Сетевые топологии. Типы. Преимущества и недостатки сетей с различными топологиями

Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друг друга и способ соединения их

Сетевые топологии:

• шина (bus), при которой все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи и информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам

• звезда (star), при которой к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует свою отдельную линию с вязи

• кольцо (ring), при которой каждый компьютер передает информацию всегда только одному компьютеру, следующему в цепочке, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера, « эта цепочка замкнута в «кольцо»

Ячеистая (сотовая)

Преимущества шинной топологии:

-надежность и простота использования

-меньшая длина кабеля и дешевизна схемы соединения

- шинную топологию легко расширить

-для расширения сети исп. повторитель-репитер

Недостатки:

-Существуют ограничения по длине кабеля (180м) и кол-ву подключенных рабочих станций (не более 30)

-Трудность диагностирования, неисправность одного PC может привести к неисправности сети

Звездообразная топология (кабель–витая пара) HUB (rконцентратор) –это устройство сетевого взаимодействия, связывающие сегменты в центральном пункте.

HUB бывают: *пассивные- посередине hub и *активные- посередине комп

Преимущества:

-простая модификация и наращивание сети

-удобно использовать для диагностики

-независимая работа PC

-применяется несколько типов кабелей

Недостатки:

-зависимость сети от работы концентратора

-относительная дороговизна сети, большой расход кабеля.

Сети с кольцевой топологией

В кольцевой сети каждый компьютер связан со следующим, а последний — с первым Кольцевая топология применяется в сетях, требующих резервирования определенной части полосы пропускания для критичных по времени средств (например, для передачи видео и аудио), в высокоп­роизводительных сетях, а также при большом числе обращающихся к сети клиентов (что требует ее высокой пропускной способности).

Полосой пропускания называется способность среды передачи данных передавать опре­деленный объем информации

Преимущество сети с кольцевой топологией

• Поскольку всем компьютерам предоставляется равный доступ к маркеру, никто из них не смо­жет монополизировать сеть.

• Справедливое совместное использование сети обеспечивает постепенное снижение ее произво­дительности в случае увеличения числа пользователей и перегрузки (лучше, если сеть будет продолжать функционировать, хотя и медленно, чем сразу откажет при превышении пропуск­ной способности).

Недостатки сети с кольцевой топологией

• Отказ одного компьютера в сети может повлиять на работоспособность всей сети.

• Кольцевую сеть трудно диагностировать.

• Добавление или удаление компьютера вынуждает разрывать сеть.

Среды передачи данных

Средой передачи информации называются те линии связи (или каналы связи), по которым производится обмен информацией между компьютерами. В подавляющем большинстве компьютерных сетей (особенно локальных) используются проводные или кабельные каналы связи, хотя существуют и беспроводные сети.

. Все выпускаемые кабели можно разделить на три большие группы:

• кабели на основе витых пар проводов, которые делятся на экранированные и неэкранированные

• коаксиальные кабели (coaxial cable);

• оптоволоконные кабели (fiber optic).

Витая пара: -представляет собой несколько пар скрученных изолированных медных проводов в единой диэлектрической (пластиковой) оболочке.

Неэкранированные витые пары характеризуются слабой защищенностью от внешних электромагнитных помех, а также слабой защищенностью от подслушивания. В случае экранированной витой пары STP каждая из витых, пар помещается в металлическую оплетку-экран для уменьшения излучений кабеля, защиты от внешних электромагнитных помех и снижения взаимного влияния пар проводов друг на друга. Существует пять категорий экран. витых пар(rj-45).

Коаксиальные кабели: -представляет собой электрический кабель, состоящий из центрального провода и металлической оплетки, разделенных между собой слоем диэлектрика (внутренней изоляции) и помещенных в общую внешнюю оболочку. Существует два основных типа коаксиального кабеля:

• тонкий (thin) кафель, имеющий диаметр около 0,5 см, более гибкий:

• толстый (thick) кабель, имеющий диаметр около 1 см, значительно более жесткий. Тонкий кабель используется для передачи на меньшие расстояния, чем толстый, так как в нем сигнал затухает сильнее.

Оптоволоконные кабели: -это принципиально иной тип кабеля по сравнению с рассмотренными двумя типами электрического или медного кабеля. Информация по нему передается не электрическим сигналом, а светом. Главный его элемент - это прозрачное стекловолокно, по которому свет проходит на огромные расстояния (до десятков километров) с незначительным ослаблением. Существуют два различных типа оптоволоконных кабелей:

• многомодовый, или мультимодовый, кабель, более дешевый, но менее качественный;

• одномодовый кабель, более дорогой, но имеющий лучшие характеристики .

Основные различия между этими типами связаны с разным режимам прохождения световых лучей в кабеле.

Бескабельные каналы связи

Радиоканалиспользует передачу информации по радиоволнам, поэтому он может обеспечить связь на многие десятки, сотни и даже тысячи километров, Скорость передачи может достигать десятков, мегабит в секунду (здесь многое зависит от выбранной длины волны и, способа кодирования). Существует несколько стандартных типов радиопередачи информации. Остановимся на двух из них.

• Передача в узком спектре (или одночастотная передача) рассчитана на площади до 46500м². Радиосигнал в данном случае не проникает через металлические и железобетонные преграды, поэтому даже в пределах одного здания могут быть серьезные проблемы со связью. Связь в данном случае относительно медленная (около 4,8 Мбит/с).

• Передача в рассеянном спектре для преодоления недостатков одночастотной передачи предполагает использование некоторой полосы частот, разделенной на каналы. Все абоненты сети через определенный временной интервал синхронно переходят на следующий канал.

Инфракрасный канал также не требует соединительных проводов, так как использует для связи инфракрасное излучение (подобно пульту дистанционного управления домашнего телевизора). Главное его преимущество по сравнению с радиоканалом - нечувствительность к электромагнитным помехам.

Инфракрасные каналы делятся на группы:

• Канады прямой видимости, в которых связь осуществляется на лучах, идущих непосредственно от передатчика к приемнику. При этом связь возможна только при отсутствии препятствий между компьютерами сети. Протяженность канала прямой видимости может достигать нескольких километров.

• Каналы на рассеянном излучении, которые работают на сигналах, отраженных от стен, потолка, пола и других препятствий. Препятствия в данном случае не страшны, но связь осуществляться только в пределах одного помещения.