Ev › Eğitim › Tüm yerel ağ topolojileri. Yerel ağların temel topolojileri. Yerel ağ türleri ve yapıları. Yıldız topolojisi hakkında

Tüm yerel ağ topolojileri. Yerel ağların temel topolojileri. Yerel ağ türleri ve yapıları. Yıldız topolojisi hakkında

Topoloji yerel ağlar.

Ağ topolojisine bağlı olarak ağ ekipmanının bileşimi ve konfigürasyonu.

1. Ağ topolojisi kavramı

Bilgisayarları yerel ağlara bağlamak için genel şemaya denir ağ topolojisi

Topoloji ağın mantıksal özellikleriyle birleştirilmiş fiziksel konfigürasyonudur. Topoloji, bir ağın temel düzenini tanımlamak için kullanılan standart bir terimdir. Farklı topolojilerin nasıl kullanıldığını anlayarak bunların hangi yeteneklere sahip olduğunu belirleyebilirsiniz. Çeşitli türler ağlar.

İki ana topoloji türü vardır:

fiziksel
mantıklı

Mantıksal topoloji veri iletirken ağ istasyonları arasındaki etkileşimin kurallarını açıklar.

Fiziksel topoloji Depolama ortamını bağlama yöntemini tanımlar.

"Ağ topolojisi" terimi bilgisayarların, kabloların ve diğer ağ bileşenlerinin fiziksel düzenini açıklar. Fiziksel bağlantıların topolojisi farklı “geometrik” biçimler alabilir ve önemli olan kablonun geometrik konumu değil, yalnızca düğümler arasındaki bağlantıların varlığıdır (kapalı/açık, bir merkezin varlığı vb.).

Ağ topolojisi, özelliklerini belirler.

Belirli bir topolojinin seçimi şunları etkiler:

gerekli ağ ekipmanının bileşimi
ağ ekipmanı özellikleri
ağ genişletme olanakları
ağ yönetimi yöntemi

Ağ yapılandırması merkezi olmayan (kablo ağdaki her istasyonun "etrafında dolaştığı") veya merkezileştirilmiş (her istasyon, çerçeveleri ve paketleri istasyonlar arasında dağıtan bazı merkezi cihazlara fiziksel olarak bağlandığında) olabilir. Merkezi konfigürasyona bir örnek, kollarının uçlarında iş istasyonları bulunan bir yıldızdır. Merkezi olmayan bir konfigürasyon, herkesin zincirde kendi pozisyonunun olduğu ve herkesin birbirine tek bir halatla bağlandığı bir tırmanıcı zincirine benzer. Bir ağın topolojisinin mantıksal özellikleri, bir paketin ağ üzerinde dolaşırken izlediği yolu belirler.

Bir topoloji seçerken güvenilir ve güvenilir sağladığı dikkate alınmalıdır. etkili çalışma ağlar, ağ veri akışlarının uygun yönetimi. Ağın, oluşturma ve bakım maliyeti açısından ucuz olması da arzu edilir, ancak aynı zamanda daha da genişletilmesi ve tercihen daha yüksek hızlı iletişim teknolojilerine geçiş için fırsatlar da mevcut olacaktır. Bu kolay bir iş değil! Bunu çözmek için hangi ağ topolojilerinin olduğunu bilmeniz gerekir.

Bağlantıların topolojisine göre:

“ortak veri yolu (veri yolu)” topolojisine sahip ağlar;
yıldız topolojili ağlar;
“halka” topolojisine sahip ağlar”;
ağaç topolojisine sahip ağlar;
karma topolojiye sahip ağlar

2. Temel ağ topolojileri

Çoğu ağın üzerine inşa edildiği üç temel topoloji vardır.

otobüs
yıldız
yüzük

“Veri yolu”, bilgisayarların tek bir kabloyla bağlandığı bir topolojidir.

"Yıldız", bilgisayarların tek bir noktadan veya merkezden çıkan kablo bölümlerine bağlandığı bir topolojidir.

Bilgisayarların bağlandığı kablo bir halka şeklinde kapatılmışsa topolojiye "halka" adı verilir.

Temel topolojilerin kendileri basit olmasına rağmen gerçekte çeşitli topolojilerin özelliklerini birleştiren oldukça karmaşık kombinasyonlar vardır.

2.1 Veri yolu ağı topolojisi

Bu topolojide tüm bilgisayarlar birbirine tek kabloyla bağlanır. Her bilgisayar, uçlarında sonlandırıcıların takılı olduğu ortak bir kabloya bağlanır. Sinyal, uç sonlandırıcılardan yansıyarak ağ üzerinden tüm bilgisayarlardan geçer.

Ağ topolojisi diyagramı "veri yolu" türü

"Veri yolu" topolojisi, düğümler arasındaki bağlantıların doğrusal yapısıyla oluşturulur. Bu topoloji, örneğin merkezi bilgisayarlara iki ağ bağdaştırıcısı kurularak donanımda uygulanabilir. Sinyal yansımasını önlemek için kablo uçlarına sinyali emen sonlandırıcılar takılmalıdır.

Veri yolu topolojisine sahip bir ağda, bilgisayarlar verileri belirli bir bilgisayara yönlendirir ve bunları kablo boyunca elektrik sinyalleri - donanım MAC adresleri şeklinde iletir. Bir veri yolu aracılığıyla bilgisayar etkileşimi sürecini anlamak için şunu anlamanız gerekir: aşağıdaki kavramlar:

sinyal iletimi
sinyal yansıması
Terminatör

1. Sinyal iletimi

Elektrik sinyalleri şeklindeki veriler ağdaki tüm bilgisayarlara iletilir; ancak yalnızca adresi bu sinyallerde şifrelenen alıcı adresiyle eşleşen kişi bilgi alır. Üstelik herhangi bir zamanda yalnızca bir bilgisayar iletim yapabilir. Veriler ağa yalnızca bir bilgisayar tarafından iletildiği için performansı veri yoluna bağlı bilgisayarların sayısına bağlıdır. Ne kadar çok varsa, yani. Veri aktarmayı bekleyen bilgisayar sayısı arttıkça ağ da yavaşlar. Ancak aralarında doğrudan bir ilişki kurmak için verim ağ ve içindeki bilgisayar sayısı imkansızdır. Çünkü bilgisayar sayısının yanı sıra ağ performansı aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok faktörden etkilenir:

özellikler donanım ağdaki bilgisayarlar
bilgisayarların veri aktarma sıklığı
çalışan ağ uygulamalarının türü
ağ kablosu türü
ağdaki bilgisayarlar arasındaki mesafe

Otobüs pasif bir topolojidir. Bu, bilgisayarların yalnızca ağ üzerinden iletilen verileri "dinlediği" ancak verileri göndericiden alıcıya taşımadığı anlamına gelir. Dolayısıyla bilgisayarlardan birinin arızalanması diğerlerinin çalışmasını etkilemeyecektir. Aktif topolojilerde bilgisayarlar sinyalleri yeniden üretir ve bunları ağ üzerinden iletir.

2. Sinyal yansıması

Veriler veya elektrik sinyalleri, kablonun bir ucundan diğer ucuna kadar ağ boyunca hareket eder. Özel bir işlem yapılmazsa kablonun ucuna ulaşan sinyal yansıtılacak ve diğer bilgisayarların iletim yapmasına izin vermeyecektir. Bu nedenle veri hedefe ulaştıktan sonra elektrik sinyallerinin söndürülmesi gerekir.

3. Sonlandırıcı

Elektrik sinyallerinin yansımasını önlemek için kablonun her iki ucuna bu sinyalleri absorbe edecek fişler (sonlandırıcılar) takılır. Kablo uzunluğunu artırmak için ağ kablosunun tüm uçlarının bilgisayar veya namlu konektörü gibi bir şeye bağlanması gerekir. Elektrik sinyallerinin yansımasını önlemek için kablonun herhangi bir serbest (hiçbir şeye bağlı olmayan) ucuna bir sonlandırıcı bağlanmalıdır.

Sonlandırıcı kurulumu

Bir ağ kablosunun fiziksel olarak kopması veya uçlarından birinin bağlantısının kesilmesi sırasında kopması durumunda ağ bütünlüğü tehlikeye girebilir. Ayrıca kablonun bir veya daha fazla ucunda sonlandırıcı bulunmaması da mümkündür, bu durum elektrik sinyallerinin kabloya yansımasına ve ağın sonlandırılmasına neden olur. Ağ "düşüyor". Ağdaki bilgisayarlar tamamen çalışır durumda kalır, ancak segment bozulduğu sürece birbirleriyle iletişim kuramazlar.

Bu ağ topolojisinin avantajları ve dezavantajları vardır.

D avantajlar otobüs topolojileri:

kısa ağ kurulum süresi
düşük maliyet (daha az kablo ve ağ cihazı gerekir)
kurulum kolaylığı
Bir iş istasyonunun arızalanması ağ çalışmasını etkilemez

Kusurlar otobüs topolojileri:

bu tür ağların genişletilmesi zordur (ağdaki bilgisayar sayısını ve segment sayısını artırın - bunları bağlayan kablonun ayrı bölümleri).
Veri yolu paylaşıldığı için aynı anda bilgisayarlardan yalnızca biri iletim yapabilir.
"Veri yolu" pasif bir topolojidir - bilgisayarlar yalnızca kabloyu "dinler" ve ağ üzerinden iletim sırasında zayıflayan sinyalleri geri yükleyemezler.
Veri yolu topolojisine sahip bir ağın güvenilirliği düşüktür. Elektrik sinyali kablonun ucuna ulaştığında (özel önlemler alınmadığı sürece) yansır ve tüm ağ bölümünün çalışmasını bozar.

Veri yolu topolojisinin doğasında olan sorunlar, bu ağların artık pratikte kullanılmamasına yol açmıştır.

Veri yolu ağı topolojisi, 10 Mbps Ethernet mantıksal topolojisi olarak bilinir.

2.2 Temel yıldız ağı topolojisi

Yıldız topolojisinde tüm bilgisayarlar hub adı verilen merkezi bir bileşene bağlanır. Her bilgisayar ayrı bir bağlantı kablosu kullanılarak ağa bağlanır. Verici bilgisayardan gelen sinyaller hub üzerinden herkese ulaşır.

Ağdaki herhangi bir sinyalin geçtiği “yıldız”da her zaman bir merkez vardır. Merkezi bağlantının işlevleri özel olarak gerçekleştirilir. ağ cihazları ve içlerindeki sinyal iletimi farklı şekillerde ilerleyebilir: bazı durumlarda cihaz, gönderen düğüm dışındaki tüm düğümlere veri gönderir, diğerlerinde ise cihaz, verinin hangi düğüme yönelik olduğunu analiz eder ve yalnızca ona gönderir.

Bu topoloji şafakta ortaya çıktı bilgisayar Teknolojisi, bilgisayarlar merkezi bir ana bilgisayara bağlandığında.

Yıldız ağı topolojisi diyagramı

Avantajları"yıldız" tipolojileri:

bir iş istasyonunun arızalanması tüm ağın bir bütün olarak çalışmasını etkilemez
iyi ağ ölçeklenebilirliği
kolay sorun giderme ve ağ kesintileri
yüksek ağ performansı (uygun tasarıma tabi)
esnek yönetim seçenekleri

Kusurlar"yıldız" tipolojileri:

merkezi hub'ın arızalanması ağın (veya ağ bölümünün) bir bütün olarak çalışamamasına neden olacaktır
ağ iletişimi genellikle diğer topolojilerin çoğundan daha fazla kablo gerektirir
bir ağdaki (veya ağ bölümündeki) sonlu sayıda iş istasyonu, merkezi hub'daki bağlantı noktalarının sayısıyla sınırlıdır.

Bakımı kolay olduğundan en yaygın topolojilerden biridir. Esas olarak taşıyıcının bükümlü çift kablo olduğu ağlarda kullanılır. UTP kategorisi 3 veya 5. (1'den 7'ye kadar numaralandırılmış ve etkin frekans aralığını belirleyen bükümlü çift kablo kategorileri. Daha yüksek kategorideki bir kablo genellikle daha fazla tel çifti içerir ve her çiftin birim uzunluk başına daha fazla dönüşü vardır).

Yıldız topolojisi şu şekilde yansıtılmıştır: Hızlı teknolojiler Ethernet6.

2.3 Temel halka ağı topolojisi

Halka topolojisinde bilgisayarlar halka oluşturan bir kabloya bağlanır. Bu nedenle kablonun, bir sonlandırıcının bağlanması gereken serbest bir ucu olamaz. Sinyaller halka boyunca tek yönde iletilir ve her bilgisayardan geçer. Pasif veri yolu topolojisinden farklı olarak, burada her bilgisayar bir tekrarlayıcı (tekrarlayıcı) görevi görür, sinyalleri yükseltir ve bunları bir sonraki bilgisayara aktarır. Bu nedenle, bir bilgisayar arızalanırsa tüm ağ çalışmayı durdurur.

Halka ağ diyagramı

Kapalı halka topolojisinin işleyişi jeton geçişine dayanmaktadır.

Belirteç, bir bilgisayarın ağa veri iletmesine olanak tanıyan bir veri paketidir.

Belirteç, verileri aktarmak "isteyen" kişi onu alana kadar bir bilgisayardan diğerine sırayla iletilir. İletim başlatmak isteyen bir bilgisayar, jetonu "yakalar", onu değiştirir, alıcının adresini verilere koyar ve halkanın üzerinden alıcıya gönderir.

Veriler, adresi verilerde belirtilen alıcı adresiyle eşleşen bilgisayara ulaşana kadar her bilgisayardan geçer. Bundan sonra, alıcı bilgisayar, ileten bilgisayara verinin alındığını onaylayan bir mesaj gönderir. Onay alındıktan sonra gönderen bilgisayar yeni bir jeton oluşturur ve onu ağa iade eder.

İlk bakışta işaretleyiciyi aktarmak çok zaman alıyor gibi görünse de aslında işaretleyici neredeyse ışık hızında hareket ediyor. 200 metre çapındaki bir halkada işaretleyici saniyede 10.000 devir frekansında dolaşabilmektedir.

Avantajları halka topolojisi:

Kurulum kolaylığı
ek ekipmanın neredeyse tamamen yokluğu
token kullanımı çarpışma olasılığını ortadan kaldırdığından, ağır ağ yükü altında veri aktarım hızında önemli bir düşüş olmadan istikrarlı çalışma olasılığı.

Kusurlar halka topolojisi:

bir iş istasyonunun arızalanması ve diğer sorunlar (kablo kopması) tüm ağın performansını etkiler
konfigürasyon ve kurulumun karmaşıklığı
sorun gidermede zorluk

En yaygın olarak fiber optik ağlarda kullanılır. FDDI8, Token ring9 standartlarında kullanılır.

3. Diğer olası ağ topolojileri

Gerçek bilgisayar ağları sürekli genişliyor ve modernleşiyor. Bu nedenle böyle bir ağ neredeyse her zaman hibrittir; topolojisi birkaç temel topolojinin birleşimidir. Yıldız ve veri yolunun veya halka ve yıldızın birleşiminden oluşan hibrit topolojileri hayal etmek kolaydır.

3.1 Ağaç ağı topolojisi

Ağaç topolojisi birkaç “yıldızın” birleşimi olarak düşünülebilir. Bugün yerel ağlar oluştururken en popüler olan bu topolojidir.

Ağaç ağ topolojisi diyagramı

Bir ağaç topolojisinde, dalların ve yaprakların büyüdüğü ağacın bir kökü vardır.

Bir ağaç aktif veya gerçek ve pasif olabilir. Aktif bir ağaçta, merkezi bilgisayarlar birkaç iletişim hattını birleştirme merkezlerinde bulunur ve pasif bir ağaçta, yoğunlaştırıcılar (hub'lar) bulunur.

Şekil 6 - Aktif ağaç ağı topolojisi diyagramı

Şekil 7 - Pasif ağaç ağ topolojisi diyagramı

3.2 Birleşik ağ topolojileri

Kombine topolojiler oldukça sık kullanılmaktadır; bunların arasında en yaygın olanları yıldız-otobüs ve yıldız-halkadır.

Yıldız veri yolu topolojisi, veri yolu ve pasif yıldızın birleşimini kullanır.

Birleşik yıldız-otobüs ağ topolojisinin şeması

Hem bireysel bilgisayarlar hem de tüm veri yolu bölümleri hub'a bağlıdır. Aslında ağdaki tüm bilgisayarları kapsayan fiziksel bir veri yolu topolojisi uygulanmaktadır. Bu topolojide, birbirine bağlanan ve omurga olarak adlandırılan destek veriyolunu oluşturan birkaç hub kullanılabilir. Hub'ların her birine ayrı bilgisayarlar veya veri yolu bölümleri bağlanır. Sonuç bir yıldız lastiği ağacıdır. Böylece kullanıcı, veri yolu ve yıldız topolojilerinin avantajlarını esnek bir şekilde birleştirebildiği gibi, ağa bağlı bilgisayar sayısını da kolaylıkla değiştirebilmektedir. Bilgi dağıtımı açısından bu topoloji klasik bir veriyoluna eşdeğerdir.

Yıldız halkalı topoloji durumunda, bir halka şeklinde birleştirilenler bilgisayarların kendisi değil, bilgisayarların yıldız şeklindeki çift iletişim hatları kullanılarak bağlandığı özel merkezlerdir.

Birleşik yıldız halkası ağ topolojisinin şeması

Gerçekte, ağdaki tüm bilgisayarlar kapalı bir halkaya dahildir, çünkü hub'lar içerisinde iletişim hatları kapalı bir döngü oluşturur (Şekil 9'da gösterildiği gibi). Bu topoloji, yıldız ve halka topolojilerinin avantajlarını birleştirmeyi mümkün kılar. Örneğin hub'lar, tüm ağ kablosu bağlantı noktalarını tek bir yerde toplamanıza olanak tanır. Bilgi yayılımından bahsedersek bu topoloji klasik bir halkaya eşdeğerdir.

3.3 "Izgara" ağ topolojisi

Son olarak, bilgisayarların ve diğer cihazların tamamının veya çoğunun birbirine doğrudan bağlandığı bir ağ veya ağ topolojisinden bahsetmek gerekir (Şekil 10).

Şekil 10 - Ağ ağı topolojisi diyagramı

Bu topoloji son derece güvenilirdir; herhangi bir kanal bozulursa, bilgi dağıtımı için çeşitli yollar mümkün olduğundan veri aktarımı durmaz. Mesh topolojileri (çoğunlukla tam değil, ancak kısmi), örneğin büyük bir kurumsal ağın birkaç bölümünü bağlarken veya İnternet'e bağlanırken maksimum ağ hatası toleransını sağlamanın gerekli olduğu yerlerde kullanılır, ancak elbette bunun bedelini ödemek için: kablo tüketimi önemli ölçüde artar, Ağ ekipmanı ve konfigürasyonu daha karmaşık hale gelir.

Şu anda modern ağların büyük çoğunluğu, birkaç yıldızın (örneğin bir ağaç topolojisi) ve bir CSMA/CD (taşıyıcı algılamalı çoklu erişim) iletim yönteminin birleşimi olan bir yıldız topolojisi veya hibrit topoloji kullanmaktadır. .

Parça bilgisayar ağı

Bir bilgisayar ağının bir parçası, günümüzde yerel ağlar oluşturmak ve bunları küresel bağlantılar yoluyla birbirine bağlamak için kullanılan ana iletişim ekipmanı türlerini içerir. Bilgisayarlar arasında yerel bağlantılar kurmak için kullanılırlar Farklı türde kablo sistemleri, ağ adaptörleri, tekrarlayıcı hub'lar, köprüler, anahtarlar ve yönlendiriciler. Yerel ağları küresel bağlantılara bağlamak için, köprülerin ve yönlendiricilerin özel çıkışları (WAN bağlantı noktaları) ve ayrıca uzun hatlar üzerinden veri iletim ekipmanları - modemler (analog hatlar üzerinde çalışırken) veya bunlara bağlanan cihazlar kullanılır. dijital kanallar(TA – terminal adaptörleri ISDN ağları, CSU/DSU vb. gibi dijital özel kanallar için hizmet veren cihazlar).

Topoloji altında Bir bilgisayar ağının (düzeni, konfigürasyonu, yapısı) genellikle ağdaki bilgisayarların birbirine göre fiziksel düzenlemesini ve iletişim hatlarıyla bağlanma şekillerini ifade eder. Topoloji kavramının öncelikle bağlantı yapısının kolayca izlenebildiği yerel ağlara atıfta bulunduğunu belirtmek önemlidir. Küresel ağlarda bağlantıların yapısı genellikle kullanıcılardan gizlenir ve çok önemli değildir çünkü her iletişim oturumu kendi yolunda gerçekleştirilebilir.
Topoloji, ekipman gereksinimlerini, kullanılan kablo tipini, alışverişi yönetmenin olası ve en uygun yöntemlerini, çalışmanın güvenilirliğini ve ağı genişletme olanaklarını belirler.

Üç ana ağ topolojisi vardır:

1. Ağ topolojisi veriyolu(veri yolu), tüm bilgisayarların bir iletişim hattına paralel olarak bağlandığı ve her bilgisayardan gelen bilgilerin aynı anda diğer tüm bilgisayarlara iletildiği (Şekil 1);

2. Yıldız ağ topolojisi(yıldız), diğer çevresel bilgisayarların her biri kendi ayrı iletişim hattını kullanarak bir merkezi bilgisayara bağlandığı (Şekil 2);

3. Ağ topolojisi halkası(halka), her bilgisayarın her zaman zincirdeki yalnızca bir sonraki bilgisayara bilgi ilettiği ve yalnızca zincirdeki önceki bilgisayardan bilgi aldığı ve bu zincirin bir "halka" halinde kapatıldığı (Şekil 3).

Pirinç. 1. Ağ topolojisi “veri yolu”

Pirinç. 2. Yıldız ağ topolojisi

Pirinç. 3. Ağ topolojisi “halkası”

Uygulamada, temel topolojinin kombinasyonları sıklıkla kullanılır, ancak çoğu ağ bu üçüne odaklanmıştır. Şimdi listelenen ağ topolojisinin özelliklerini kısaca ele alalım.

Otobüs topolojisi(veya aynı zamanda “ortak veri yolu” olarak da adlandırıldığı gibi), yapısı gereği, bilgisayarların ağ ekipmanlarının kimliğinin yanı sıra tüm abonelerin eşitliğine de izin verir. Böyle bir bağlantıda bilgisayarlar yalnızca tek bir iletişim hattı olduğundan yalnızca sırayla iletim yapabilirler. Aksi takdirde iletilen bilgiler örtüşme (çatışma, çarpışma) sonucu bozulacaktır. Böylece, veri yolu yarı çift yönlü bir değişim modunu uygular (her iki yönde, ancak sırayla ve aynı anda değil).
“Veri yolu” topolojisinde, tüm bilgilerin iletildiği merkezi bir abone yoktur, bu da güvenilirliği artırır (sonuçta herhangi bir merkez arızalanırsa, bu merkez tarafından kontrol edilen tüm sistem çalışmayı durdurur). Otobüse yeni abone eklemek oldukça basittir ve genellikle ağ çalışırken bile mümkündür. Çoğu durumda, bir veri yolu diğer topolojilerle karşılaştırıldığında minimum miktarda bağlantı kablosu gerektirir. Ancak, her bilgisayarın (dıştaki iki bilgisayar hariç) iki kabloya sahip olduğunu dikkate almanız gerekir ve bu her zaman uygun değildir.
Bu durumda olası çakışmaların çözümü her bir abonenin ağ ekipmanına düştüğü için, "veri yolu" topolojisine sahip ağ bağdaştırıcısı ekipmanı diğer topolojilere göre daha karmaşıktır. Ancak “bus” topolojisine sahip ağların (Ethernet, Arcnet) yaygın kullanımı nedeniyle ağ ekipmanlarının maliyeti çok yüksek değildir.
Otobüs, bireysel bilgisayarların arızalanmasından korkmaz çünkü ağdaki diğer tüm bilgisayarlar normal şekilde alışveriş yapmaya devam edebilir. Veri yolu hasar görmemiş ve kablo kopmuş gibi görünebilir, çünkü bu durumda tamamen işlevsel iki veri yolumuz var. Bununla birlikte, elektrik sinyallerinin uzun iletişim hatları üzerinden yayılmasının özellikleri nedeniyle, özel cihazların veriyolunun uçlarına, Şekil 2'de gösterilen sonlandırıcıların dahil edilmesini sağlamak gerekir. 1 dikdörtgen şeklinde. Sonlandırıcıların dahil edilmemesi durumunda sinyal, hattın ucundan yansıtılır ve bozulur, böylece ağ üzerinden iletişim imkansız hale gelir. Yani kablonun kopması veya hasar görmesi durumunda iletişim hattının koordinasyonu bozulur ve birbirine bağlı kalan bilgisayarlar arasında bile iletişim durur. Veri yolu kablosunun herhangi bir noktasındaki kısa devre tüm ağı devre dışı bırakır. Veriyolundaki herhangi bir ağ ekipmanı arızasının yerini belirlemek çok zordur çünkü tüm adaptörler paralel olarak bağlanmıştır ve hangisinin arızalı olduğunu anlamak o kadar kolay değildir.
“Veri yolu” topolojisine sahip bir ağın iletişim hattından geçerken, bilgi sinyalleri hiçbir şekilde zayıflar ve yenilenmez, bu da iletişim hatlarının toplam uzunluğuna katı kısıtlamalar getirir; ayrıca her abone farklı seviyelerde sinyaller alabilir. verici aboneye olan mesafeye bağlı olarak ağdan. Bu, ağ ekipmanı düğümlerinin alınmasına ilişkin ek gereksinimler getirir. "Veri yolu" topolojisine sahip bir ağın uzunluğunu artırmak için, özel sinyal güncelleyiciler - tekrarlayıcılar kullanılarak birbirine bağlanan birkaç bölüm (her biri bir veri yolu olan) sıklıkla kullanılır.
Bununla birlikte, ağın uzunluğundaki bu tür bir artış sonsuza kadar süremez çünkü iletişim hatları boyunca sinyal yayılımının sonlu hızıyla ilgili sınırlamalar da vardır.

