dator genom att överföra den längs en kabel i form av elektriska signaler.

Data i form av elektriska signaler överförs till alla datorer i nätverket; informationen tas dock emot av den vars adress matchar mottagaradressen krypterad i dessa signaler. Dessutom kan endast en dator vid varje given tidpunkt sända.

Eftersom data överförs till nätverket av endast en dator, beror dess prestanda på antalet datorer som är anslutna till bussen. Ju fler det finns, desto långsammare fungerar nätverket. Bussen är en passiv topologi. Det betyder att datorer bara "lyssnar" på data som sänds över nätverket, men inte flyttar den från avsändare till mottagare. Därför, om en av datorerna misslyckas, kommer det inte att påverka driften av de andra. I denna topologi distribueras data över hela nätverket - från ena änden av kabeln till den andra. Om ingen åtgärd vidtas kommer signalerna som når änden av kabeln att reflekteras och detta tillåter inte andra datorer att sända. Därför måste de elektriska signalerna släckas efter att data når destinationen. För att göra detta installeras terminatorer (även kallade pluggar) i varje ände av kabeln i ett nätverk med en busstopologi för att absorbera elektriska signaler.

Fördelar: frånvaron av ytterligare aktiv utrustning (till exempel repeatrar) gör sådana nätverk enkla och billiga.

Linjärt lokalt nätverkstopologidiagram

Nackdelen med en linjär topologi är dock begränsningarna för nätverksstorlek, funktionalitet och utbyggbarhet.

Ringa

I en ringtopologi är varje arbetsstation ansluten till sina två närmaste grannar. Detta förhållande bildar ett lokalt nätverk i form av en slinga eller ring. Data sänds i en cirkel i en riktning, och varje station spelar rollen som en repeater, som tar emot och svarar på paket adresserade till den och sänder andra paket till nästa arbetsstation "nedåt". I det ursprungliga ringnätverket var alla objekt kopplade till varandra. Denna förbindelse måste stängas. Till skillnad från den passiva busstopologin fungerar här varje dator som en repeater, som förstärker signalerna och skickar dem vidare till nästa dator. Fördelen med denna topologi var nätverkets förutsägbara svarstid. Ju fler enheter var i ringen, desto längre tid tog nätverket att svara på förfrågningar. Dess största nackdel är att om minst en enhet misslyckas, vägrar hela nätverket att fungera.

En av principerna för dataöverföring över en ring kallas skickar token. Kontentan av det är detta. Token sänds sekventiellt, från en dator till en annan, tills den som vill överföra data tar emot den. Den sändande datorn ändrar token, placerar e-postadressen i datan och skickar den runt ringen.

Denna topologi kan förbättras genom att ansluta alla nätverksenheter via nav(Nav enhet som ansluter andra enheter). Visuellt är en "tweaked" ring inte längre fysiskt en ring, men i ett sådant nätverk överförs data fortfarande i en cirkel.

I figuren indikerar heldragna linjer fysiska anslutningar och prickade linjer indikerar dataöverföringsriktningar. Således har ett sådant nätverk en logisk ringtopologi, medan det fysiskt är en stjärna.

Stjärna

I en stjärntopologi är alla datorer anslutna via kabelsegment till en central komponent som har ett nav. Signaler från den sändande datorn går genom navet till alla andra. I stjärnnätverk är kablage och nätverkskonfigurationshantering centraliserad. Men det finns också en nackdel: eftersom alla datorer är anslutna till en central punkt ökar kabelförbrukningen avsevärt för stora nätverk. Dessutom, om den centrala komponenten misslyckas, kommer hela nätverket att störas.

Fördel: Om en dator går sönder eller om kabeln som ansluter en dator misslyckas, är det bara den datorn som inte kan ta emot och sända signaler. Detta påverkar inte andra datorer i nätverket. Den totala nätverkshastigheten begränsas endast av hubbens bandbredd.

Stjärntopologin är dominerande i moderna lokala nätverk. Sådana nätverk är ganska flexibla, lätt utbyggbara och relativt billiga jämfört med mer komplexa nätverk där metoderna för enhetsåtkomst till nätverket är strikt fixerade. Således har "stjärnor" ersatt föråldrade och sällan använda linjär- och ringtopologier. Dessutom blev de en övergångslänk till den sista typen av topologi - uppringda stjärnor e.

En switch är en aktiv nätverksenhet med flera portar. Switchen "kommer ihåg" hårdvaruadresserna (eller MAC–MediaAccessControl) för enheter som är anslutna till den och skapar tillfälliga vägar från avsändaren till mottagaren, längs vilka data överförs. I ett typiskt lokalt nätverk med switchad topologi finns det flera anslutningar till en switch. Varje port och enheten som är ansluten till den har sin egen bandbredd (dataöverföringshastighet).

