Презентация на тему: "ТОПОЛОГИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ"

Под  топологией  (компоновкой,  конфигурацией,  структурой)  компьютерной  сети  обычно  понимают  физическое  расположение  компьютеров  сети  друг  относительно  друга  и  способ/способы  соединения  их  линиями связи. Важно отметить, что понятие топологии  относится прежде всего к локальным сетям, в которых  структуру  связей  можно  легко  проследить.  В  глобальных  сетях  структура  связей  обычно  скрыта  от  пользователей  не  слишком  важна,  так  как  каждый  уникальный  сеанс  связи  может  производиться  по  своему собственному пути. Топология  определяет  требования,  предъявляемые  к  тип  используемого  кабеля  для  оборудованию,  построения  сети,  возможные  и  наиболее  удобные  методы  управления  обменом  данными,  надежность  работы,  возможности  будущего  расширения  сети.  И  хотя  сети  приходится нечасто, а только на момент ее построения,  знать  об  особенностях  и  тонкостях  основных  топологий, их достоинствах и недостатках, нужно всем. . пользователю  выбирать  топологию

Топология сети – геометрическая  форма и физическое расположение  компьютеров по отношению к друг  другу. Топология сети позволяет  сравнивать и классифицировать  различные сети.   Различают три основных вида  топологии: 1) Звезда; 2) Кольцо; 3) Шина.

ШИННАЯ ТОПОЛОГИЯ При  построении  сети  по  шинной  схеме  каждый  компьютер присоединяется к общему кабелю, на концах  которого устанавливаются терминаторы. Сигнал  проходит  по  сети  через  все  компьютеры,  отражаясь от конечных терминаторов.   Шина  проводит  сигнал  из  одного  конца  сети  к  другому,  при  этом  каждая  рабочая  станция  проверяет  адрес послания, и, если он совпадает с адресом рабочей  станции, она его принимает. Если же адрес не совпадает,  сигнал  уходит  по  линии  дальше.  Если  одна  из  подключённых  машин  не  работает,  это  не  сказывается  на работе сети в целом, однако если соединения любой  из  из­за  повреждения  контакта  в  разъёме  или  обрыва  кабеля,  неисправности  терминатора,  то  весь  сегмент  сети  (участок  кабеля  между  двумя  терминаторами)  теряет  целостность,  нарушению  функционирования всей сети. подключенных  машин  м  нарушается  что  приводит  к

Шинная топология ­ этот способ подключения  был  популярен  много  лет  назад,  когда  основной  передающей средой являлся коаксиальный кабель.  В  настоящее  время  что­то  подобное  использует  интернет­провайдер  Акадо.  Принцип  такой:  есть  коаксиальный  кабель,  к  которому  параллельно  подключаются несколько компьютеров. Каждый из  компьютеров такой сети является повторителем, т.к.  иное  активное  сетевое  оборудование  в  данной  топологии  не  используется.  Пакет  с  данными  направляется  "гулять"  по  сети  в  поисках  адресата.  Каждый из компьютеров сети этот пакет принимает,  определяет, не он ли является адресатом и, в случае  необходимости,  отправляет  дальше.  Причем,  на  концах  этого  провода  в  обязательном  порядке  устанавливаются  пассивные  терминаторы,  которые  являются "заглушками" шины и поглощают пакеты,  которые  не  достигли  адресата.  Делается  это  для  того, чтобы избежать отражения пакета.

ШИННАЯ ТОПОЛОГИЯ Плюсы шинной топологии:         ­ дешёвая организация;        ­ требуется кабель минимальной длины;        ­ при выходе из строя какого либо узла (без повреждения кабеля) не влияет на работу  сети.         Минусы шинной топологии:         ­ сложная диагностика неисправностей при повреждении кабеля ­ как мы помним на  концах кабеля устанавливаются терминаторы. Таким образом, если где­то происходит  обрыв сети ­ пакеты с данными начинают отражаться и сеть мгновенно перестаёт  функционировать;        ­ из­за большого объёма транзитного трафика через все узлы, понижается скорость  работы сети;        ­ невозможность работы сети в дуплексном режиме (только полудуплекс).

ТОПОЛОГИЯ «КОЛЬЦО»  Топология «Кольцо» – это топология, в которой каждый  компьютер соединен линиями связи только с двумя другими:  от одного он только получает информацию, а другому  только передает. На каждой линии связи, как и в случае  звезды, работает только один передатчик и один приемник.  Это позволяет отказаться от применения внешних  терминаторов. Важна особенность кольца заключается в  том, что каждый компьютер ретранслирует (возобновляет)  сигнал, то есть выступает в роли репитера, потому  затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого  значения, важно только затухание между соседними  компьютерами кольца. Четко выделенного центра в этом  случае нет, все компьютеры могут быть одинаковыми.  Однако достаточно часто в кильке выделяется специальный  абонент, который управляет обменом или контролирует  обмен. Понятно, что наличие такого управляющего абонента  снижает надежность сети, потому что выход его из строя  сразу же парализует весь обмен.

ТОПОЛОГИЯ «КОЛЬЦО»  Строго  говоря,  компьютеры  в  кильке  не  являются  полностью  равноправными  (в  отличие,  например,  от  шинной  топологии).  Одни  из них обязательно получают информацию от компьютера, который  ведет передачу в этот момент, раньше, а другие – позже. Именно на  этой  особенности  топологии  и  строятся  методы  управления  обменом  по  сети,  специально  рассчитанные  на  «кольцо».  В  этих  методах  право  на  следующую  передачу  (или,  как  еще  говорят,  на  захвата  сети)  переходит  последовательно  к  следующему  по  кругу  компьютеру. Подключение  новых  абонентов  в  «кольцо»  обычно  совсем  безболезненно, хотя и требует обязательной остановки работы всей  сети  на  время  подключения.  Как  и  в  случае  топологии  «шина»,  максимальное  количество  абонентов  в  кильке  может  быть  достаточно  большая  (до  тысячи  и  больше).  Кольцевая  топология  обычно  является  самой  стойкой  к  перегрузкам,  она  обеспечивает  уверенную работу с самими большими потоками переданной по сети  информации,  потому  что  в  ней,  как  правило,  нет  конфликтов  (в  отличие  от  шины),  а  также  отсутствует  центральный  абонент  (в  отличие от звезды).

ТОПОЛОГИЯ «КОЛЬЦО» двух  (или  наиболее  уязвимо  прокладку  невозможной.  Кольцо   Потому  что  сигнал  в  кильке  проходит  через  все  компьютеры  сети,  выход  из  строя  хотя  бы  одного  из  них  (или  же  его  сетевого  встановление)  нарушает  роботу  всей  сети  в  целом.  Точно  так  же  любой  обрыв  или  короткое  замыкание в каждом из кабелей кольца делает работу всей  сети  к  повреждениям  кабеля,  потому  в  этой  топологии  обычно  предусматривают  больше)  параллельных  линий  связи,  одна  из  которых  находится  в  резерве. В то же время большое преимущество кольца заключается в  том,  что  ретрансляция  сигналов  каждым  абонентом  позволяет  существенно  увеличить  размеры  всей  сети  в  целом  (временами  до  нескольких  десятков  километров).  Кольцо  относительно  этого  существенно  превосходит  любую другую топологию. Недостатком  кольца  (в  сравнении  со  звездой)  можно  считать  то,  что  к  каждому  компьютеру  сети  необходимо  подвести два кабеля.

ТОПОЛОГИЯ «КОЛЬЦО» идеале  вдвое)  (в  скорости   Иногда  топология  «кольцо»  выполняется  на  основе  двух  кольцевых  линий  связи,  которые  передают  информацию  в  противоположных направлениях. Цель подобного решения –  передачи  увеличение  информации.  К  тому  же  при  повреждении  одного  из  кабелей  сеть  может  работать  с  другим  кабелем  (правда,  предельная скорость уменьшится). Кроме  трех  рассмотренной  основной,  базовой  топологии  нередко  применяется  также  сетевая  топология  «дерево»  (tree),  которую  можно  рассматривать  как  комбинацию  нескольких  звезд.  Как  и  в  случае  звезды,  дерево  может  быть активным, или настоящим (рис. 5), и пассивным (рис. 6).  При  активном  дереве  в  центрах  объединения  нескольких  линий  связи  находятся  центральные  компьютеры,  а  при  пассивном ­ концентраторы (хабы).

ТОПОЛОГИЯ «КОЛЬЦО»

ТОПОЛОГИЯ «ЗВЕЗДА»  Топология  «Звезда»  ­  это  топология  с  явно  выделенным  центром,  к  которому подключаются все другие абоненты. Весь обмен информацией  идет  исключительно  через  центральный  компьютер,  на  который  таким  способом ложится очень большая нагрузка, потому ничем другим, кроме  сети,  оно  заниматься  не  может.  Понятно,  что  сетевое  оборудование  центрального абонента должно быть существенно больше сложным, чем  оборудование  периферийных  абонентов.  О  равноправии  абонентов  в  этом  случае  говорить  не  придется.  Как  правило,  именно  центральный  компьютер  является  самим  мощным,  и  именно  на  него  возлагают  все  функции  по  управлению  обменом.  Никакие  конфликты  в  сети  с  топологией «звезда» в принципе невозможные, потому что управление  полностью централизовано, конфликтовать нет почему.  Если говорить о стойкости звезды к отказам компьютеров, то выход из  строя  периферийного  компьютера  никак  не  отражается  на  функционировании  части  сети,  которая  осталась,  зато  любой  отказ  центрального  компьютера  делает  сеть  полностью  неработоспособной.  Поэтому должны приниматься специальные мероприятия по повышению  надежности  центрального  компьютера  и  его  сетевой  аппаратуры.  Обрыл  любого  кабеля  или  короткое  замыкание  в  нем  при  топологии  «звезда»  нарушает  обмен  только  с  одним  компьютером,  а  все  другие  компьютеры могут нормально продолжать работу.

ТОПОЛОГИЯ «ЗВЕЗДА»  На склонение от шины, в звезде на каждой линии связи находятся  только два абонента: центральный и один из периферийных. Чаще  всего для их соединения используется две линии связи, каждая из  которых передает информацию только в одном направлении. Таким  образом, на каждой линии связи есть только один приемник и один  передатчик. Все это существенно упрощает сетевое установление в  сравнении  с  шиной  и  спасает  от  необходимости  применение  дополнительных  внешних  терминаторов.  Проблема  затухания  сигналов  в  линии  связи  также  решается  в  «звезде»  проще,  чем  в  «шине»,  ведь  каждый  приемник  всегда  получает  сигнал  одного  уровня. Серьезный недостаток топологии «звезда» складывается в  жестком  ограничении  количества  абонентов.  Обычно  центральный  абонент  может  обслуживать  не  больше  8­16  периферийных  абонентов.  Если  в  этих  пределах  подключения  новых  абонентов  достаточно просто, то при их превышении оно просто невозможно.  Правда,  иногда  в  звезде  предусматривается  возможность  наращивания,  из  периферийных  абонентов  еще  одного  центрального  абонента  (в  итоге выходит топология из нескольких соединенных между собой  звезд). подключение  одного  то  есть  вместо

ТОПОЛОГИЯ «ЗВЕЗДА»