Yıldız topolojisi- bu, diğer tüm abonelerin bağlı olduğu, açıkça belirlenmiş bir merkeze sahip bir topolojidir. Tüm bilgi alışverişi yalnızca merkezi bilgisayar aracılığıyla gerçekleşir ve bu şekilde çok ağır bir yük oluşturur, dolayısıyla ağ dışında başka hiçbir şey yapamaz. Merkezi abonenin ağ ekipmanının, çevresel abonelerin ekipmanından önemli ölçüde daha karmaşık olması gerektiği açıktır. Bu durumda aboneler için eşit haklardan bahsetmeye gerek yok. Kural olarak, en güçlü olan merkezi bilgisayardır ve borsayı yönetmeye yönelik tüm işlevler ona atanmıştır. Prensip olarak, yıldız topolojisine sahip bir ağda hiçbir çakışma mümkün değildir, çünkü yönetim tamamen merkezidir, çakışmaya gerek yoktur.
Yıldızın bilgisayar arızalarına karşı direncinden bahsedersek, çevresel bilgisayarın arızası ağın kalan kısmının işleyişini hiçbir şekilde etkilemez, ancak merkezi bilgisayarın herhangi bir arızası ağın tamamen çalışamaz hale gelmesine neden olur. Bu nedenle merkezi bilgisayarın ve ağ ekipmanının güvenilirliğini artırmak için özel önlemlerin alınması gerekmektedir. Yıldız topolojisinde herhangi bir kablonun kesilmesi veya kısa devre yapılması, yalnızca bir bilgisayarla iletişimi bozar ve diğer tüm bilgisayarlar normal şekilde çalışmaya devam edebilir.
Otobüsün eğiminde, yıldızda her iletişim hattında yalnızca iki abone vardır: merkezi ve çevresel olanlardan biri. Çoğu zaman, bunları bağlamak için her biri bilgiyi yalnızca bir yönde ileten iki iletişim hattı kullanılır. Böylece her iletişim hattında yalnızca bir alıcı ve bir verici bulunur. Tüm bunlar, veri yoluna kıyasla ağ kurulumunu önemli ölçüde basitleştirir ve ek harici sonlandırıcı kullanma ihtiyacını ortadan kaldırır. İletişim hattındaki sinyal zayıflaması sorunu da "yıldız"da "veriyolu"na göre daha kolay çözülür, çünkü her alıcı her zaman aynı seviyede bir sinyal alır. Yıldız topolojisinin ciddi bir dezavantajı abone sayısındaki katı sınırlamadır. Tipik olarak, merkezi abone 8-16'dan fazla çevresel aboneye hizmet veremez. Bu sınırlar dahilinde yeni aboneleri bağlamak oldukça kolaysa, aşılırsa bu kesinlikle imkansızdır. Doğru, bazen bir yıldız genişleme olasılığını, yani çevresel abonelerden biri yerine başka bir merkezi aboneyi bağlamayı sağlar (sonuç, birbirine bağlı birkaç yıldızın topolojisidir).
Şekilde gösterilen yıldız. 2'ye aktif veya gerçek yıldız denir. Ayrıca pasif yıldız adı verilen ve yıldıza yalnızca yüzeysel olarak benzeyen bir topoloji de vardır (Şekil 4). Şu anda aktif yıldızdan çok daha yaygındır. Günümüzün en popüler Ethernet ağında kullanıldığını söylemekle yetinelim.

Pirinç. 4. Pasif yıldız topolojisi

Bu topolojiye sahip bir ağın merkezinde bir bilgisayar değil, tekrarlayıcıyla aynı işlevi gören bir yoğunlaştırıcı veya hub bulunur. Alınan sinyalleri yenileyerek diğer iletişim hatlarına iletir. Kablolama düzeni gerçek veya aktif bir yıldıza benzer olmasına rağmen, aslında bir veri yolu topolojisi ile karşı karşıyayız çünkü her bilgisayardan gelen bilgi aynı anda diğer tüm bilgisayarlara iletilir ve merkezi bir abone yoktur. Doğal olarak pasif bir yıldız normal bir otobüse göre daha pahalıdır çünkü bu durumda bir hub'a da ihtiyacınız vardır. Ancak yıldız avantajlarıyla ilişkili bir dizi ek özellik sağlar. Bu nedenle son zamanlarda pasif yıldız, ümit vaat etmeyen bir topoloji olarak kabul edilen gerçek yıldızın yerini giderek daha fazla alıyor.
Aktif ve pasif bir yıldız arasında orta tipte bir topolojiyi ayırt etmek de mümkündür. Bu durumda hub yalnızca sinyalleri iletmekle kalmaz, aynı zamanda alışverişi de yönetir, ancak alışverişin kendisinde yer almaz.
Büyük yıldız avantajı(hem aktif hem de pasif) tüm bağlantı noktalarının tek bir yerde toplanmasıdır. Bu, ağın çalışmasını kolayca izlemenize, belirli abonelerin merkezle olan bağlantısını keserek ağ hatalarını lokalize etmenize (bu, örneğin bir otobüs durumunda imkansızdır) ve ayrıca yetkisiz kişilerin hayati önem taşıyan bağlantı noktalarına erişimini sınırlandırmanıza olanak tanır. ağ için. Yıldız olması durumunda, her çevresel aboneye ya bir kabloyla (her iki yönde iletim yapan) ya da iki kabloyla (her biri bir yönde iletim yapar) yaklaşılabilir; ikinci durum daha yaygındır. Yıldız topolojisinin tamamı için ortak bir dezavantaj, kablo tüketiminin diğer topolojilere göre önemli ölçüde daha yüksek olmasıdır. Örneğin, bilgisayarlar tek bir hatta yerleştirilmişse (Şekil 1'deki gibi), o zaman bir "yıldız" topolojisi seçerken, "veri yolu" topolojisine göre birkaç kat daha fazla kabloya ihtiyacınız olacaktır. Bu, bir bütün olarak tüm ağın maliyetini önemli ölçüde etkileyebilir.

Halka topolojisi her bilgisayarın iletişim hatlarıyla yalnızca iki bilgisayara bağlandığı bir topolojidir: birinden yalnızca bilgi alır ve diğerine yalnızca iletir. Her iletişim hattında yıldızlarda olduğu gibi yalnızca bir verici ve bir alıcı bulunur. Bu, harici sonlandırıcıları kullanmaktan kaçınmanıza olanak tanır. Halkanın önemli bir özelliği, her bilgisayarın sinyali aktarması (yenilemesi), yani tekrarlayıcı görevi görmesidir, bu nedenle sinyalin halka boyunca zayıflaması önemli değildir, yalnızca halkanın komşu bilgisayarları arasındaki zayıflama önemlidir. Bu durumda açıkça tanımlanmış bir merkez yoktur, tüm bilgisayarlar aynı olabilir. Bununla birlikte, çoğu zaman, borsayı yöneten veya borsayı kontrol eden sprat'ta özel bir abone tahsis edilir. Böyle bir kontrol abonesinin varlığının ağın güvenilirliğini azalttığı açıktır, çünkü başarısızlığı anında tüm santrali felç edecektir.
Kesin olarak konuşursak, çaçadaki bilgisayarlar tamamen eşit değildir (örneğin, veri yolu topolojisinden farklı olarak). Bazıları mutlaka şu anda iletim yapan bilgisayardan bilgiyi daha erken alırken, diğerleri daha sonra alır. "Halka" için özel olarak tasarlanmış ağ değişimini kontrol etme yöntemleri topolojinin bu özelliğine dayanmaktadır. Bu yöntemlerde, bir sonraki iletim hakkı (veya dedikleri gibi ağı devralma hakkı) sırayla çevredeki bir sonraki bilgisayara geçer.
Yeni aboneleri "halkaya" bağlamak genellikle tamamen ağrısızdır, ancak bağlantı süresince tüm ağın zorunlu olarak kapatılmasını gerektirir. "Veri yolu" topolojisinde olduğu gibi, bir sprattaki maksimum abone sayısı oldukça büyük olabilir (bin veya daha fazlaya kadar). Halka topolojisi genellikle aşırı yüklere karşı en dirençli olanıdır; ağ üzerinden iletilen en büyük bilgi akışıyla güvenilir çalışmayı sağlar, çünkü kural olarak hiçbir çakışma yoktur (otobüsten farklı olarak) ve merkezi abone yoktur (farklı olarak) Bir yıldız) .
Sprattaki sinyal ağdaki tüm bilgisayarlardan geçtiği için bunlardan en az birinin (veya ağ kurulumunun) arızalanması tüm ağın bir bütün olarak çalışmasını bozar. Aynı şekilde halka kabloların her birindeki herhangi bir kopma veya kısa devre, tüm ağın çalışmasını imkansız hale getirir. Halka, kablo hasarına karşı en savunmasız olanıdır, bu nedenle bu topoloji genellikle biri yedekte olmak üzere iki (veya daha fazla) paralel iletişim hattının döşenmesini içerir.
Aynı zamanda, halkanın en büyük avantajı, sinyallerin her abone tarafından yeniden iletilmesinin, tüm ağın boyutunu bir bütün olarak önemli ölçüde artırmayı (bazen birkaç on kilometreye kadar) mümkün kılmasıdır. Halka diğer topolojilerden nispeten üstündür.