Switchar kan förbättra nätverkets prestanda avsevärt. Först ökar de den totala bandbredden som är tillgänglig för ett givet nätverk. Till exempel kan en 8-trådsswitch ha 8 separata anslutningar som stöder hastigheter på upp till 10 Mbit/s vardera. Följaktligen är genomströmningen av en sådan enhet 80 Mbit/s. Först och främst ökar switchar nätverkets prestanda genom att minska antalet enheter som kan fylla hela bandbredden för ett enskilt segment. Ett sådant segment innehåller bara två enheter: arbetsstationens nätverksenhet och switchporten. Således kan bara två enheter "tävla" om en bandbredd på 10 Mbit/s, och inte åtta (när man använder en vanlig 8-portshubb, vilket inte ger en sådan uppdelning av bandbredd i segment).

Sammanfattningsvis bör det sägas att det finns en skillnad mellan topologin för fysiska anslutningar (nätverkets fysiska struktur) och topologin för logiska anslutningar (nätverkets logiska struktur)

Konfiguration fysiska förbindelser bestäms av datorers elektriska anslutningar och kan representeras som en graf, vars noder är datorer och kommunikationsutrustning, och kanterna motsvarar kabelsegment som förbinder par av noder.

Logiska samband representerar vägarna för informationsflöden genom nätverket; de bildas av lämpligt konfigurerad kommunikationsutrustning.

I vissa fall är de fysiska och logiska topologierna desamma, och ibland är de inte det.

Nätverket som visas i figuren är ett exempel på en missmatchning mellan den fysiska och logiska topologin. Fysiskt är datorer anslutna med en gemensam busstopologi. Åtkomst till bussen sker inte enligt en random access-algoritm, utan genom att överföra en token (token) i ett ringmönster: från dator A till dator B, från dator B till dator C, etc. Här upprepas inte längre ordningen för tokenöverföring fysiska förbindelser, men bestäms av den logiska konfigurationen av nätverksadaptrar. Det finns inget som hindrar dig från att konfigurera nätverksadaptrar och deras drivrutiner så att datorerna bildar en ring i en annan ordning, till exempel B, A, C... Den fysiska strukturen ändras dock inte.

Trådlöst nätverk.

Frasen "trådlös miljö" kan vara missvisande eftersom det betyder att det inte finns några ledningar på nätverket alls. I verkligheten interagerar trådlösa komponenter vanligtvis med ett nätverk som använder kabel som överföringsmedium. Ett sådant nätverk med blandade komponenter kallas hybrid.

Beroende på tekniken kan trådlösa nätverk delas in i tre typer:

lokala nätverk;

utökade lokala nätverk;

mobila nätverk (bärbara datorer).

Överföringsmetoder:

infraröd strålning;

radiosändning i ett smalt spektrum (sändning med en frekvens);
radiosändning i det spridda spektrumet.

Utöver dessa metoder för att överföra och ta emot data kan du använda mobilnät, paketradioanslutningar, mobilnät och mikrovågsdataöverföringssystem.

Numera handlar ett kontorsnätverk inte bara om att koppla datorer till varandra. Det är svårt att föreställa sig ett modernt kontor utan databaser som lagrar både företagets finansiella rapporter och personalinformation. I stora nätverk används som regel separata servrar för att lagra databaser för att skydda databaser och för att öka hastigheten för åtkomst till dem. Nu är det också svårt att föreställa sig ett modernt kontor utan tillgång till Internet. Schemaalternativ trådlöst nätverk kontor visas på bilden

Så låt oss avsluta: det framtida nätverket måste planeras noggrant. För att göra detta bör du svara på följande frågor:

Varför behöver du ett nätverk?

Hur många användare kommer det att finnas på ditt nätverk?

Hur snabbt kommer nätverket att expandera?

Kräver detta nätverk internetåtkomst?

Är centraliserad hantering av nätverksanvändare nödvändig?

Efter detta ritar du ett grovt diagram över nätverket på papper. Du bör inte glömma kostnaden för nätverket.

Som vi har konstaterat är topologi den viktigaste faktorn för att förbättra den övergripande nätverksprestandan. Grundläggande topologier kan användas i vilken kombination som helst. Det är viktigt att förstå att styrkorna och svagheterna hos varje topologi påverkar den önskade nätverksprestandan och beror på befintlig teknik. Det är nödvändigt att hitta en balans mellan den faktiska platsen för nätverket (till exempel i flera byggnader), möjligheterna att använda kabeln, vägen för dess installation och till och med dess typ.

Populär i kategorin: