Diagrame ale topologiilor de bază ale rețelei. Topologia rețelelor de calculatoare. Clasificarea rețelelor de calculatoare după topologie
Topologie de rețea
(din grecescul τόπος, - loc) - o modalitate de a descrie configurația rețelei, aspectul și diagrama de conectare dispozitive de rețea.
(Wikiredia)
Topologie
- aceasta este o diagramă a conectării computerelor sau nodurilor de rețea între ele prin canale de comunicare.
Topologia rețelei poate fi
- fizic - descrie locație realăși conexiuni între nodurile de rețea.
- logic - descrie fluxul de semnal în topologia fizică.
- informativ - descrie direcția fluxurilor de informații transmise prin rețea.
- managementul schimburilor este principiul transferului dreptului de utilizare a rețelei.
Există multe modalități de a conecta dispozitive de rețea. Se disting următoarele topologii:
- complet conectat
- celular
- autobuz comun
- stea
- inel
- fulg de nea
Să ne uităm la fiecare dintre ele mai detaliat.
1) Complet conectattopologie- o topologie de rețea de calculatoare în care fiecare stație de lucru este conectată la toate celelalte. Această opțiune este greoaie și ineficientă, în ciuda simplității sale logice. Pentru fiecare pereche trebuie alocată o linie independentă, fiecare computer trebuie să aibă atâtea porturi de comunicație câte computere sunt în rețea. Din aceste motive rețeaua
nu poate avea decât dimensiuni finale relativ mici. Cel mai adesea această topologie este utilizată în sisteme multi-mașină sau rețele globale cu un număr mic de posturi de lucru.
Tehnologia de acces în rețelele cu această topologie este implementată prin trecere de token. Un marker este un pachet echipat cu o secvență specială de biți (poate fi comparat cu un plic de scrisori). Este transmis secvenţial de-a lungul inelului de la computer la computer într-o singură direcţie. Fiecare nod transmite jetonul transmis. Computerul își poate transmite datele dacă primește un token gol. Jetonul cu pachetul este transmis până când este găsit computerul căruia îi este destinat pachetul. În acest computer, datele sunt primite, dar jetonul merge mai departe și revine la expeditor.
După ce computerul care a trimis pachetul verifică că pachetul a fost livrat destinatarului, jetonul este eliberat.
Dezavantaj: g opțiune greoaie și ineficientă, adică La . Fiecare computer ar trebui să aibă un număr mare comunicare porturi
2) Topologie mesh - topologia mesh de bază a unei rețele de calculatoare, în care fiecare stație de lucru din rețea este conectată la mai multe alte stații de lucru din aceeași rețea. Se caracterizează prin toleranță ridicată la erori, complexitate a configurației și consum excesiv de cablu. Fiecare computer are multe moduri posibile conexiuni cu alte computere. O întrerupere a cablului nu va duce la pierderea conexiunii între două computere.
Obținut dintr-unul complet conectat prin eliminarea unor posibile conexiuni. Această topologie permite conectarea cantitate mare computere și este tipic, de regulă, pentru rețelele mari.
3) Autobuz comun, reprezintă cablu comun(numită magistrală sau coloană vertebrală) la care sunt conectate toate stațiile de lucru. Există terminatoare la capetele cablului pentru a preveni reflectarea semnalului.
Avantaje:
Defecte:
- Problemele de rețea, cum ar fi întreruperea cablului și defecțiunea terminatorului, blochează complet funcționarea întregii rețele;
- Localizare dificilă a defecțiunii;
- Pe măsură ce sunt adăugate noi stații de lucru, performanța rețelei scade.
O topologie de magistrală este o topologie în care toate dispozitivele LAN sunt conectate la un mediu liniar de transmisie a datelor de rețea. Acest mediu liniar este adesea numit canal, magistrală sau urmă. Fiecare dispozitiv, cum ar fi o stație de lucru sau un server, este conectat independent la un cablu de magistrală comun folosind un conector special. Cablul magistralei trebuie să aibă la capăt o rezistență de terminare, sau terminator, care absoarbe semnalul electric, împiedicând reflectarea acestuia și deplasarea în sens opus de-a lungul magistralei.