Dezavantaj halkalar (bir yıldızla karşılaştırıldığında), ağdaki her bilgisayara iki kablonun bağlanması gerektiği düşünülebilir.

Bazen bir halka topolojisi, bilgileri zıt yönlerde ileten iki halka iletişim hattına dayanır. Böyle bir çözümün amacı bilgi aktarımının hızını artırmaktır (ideal olarak iki katına çıkarmaktır). Ayrıca kablolardan birinin hasar görmesi durumunda ağ başka bir kabloyla çalışabilir (her ne kadar maksimum hız düşse de).
Dikkate alınan üç ana temel topolojiye ek olarak ağ topolojisi de sıklıkla kullanılır. ağaç" (ağaç), birkaç yıldızın birleşimi olarak düşünülebilir. Bir yıldızda olduğu gibi, bir ağaç aktif veya gerçek (Şek. 5) ve pasif (Şek. 6) olabilir. Aktif bir ağaçta, merkezi bilgisayarlar birkaç iletişim hattını birleştirme merkezlerinde bulunur ve pasif bir ağaçta, yoğunlaştırıcılar (hub'lar) bulunur.

Pirinç. 5. “Aktif ağaç” topolojisi

Pirinç. 6. “Pasif ağaç” topolojisi. K - yoğunlaştırıcılar

Kombine topolojiler de oldukça sık kullanılır; örneğin yıldız-veri yolu, yıldız-halka.

Topoloji kavramının belirsizliği.

Ağ topolojisi yalnızca bilgisayarların fiziksel konumunu değil, daha da önemlisi aralarındaki bağlantıların doğasını ve ağ boyunca sinyal yayılımının özelliklerini belirler. Ağın hata toleransının derecesini, ağ ekipmanının gerekli karmaşıklığını, alışverişi yönetmenin en uygun yöntemini, olası iletim ortamı türlerini (iletişim kanalları), izin verilen veri boyutunu belirleyen bağlantıların doğasıdır. ağ (iletişim hatlarının uzunluğu ve abone sayısı), elektriksel koordinasyon ihtiyacı ve çok daha fazlası.
İnsanlar literatürde ağ topolojisi hakkında düşündüklerinde akıllarında farklı düzeylerle ilgili tamamen farklı dört kavram olabilir. Ağ mimarisi:

1. Fiziksel topoloji (yani bilgisayarların düzeni ve kablo yönlendirmesi). Örneğin bu içerikte pasif bir yıldızın aktif bir yıldızdan hiçbir farkı yoktur, bu nedenle genellikle basitçe "yıldız" olarak anılır.

2. Mantıksal topoloji (yani bağlantıların yapısı, ağ üzerinden sinyal yayılımının doğası). Bu muhtemelen topolojinin en doğru tanımıdır.

3. Değişim kontrol topolojisi (yani, ağı memnun etme hakkını bireysel bilgisayarlar arasında aktarma ilkesi ve sırası).

4. Bilgi topolojisi (yani ağ üzerinden iletilen bilgi akışlarının yönü).

Örneğin, fiziksel ve mantıksal "veri yolu" topolojisine sahip bir ağ, bir yönetim yöntemi olarak, ağı ele geçirme hakkının röle iletimini kullanabilir (yani, bu içerikte bir halka olabilir) ve tüm bilgileri aynı anda özel bir tek bir kanal üzerinden iletebilir. bilgisayar (bu içerikte yıldız olun).

Çok az kişi ağ topolojileri terimine aşinadır, ancak ortalama bir kullanıcı yerel ağ kavramını bilir bilgisayar ekipmanı hala var. Yani ağ topolojileri oluşturulanların işini belirleyen araçlardır. bilgisayar ağları bilgileri aynı anda birden fazla makine üzerinden çalıştırmanıza olanak tanır.

Bu makalede ağ topolojileri kavramına daha yakından bakalım ve ayrıca bunlara neden ihtiyaç duyulduğunu, nerede ve nasıl doğru şekilde kullanılacağını, bu araçların hangi türlerinin mevcut olduğunu, hangi olumlu ve olumsuz özelliklere sahip olduklarını öğrenelim.

Ağ Topolojileri - Giriş

Yerel bilgisayar ağları özel ağ cihazları olmadan çalışamaz. Genellikle ikiden fazla bilgisayar bir ağda yer alır, genellikle beş, on, yirmi, tüm şirketleri birleştiren ağlar vardır. Bir çeşit iletişim hattıyla birbirlerine bağlanırlar. Ağa bağlı makinelerin etkileşimi farklı olabilir. Birkaç tür ağ oluşturarak birkaç cihazı tek bir cihazda birleştirmek mümkündür:

halka şeklinde;
yıldızlı;
yorulmak;
hiyerarşik;
keyfi.

BT uzmanları arasında bu tür ağların oluşturulmasına topolojiler denir. Bu, yerel ağlar oluşturmak için geçerli olan fiziksel bir araç setidir. Ayrıca mantıksal topolojiler de vardır.

Fiziksel ve mantıksal topolojiler bağımsız olarak çalışır ve örtüşmez. Ağın geometrisinden fiziksel olanlar sorumluysa, mantıksal olanlar, oluşturulan ağın çeşitli düğümleri arasındaki veri akışlarının yeniden dağıtılmasına dahil olur ve en fazlasını belirler. etkili yöntem veri aktarımı.

Hem fiziksel hem de mantıksal topolojilerin hem avantajları hem de dezavantajları vardır, bu nedenle modern zamanlarda eşit olarak kullanılırlar. Aşağıda her bir ağ topolojisi türünün temel özelliklerini ele alacağız ve temel özlerinin ne olduğunu öğreneceğiz.

Veri yolu topolojisinin özellikleri: çalışma prensibi

Elektronik verileri bir bilgisayardan diğerine aktarırken doğrusal bir mono kanal kullanılıyorsa, bu, ağın veri yolu topolojisinin işe dahil olduğu anlamına gelir. Mono kanalın uçlarında özel olarak adlandırılan sonlandırıcılar kuruludur. Ağa katılan kişisel bilgisayarlar paylaşılan ağ ortak hat mono kanalıyla temas halinde olan T şeklinde bir konektör aracılığıyla.

Elektronik veriler sonlandırıcılara ulaşır ve tüm ağ düğümlerine aynı anda ulaşırlar ancak değerlendirilmek üzere kabul edilmeleri gerekir. elektronik belgeler Yalnızca mesajın gönderildiği bilgisayar bunu yapabilir. Ana iletim sinyali, ağa dahil olan her bilgisayar makinesi tarafından yakalanır, bu nedenle elektronik veri iletim ortamı, ağın ortak bir bileşenidir.

Veri yolu topolojisi, Ethernet mimarisinin gelişmiş yetenekleriyle yaygın bir popülerlik kazanmıştır.

Bus topolojisinin başlıca avantajları şunlardır:

konfigürasyon kolaylığı, oluşturulan ağın net konfigürasyonu;
İçerisindeki birden fazla bilgisayarın arızalanması durumunda ağ kesintiye uğramaz, bu da her türlü bilgisayar sorununa karşı dayanıklı olduğu anlamına gelir.

Lastik tipolojisinin ana dezavantajları şunlardır:

döşenecek ağ kablosunun uzunluğu sınırlıdır ve ağa dahil edilen bilgisayar ekipmanının sayısı da sınırlıdır;
tüm ağ, mono kanalın sağlığına bağlıdır; eğer sorun yaşarsa, tüm ağ da zarar görür; bir veri yolu ağında, özellikle de tüm bileşenleri yalıtıldığında, bir arıza noktası bulmak genellikle çok zordur.

Yıldız topolojisinin özellikleri: çalışma prensibi

Yıldız tipi bir ağ oluştururken her birey Kişisel bilgisayar hub veya yoğunlaştırıcı adı verilen bir yere bağlanır. Bu sayede ağa dahil olan tüm bilgisayar birimlerinin paralel bağlantısı oluşturulur. Bu bileşenler, ağa dahil olan bilgisayarlar arasındaki iletişimi sağlayan ana bağlantı bağlantılarıdır.

Bu ağ aynı zamanda ortak bir bilgi alanı kullanır, yani bilgi tüm iletişim düğümlerine gönderilir, ancak yalnızca orijinal olarak gönderildiği bölüm tarafından alınabilir.

Yıldız ağının ana avantajları:

yeni bilgisayar ekipmanının kurulumu ve bağlanması kolaydır;
tıpkı bir otobüs ağı gibi, ağa bağlı bilgisayarların arızalarına karşı dayanıklıdır;
Bağlı tüm birimlerin merkezi yönetimine olanak tanır.

Yıldız tipolojisinin ana dezavantajları:

kurulum sırasında yüksek ağ kablosu tüketimi;
Bir hub'ın veya yoğunlaştırıcının arızalanması, tüm elektronik veri iletim zincirinin arızalanmasına yol açar.

