Διαγράμματα βασικών τοπολογιών δικτύου. Τοπολογία δικτύων υπολογιστών. Ταξινόμηση δικτύων υπολογιστών κατά τοπολογία
Τοπολογία δικτύου
(από το ελληνικό τόπος, - τόπος) - ένας τρόπος για να περιγράψετε τη διαμόρφωση του δικτύου, τη διάταξη και το διάγραμμα σύνδεσης συσκευές δικτύου.
(Wikiredia)
Τοπολογία
- αυτό είναι ένα διάγραμμα σύνδεσης υπολογιστών ή κόμβων δικτύου μεταξύ τους μέσω καναλιών επικοινωνίας.
Η τοπολογία του δικτύου μπορεί να είναι
- φυσικός - περιγράφει πραγματική τοποθεσίακαι συνδέσεις μεταξύ κόμβων δικτύου.
- λογικός - περιγράφει τη ροή του σήματος εντός της φυσικής τοπολογίας.
- ενημερωτική - περιγράφει την κατεύθυνση των ροών πληροφοριών που μεταδίδονται μέσω του δικτύου.
- διαχείριση ανταλλαγών είναι η αρχή της μεταβίβασης του δικαιώματος χρήσης του δικτύου.
Υπάρχουν πολλοί τρόποι σύνδεσης συσκευών δικτύου. Διακρίνονται οι ακόλουθες τοπολογίες:
- πλήρως συνδεδεμένο
- κυτταρικός
- κοινό λεωφορείο
- αστέρι
- δαχτυλίδι
- νιφάδα χιονιού
Ας δούμε το καθένα από αυτά με περισσότερες λεπτομέρειες.
1) Πλήρως συνδεδεμένοτοπολογία- μια τοπολογία δικτύου υπολογιστών στην οποία κάθε σταθμός εργασίας είναι συνδεδεμένος με όλους τους άλλους. Αυτή η επιλογή είναι δυσκίνητη και αναποτελεσματική, παρά τη λογική απλότητά της. Πρέπει να εκχωρηθεί μια ανεξάρτητη γραμμή για κάθε ζεύγος κάθε υπολογιστής πρέπει να έχει τόσες θύρες επικοινωνίας όσες υπάρχουν υπολογιστές στο δίκτυο. Για τους λόγους αυτούς το δίκτυο
μπορεί να έχει μόνο σχετικά μικρές τελικές διαστάσεις. Τις περισσότερες φορές αυτή η τοπολογία χρησιμοποιείται σε συστήματα πολλαπλών μηχανών ή παγκόσμια δίκτυαμε μικρό αριθμό σταθμών εργασίας.
Η τεχνολογία πρόσβασης σε δίκτυα αυτής της τοπολογίας υλοποιείται με τη μέθοδο του token passing. Ένας δείκτης είναι ένα πακέτο εξοπλισμένο με μια ειδική ακολουθία bits (μπορεί να συγκριθεί με έναν φάκελο επιστολών). Μεταδίδεται διαδοχικά κατά μήκος του δακτυλίου από υπολογιστή σε υπολογιστή προς μία κατεύθυνση. Κάθε κόμβος αναμεταδίδει το μεταδιδόμενο διακριτικό. Ο υπολογιστής μπορεί να μεταδώσει τα δεδομένα του εάν λάβει ένα κενό διακριτικό. Το διακριτικό με το πακέτο μεταδίδεται μέχρι να βρεθεί ο υπολογιστής στον οποίο προορίζεται το πακέτο. Σε αυτόν τον υπολογιστή, τα δεδομένα λαμβάνονται, αλλά το διακριτικό προχωρά και επιστρέφει στον αποστολέα.
Αφού ο υπολογιστής που έστειλε το πακέτο επαληθεύσει ότι το πακέτο έχει παραδοθεί στον παραλήπτη, το διακριτικό απελευθερώνεται.
Μειονέκτημα: ζ δυσκίνητη και αναποτελεσματική επιλογή, δηλ. Προς την . Κάθε υπολογιστής πρέπει να έχει μεγάλο αριθμό επικοινωνίαλιμάνια
2) Τοπολογία πλέγματος - η βασική τοπολογία πλέγματος ενός δικτύου υπολογιστών, στο οποίο κάθε σταθμός εργασίας στο δίκτυο συνδέεται με πολλούς άλλους σταθμούς εργασίας στο ίδιο δίκτυο. Χαρακτηρίζεται από υψηλή ανοχή σφαλμάτων, πολυπλοκότητα διαμόρφωσης και υπερβολική κατανάλωση καλωδίου. Κάθε υπολογιστής έχει πολλά πιθανούς τρόπουςσυνδέσεις με άλλους υπολογιστές. Η διακοπή καλωδίου δεν θα οδηγήσει σε απώλεια σύνδεσης μεταξύ δύο υπολογιστών.
Λήφθηκε από ένα πλήρως συνδεδεμένο, αφαιρώντας ορισμένες πιθανές συνδέσεις. Αυτή η τοπολογία επιτρέπει τη σύνδεση μεγάλη ποσότηταυπολογιστές και είναι τυπικό, κατά κανόνα, για μεγάλα δίκτυα.
3) Κοινό λεωφορείο,αντιπροσωπεύει κοινό καλώδιο(ονομάζεται bus ή backbone) στο οποίο είναι συνδεδεμένοι όλοι οι σταθμοί εργασίας. Υπάρχουν τερματιστές στα άκρα του καλωδίου για να αποτρέπεται η ανάκλαση του σήματος.
Πλεονεκτήματα:
Ελαττώματα:
- Προβλήματα δικτύου, όπως διακοπές καλωδίου και αποτυχία τερματικού, εμποδίζουν εντελώς τη λειτουργία ολόκληρου του δικτύου.
- Δύσκολος εντοπισμός σφάλματος.
- Καθώς προστίθενται νέοι σταθμοί εργασίας, η απόδοση του δικτύου μειώνεται.
Μια τοπολογία διαύλου είναι μια τοπολογία στην οποία όλες οι συσκευές LAN είναι συνδεδεμένες σε ένα μέσο μετάδοσης δεδομένων γραμμικού δικτύου. Αυτό το γραμμικό μέσο ονομάζεται συχνά κανάλι, δίαυλος ή ίχνος. Κάθε συσκευή, όπως ένας σταθμός εργασίας ή διακομιστής, συνδέεται ανεξάρτητα σε ένα κοινό καλώδιο διαύλου χρησιμοποιώντας μια ειδική υποδοχή. Το καλώδιο του διαύλου πρέπει να έχει μια αντίσταση τερματισμού, ή τερματικό, στο άκρο, που απορροφά το ηλεκτρικό σήμα, εμποδίζοντάς το να ανακλαστεί και να κινηθεί προς την αντίθετη κατεύθυνση κατά μήκος του διαύλου.
