Топология вычислительных сетей

Наиболее существенным структурным признаком вычислительных сетей является их топология. Топологическая структура оказывает существенное влияние на пропускную способность сети, устойчивость сети к отказам оборудования, на надежность обслуживания запросов абонентов, логические возможности и стоимость сети.

Существует большое разнообразие в топологии сетей.

1. Наиболее распространена сеть с централизованной радиальной топологией или топология типа звезда (рис.1). Основу такой сети составляет главный центр обработки и распределения информации(сервер), где выполняется основная по объему обработка информации. В нем же помещается узел коммутации (УК). В радиальных направлениях от центра помещаются абонентские пункты (АП), где выполняется часть работы по обработке информации. В современных звездообразных сетях функции коммутации и управления сетью разделены между коммутатором и сетевым сервером. Сервер подключается к коммутатору как и абонентская система, но с максимальным приоритетом. Сервер может согласовать скорости работы станций и преобразовывать протоколы обмена. Внутри коммутатора может быть кольцо. В этом случае имеем архитектуру типа кольцо. Недостаток - выход из строя коммутатора ведет к прекращению работы сети. Достоинства - простота, легкое наращивание сети.

2. Кольцевая топология. В сетях с такой топологией имеется ряд центров обработки информации, которые соединены друг с другом каналами связи. В каждом центре есть свой узел коммутации. Запросы, которые поступают от абонента, могут обслуживаться не только в ближайшем центре, но и в любом другом незагруженном узле. Абонентские пункты могут связываться друг с другом через узлы коммутации по различным маршрутам. Объединение центров обработки в кольцо повышает гибкость и надежность сети.

3. Шинная топология (сеть с общей шиной). В такой сети все абоненты системы с помощью сетевых адаптеров подключаются к общей магистрали (шине) (рис.3). Передающей средой обычно является коаксиальный кабель. Обязательным элементом подобной передающей среды является терминатор (Т) - устройство, согласующее сопротивление, с помощью которого устраняется эффект отраженной волны на концах кабеля.
Система - источник передает информацию на адаптеры всех абонентских систем, но воспринимается той, которой эта информация адресована. Недостаток - большая вероятность столкновений сообщений. Достоинство - легко наращивается и модернизируется.

4. Древовидная топология. В сетях с такой топологией центры обработки информации связаны друг с другом через узлы коммутации (рис.4). Абоненты подключаются к центрам обработки либо непосредственно, либо через узлы коммутации (УК). В таких сетях присутствуют те же преимущества и недостатки, что и в сетях с кольцевой топологией.

Дополнительное преимущество - простота и дешевизна наращивания возможностей сети.

5. Полносвязная сеть (топология типа сетка). В сетях с такой топологией реализован принцип связи каждый с каждым. То есть каждый центр связан со всеми остальными.Требуется большое количество линий связи.Такая топология характерна только для малых сетей (не более 3-5 компьютеров). Наращивание возможностей сети путем добавления новых узлов приводит к значительному увеличению числа соединений и модификации всех имеющихся узлов.

6. Комбинированная топология. Комбинированная топология представляет собой сеть с несколькими топологическими решениями. Примером такой сети может служить сеть с радиально-кольцевой топологией. Здесь основные узлы объединены в кольцо, а к этим узлам через узлы коммутации присоединены сети типа звезда. Такая сеть наилучшая по гибкости и надежности, но самая дорогая.