Bir yıldız ağı aynı zamanda merkezi bir merkeze de dayanabilir. Ağa dahil olan belirli bilgisayar birimlerini birbirine bağlayan akıllı bir aracı ifade eder. Çıkış-giriş işlemi ilkesi, tüm birimler için ortak bir bilgi alanı kullanmamayı, ancak bilginin bir noktadan diğerine, üçüncü, dördüncü aktarımını belirtmeyi mümkün kılar. Her bilgisayarın ek olarak olduğu ortaya çıktı. hub'lar aynı zamanda merkezi bir hub'a da bağlıdır, ağ içinde bir arıza meydana gelirse tüm ağ bundan zarar görmez. Arıza durumunda, arıza noktasının ağ bağlantısı kendiliğinden kesilir, bu da onu hızlı bir şekilde bulmanıza ve tüm çalışma kusurlarını ortadan kaldırmanıza olanak tanır.

Böyle bir ağın döşenmesi büyük miktarda ağ kablosu gerektirir, ancak işleminin verimliliği buna değer.

Yıldız tipolojisi aynı zamanda birkaç yıldızın birleşiminden oluşan bir ağaç türü de olabilir. İç içe geçme durumuna göre ağın aktif durumu, pasif veya gerçek durumu ayırt edilir. Duruma bağlı olarak, ağa dahil olan bilgisayar birimleri arasında bağlantı oluşturmak için yoğunlaştırıcılı hub'lar veya merkezi bilgisayarlar kullanılır.

Merkezi bir bilgisayar seçilirse, gerçekten güvenilir ve üretken bir ağ oluşturabilirsiniz, ancak ucuz değil. Yoğunlaştırıcılı hub'lar kullanırsanız, maliyeti birkaç kat daha düşük olacaktır, ancak performans göstergesi önemli ölçüde daha düşük olacaktır.

Halka topolojisinin özellikleri: çalışma prensibi

Halka topolojisi, tüm ağ kanallarının tek bir kesintisiz zincire doğrudan bağlanmasını ifade eder. Bu onun tipik bir daire olduğu anlamına gelmez. Halka ağının özü, bir bilgisayar ünitesinin çıkışının ve diğerinin girişinin elektronik verileri iletmek için kullanılmasıdır. Bilginin hareketi tek bir akışta gerçekleşir. Çıkışta bilgi varsa ve girişte alınmazsa, daha sonra girişe ulaşma girişimiyle tekrar çıkışa döndürülür. Yani bilgi her zaman göndericiden alıcıya ve geri aynı rota boyunca hareket eder.

Mantıksal bir halka kapanma eğilimindedir. Halka ağının temel avantajı kurulumunun çok kolay olmasıdır. Ancak beklenmedik arızalara karşı güvenilir değildir. Devrede bir arıza varsa veri halkası kesilir. Çoğu zaman pratikte, BT uzmanları değiştirilmiş bir halka tipolojisine sahip projeler uygular.

Yerel bilgisayar ağları oluşturmaya yönelik birleşik çözümler

Ağ güvenilirliğini sağlamak için pratikte temel ağ topolojilerinin kombinasyonları sıklıkla kullanılır. En yaygın kullanılanlar yıldız veri yolu veya yıldız halka topolojileridir. Yerel bilgisayar ağlarını kurarken çeşitli araçları birleştirmenin sonucu nedir? Buradaki cevap açıktır - ağ güvenilirliğinin sağlanması, arızalara karşı direnç ve zincir boyunca bilgi iletme ilkesine zorunlu uyumun bulunmaması, bu da ağda kusurlar meydana geldiğinde işi basitleştirir.

Aynı zamanda hem ağın çalışma prensibi hem de kurulum süreci basitleştirilmiştir.

Özetleyelim

Artık ana ağ topoloji türlerini biliyorsunuz. Bu makalede sunulan seçenekler en tipik olanlardır ve modern yerel bilgisayar ağlarının kurulumunda kullanılır. Ancak bu, daha gelişmiş topolojilerin kullanılmadığı anlamına gelmez; bunlar genellikle bilimsel veya askeri olanlar gibi belirli hizmet nesneleri için geliştirilir. Ancak tipik sivil uygulamalar için burada tartışılan ağ topolojileri oldukça yeterlidir.

Mevcut topolojiler onlarca yıldır oluşturulduğundan bunların yaygın şekilde kullanılması mantıklıdır.

giriiş

1. Ağ topolojisi kavramı

2. Temel ağ topolojileri

2.3 Temel halka ağı topolojisi

3. Diğer olası ağ topolojileri

3.1 Ağaç ağı topolojisi

3.2 Birleşik ağ topolojileri

3.3 "Izgara" ağ topolojisi

4. Topoloji kavramının çok anlamlılığı

Çözüm

Kaynakça

giriiş

Bugün bilgisayar ağları kullanılmadan insan faaliyetini hayal etmek imkansızdır.

Bilgisayar ağı, birbirleriyle etkileşime giren en az iki bilgisayardan oluşan dağıtılmış bir bilgi işlem sistemidir. özel araçlar iletişim.

Bilgisayarların uzaklığına ve ölçeğine bağlı olarak ağlar geleneksel olarak yerel ve küresel olarak ikiye ayrılır.

Yerel ağlar, servis sağlayıcılara ulaşmadan önce kapalı bir altyapıya sahip olan ağlardır. "LAN" terimi hem küçük bir ofis ağını hem de birkaç yüz hektarı kapsayan büyük bir tesis düzeyinde ağı tanımlayabilir. Yerel ağlar genellikle belirli bir kuruluş içinde kurulur, bu nedenle bunlara aynı zamanda kurumsal ağlar.

Bazen orta sınıfın ağları ayırt edilir - bir şehir veya bölgesel ağ, yani. bir şehir, bölge vb. içindeki ağ.

Küresel ağ, hem yerel ağlar hem de diğer telekomünikasyon ağları ve cihazları dahil olmak üzere geniş coğrafi bölgeleri kapsamaktadır. Küresel ağlar yerel ağlarla hemen hemen aynı yeteneklere sahiptir. Ancak kapsamlarını genişletiyorlar. Küresel ağları kullanmanın faydaları öncelikle işlem hızıyla sınırlıdır: küresel ağlar, yerel ağlardan daha düşük hızda çalışır.

Yukarıda listelenen bilgisayar ağlarından ağların mimarisini ve veri aktarım yöntemlerini daha iyi anlamak için dikkatimizi yerel ağlara çevireceğiz. Bunun için ağ topolojisi diye bir şeyi bilmeniz gerekir.

1. Ağ topolojisi kavramı

Topoloji, bir ağın mantıksal özellikleriyle birleştirilmiş fiziksel konfigürasyonudur. Topoloji, bir ağın temel düzenini tanımlamak için kullanılan standart bir terimdir. Farklı topolojilerin nasıl kullanıldığını anlayarak, farklı ağ türlerinin hangi yeteneklere sahip olduğunu belirleyebilirsiniz.

İki ana topoloji türü vardır:

fiziksel

mantıklı

Mantıksal topoloji, veri iletirken ağ istasyonlarının etkileşimine ilişkin kuralları açıklar.

Fiziksel topoloji, depolama ortamının nasıl bağlanacağını belirler.

"Ağ topolojisi" terimi bilgisayarların, kabloların ve diğer ağ bileşenlerinin fiziksel düzenini açıklar. Ağ topolojisi, özelliklerini belirler.

Belirli bir topolojinin seçimi şunları etkiler:

gerekli ağ ekipmanının bileşimi

ağ ekipmanı özellikleri

ağ genişletme olanakları

ağ yönetimi yöntemi

Bir topoloji seçerken, ağın güvenilir ve verimli çalışmasını ve ağ veri akışlarının uygun şekilde yönetilmesini sağladığını dikkate almanız gerekir. Ağın, oluşturma ve bakım maliyeti açısından ucuz olması da arzu edilir, ancak aynı zamanda daha da genişletilmesi ve tercihen daha yüksek hızlı iletişim teknolojilerine geçiş için fırsatlar da mevcut olacaktır. Bu kolay bir iş değil! Bunu çözmek için hangi ağ topolojilerinin olduğunu bilmeniz gerekir.

2. Temel ağ topolojileri

Çoğu ağın üzerine inşa edildiği üç temel topoloji vardır.

yıldız

yüzük

Bilgisayarlar tek bir kablo üzerinden bağlıysa topolojiye "veri yolu" adı verilir. Bilgisayarlar tek bir noktadan veya hub'dan kaynaklanan kablo bölümlerine bağlandığında topolojiye yıldız topolojisi adı verilir. Bilgisayarların bağlandığı kablo bir halka şeklinde kapalıysa bu topolojiye halka adı verilir.

Temel topolojilerin kendileri basit olmasına rağmen gerçekte çeşitli topolojilerin özelliklerini birleştiren oldukça karmaşık kombinasyonlar vardır.

2.1 Veri yolu ağı topolojisi

Bu topolojide tüm bilgisayarlar birbirine tek kabloyla bağlıdır (Şekil 1).