4) αστέρι -η βασική τοπολογία ενός δικτύου υπολογιστών στο οποίο όλοι οι υπολογιστές του δικτύου συνδέονται με έναν κεντρικό κόμβο (συνήθως έναν μεταγωγέα), σχηματίζοντας ένα φυσικό τμήμα του δικτύου. Ένα τέτοιο τμήμα δικτύου μπορεί να λειτουργήσει είτε χωριστά είτε ως μέρος μιας σύνθετης τοπολογίας δικτύου (συνήθως «δέντρο»). Όλη η ανταλλαγή πληροφοριών πραγματοποιείται αποκλειστικά μέσω κεντρικό υπολογιστή, στο οποίο τοποθετείται πολύ μεγάλο φορτίο με αυτόν τον τρόπο, άρα δεν μπορεί να κάνει τίποτα άλλο εκτός από το δίκτυο. Κατά κανόνα, ο κεντρικός υπολογιστής είναι ο πιο ισχυρός και σε αυτόν εκχωρούνται όλες οι λειτουργίες για τη διαχείριση της ανταλλαγής. Κατ' αρχήν, δεν είναι δυνατές συγκρούσεις σε ένα δίκτυο με τοπολογία αστεριών, επειδή η διαχείριση είναι εντελώς συγκεντρωτική.
Η μέθοδος πρόσβασης υλοποιείται χρησιμοποιώντας την τεχνολογία Arcnet.Αυτή η μέθοδος πρόσβασης χρησιμοποιεί επίσης ένα διακριτικό για τη μετάδοση δεδομένων. Το διακριτικό μεταβιβάζεται από υπολογιστή σε υπολογιστή με αύξουσα σειρά διευθύνσεων. Όπως σε μια τοπολογία δακτυλίου, κάθε υπολογιστής αναπαράγει ένα διακριτικό.
Σύγκριση με άλλες τοπολογίες.
Πλεονεκτήματα:
- αποτυχία ενός σταθμός εργασίαςδεν επηρεάζει τη λειτουργία ολόκληρου του δικτύου ως συνόλου·
- καλή επεκτασιμότητα δικτύου.
- εύκολη αντιμετώπιση προβλημάτων και διακοπές δικτύου.
- υψηλή απόδοση δικτύου (υπόκειται στον κατάλληλο σχεδιασμό).
- ευέλικτες επιλογές διαχείρισης.
Ελαττώματα:
- αστοχία του κεντρικού διανομέα θα έχει ως αποτέλεσμα την αλειτουργία του δικτύου (ή του τμήματος δικτύου) στο σύνολό του.
- Η τοποθέτηση ενός δικτύου απαιτεί συχνά περισσότερο καλώδιο από τις περισσότερες άλλες τοπολογίες.
- ο πεπερασμένος αριθμός σταθμών εργασίας σε ένα δίκτυο (ή τμήμα δικτύου) περιορίζεται από τον αριθμό των θυρών στον κεντρικό διανομέα.
5) Δαχτυλίδι -αυτή είναι η τοπολογία , στην οποία κάθε υπολογιστής συνδέεται με γραμμές επικοινωνίας μόνο με δύο άλλους: από τον έναν λαμβάνει μόνο πληροφορίες και στον άλλο μόνο μεταδίδει. Σε κάθε γραμμή επικοινωνίας, όπως στην περίπτωσηαστέρια , λειτουργεί μόνο ένας πομπός και ένας δέκτης. Αυτό σας επιτρέπει να αποφύγετε τη χρήση εξωτερικώντερματιστές.
Η δουλειά σε ένα δίκτυο δακτυλίου είναι ότι κάθε υπολογιστής αναμεταδίδει (ανανεώνει) το σήμα, δηλαδή λειτουργεί ως επαναλήπτης, επομένως η εξασθένηση του σήματος σε όλο τον δακτύλιο δεν έχει σημασία, μόνο η εξασθένηση μεταξύ γειτονικών υπολογιστών του δακτυλίου είναι σημαντική. Σε αυτήν την περίπτωση, δεν υπάρχει σαφώς καθορισμένο κέντρο, όλοι οι υπολογιστές μπορούν να είναι ίδιοι. Ωστόσο, πολύ συχνά ένας ειδικός συνδρομητής εκχωρείται στο ρινγκ που διαχειρίζεται την ανταλλαγή ή ελέγχει την ανταλλαγή. Είναι σαφές ότι η παρουσία ενός τέτοιου συνδρομητή ελέγχου μειώνει την αξιοπιστία του δικτύου, επειδή η αποτυχία του θα παραλύσει αμέσως ολόκληρο το κέντρο.
Οι υπολογιστές σε έναν δακτύλιο δεν είναι εντελώς ίσοι (σε αντίθεση, για παράδειγμα, με μια τοπολογία διαύλου). Μερικοί από αυτούς λαμβάνουν απαραίτητα πληροφορίες από τον υπολογιστή που εκπέμπει αυτή τη στιγμή νωρίτερα, ενώ άλλοι - αργότερα. Σε αυτό το χαρακτηριστικό της τοπολογίας βασίζονται οι μέθοδοι ελέγχου της ανταλλαγής δικτύου, ειδικά σχεδιασμένες για τον «δακτύλιο». Σε αυτές τις μεθόδους, το δικαίωμα στην επόμενη μετάδοση (ή, όπως λένε επίσης, να αναλάβει το δίκτυο) περνά διαδοχικά στον επόμενο υπολογιστή του κύκλου.
Η σύνδεση νέων συνδρομητών στο «ring» είναι συνήθως εντελώς ανώδυνη, αν και απαιτεί υποχρεωτική διακοπή λειτουργίας ολόκληρου του δικτύου κατά τη διάρκεια της σύνδεσης. Όπως και με την τοπολογία του διαύλου, μέγιστο ποσόΟ αριθμός των συνδρομητών στο δαχτυλίδι μπορεί να είναι αρκετά μεγάλος (1000 ή περισσότεροι). Η τοπολογία δακτυλίου είναι συνήθως η πιο ανθεκτική στις υπερφορτώσεις, εξασφαλίζει αξιόπιστη λειτουργία με τις μεγαλύτερες ροές πληροφοριών που μεταδίδονται μέσω του δικτύου, επειδή, κατά κανόνα, δεν υπάρχουν συγκρούσεις (σε αντίθεση με ένα λεωφορείο) και δεν υπάρχει κεντρικός συνδρομητής (σε αντίθεση με το δίκτυο). ένα αστέρι) .
Σε έναν δακτύλιο, σε αντίθεση με άλλες τοπολογίες (αστέρι, δίαυλος), η ταυτόχρονη μέθοδος αποστολής δεδομένων δεν χρησιμοποιείται από τον υπολογιστή στο δίκτυο που λαμβάνει δεδομένα από τον προηγούμενο στη λίστα των παραληπτών και τα ανακατευθύνει περαιτέρω εάν δεν απευθύνεται σε αυτόν. . Η λίστα αλληλογραφίας δημιουργείται από έναν υπολογιστή, ο οποίος είναι η γεννήτρια διακριτικών. Η μονάδα δικτύου παράγει ένα σήμα διακριτικού (συνήθως περίπου 2-10 byte για να αποφευχθεί η εξασθένηση) και το μεταδίδει στο επόμενο σύστημα (μερικές φορές με αύξουσα σειρά της διεύθυνσης MAC). Επόμενο σύστημαΈχοντας λάβει το σήμα, δεν το αναλύει, αλλά απλώς το μεταδίδει περαιτέρω. Αυτός είναι ο λεγόμενος μηδενικός κύκλος.