4) Steaua - topologia de bază a unei rețele de calculatoare în care toate calculatoarele din rețea sunt conectate la un nod central (de obicei un comutator), formând un segment fizic al rețelei. Un astfel de segment de rețea poate funcționa fie separat, fie ca parte a unei topologii de rețea complexă (de obicei, un „arboresc”). Tot schimbul de informații are loc exclusiv prin calculator central, pe care este plasată în acest fel o sarcină foarte mare, deci nu poate face altceva decât rețeaua. De regulă, computerul central este cel mai puternic și pe acesta sunt atribuite toate funcțiile pentru gestionarea schimbului. În principiu, nu sunt posibile conflicte într-o rețea cu topologie în stea, deoarece managementul este complet centralizat.
Metoda de acces este implementată folosind tehnologia Arcnet. Această metodă de acces folosește și un token pentru a transmite date. Tokenul este transmis de la computer la computer în ordine crescătoare a adresei. La fel ca într-o topologie inelă, fiecare computer regenerează un jeton.
Comparație cu alte topologii.
Avantaje:
- eșecul unuia stație de lucru nu afectează funcționarea întregii rețele în ansamblu;
- scalabilitate bună a rețelei;
- depanare ușoară și întreruperi de rețea;
- performanță ridicată a rețelei (supusă proiectării adecvate);
- opțiuni flexibile de administrare.
Defecte:
- defectarea hub-ului central va duce la inoperabilitatea rețelei (sau a segmentului de rețea) în ansamblu;
- instalarea unei rețele necesită adesea mai mult cablu decât majoritatea celorlalte topologii;
- numărul finit de stații de lucru dintr-o rețea (sau segment de rețea) este limitat de numărul de porturi din hub-ul central.
5) Inel - aceasta este topologia , în care fiecare calculator este conectat prin linii de comunicație doar la alte două: de la unul primește doar informații, iar la celălalt doar transmite. Pe fiecare linie de comunicare, ca în cazul stele , funcționează doar un emițător și un receptor. Acest lucru vă permite să evitați utilizarea externă terminatoare.
Lucrul într-o rețea de inel este ca fiecare computer să transmită (reînnoiește) semnalul, adică să acționeze ca un repetor, prin urmare atenuarea semnalului în întregul inel nu contează, doar atenuarea dintre calculatoarele vecine ale inelului este importantă. În acest caz, nu există un centru clar definit, toate computerele pot fi la fel. Cu toate acestea, destul de des în ring este alocat un abonat special care gestionează schimbul sau controlează schimbul. Este clar că prezența unui astfel de abonat de control reduce fiabilitatea rețelei, deoarece eșecul acesteia va paraliza imediat întregul schimb.
Calculatoarele dintr-un inel nu sunt complet egale (spre deosebire de, de exemplu, o topologie de magistrală). Unii dintre ei primesc în mod necesar informații de la computerul care transmite în acest moment mai devreme, în timp ce alții - mai târziu. Pe această caracteristică a topologiei se bazează metodele de control al schimbului de rețea, special concepute pentru „inel”. În aceste metode, dreptul la următoarea transmisie (sau, după cum se spune și ei, de a prelua rețeaua) trece succesiv către următorul computer din cerc.
Conectarea noilor abonați la „ring” este de obicei complet nedureroasă, deși necesită o oprire obligatorie a întregii rețele pe durata conexiunii. Ca și în topologia magistralei, suma maxima Numărul de abonați din ring poate fi destul de mare (1000 sau mai mult). Topologia inelă este de obicei cea mai rezistentă la supraîncărcări ea asigură o funcționare fiabilă cu cele mai mari fluxuri de informații transmise prin rețea, deoarece, de regulă, nu există conflicte (spre deosebire de magistrală) și nu există un abonat central (spre deosebire de o stea) .
Într-un inel, spre deosebire de alte topologii (stea, magistrală), nu se folosește metoda concurenței de trimitere a datelor computerul din rețea primește date de la cel anterior din lista de destinatari și le redirecționează în continuare dacă nu îi este adresată; . Lista de corespondență este generată de un computer, care este generatorul de jetoane. Modulul de rețea generează un semnal simbol (de obicei aproximativ 2-10 octeți pentru a evita atenuarea) și îl transmite către următorul sistem (uneori în ordinea crescătoare a adresei MAC). Următorul sistem După ce a primit semnalul, nu îl analizează, ci pur și simplu îl transmite mai departe. Acesta este așa-numitul ciclu zero.
Algoritmul de operare ulterior este următorul - pachetul de date GRE transmis de expeditor către destinatar începe să urmeze calea trasată de marker. Pachetul este transmis până ajunge la destinatar.
Comparație cu alte topologii.
Avantaje:
- Ușor de instalat;
- Practic absență completă echipament adițional;
- Posibilitatea de funcționare stabilă fără o scădere semnificativă a vitezei de transfer de date în condiții de sarcină mare a rețelei, deoarece utilizarea unui marker elimină posibilitatea de coliziuni.
Defecte:
- Eșecul unei stații de lucru și alte probleme (ruperea cablului) afectează performanța întregii rețele;
- Dificultate în configurare și configurare;
- Dificultate la depanare.
- Nevoia de a avea două plăci de rețea,la fiecare post de lucru.
6) Cnezhinka (
Topologie ierarhică stea sau arbore) -topologie de tip stea, dar se folosesc mai multe concentrate, interconectate ierarhic prin conexiuni de tip stea.O topologie cu fulgi de zăpadă necesită mai puțină lungime a cablului decât o stea, dar mai multe elemente.
Cel mai uzual mod de conexiuni atât în rețelele locale, cât și pe site lyceum1.perm.ru
Clasificarea elementelor topologice ale rețelei
Rețelele locale constau din dispozitive finale și dispozitive intermediare conectate printr-un sistem de cablu. Să definim câteva concepte de bază.
Noduri de rețea(noduri) - dispozitive terminale și dispozitive intermediare dotate cu adresele de rețea. Nodurile de rețea includ computere cu interfata retea, acționând ca stații de lucru, servere sau ambele; reţea periferice(imprimante, plottere, scanere); dispozitive de telecomunicații în rețea (pool de modemuri, modemuri partajate); routere.
Segment de cablu- o bucată de cablu sau un lanț de bucăți de cablu conectate electric (optic) între ele, care asigură o conexiune între două sau mai multe noduri de rețea. Uneori, în legătură cu un cablu coaxial, acesta este și numele dat unei secțiuni de cablu terminate cu conectori, dar vom folosi interpretarea mai largă dată mai sus.
Segment de rețea(sau pur și simplu un segment) este o colecție de noduri de rețea care utilizează un mediu de transmisie comun (partajat). Aplicat Tehnologii Ethernet acesta este un set de noduri conectate la un segment de cablu coaxial, un hub (repetitor), precum și la mai multe segmente de cablu și/sau hub-uri interconectate prin repetoare. Aplicat Token Ring acesta este un inel.
Net(logic) - un set de noduri de rețea care au sistem unificat abordarea celui de-al treilea nivel al modelului OSI. Exemple ar fi rețeaua IPX, rețeaua IP. Fiecare rețea are propria sa adresa proprie, aceste adrese sunt folosite de routere pentru a transmite pachete între rețele. Rețeaua poate fi împărțită în subrețele, dar aceasta este o diviziune pur organizațională cu adresare la același al treilea nivel. O rețea poate consta din mai multe segmente, iar același segment poate face parte din mai multe rețele diferite.
Nor(cloud) - infrastructura de comunicatii cu omogen interfețe externe, detaliile a căror organizare nu sunt interesate. Un exemplu de nor ar fi city-long-distance-international reteaua telefonica: îl puteți conecta oriunde aparat de telefonși contactați orice abonat.
După metoda de utilizare a segmentelor de cablu, acestea se disting:
Conexiuni punct la punct(conexiune point-to-p6int) - între două (și doar două!) noduri. Pentru astfel de conexiuni, electrice simetrice ( pereche răsucită) Și cabluri optice.
Conexiuni multipunct(conexiune în mai multe puncte) - mai mult de două noduri sunt conectate la un segment de cablu. Un mediu de transmisie tipic este un cablu electric dezechilibrat (se pot utiliza și alte cabluri, inclusiv cele optice); Conectarea dispozitivelor cu segmente de cablu unul după altul se numește înlănțuire. Este posibil să conectați mai multe dispozitive la o singură bucată de cablu folosind metoda robinetului.
Topologie
Topologie (configurație) este o modalitate de a conecta computere într-o rețea. Tipul de topologie determină costul, securitatea, performanța și fiabilitatea stațiilor de lucru, pentru care contează timpul de accesare a serverului de fișiere.
Conceptul de topologie este utilizat pe scară largă în crearea rețelelor. Una dintre abordările de clasificare a topologiilor LAN este de a distinge două clase principale de topologii : difuzatȘi secvenţial.