Şekil 1 - "Veri yolu" tipinin ağ topolojisi diyagramı

"Veri yolu" topolojisine sahip bir ağda, bilgisayarlar verileri belirli bir bilgisayara yönlendirir ve bunları kablo boyunca elektrik sinyalleri - donanım MAC adresleri şeklinde iletir. Bir veri yolu aracılığıyla bilgisayar etkileşimi sürecini anlamak için aşağıdaki kavramları anlamanız gerekir:

sinyal iletimi

sinyal yansıması

Terminatör

1. Sinyal iletimi

Elektrik sinyalleri şeklindeki veriler ağdaki tüm bilgisayarlara iletilir; ancak yalnızca adresi bu sinyallerde şifrelenen alıcı adresiyle eşleşen kişi bilgi alır. Üstelik herhangi bir zamanda yalnızca bir bilgisayar iletim yapabilir. Veriler ağa yalnızca bir bilgisayar tarafından iletildiği için performansı veri yoluna bağlı bilgisayarların sayısına bağlıdır. Ne kadar çok varsa, yani. Veri aktarmayı bekleyen bilgisayar sayısı arttıkça ağ da yavaşlar. Ancak ağ bant genişliği ile içindeki bilgisayar sayısı arasında doğrudan bir ilişki kurmak imkansızdır. Çünkü bilgisayar sayısının yanı sıra ağ performansı aşağıdakiler de dahil olmak üzere birçok faktörden etkilenir:

ağdaki bilgisayarların donanım özellikleri

bilgisayarların veri aktarma sıklığı

çalışan ağ uygulamalarının türü

ağ kablosu türü

ağdaki bilgisayarlar arasındaki mesafe

2. Sinyal yansıması

3. Sonlandırıcı

Elektrik sinyallerinin yansımasını önlemek için kablonun her iki ucuna bu sinyalleri absorbe edecek fişler (sonlandırıcılar) takılır (Şekil 2). Kablo uzunluğunu artırmak için ağ kablosunun tüm uçlarının bilgisayar veya namlu konektörü gibi bir şeye bağlanması gerekir. Elektrik sinyallerinin yansımasını önlemek için kablonun herhangi bir serbest (bağlantısız) ucuna bir sonlandırıcı bağlanmalıdır.

Şekil 2 - Sonlandırıcı kurulumu

Bu ağ topolojisinin avantajları ve dezavantajları vardır. Avantajları şunları içerir:

kısa ağ kurulum süresi

düşük maliyet (daha az kablo ve ağ cihazı gerekir)

kurulum kolaylığı

Bir iş istasyonunun arızalanması ağ çalışmasını etkilemez

Bu topolojinin dezavantajları aşağıdaki gibidir.

bu tür ağların genişletilmesi zordur (ağdaki bilgisayar sayısını ve segment sayısını artırın - bunları bağlayan kablonun ayrı bölümleri).

Veri yolu paylaşıldığı için aynı anda bilgisayarlardan yalnızca biri iletim yapabilir.

"Veri yolu" pasif bir topolojidir - bilgisayarlar yalnızca kabloyu "dinler" ve ağ üzerinden iletim sırasında zayıflayan sinyalleri geri yükleyemezler.

Veri yolu topolojisine sahip bir ağın güvenilirliği düşüktür. Elektrik sinyali kablonun ucuna ulaştığında (özel önlemler alınmadığı sürece) yansır ve tüm ağ bölümünün çalışmasını bozar.

Veri yolu topolojisinin doğasında olan sorunlar, on yıl önce çok popüler olan bu ağların artık pratikte kullanılmamasına yol açtı.

Veri yolu ağı topolojisi, 10 Mbps Ethernet mantıksal topolojisi olarak bilinir.

2.2 Temel yıldız ağı topolojisi

Yıldız topolojisinde tüm bilgisayarlar kablo bölümleri aracılığıyla hub adı verilen merkezi bir bileşene bağlanır (Şekil 3).

Verici bilgisayardan gelen sinyaller hub üzerinden herkese ulaşır.

Bu topoloji, bilgisayarların merkezi bir ana bilgisayara bağlandığı bilgisayarların ilk günlerinde ortaya çıktı.

Topoloji terimi bilgisayarların, kabloların ve diğer ağ bileşenlerinin fiziksel düzenini tanımlar.

Topoloji, profesyoneller tarafından bir ağın temel düzenini tanımlamak için kullanılan standart bir terimdir.

“Topoloji” teriminin yanı sıra, fiziksel düzeni tanımlamak için aşağıdaki terimler de kullanılır:

Fiziksel konum;

Düzen;

Diyagram;

Ağ topolojisi, özelliklerini belirler. Özellikle belirli bir topolojinin seçimi şunları etkiler:

gerekli ağ ekipmanının bileşimi;

ağ ekipmanının özellikleri;

ağ genişletme olanakları;

ağ yönetimi yöntemi.

Kaynakları paylaşmak veya diğer ağ görevlerini gerçekleştirmek için bilgisayarların birbirine bağlı olması gerekir. Bu amaçla çoğu durumda bir kablo kullanılır (daha az yaygın olarak kablosuz ağlar - kızılötesi ekipman). Ancak bilgisayarınızı diğer bilgisayarları birbirine bağlayan bir kabloya bağlamak yeterli değildir. Farklı ağ kartları, ağ işletim sistemleri ve diğer bileşenlerle birleştirilen farklı kablo türleri, farklı bilgisayar düzenleri gerektirir.

Her ağ topolojisi bir dizi koşulu zorunlu kılar. Örneğin, yalnızca kablonun türünü değil aynı zamanda döşenme şeklini de belirleyebilir.

Temel topolojiler

yıldız
yüzük

Bilgisayarlar tek bir kabloyla bağlıysa topolojiye veri yolu adı verilir. Bilgisayarlar tek bir noktadan veya hub'dan kaynaklanan kablo bölümlerine bağlandığında topolojiye yıldız topolojisi adı verilir. Bilgisayarların bağlandığı kablo bir halka şeklinde kapalıysa bu topolojiye halka adı verilir.

Yorulmak.

Veri yolu topolojisine genellikle “doğrusal veri yolu” adı verilir. Bu topoloji en basit ve en yaygın topolojilerden biridir. Ağdaki tüm bilgisayarların bağlandığı, omurga veya segment adı verilen tek bir kablo kullanır.

Veri yolu topolojisine sahip bir ağda bilgisayarlar, verileri elektrik sinyalleri biçiminde bir kablo aracılığıyla ileterek belirli bir bilgisayara yönlendirir.

Elektrik sinyalleri şeklindeki veriler ağdaki tüm bilgisayarlara iletilir; ancak bilgi, adresi bu sinyallerde şifrelenen alıcı adresiyle eşleşen kişi tarafından alınır. Üstelik herhangi bir zamanda yalnızca bir bilgisayar iletim yapabilir.

Veriler ağa yalnızca bir bilgisayar tarafından iletildiği için performansı veri yoluna bağlı bilgisayarların sayısına bağlıdır. Ne kadar çok olursa ağ o kadar yavaş çalışır. Otobüs pasif bir topolojidir. Bu, bilgisayarların yalnızca ağ üzerinden iletilen verileri "dinlediği" ancak verileri göndericiden alıcıya taşımadığı anlamına gelir. Dolayısıyla bilgisayarlardan birinin arızalanması diğerlerinin çalışmasını etkilemeyecektir. Bu topolojide veriler, kablonun bir ucundan diğer ucuna kadar ağ boyunca dağıtılır. Herhangi bir işlem yapılmazsa kablonun ucuna gelen sinyaller yansıtılacak ve bu durum diğer bilgisayarların iletim yapmasına olanak vermeyecektir. Bu nedenle veri hedefe ulaştıktan sonra elektrik sinyallerinin söndürülmesi gerekir. Bunu yapmak için, elektrik sinyallerini absorbe edecek bir veri yolu topolojisine sahip bir ağda kablonun her iki ucuna sonlandırıcılar (fiş olarak da bilinir) takılır.

Avantajları: Ek aktif ekipmanların (örneğin tekrarlayıcılar) bulunmaması, bu tür ağları basit ve ucuz hale getirir.

Doğrusal yerel ağ topolojisi diyagramı

Ancak doğrusal topolojinin dezavantajı ağ boyutu, işlevsellik ve genişletilebilirlik üzerindeki sınırlamalardır.

Yüzük

Halka topolojisinde her iş istasyonu en yakın iki komşusuna bağlanır. Bu ilişki bir döngü veya halka şeklinde yerel bir ağ oluşturur. Veriler bir daire içinde tek yönde iletilir ve her istasyon, kendisine gönderilen paketleri alıp yanıtlayan ve diğer paketleri bir sonraki iş istasyonuna "aşağı" ileten bir tekrarlayıcı rolünü oynar. Orijinal halka ağında tüm nesneler birbirine bağlıydı. Bu bağlantının kapatılması gerekiyordu. Pasif veri yolu topolojisinin aksine, burada her bilgisayar bir tekrarlayıcı görevi görür, sinyalleri yükseltir ve bunları bir sonraki bilgisayara aktarır. Bu topolojinin avantajı ağın öngörülebilir yanıt süresiydi. Ringde ne kadar çok cihaz varsa, ağın isteklere yanıt vermesi de o kadar uzun sürüyordu. En önemli dezavantajı, en az bir cihazın arızalanması durumunda tüm ağın çalışmayı reddetmesidir.