Ο επακόλουθος αλγόριθμος λειτουργίας είναι ο εξής - το πακέτο δεδομένων GRE που μεταδίδεται από τον αποστολέα στον παραλήπτη αρχίζει να ακολουθεί τη διαδρομή που ορίζεται από τον δείκτη. Το πακέτο μεταδίδεται μέχρι να φτάσει στον παραλήπτη.
Σύγκριση με άλλες τοπολογίες.
Πλεονεκτήματα:
- Εύκολο στην εγκατάσταση?
- Πρακτικά πλήρης απουσίαπροσθετος εξοπλισμος;
- Δυνατότητα σταθερής λειτουργίας χωρίς σημαντική πτώση στην ταχύτητα μεταφοράς δεδομένων υπό μεγάλο φόρτο δικτύου, αφού η χρήση δείκτη εξαλείφει την πιθανότητα συγκρούσεων.
Ελαττώματα:
- Η αστοχία ενός σταθμού εργασίας και άλλα προβλήματα (διακοπή καλωδίου) επηρεάζουν την απόδοση ολόκληρου του δικτύου.
- Πολυπλοκότητα διαμόρφωσης και ρύθμισης.
- Δυσκολία στην αντιμετώπιση προβλημάτων.
- Η ανάγκη να υπάρχουν δύο κάρτες δικτύου, σε κάθε σταθμό εργασίας.
6) Γnezhinka (
Ιεραρχική τοπολογία αστεριού ή δέντρου) -τοπολογία αστεριού, αλλά χρησιμοποιούνται πολλά συμπυκνώματα, ιεραρχικά διασυνδεδεμένα με συνδέσεις τύπου αστεριού.Μια τοπολογία νιφάδας χιονιού απαιτεί λιγότερο μήκος καλωδίου από ένα αστέρι, αλλά περισσότερα στοιχεία.
Πλέον κοινόςτρόπο σύνδεσης τόσο στα τοπικά δίκτυα όσο και στον ιστότοπο lyceum1.perm.ru
Ταξινόμηση τοπολογικών στοιχείων δικτύου
Τα τοπικά δίκτυα αποτελούνται από τελικές συσκευές και ενδιάμεσες συσκευές που συνδέονται με ένα καλωδιακό σύστημα. Ας ορίσουμε μερικές βασικές έννοιες.
Κόμβοι δικτύου(κόμβοι) - τελικές συσκευές και ενδιάμεσες συσκευές εξοπλισμένες με διευθύνσεις δικτύου. Οι κόμβοι δικτύου περιλαμβάνουν υπολογιστές με διεπαφή δικτύου, ενεργώντας ως σταθμοί εργασίας, διακομιστές ή και τα δύο. δίκτυο περιφερειακά(εκτυπωτές, plotters, σαρωτές). δικτυακές τηλεπικοινωνιακές συσκευές (ομάδες μόντεμ, κοινόχρηστα μόντεμ). δρομολογητές.
Τμήμα καλωδίων- ένα κομμάτι καλωδίου ή μια αλυσίδα κομματιών καλωδίων που συνδέονται ηλεκτρικά (οπτικά) μεταξύ τους, παρέχοντας σύνδεση μεταξύ δύο ή περισσότερων κόμβων δικτύου. Μερικές φορές, σε σχέση με ένα ομοαξονικό καλώδιο, αυτό είναι επίσης το όνομα για ένα τμήμα καλωδίου που τερματίζεται με συνδέσμους, αλλά θα χρησιμοποιήσουμε την ευρύτερη ερμηνεία που δόθηκε παραπάνω.
Τμήμα δικτύου(ή απλά ένα τμήμα) είναι μια συλλογή κόμβων δικτύου που χρησιμοποιούν ένα κοινό (κοινόχρηστο) μέσο μετάδοσης. Εφαρμόζεται σε Τεχνολογίες EthernetΑυτό είναι ένα σύνολο κόμβων που συνδέονται με ένα τμήμα ομοαξονικού καλωδίου, έναν διανομέα (repeater), καθώς και με πολλά τμήματα καλωδίων και/ή διανομείς που διασυνδέονται με επαναλήπτες. Εφαρμόζεται σε Token Ringαυτό είναι ένα δαχτυλίδι.
Καθαρά(λογικό) - ένα σύνολο κόμβων δικτύου που έχουν ενιαίο σύστημααντιμετώπιση του τρίτου επιπέδου του μοντέλου OSI. Παραδείγματα θα ήταν το δίκτυο IPX, το δίκτυο IP. Κάθε δίκτυο έχει το δικό του δική του διεύθυνση, αυτές οι διευθύνσεις χρησιμοποιούνται από τους δρομολογητές για τη μετάδοση πακέτων μεταξύ δικτύων. Το δίκτυο μπορεί να χωριστεί σε υποδίκτυα, αλλά πρόκειται για καθαρά οργανωτικό τμήμα με διευθυνσιοδότηση στο ίδιο τρίτο επίπεδο. Ένα δίκτυο μπορεί να αποτελείται από πολλά τμήματα και το ίδιο τμήμα μπορεί να είναι μέρος πολλών διαφορετικών δικτύων.
Σύννεφο(σύννεφο) - υποδομή επικοινωνίας με ομοιογενή εξωτερικές διεπαφές, τα στοιχεία της οργάνωσης του οποίου δεν ενδιαφέρονται. Ένα παράδειγμα σύννεφου θα ήταν η πόλη-μεγάλες αποστάσεις-διεθνές τηλεφωνικό δίκτυο: μπορείτε να το συνδέσετε οπουδήποτε τηλεφωνικό σετκαι επικοινωνήστε με οποιονδήποτε συνδρομητή.
Σύμφωνα με τη μέθοδο χρήσης τμημάτων καλωδίων, διακρίνονται:
Συνδέσεις από σημείο σε σημείο(σύνδεση point-to-p6int) - μεταξύ δύο (και μόνο δύο!) κόμβων. Για τέτοιες συνδέσεις, συμμετρικά ηλεκτρικά ( συνεστραμμένο ζευγάρι) Και οπτικά καλώδια.
Συνδέσεις πολλαπλών σημείων(σύνδεση πολλαπλών σημείων) - περισσότεροι από δύο κόμβοι συνδέονται σε ένα τμήμα καλωδίου. Ένα τυπικό μέσο μετάδοσης είναι ένα μη ισορροπημένο ηλεκτρικό καλώδιο (ομοαξονικό καλώδιο, συμπεριλαμβανομένων των οπτικών, μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν). Η σύνδεση συσκευών με τμήματα καλωδίων το ένα μετά το άλλο ονομάζεται μαργαρίτα. Είναι δυνατή η σύνδεση πολλών συσκευών σε ένα κομμάτι καλωδίου χρησιμοποιώντας τη μέθοδο του tap.
Τοπολογία
Τοπολογία (διαμόρφωση)είναι ένας τρόπος σύνδεσης υπολογιστών σε δίκτυο. Ο τύπος της τοπολογίας καθορίζει το κόστος, την ασφάλεια, την απόδοση και την αξιοπιστία των σταθμών εργασίας, για τους οποίους έχει σημασία ο χρόνος πρόσβασης στον διακομιστή αρχείων.
Η έννοια της τοπολογίας χρησιμοποιείται ευρέως στη δημιουργία δικτύων. Μία από τις προσεγγίσεις για την ταξινόμηση των τοπολογιών LAN είναι να διακρίνουμε δύο κύριες κατηγορίες τοπολογιών : εκπομπήΚαι ακολουθητικός.
ΣΕ τοπολογίες εκπομπήςΟ υπολογιστής μεταδίδει σήματα που μπορούν να γίνουν αντιληπτά από άλλους υπολογιστές. Αυτές οι τοπολογίες περιλαμβάνουν τις ακόλουθες τοπολογίες: κοινό λεωφορείο, δέντρο, αστέρι.
ΣΕ σειριακές τοπολογίεςΟι πληροφορίες μεταδίδονται μόνο σε έναν υπολογιστή. Παραδείγματα τέτοιων τοπολογιών είναι: Ελεύθερος(τυχαία σύνδεση υπολογιστή), δαχτυλίδι, αλυσίδα.
Κατά την επιλογή της βέλτιστης τοπολογίας, υπάρχουν τρεις κύριοι στόχοι:
Παροχή εναλλακτικής δρομολόγησης και μέγιστης αξιοπιστίας στη μετάδοση δεδομένων.
Επιλογή βέλτιστη διαδρομήμετάδοση μπλοκ δεδομένων·
Παροχή αποδεκτού χρόνου απόκρισης και απαιτούμενου εύρους ζώνης.
Κατά την επιλογή συγκεκριμένου τύπουΕίναι σημαντικό να λάβετε υπόψη την τοπολογία του δικτύου. Οι κύριες τοπολογίες δικτύου είναι: τοπολογία διαύλου (γραμμική), αστέρι, δακτύλιος και δέντρο.
Για παράδειγμα, μια διαμόρφωση δικτύου ArcNet χρησιμοποιεί τόσο μια γραμμική όσο και μια τοπολογία αστεριού. Τα δίκτυα Token Ring μοιάζουν φυσικά με αστέρι, αλλά λογικά τα πακέτα τους μεταδίδονται γύρω από το δαχτυλίδι. Μεταφορά δεδομένων σε Δίκτυα Ethernetεμφανίζεται μέσω ενός γραμμικού διαύλου, έτσι ώστε όλοι οι σταθμοί να βλέπουν το σήμα ταυτόχρονα.
| | | | | | 7 | | | | | | | |
Κάτω από τοπολογία (διάταξη, διαμόρφωση, δομή) ενός δικτύου υπολογιστών συνήθως νοείται ως φυσική τοποθεσίαυπολογιστές στο δίκτυο σε σχέση μεταξύ τους και τον τρόπο που συνδέονται με γραμμές επικοινωνίας. Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι η έννοια της τοπολογίας αναφέρεται κυρίως στα τοπικά δίκτυα, στα οποία η δομή των συνδέσεων μπορεί εύκολα να εντοπιστεί. Στα παγκόσμια δίκτυα, η δομή των συνδέσεων είναι συνήθως κρυμμένη από τους χρήστες και δεν είναι πολύ σημαντική, καθώς κάθε συνεδρία επικοινωνίας μπορεί να πραγματοποιηθεί κατά μήκος της δικής της διαδρομής. Η τοπολογία καθορίζει τις απαιτήσεις για τον εξοπλισμό, τον τύπο του χρησιμοποιούμενου καλωδίου, τις επιτρεπόμενες και πιο βολικές μεθόδους διαχείρισης της ανταλλαγής, την αξιοπιστία της λειτουργίας και τις δυνατότητες επέκτασης του δικτύου.
Υπάρχουν διαφορετικές τοπολογίες δικτύου (Εικ. 8.1): «κοινός δίαυλος», «αστέρι» και «δακτύλιος» κ.λπ.
Κοινό λεωφορείο
Με την τοπολογία «κοινού διαύλου», όλοι οι υπολογιστές συνδέονται παράλληλα σε μία γραμμή επικοινωνίας (διαύλου), η οποία είναι συνήθως ένα ομοαξονικό καλώδιο ή ένα σήμα ηλεκτρομαγνητικής ραδιοσυχνότητας (Εικ. 8.1, α). Οι πληροφορίες από κάθε υπολογιστή μεταδίδονται ταυτόχρονα σε όλους τους άλλους υπολογιστές. Τα κύρια πλεονεκτήματα αυτού του σχήματος είναι το χαμηλό κόστος και η ευκολία επέκτασης, δηλ. σύνδεση νέων κόμβων στο δίκτυο.
Το πιο σοβαρό μειονέκτημα του «κοινού διαύλου» είναι η έλλειψη αξιοπιστίας του: οποιοδήποτε ελάττωμα στο καλώδιο ή οποιοσδήποτε από τους πολυάριθμους συνδέσμους παραλύει εντελώς ολόκληρο το δίκτυο. Ένα άλλο μειονέκτημα του «κοινού διαύλου» είναι η χαμηλή απόδοση, καθώς με αυτήν τη μέθοδο σύνδεσης μόνο ένας υπολογιστής τη φορά μπορεί να μεταδώσει δεδομένα μέσω του δικτύου, επομένως διακίνησηΤο κανάλι επικοινωνίας διαιρείται πάντα μεταξύ όλων των κόμβων δικτύου.
Ρύζι. 8.1. Τύποι τοπολογίας δικτύου: α – κοινός δίαυλος. β – αστέρι; γ – δαχτυλίδι;
g – μικτό; d – πλήρως συνδεδεμένο. ε – δέντρο
Με την τοπολογία «αστέρι» (Εικ. 8.1, β) ο κωδ κεντρική συσκευή(υπολογιστής, διανομέας ή διανομέας) συνδέονται με άλλους περιφερειακούς υπολογιστές, ο καθένας από αυτούς χρησιμοποιεί ξεχωριστή γραμμή επικοινωνίας. Πληροφορίες από περιφερειακός υπολογιστήςμεταδίδεται μόνο στην κεντρική συσκευή, από την κεντρική σε μία ή περισσότερες περιφερειακές συσκευές.
Με τοπολογία "δαχτυλιδιού" (Εικ.
8.1, γ) οι υπολογιστές συνδυάζονται διαδοχικά σε έναν δακτύλιο. Η μετάδοση πληροφοριών στο δαχτυλίδι πραγματοποιείται πάντα προς μία μόνο κατεύθυνση. Κάθε υπολογιστής μεταδίδει πληροφορίες μόνο σε έναν υπολογιστή δίπλα στην αλυσίδα πίσω του και λαμβάνει πληροφορίες μόνο από τον προηγούμενο υπολογιστή στην αλυσίδα.
Σε δίκτυα με διαμόρφωση δακτυλίου, τα δεδομένα μεταφέρονται γύρω από τον δακτύλιο από τον έναν υπολογιστή στον άλλο. Το κύριο πλεονέκτημα του "δαχτυλιδιού" είναι ότι από τη φύση του έχει την ιδιότητα των περιττών συνδέσεων. Πράγματι, οποιοδήποτε ζεύγος κόμβων συνδέεται εδώ με δύο τρόπους - δεξιόστροφα και αριστερόστροφα. Το "Ring" είναι μια πολύ βολική διαμόρφωση για οργάνωση ανατροφοδότηση– τα δεδομένα, έχοντας κάνει πλήρη επανάσταση, επιστρέφουν στον κόμβο πηγής. Επομένως, ο αποστολέας σε αυτήν την περίπτωση μπορεί να ελέγξει τη διαδικασία παράδοσης δεδομένων στον παραλήπτη. Συχνά αυτή η ιδιότητα "ring" χρησιμοποιείται για να ελέγξει τη συνδεσιμότητα δικτύου και να βρει έναν κόμβο που δεν λειτουργεί σωστά. Ταυτόχρονα, σε δίκτυα με τοπολογία δακτυλίου, είναι απαραίτητο να ληφθούν ειδικά μέτρα ώστε σε περίπτωση βλάβης ή αποσύνδεσης οποιουδήποτε σταθμού, να μην διακόπτεται το κανάλι επικοινωνίας μεταξύ των υπόλοιπων σταθμών του «δαχτυλιδιού».
Μικτή τοπολογία
Ενώ μικρά δίκτυα, κατά κανόνα, έχουν μια τυπική τοπολογία - τα μεγάλα δίκτυα "αστέρι", "δακτύλιος" ή "κοινός δίαυλος" χαρακτηρίζονται από την παρουσία αυθαίρετων συνδέσεων μεταξύ των υπολογιστών. Σε τέτοια δίκτυα, είναι δυνατόν να διακρίνουμε μεμονωμένα τυχαία συνδεδεμένα θραύσματα (υποδίκτυα) που έχουν τυπική τοπολογία, επομένως ονομάζονται δίκτυα με μικτή τοπολογία (Εικ. 8.1, δ).
Πλήρως συνδεδεμένη τοπολογία
Μια πλήρως συνδεδεμένη τοπολογία αντιστοιχεί σε ένα δίκτυο στο οποίο κάθε υπολογιστής είναι απευθείας συνδεδεμένος με ένα χωριστό αμφίδρομο φυσικό κανάλι επικοινωνίας με όλους τους άλλους (Εικ. 8.1, ε). Παρά τη λογική απλότητά της, αυτή η επιλογή είναι δυσκίνητη και αναποτελεσματική. Πλήρως συνδεδεμένες τοπολογίες σε μεγάλα δίκτυαχρησιμοποιούνται σπάνια, αφού για επικοινωνία Ναπαιτούνται κόμβοι Ν(Ν– 1)/2 φυσικές γραμμές επικοινωνίας διπλής όψης, π.χ. υπάρχει μια τετραγωνική σχέση. Αυτό το μοντέλο είναι μάλλον θεωρητικό, από το οποίο μπορούν να ληφθούν άλλες τοπολογίες με απόρριψη συνδέσεων.
Τοπολογία δέντρων
Μια δενδροειδής, ή ιεραρχική, τοπολογία λαμβάνεται συνδυάζοντας τις πλήμνες πολλών αστεριών σε ιεραρχική σειρά (Εικ. 8.1, στ). Σε αυτή την περίπτωση, προκύπτει δομή δέντρουμε μία διαδρομή μετάδοσης για κάθε έναν από τους υπολογιστές.
Θέμα 1.4: Βασικά στοιχεία τοπικών δικτύων
Θέμα 1.5: Βασικές τεχνολογίες τοπικών δικτύων
Θέμα 1.6: Βασικά στοιχεία λογισμικού και υλικού ενός LAN
Τοπικά δίκτυα
1.4. Βασικά στοιχεία LAN
1.4.3. Τοπολογίες δικτύου
Όλοι οι υπολογιστές στο τοπικό δίκτυο συνδέονται με γραμμές επικοινωνίας. Γεωμετρική θέση των γραμμών επικοινωνίας σε σχέση με τους κόμβους δικτύου και φυσική σύνδεσηΟι κόμβοι στο δίκτυο ονομάζονται φυσική τοπολογία. Ανάλογα με την τοπολογία, τα δίκτυα διακρίνονται: bus, ring, star, ιεραρχικές και αυθαίρετες δομές.
Υπάρχουν φυσικές και λογικές τοπολογίες. Οι λογικές και οι φυσικές τοπολογίες δικτύου είναι ανεξάρτητες η μία από την άλλη. Η φυσική τοπολογία είναι η γεωμετρία του δικτύου και η λογική τοπολογία καθορίζει τις κατευθύνσεις των ροών δεδομένων μεταξύ των κόμβων του δικτύου και των μεθόδων μετάδοσης δεδομένων.
Επί του παρόντος, τα ακόλουθα χρησιμοποιούνται σε τοπικά δίκτυα: φυσικές τοπολογίες:
- φυσικό "λεωφορείο" (λεωφορείο).
- φυσικό "αστέρι" (αστέρι).
- φυσικό "δαχτυλίδι" (δαχτυλίδι).
- φυσικό «αστέρι» και λογικό «δαχτυλίδι» (Token Ring).
Τοπολογία διαύλου
Τα δίκτυα με τοπολογία διαύλου χρησιμοποιούν ένα γραμμικό μονοκάναλο (ομοαξονικό καλώδιο) για τη μετάδοση δεδομένων, στα άκρα του οποίου είναι εγκατεστημένοι τερματικοί αντιστάσεις (τερματιστές). Κάθε υπολογιστής είναι συνδεδεμένος σε ομοαξονικό καλώδιο χρησιμοποιώντας ένα βύσμα T (υποδοχή T). Τα δεδομένα από τον κόμβο του δικτύου μετάδοσης μεταδίδονται κατά μήκος του διαύλου και προς τις δύο κατευθύνσεις, ανακλώνται από τους τερματικούς σταθμούς. Οι τερματιστές εμποδίζουν την ανάκλαση σημάτων, δηλ. χρησιμοποιούνται για την ακύρωση σημάτων που φτάνουν στα άκρα μιας σύνδεσης δεδομένων.
Έτσι, οι πληροφορίες φθάνουν σε όλους τους κόμβους, αλλά λαμβάνονται μόνο από τον κόμβο στον οποίο προορίζονται. Σε μια λογική τοπολογία διαύλου, το μέσο μετάδοσης δεδομένων μοιράζεται και ταυτόχρονα από όλους τους Η/Υ στο δίκτυο, και τα σήματα από τους Η/Υ διανέμονται ταυτόχρονα προς όλες τις κατευθύνσεις κατά μήκος του μέσου μετάδοσης. Δεδομένου ότι η μετάδοση των σημάτων στην τοπολογία, ο φυσικός δίαυλος εκπέμπεται, δηλ. τα σήματα διαδίδονται ταυτόχρονα προς όλες τις κατευθύνσεις, τότε η λογική τοπολογία αυτού του τοπικού δικτύου είναι ένας λογικός δίαυλος.
Ρύζι. 1.
Αυτή η τοπολογία χρησιμοποιείται σε τοπικά δίκτυα με αρχιτεκτονική Ethernet (κλάσεις 10Base-5 και 10Base-2 για παχύ και λεπτό ομοαξονικό καλώδιοαντίστοιχα).
Πλεονεκτήματα των δικτύων τοπολογίας διαύλου:
- η αποτυχία ενός από τους κόμβους δεν επηρεάζει τη λειτουργία του δικτύου στο σύνολό του.
- το δίκτυο είναι εύκολο να ρυθμιστεί και να ρυθμιστεί.
- Το δίκτυο είναι ανθεκτικό σε αστοχίες μεμονωμένων κόμβων.
Μειονεκτήματα των δικτύων τοπολογίας διαύλου:
- μια διακοπή καλωδίου μπορεί να επηρεάσει τη λειτουργία ολόκληρου του δικτύου.
- περιορισμένο μήκος καλωδίου και αριθμός σταθμών εργασίας.
- ελαττώματα σύνδεσης είναι δύσκολο να εντοπιστούν.
Τοπολογία αστεριών
Σε ένα δίκτυο που έχει δημιουργηθεί χρησιμοποιώντας μια τοπολογία αστέρι, κάθε σταθμός εργασίας συνδέεται με ένα καλώδιο (συνεστραμμένο ζεύγος) σε έναν διανομέα ή διανομέα ( κεντρικό σημείο). Ο κόμβος παρέχει παράλληλη σύνδεσηΟι υπολογιστές και επομένως όλοι οι υπολογιστές που είναι συνδεδεμένοι στο δίκτυο μπορούν να επικοινωνούν μεταξύ τους.
Ρύζι. 2.
Τα δεδομένα από το σταθμό μετάδοσης δικτύου μεταδίδονται μέσω του διανομέα κατά μήκος όλων των γραμμών επικοινωνίας σε όλους τους υπολογιστές. Οι πληροφορίες φτάνουν σε όλους τους σταθμούς εργασίας, αλλά λαμβάνονται μόνο από εκείνους τους σταθμούς για τους οποίους προορίζονται. Εφόσον η μετάδοση σήματος στην τοπολογία του φυσικού αστεριού εκπέμπεται, π.χ. Δεδομένου ότι τα σήματα από τον υπολογιστή διαδίδονται ταυτόχρονα προς όλες τις κατευθύνσεις, η λογική τοπολογία αυτού του τοπικού δικτύου είναι ένας λογικός δίαυλος.
Αυτή η τοπολογία χρησιμοποιείται σε τοπικά δίκτυα με αρχιτεκτονική 10Base-T Ethernet.
Πλεονεκτήματα των δικτύων τοπολογίας αστεριών:
- εύκολη σύνδεση ενός νέου υπολογιστή.
- υπάρχει η δυνατότητα κεντρικής διαχείρισης.
- Το δίκτυο είναι ανθεκτικό σε αστοχίες μεμονωμένων υπολογιστών και σε διακοπές στη σύνδεση μεμονωμένων υπολογιστών.
Μειονεκτήματα των δικτύων τοπολογίας αστεριών:
- Η αποτυχία του διανομέα επηρεάζει τη λειτουργία ολόκληρου του δικτύου.
- υψηλή κατανάλωσηκαλώδιο.
Τοπολογία δακτυλίου
Σε ένα δίκτυο με τοπολογία δακτυλίου, όλοι οι κόμβοι συνδέονται με κανάλια επικοινωνίας σε έναν συνεχή δακτύλιο (όχι απαραίτητα έναν κύκλο) μέσω του οποίου μεταδίδονται τα δεδομένα. Η έξοδος ενός υπολογιστή συνδέεται με την είσοδο ενός άλλου υπολογιστή. Έχοντας ξεκινήσει την κίνηση από ένα σημείο, τα δεδομένα καταλήγουν τελικά στην αρχή της. Τα δεδομένα σε έναν δακτύλιο κινούνται πάντα προς την ίδια κατεύθυνση.
Ρύζι. 3.
Ο σταθμός εργασίας λήψης αναγνωρίζει και λαμβάνει μόνο το μήνυμα που απευθύνεται σε αυτόν. Ένα δίκτυο με φυσική τοπολογία δακτυλίου χρησιμοποιεί πρόσβαση διακριτικού, η οποία παρέχει σε έναν σταθμό το δικαίωμα να χρησιμοποιήσει τον δακτύλιο με μια συγκεκριμένη σειρά. Λογική τοπολογίααυτού του δικτύου είναι ένας λογικός δακτύλιος. Αυτό το δίκτυοπολύ εύκολο στη δημιουργία και την προσαρμογή.
Το κύριο μειονέκτημα των δικτύων τοπολογίας δακτυλίου είναι ότι η ζημιά στη γραμμή επικοινωνίας σε ένα σημείο ή η αστοχία του υπολογιστή οδηγεί στην αλειτουργία ολόκληρου του δικτύου.
Κατά κανόνα, σε καθαρή μορφήΗ τοπολογία δακτυλίου δεν χρησιμοποιείται λόγω της αναξιοπιστίας της, επομένως στην πράξη χρησιμοποιούνται διάφορες τροποποιήσεις της τοπολογίας δακτυλίου.
Τοπολογία Token Ring
Αυτή η τοπολογία βασίζεται στην τοπολογία του φυσικού δακτυλίου αστεριών. Σε αυτήν την τοπολογία, όλοι οι σταθμοί εργασίας συνδέονται με έναν κεντρικό διανομέα (Token Ring) όπως μια φυσική τοπολογία αστέρα. Ο κεντρικός διανομέας είναι μια έξυπνη συσκευή που, χρησιμοποιώντας βραχυκυκλωτήρες, παρέχει σειριακή σύνδεσητην έξοδο ενός σταθμού με την είσοδο ενός άλλου σταθμού.
Με άλλα λόγια, με τη βοήθεια ενός διανομέα, κάθε σταθμός συνδέεται μόνο με δύο άλλους σταθμούς (προηγούμενους και επόμενους σταθμούς). Έτσι, οι σταθμοί εργασίας συνδέονται μέσω ενός βρόχου καλωδίου μέσω του οποίου τα πακέτα δεδομένων μεταδίδονται από τον ένα σταθμό στον άλλο και κάθε σταθμός αναμεταδίδει αυτά τα πακέτα που έχουν σταλεί. Κάθε σταθμός εργασίας διαθέτει μια συσκευή πομποδέκτη για το σκοπό αυτό, η οποία σας επιτρέπει να ελέγχετε τη διέλευση δεδομένων στο δίκτυο. Φυσικά, ένα τέτοιο δίκτυο είναι χτισμένο σύμφωνα με τον τύπο τοπολογίας «αστέρι».
Ο διανομέας δημιουργεί έναν κύριο (κύριο) και εφεδρικό δακτύλιο. Εάν συμβεί σπάσιμο στον κύριο δακτύλιο, μπορεί να παρακαμφθεί χρησιμοποιώντας τον εφεδρικό δακτύλιο, καθώς χρησιμοποιείται καλώδιο τεσσάρων πυρήνων. Μια αποτυχία ενός σταθμού ή μια διακοπή στη γραμμή επικοινωνίας ενός σταθμού εργασίας δεν θα οδηγήσει σε αστοχία δικτύου όπως σε μια τοπολογία δακτυλίου, επειδή ο διανομέας θα αποσυνδέσει τον ελαττωματικό σταθμό και θα κλείσει τον δακτύλιο μετάδοσης δεδομένων.
Ρύζι. 4.
Σε μια αρχιτεκτονική Token Ring, ένα διακριτικό περνά από κόμβο σε κόμβο κατά μήκος ενός λογικού δακτυλίου που δημιουργείται από έναν κεντρικό διανομέα. Αυτή η μετάδοση διακριτικού πραγματοποιείται σε μια σταθερή κατεύθυνση (η κατεύθυνση κίνησης του διακριτικού και των πακέτων δεδομένων απεικονίζεται στο σχήμα με βέλη μπλε χρώματος). Ένας σταθμός που κρατά ένα διακριτικό μπορεί να στείλει δεδομένα σε άλλο σταθμό.
Για τη μετάδοση δεδομένων, οι σταθμοί εργασίας πρέπει πρώτα να περιμένουν να φτάσει ένα δωρεάν διακριτικό. Το διακριτικό περιέχει τη διεύθυνση του σταθμού που έστειλε το διακριτικό, καθώς και τη διεύθυνση του σταθμού στον οποίο προορίζεται. Μετά από αυτό, ο αποστολέας περνά το διακριτικό στον επόμενο σταθμό του δικτύου, ώστε να μπορεί να στείλει τα δεδομένα του.
Ένας από τους κόμβους δικτύου (συνήθως χρησιμοποιείται διακομιστής αρχείων για αυτό) δημιουργεί ένα διακριτικό που αποστέλλεται στον δακτύλιο δικτύου. Αυτός ο κόμβος λειτουργεί ως ενεργή οθόνη που διασφαλίζει ότι ο δείκτης δεν θα χαθεί ή δεν θα καταστραφεί.
Πλεονεκτήματα των δικτύων τοπολογίας Token Ring:
- Η τοπολογία παρέχει ίση πρόσβαση σε όλους τους σταθμούς εργασίας.
- υψηλή αξιοπιστία, καθώς το δίκτυο είναι ανθεκτικό σε βλάβες μεμονωμένων σταθμών και σε διακοπές στη σύνδεση μεμονωμένων σταθμών.
Μειονεκτήματα των δικτύων τοπολογίας Token Ring: υψηλή κατανάλωση καλωδίου και, κατά συνέπεια, ακριβή καλωδίωση των γραμμών επικοινωνίας.
Στο πιο γενικό επίπεδο, κάθε δίκτυο αποτελείται από μια συλλογή σημείακαι τη σύνδεσή τους γραμμές,η σχετική θέση του οποίου χαρακτηρίζει τη συνδεσιμότητα του δικτύου και την ικανότητα διασφάλισης της ανταλλαγής πληροφοριών μεταξύ διαφορετικών παραληπτών. Η δομή που εμφανίζει τη θέση των σημείων του δικτύου και τις γραμμές που τα συνδέουν ονομάζεται τοπολογίαδίκτυα. Διακρίνω φυσικόςτοπολογία και λογικός.Φυσική τοπολογίαεμφανίζει τη θέση των σημείων στο χώρο και τη διαμόρφωση των γραμμών επικοινωνίας.Λογική τοπολογίαδίνει μια ιδέα για τους τρόπους μετακίνησης μηνυμάτων πληροφοριών στο δίκτυο από πηγές σε δέκτες με βάση τις πληροφορίες διεύθυνσης.
Εικόνα 1. Περιγραφή συστήματος αρχιτεκτονικής δικτύου
Για να μελετήσετε τα τοπολογικά χαρακτηριστικά ενός δικτύου, είναι βολικό να το απεικονίσετε με τη μορφή σημείακαι τη σύνδεσή τους τόξο. Αυτό το γεωμετρικό σχήμα ονομάζεται γράφημα. Τα σημεία του γραφήματος ονομάζονται κορυφές και τα τόξα, αν δεν ληφθεί υπόψη η κατεύθυνσή τους, ονομάζονται ακμές. Ένα γράφημα είναι ένα μοντέλο της τοπολογικής δομής ενός δικτύου πληροφοριών. Η επιλογή της τοπολογίας είναι η πιο σημαντική εργασία που πρέπει να επιλυθεί κατά την κατασκευή ενός δικτύου. Διενεργείται λαμβάνοντας υπόψη απαιτήσεις όπως αποδοτικότηταΚαι αξιοπιστία επικοινωνίας. Το πρόβλημα της επιλογής μιας τοπολογίας δικτύου είναι σχετικά εύκολο να λυθεί εάν το σύνολο των τυπικές τοπολογίες (πρωτόγονες), το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί είτε χωριστά είτε σε συνδυασμό. Ας εξετάσουμε μια σειρά από τέτοια τυπικά τοπολογίες, ας τις ονομάσουμε βασικές, και ας χαρακτηρίσουμε τα χαρακτηριστικά τους.
Τοπολογία σημείου–τελεία"είναι το απλούστερο παράδειγμα βασική τοπολογίακαι είναι ένα τμήμα δικτύου που συνδέει φυσικά και λογικά δύο σημεία (Εικόνα 2).
που ονομάζεται Προστασία τύπου 1+1. Εάν η κύρια σύνδεση αποτύχει, το δίκτυο μεταφέρεται αυτόματα στο εφεδρικό. Παρά την απλότητά της, είναι αυτή η βασική τοπολογία που χρησιμοποιείται ευρύτερα κατά τη μετάδοση μεγάλων ροών πληροφοριών μέσω καναλιών κορμού υψηλής ταχύτητας, για παράδειγμα, κατά μήκος υπερωκεανικών υποθαλάσσιων καλωδίων που εξυπηρετούν ψηφιακή τηλεφωνική κίνηση. Χρησιμοποιείται επίσης ως αναπόσπαστο μέρος της τοπολογίας ακτινωτών δακτυλίων (ως ακτίνες). Μια τοπολογία από σημείο σε σημείο με πλεονασμό 1+1 μπορεί να θεωρηθεί μια εκφυλισμένη εκδοχή μιας τοπολογίας δακτυλίου (βλ. παρακάτω).