ÎN topologii de difuzare PC-ul transmite semnale care pot fi primite de alte PC-uri. Aceste topologii includ următoarele topologii: autobuz comun, copac, stea.
ÎN topologii seriale informațiile sunt transmise doar către un singur computer. Exemple de astfel de topologii sunt: gratuit(conexiune aleatorie la PC), inel, lanț.
Atunci când alegeți topologia optimă, există trei obiective principale:
Furnizarea de rutare alternativă și fiabilitate maximă a transmisiei de date;
Alegere traseu optim transmisie de blocuri de date;
Oferind timp de răspuns acceptabil și lățime de bandă necesară.
La alegere tip specific Este important să se ia în considerare topologia rețelei. Principalele topologii de rețea sunt: topologia magistrală (liniară), stea, inel și arbore.
De exemplu, o configurație de rețea ArcNet utilizează atât o topologie liniară, cât și una în stea. Rețelele Token Ring arată fizic ca o stea, dar în mod logic, pachetele lor sunt transmise în jurul inelului. Transferarea datelor către Rețele Ethernet are loc pe o magistrală liniară, astfel încât toate stațiile să vadă semnalul în același timp.
| | | | | | 7 | | | | | | | |
Sub topologie (aspect, configurație, structură) a unei rețele de calculatoare este de obicei înțeles ca locatie fizica calculatoarele din rețea unul față de celălalt și modul în care sunt conectate prin linii de comunicație. Este important de menționat că conceptul de topologie se referă în primul rând la rețelele locale, în care structura conexiunilor poate fi urmărită cu ușurință. În rețelele globale, structura conexiunilor este de obicei ascunsă utilizatorilor și nu este foarte importantă, deoarece fiecare sesiune de comunicare poate fi efectuată pe propria cale. Topologia determină cerințele pentru echipament, tipul de cablu utilizat, metodele permise și cele mai convenabile de gestionare a schimbului, fiabilitatea funcționării și posibilitățile de extindere a rețelei.
Există diferite topologii de rețea (Fig. 8.1): „magistrală comună”, „stea” și „ring”, etc.
Autobuz comun
Cu topologia „magistrală comună”, toate calculatoarele sunt conectate în paralel la o linie de comunicație (magistrală), care este de obicei un cablu coaxial sau un semnal de radiofrecvență electromagnetică (Fig. 8.1, a). Informațiile de la fiecare computer sunt transmise simultan către toate celelalte computere. Principalele avantaje ale acestei scheme sunt costul redus și ușurința de extindere, adică. alăturarea noilor noduri la rețea.
Cel mai serios dezavantaj al „autobuzului comun” este lipsa de fiabilitate: orice defect al cablului sau oricare dintre numeroșii conectori paralizează complet întreaga rețea. Un alt dezavantaj al „autobuzului comun” este performanța scăzută, deoarece cu această metodă de conectare doar un computer la un moment dat poate transmite date prin rețea, prin urmare debitului Canalul de comunicație este întotdeauna împărțit între toate nodurile rețelei.
Orez. 8.1. Tipuri de topologie de rețea: a – magistrală comună; b – stea; c – inel;
g – mixt; d – complet conectat; e – asemănător unui copac
Cu topologia „stea” (Fig. 8.1, b) codul dispozitiv central(computer, hub sau hub) sunt conectate la alte computere periferice, fiecare dintre ele folosind o linie de comunicație separată. Informatii de la computer periferic se transmite numai către dispozitivul central, de la cel central către unul sau mai multe dispozitive periferice.
Cu o topologie „inel” (Fig.
8.1, c) calculatoarele sunt combinate secvenţial într-un inel. Transmiterea informațiilor în inel se realizează întotdeauna într-o singură direcție. Fiecare computer transmite informații doar unui singur computer din lanțul din spatele lui și primește informații numai de la computerul anterior din lanț.