Bir halka üzerinden veri aktarımının ilkelerinden birine denir. jetonu geçiyor.İşin özü şudur. Belirteç, verileri aktarmak isteyen kişi onu alana kadar bir bilgisayardan diğerine sırayla iletilir. Gönderen bilgisayar jetonu değiştirir, e-posta adresini verilere yerleştirir ve onu halkaya gönderir.

Bu topoloji, tüm ağ cihazlarının üzerinden bağlanmasıyla geliştirilebilir. merkez(Merkez diğer cihazlara bağlanan cihaz). Görsel olarak, "ayarlanmış" bir halka artık fiziksel olarak bir halka değildir, ancak böyle bir ağda veriler hala bir daire içinde iletilmektedir.

Şekilde düz çizgiler fiziksel bağlantıları, noktalı çizgiler ise veri aktarım yönlerini göstermektedir. Dolayısıyla böyle bir ağ, fiziksel olarak bir yıldız olmasına rağmen mantıksal bir halka topolojisine sahiptir.

Yıldız

Yıldız topolojisinde tüm bilgisayarlar kablo bölümleri aracılığıyla hub'ı olan merkezi bir bileşene bağlanır. Verici bilgisayardan gelen sinyaller hub üzerinden herkese ulaşır. Yıldız ağlarda kablolama ve ağ konfigürasyon yönetimi merkezileştirilmiştir. Ancak bir de dezavantajı var: Tüm bilgisayarlar merkezi bir noktaya bağlı olduğundan büyük ağlarda kablo tüketimi ciddi oranda artıyor. Ayrıca merkezi bileşenin arızalanması durumunda tüm ağ kesintiye uğrayacaktır.

Avantajı: Bir bilgisayar bozulursa veya bir bilgisayarı bağlayan kablo arızalanırsa, yalnızca o bilgisayar sinyal alıp gönderemez. Bu, ağdaki diğer bilgisayarları etkilemeyecektir. Genel ağ hızı yalnızca hub'ın bant genişliğiyle sınırlıdır.

Yıldız topolojisi modern yerel ağlarda baskındır. Bu tür ağlar oldukça esnektir, kolayca genişletilebilir ve ağa cihaz erişim yöntemlerinin katı bir şekilde sabitlendiği daha karmaşık ağlarla karşılaştırıldığında nispeten ucuzdur. Böylece, modası geçmiş ve nadiren kullanılan doğrusal ve halka topolojilerinin yerini “yıldızlar” almıştır. Üstelik son tip topolojiye geçiş bağlantısı haline geldiler - aranan yıldızlar e.

Anahtar, çok bağlantı noktalı aktif bir ağ cihazıdır. Anahtar, kendisine bağlı cihazların donanım (veya MAC–MediaAccessControl) adreslerini “hatırlar” ve göndericiden alıcıya, verilerin iletildiği geçici yollar oluşturur. Anahtarlamalı topolojiye sahip tipik bir yerel ağda, bir anahtara birden fazla bağlantı vardır. Her bağlantı noktasının ve ona bağlı cihazın kendi bant genişliği (veri aktarım hızı) vardır.

Anahtarlar ağ performansını önemli ölçüde artırabilir. İlk olarak, belirli bir ağ için mevcut olan toplam bant genişliğini arttırırlar. Örneğin, 8 telli bir anahtar, her biri 10 Mbit/s'ye kadar hızları destekleyen 8 ayrı bağlantıya sahip olabilir. Buna göre böyle bir cihazın verimi 80 Mbit/s'dir. Öncelikle anahtarlar, tek bir segmentin bant genişliğinin tamamını doldurabilecek cihaz sayısını azaltarak ağ performansını artırır. Böyle bir segment yalnızca iki cihazı içerir: iş istasyonu ağ cihazı ve anahtar bağlantı noktası. Bu nedenle, 10 Mbit/s'lik bir bant genişliği için yalnızca iki cihaz "rekabet edebilir" ve sekiz değil (bant genişliğinin segmentlere bu şekilde bölünmesini sağlamayan sıradan bir 8 bağlantı noktalı hub kullanıldığında).

Sonuç olarak fiziksel bağlantıların topolojisi (ağın fiziksel yapısı) ile mantıksal bağlantıların topolojisi (ağın mantıksal yapısı) arasında bir ayrım olduğunu söylemek gerekir.

Yapılandırma fiziksel bağlantılar bilgisayarların elektrik bağlantıları tarafından belirlenir ve düğümleri bilgisayarlar ve iletişim ekipmanı olan ve kenarları düğüm çiftlerini birbirine bağlayan kablo bölümlerine karşılık gelen bir grafik olarak temsil edilebilir.

Mantıksal bağlantılar ağdaki bilgi akış yollarını temsil eder; iletişim ekipmanının uygun şekilde yapılandırılmasıyla oluşturulurlar.

Bazı durumlarda fiziksel ve mantıksal topolojiler aynıdır, bazen de değildir.

Şekilde gösterilen ağ, fiziksel ve mantıksal topoloji arasındaki uyumsuzluğun bir örneğidir. Fiziksel olarak bilgisayarlar ortak bir veri yolu topolojisi kullanılarak bağlanır. Veriyoluna erişim, rastgele erişim algoritmasına göre değil, bir jetonun (jetonun) halka düzeninde aktarılmasıyla gerçekleşir: A bilgisayarından B bilgisayarına, B bilgisayarından C bilgisayarına vb. Burada jeton aktarma sırası artık tekrarlanmıyor fiziksel bağlantılar ancak ağ bağdaştırıcılarının mantıksal yapılandırmasıyla belirlenir. Ağ bağdaştırıcılarını ve sürücülerini, bilgisayarların B, A, C gibi farklı bir sırayla halka oluşturacak şekilde yapılandırmanıza engel olan hiçbir şey yok. Ancak fiziksel yapı değişmiyor.

Kablosuz ağ.

"Kablosuz ortam" ifadesi yanıltıcı olabilir çünkü ağda hiçbir kablo bulunmadığı anlamına gelir. Gerçekte, kablosuz bileşenler tipik olarak iletim ortamı olarak kabloyu kullanan bir ağ ile etkileşime girer. Karışık bileşenlere sahip böyle bir ağa hibrit denir.

Teknolojiye bağlı olarak kablosuz ağlar üç türe ayrılabilir:

yerel bölge ağları;

genişletilmiş yerel alan ağları;

mobil ağlar (dizüstü bilgisayarlar).

Aktarım yöntemleri:

kızılötesi radyasyon;

dar spektrumda radyo iletimi (tek frekanslı iletim);
Dağınık spektrumda radyo iletimi.

Bu veri iletme ve alma yöntemlerine ek olarak mobil ağları, paket radyo bağlantılarını, hücresel ağları ve mikrodalga veri iletim sistemlerini kullanabilirsiniz.

Günümüzde ofis ağı yalnızca bilgisayarların birbirine bağlanmasından ibaret değildir. Hem işletmenin mali tablolarını hem de personel bilgilerini saklayan veritabanları olmayan modern bir ofis hayal etmek zordur. Büyük ağlarda, kural olarak, veritabanlarının güvenliği ve bunlara erişim hızını artırmak için veritabanlarını depolamak için ayrı sunucular kullanılır. Ayrıca artık internet erişimi olmayan modern bir ofis hayal etmek zor. Şema seçeneği Kablosuz ağ resimde ofis gösterilmektedir

O halde şu sonuca varalım: Gelecekteki ağ dikkatlice planlanmalıdır. Bunu yapmak için aşağıdaki soruları cevaplamalısınız:

Neden bir ağa ihtiyacınız var?

Ağınızda kaç kullanıcı olacak?

Ağ ne kadar hızlı genişleyecek?

Bu ağ İnternet erişimi gerektiriyor mu?

Ağ kullanıcılarının merkezi yönetimi gerekli mi?

Bundan sonra, ağın kaba bir diyagramını kağıt üzerinde çizin. Ağın maliyetini unutmamalısınız.

Belirlediğimiz gibi topoloji, genel ağ performansını iyileştirmede en önemli faktördür. Temel topolojiler herhangi bir kombinasyonda kullanılabilir. Her topolojinin güçlü ve zayıf yönlerinin istenen ağ performansını etkilediğini ve mevcut teknolojilere bağlı olduğunu anlamak önemlidir. Ağın gerçek konumu (örneğin, birkaç binada), kabloyu kullanma olanakları, kurulum yolu ve hatta türü arasında bir denge kurmak gerekir.

Kategoride popüler: