Топология КС

Существует три базовые топологии, на основе кото­рых строится большинство сетей.

«Шина» (Bus)

Вэтой топологии все компьютеры соединяются друг с другом одним кабелем (рис. 3.1). Посланные в такую сеть данные передаются всем компьютерам, но обрабатывает их только тот компьютер, аппаратный МАС-адрес сетевого адапте­ра которого записан в кадре как адрес получателя.

Эта топология исключительно проста в реализа­ции и дешева (требует меньше всего кабеля), однако имеет ряд существенных недостатков.

Недостатки сетей типа «шина»:

· Такие сети трудно расширять (увеличивать число компьютеров в сети и количество сег­ментов — отдельных отрезков кабеля, их со­единяющих).

· Поскольку шина используется совместно, в каждый момент времени передачу может ве­сти только один из компьютеров. Если пере­дачу одновременно начинают два или больше компьютеров, возникает искажение сигнала (столкновение, или коллизия), приводящее к повреждению всех кадров.

· «Шина» является пассивной топологией — компьютеры только «слушают» кабель и не могут восстанавливать затухающие при пере­даче по сети сигналы. Чтобы удлинить сеть, нужно использовать повторители (репите­ры), усиливающие сигнал перед его передачей в следующий сегмент.

· Надежность сети с топологией «шина» невы­сока. Когда электрический сигнал достигает конца кабеля, он (если не приняты специаль­ные меры) отражается, нарушая работу все­го сегмента сети. Чтобы предотвратить такое отражение сигналов, на концах кабеля уста­навливаются специальные резисторы (тер­минаторы), поглощающие сигналы.

«Кольцо» (Ring)

Вданной топологии каждый из компьютеров соединяется с двумя другими так, что­бы от одного он получал информацию, а второму — передавал ее (рис. 3.2). Последний компьютер под­ключается к первому, и кольцо замыкается.

Преимущества и недостатки сетей типа «Кольцо»

Активная топология «звезда» (Active Star)

Эта то­пология возникла на заре вычислительной техники, когда к мощному центральному компьютеру под­ключались все остальные абоненты сети. В такой конфигурации все потоки данных шли исключи­тельно через центральный компьютер; он же пол­ностью отвечал за управление информационным об­меном между всеми участниками сети. Конфликты при такой организации взаимодействия в сети были невозможны, однако нагрузка на центральный компьютер была столь велика, что ничем другим, кроме обслуживания сети, этот компьютер, как пра­вило, не занимался. Выход его из строя приводил к отказу всей сети, тогда как отказ периферийного компьютера или обрыв связи с ним на работе осталь­ной сети не сказывался.

Гораздо более распространенной сегодня тополо­гией является похожий вариант — «звезда-шина» (Star Bus), или «пассивная звезда» (рис. 3.3). Здесь периферийные компьютеры подключаются не к цен­тральному компьютеру, а к пассивному концентртору, или хабу (hub). Последний, в отличие от цент­рального компьютера, никак не отвечает за управ­ление обменом данными, а выполняет те же функ­ции, что и повторитель, то есть восстанавливает приходящие сигналы и пересылает их всем осталь­ным подключенным к нему компьютерам и устройст­вам. Именно поэтому данная топология, хотя физиче­ски и выглядит как «звезда», логически является топологией «шина» (что и отражено в ее названии).

Несмотря на больший расход кабеля, характер­ный для сетей типа «звезда», эта топология имеет существенные преимущества перед остальными, что и обусловило ее широчайшее применение в совре­менных сетях.

Преимущества сетей типа «звезда-шина»

· Надежность — подключение к центральному концентратору и отключение компьютеров от него никак не отражается на работе остальной сети; обрывы кабеля влияют только на единичные компьютеры; терминаторы не требу­ются.

· Легкость при обслуживании и устранении проблем — все компьютеры и сетевые устрой­ства подключаются к центральному соедини­тельному устройству, что существенно упрощает обслуживание и ремонт сети.

· Защищенность — концентрация точек под­ключения в одном месте позволяет легко ограничить доступ к жизненно важным объ­ектам сети.

Отметим, что при использовании вместо концен­траторов более «интеллектуальных» сетевых устройств (мостов, коммутаторов и маршрутиза­торов) получается «промежуточный» тип топологии между активной и пассивной звездой. В этом случае устройство связи не только ретранслирует поступа­ющие сигналы, но и производит управление их об­меном.