Τοπολογία δέντρωνμπορεί να έχει διαφορετικές επιλογές (Εικ. 3).
Εικόνα 3. Τοπολογία δέντρου: α – δέντρο, β – αστέρι, γ – αλυσίδα
Ένα χαρακτηριστικό ενός τμήματος δικτύου που έχει μια τοπολογία δέντρου οποιασδήποτε από τις επιλογές που αναφέρονται είναι ότι η συνδεσιμότητα nτα σημεία στο επίπεδο φυσικής τοπολογίας επιτυγχάνονται εδώ από τον αριθμό των ακμών R= n– 1, που εξασφαλίζει υψηλή απόδοση ενός τέτοιου δικτύου. Στο λογικό επίπεδο, ο αριθμός των διαδρομών σύνδεσης για τη μετάδοση πληροφοριών μεταξύ κάθε ζεύγους σημείων σε ένα τέτοιο τμήμα είναι πάντα ίσος η= 1. Από την άποψη της αξιοπιστίας, αυτός είναι ένας αρκετά χαμηλός δείκτης. Αυξημένη αξιοπιστία σε τέτοια δίκτυα επιτυγχάνεται με την εισαγωγή εφεδρικών συνδέσεων (για παράδειγμα, προστασία τύπου 1+1). Η τοπολογία δέντρων χρησιμοποιείται σε τοπικά δίκτυα και δίκτυα πρόσβασης συνδρομητών.
Τοπολογία δακτυλίου(Εικ. 4) χαρακτηρίζει ένα δίκτυο στο οποίο δύο, και μόνο δύο, γραμμές συνδέονται σε κάθε σημείο. Η τοπολογία δακτυλίου χρησιμοποιείται ευρέως σε τοπικά δίκτυα, σε τμήματα σύνδεσης μεταξύ κόμβων εδαφικά δίκτυα, καθώς και σε δίκτυα πρόσβασης συνδρομητών που οργανώνονται με βάση οπτικό καλώδιο.
Ο αριθμός των άκρων του γραφήματος που αντιπροσωπεύουν τη φυσική τοπολογία είναι ίσος με τον αριθμό των κορυφών: R = nκαι χαρακτηρίζει σχετικά χαμηλό κόστος δικτύου.
Σε λογικό επίπεδο, μεταξύ κάθε ζεύγους σημείων μπορούν να οργανωθούν η= 2 ανεξάρτητα μονοπάτια σύνδεσης (άμεση και εναλλακτική). Αυτό εξασφαλίζει αυξημένη αξιοπιστία της επικοινωνίας σε ένα τέτοιο τμήμα, ειδικά όταν χρησιμοποιείται πλεονασμός τύπου 1+1, το λεγόμενο διπλό δαχτυλίδι(Εικ. 5). Ένας διπλός δακτύλιος σχηματίζεται από φυσικές συνδέσεις μεταξύ ζευγών σημείων, στα οποία η ροή πληροφοριών κατευθύνεται σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις (ανατολικά και δυτικά), με τη μία κατεύθυνση να χρησιμοποιείται ως κύρια και τη δεύτερη ως εφεδρική.
Πλήρως συνδεδεμένη τοπολογία(Εικ. 6) παρέχει μια φυσική και λογική σύνδεση σημείων σύμφωνα με την αρχή «κάθε σε κάθε». Γράφημα που περιλαμβάνει nκορυφές, περιέχει R = n(n– 1)/2 άκρες, που καθορίζει το υψηλό κόστος του δικτύου. Ο αριθμός των ανεξάρτητων διαδρομών σύνδεσης μεταξύ κάθε ζεύγους σημείων σε ένα τέτοιο τμήμα δικτύου είναι ίσος με η= n– 1. Μια πλήρως συνδεδεμένη τοπολογία σε λογικό επίπεδο έχει μέγιστη αξιοπιστία επικοινωνίας, λόγω της δυνατότητας οργάνωσης μεγάλου αριθμού διαδρομών παράκαμψης. Αυτή η τοπολογία είναι τυπική για εδαφικά δίκτυα όταν σχηματίζονται τμήματα βασικών και βασικών δικτύων (ραχοκοκαλιά). Η μέγιστη αξιοπιστία της επικοινωνίας σε ένα τμήμα επιτυγχάνεται με τη χρήση εναλλακτικών μέσων διάδοσης σήματος (για παράδειγμα, καλώδιο οπτικών ινών και γραμμή ρελέ ραδιοφώνου) σε κατευθύνσεις παράκαμψης.
Τοπολογία πλέγματος(Εικ. 7). Κάθε σημείο του τμήματος έχει άμεση σύνδεση με έναν μικρό αριθμό σημείων που είναι πλησιέστερα σε απόσταση. Στο μεγάλος αριθμόςκορυφές αριθμός ακμών R» r× n/2, όπου r– ο αριθμός των ακμών που προσπίπτουν σε κάθε κορυφή. Τα τμήματα πλέγματος έχουν υψηλή αξιοπιστία επικοινωνίας με λιγότερα άκρα σε σύγκριση με ένα πλήρως συνδεδεμένο τμήμα.
Σχέδιο. 7 Τοπολογία πλέγματος
Η χρήση τοπολογιών πλήρους πλέγματος και πλέγματος ενδείκνυται μόνο σε τμήματα με υψηλή συγκέντρωση κίνησης, καθώς η εφαρμογή τους συνδέεται με σημαντικό κόστος.
Σύνθετες τοπολογίες.Τα πραγματικά δίκτυα έχουν συχνά πολύπλοκες τοπολογίες που είναι επεκτάσεις και/ή συνδυασμοί βασικών φυσικών τοπολογιών. Μέσω της χρήσης πολύπλοκων τοπολογιών, είναι δυνατή η κάλυψη των απαιτήσεων για έκτατοΚαι επεκτασιμότηταδίκτυα .
Κάτω από έκτατοκατανοήσουν τη δυνατότητα αύξησης του μεγέθους του δικτύου μέσω της σχετικά απλής συμπερίληψης νέων δομικών στοιχείων.Η δυνατότητα επέκτασης του δικτύου είναι συνήθως περιορισμένη, επειδή... ξεκινώντας από ένα ορισμένο σημείο, η προσθήκη ενός άλλου δομικού στοιχείου οδηγεί σε απότομη μείωση της απόδοσης του δικτύου.
Πρόστιμο κλιμακούμενα δίκτυαχαρακτηρίζονται απεριόριστες δυνατότητες επέκτασης του δικτύου χωρίς να επηρεάζεται η απόδοσή του. Η καλή επεκτασιμότητα είναι μια από τις πιο σημαντικές απαιτήσεις για τα σύγχρονα δίκτυα, ειδικά τα εδαφικά.