În rețelele cu configurație de inel, datele sunt transferate în jurul inelului de la un computer la altul. Principalul avantaj al „inelului” este că, prin natura sa, are proprietatea conexiunilor redundante. Într-adevăr, orice pereche de noduri este conectată aici în două moduri - în sensul acelor de ceasornic și în sens invers acelor de ceasornic. „Inelul” este o configurație foarte convenabilă pentru organizare părere– datele, după ce au făcut o revoluție completă, revin la nodul sursă. Prin urmare, expeditorul în acest caz poate controla procesul de livrare a datelor către destinatar. Adesea, această proprietate „ring” este folosită pentru a testa conectivitatea la rețea și pentru a găsi un nod care nu funcționează corect. În același timp, în rețelele cu topologie inel, este necesar să se ia măsuri speciale, astfel încât, în cazul unei defecțiuni sau deconectare a oricărei stații, canalul de comunicație între stațiile rămase ale „inelului” să nu fie întrerupt.
Topologie mixtă
In timp ce rețele mici, de regulă, au o topologie standard - „stea”, „inel” sau „magistrală comună” se caracterizează prin prezența conexiunilor arbitrare între computere; În astfel de rețele, este posibil să se distingă fragmente individuale conectate aleatoriu (subrețele) care au o topologie standard, de aceea sunt numite rețele cu topologie mixtă (Fig. 8.1, d).
Topologie complet conectată
O topologie complet conectată corespunde unei rețele în care fiecare computer este conectat direct printr-un canal de comunicație fizic duplex (bidirecțional) separat cu toate celelalte (Fig. 8.1, e). În ciuda simplității sale logice, această opțiune este greoaie și ineficientă. Topologii complet conectate în rețele mari sunt rar folosite, deoarece pentru comunicare N noduri necesare N(N– 1)/2 linii de comunicație duplex fizice, de ex. există o relație pătratică. Acest model este mai degrabă teoretic, din care se pot obține alte topologii prin eliminarea conexiunilor.
Topologia arborelui
O topologie arborescentă, sau ierarhică, se obține prin combinarea butucurilor mai multor stele într-o ordine ierarhică (Fig. 8.1, f). În acest caz, apare structura arborelui cu o cale de transmisie pentru fiecare dintre computere.
Tema 1.4: Bazele rețelelor locale
Tema 1.5: Tehnologii de bază ale rețelelor locale
Subiectul 1.6: Componentele software și hardware de bază ale unei rețele LAN
Rețele locale
1.4. Bazele LAN
1.4.3. Topologii de rețea
Toate computerele din rețeaua locală sunt conectate prin linii de comunicație. Amplasarea geometrică a liniilor de comunicație în raport cu nodurile rețelei și conexiune fizică nodurile la rețea se numește topologie fizică. În funcție de topologie, se disting rețele: magistrală, inel, stea, structuri ierarhice și arbitrare.
Există topologii fizice și logice. Topologiile de rețea logice și fizice sunt independente una de cealaltă. Topologia fizică este geometria rețelei, iar topologia logică determină direcțiile fluxurilor de date între nodurile rețelei și metodele de transmitere a datelor.
În prezent, următoarele sunt utilizate în rețelele locale: topologii fizice:
- „autobuz” fizic (autobuz);
- „stea” fizică (stea);
- „inel” fizic (inel);
- „stea” fizică și „ring” logic (Token Ring).
Topologie magistrală
Rețelele cu topologie magistrală utilizează un monocanal liniar (cablu coaxial) pentru transmiterea datelor, la capete ale căruia sunt instalate rezistențe de terminare (terminatoare). Fiecare computer este conectat la un cablu coaxial folosind un conector T (conector T). Datele de la nodul rețelei de transmisie sunt transmise de-a lungul magistralei în ambele direcții, reflectate de terminalele terminale. Terminatoarele împiedică reflectarea semnalelor, de ex. sunt folosite pentru a anula semnalele care ajung la capetele unei legături de date.
Astfel, informația ajunge la toate nodurile, dar este primită doar de nodul căruia îi este destinată. Într-o topologie de magistrală logică, mediul de transmisie a datelor este partajat și simultan de către toate PC-urile din rețea, iar semnalele de la PC-uri sunt distribuite simultan în toate direcțiile de-a lungul mediului de transmisie. De la transmiterea semnalelor în topologie, magistrala fizică este difuzată, adică semnalele se propagă simultan în toate direcțiile, atunci topologia logică a acestei rețele locale este o magistrală logică.
Orez. 1.
Această topologie este utilizată în rețelele locale cu arhitectură Ethernet (clasele 10Base-5 și 10Base-2 pentru gros și subțire cablu coaxial respectiv).
Avantajele rețelelor cu topologie de magistrală:
- defectarea unuia dintre noduri nu afectează funcționarea rețelei în ansamblu;
- rețeaua este ușor de configurat și configurat;
- Rețeaua este rezistentă la defecțiuni ale nodurilor individuale.
Dezavantajele rețelelor cu topologie de magistrală:
- o rupere a cablului poate afecta funcționarea întregii rețele;
- lungimea cablului și numărul limitat de stații de lucru;
- defectele de conectare sunt greu de identificat.
Topologie în stea
Într-o rețea construită folosind o topologie în stea, fiecare stație de lucru este conectată printr-un cablu (pereche răsucită) la un hub sau hub ( hub). Hub-ul oferă conexiune paralelă PC-urile și astfel toate computerele conectate la rețea pot comunica între ele.
Orez. 2.
Datele de la stația de transmisie din rețea sunt transmise prin hub de-a lungul tuturor liniilor de comunicație către toate PC-urile. Informațiile ajung la toate stațiile de lucru, dar sunt primite doar de acele stații pentru care sunt destinate. Deoarece transmisia semnalului în topologia stea fizică este difuzată, de ex. Deoarece semnalele de la PC se propagă simultan în toate direcțiile, topologia logică a acestei rețele locale este o magistrală logică.
Această topologie este utilizată în rețelele locale cu arhitectură Ethernet 10Base-T.
Avantajele rețelelor cu topologie în stea:
- ușor de conectat un computer nou;
- exista posibilitatea managementului centralizat;
- Rețeaua este rezistentă la defecțiuni ale PC-urilor individuale și la întreruperile în conexiunea PC-urilor individuale.
Dezavantajele rețelelor cu topologie în stea:
- defectarea hub-ului afectează funcționarea întregii rețele;
- consum mare cablu.
Topologie inel
Într-o rețea cu topologie inelă, toate nodurile sunt conectate prin canale de comunicație într-un inel continuu (nu neapărat un cerc) prin care sunt transmise datele. Ieșirea unui PC este conectată la intrarea altui PC. După ce a început mișcarea de la un punct, datele ajung în cele din urmă la începutul lor. Datele dintr-un inel se mișcă întotdeauna în aceeași direcție.
Orez. 3.
Stația de lucru care primește recunoaște și primește doar mesajul care îi este adresat. O rețea cu o topologie de inel fizic folosește accesul cu simboluri, care acordă unei stații dreptul de a utiliza inelul într-o anumită ordine. Topologie logică al acestei rețele este un inel logic. Această rețea foarte ușor de creat și personalizat.
Principalul dezavantaj al rețelelor cu topologie în inel este că deteriorarea liniei de comunicație într-un singur loc sau defecțiunea PC-ului duce la inoperabilitatea întregii rețele.
De regulă, în formă pură Topologia „inel” nu este utilizată din cauza nefiabilității sale, așa că în practică sunt utilizate diverse modificări ale topologiei inel.
Topologie Token Ring
Această topologie se bazează pe topologia inelului fizic stea. În această topologie, toate stațiile de lucru sunt conectate la un hub central (Token Ring) ca o topologie stea fizică. Hubul central este un dispozitiv inteligent care, folosind jumperi, furnizează conexiune serială ieșirea unei stații cu intrarea altei stații.
Cu alte cuvinte, cu ajutorul unui hub, fiecare stație este conectată doar la alte două stații (stații anterioare și ulterioare). Astfel, stațiile de lucru sunt conectate printr-o buclă de cablu prin care pachetele de date sunt transmise de la o stație la alta și fiecare stație transmite aceste pachete trimise. Fiecare stație de lucru are un dispozitiv transceiver în acest scop, care vă permite să controlați trecerea datelor în rețea. Din punct de vedere fizic, o astfel de rețea este construită în funcție de tipul de topologie „stea”.
Hub-ul creează un inel primar (principal) și de rezervă. Dacă are loc o întrerupere în inelul principal, aceasta poate fi ocolită utilizând inelul de rezervă, deoarece este utilizat un cablu cu patru fire. O defecțiune a unei stații sau o întrerupere a liniei de comunicație a unei stații de lucru nu va duce la o defecțiune a rețelei ca într-o topologie inel, deoarece hub-ul va deconecta stația defectă și va închide inelul de transmisie a datelor.
Orez. 4.
Într-o arhitectură Token Ring, un jeton este transmis de la nod la nod de-a lungul unui inel logic creat de un hub central. O astfel de transmisie a jetonului se realizează într-o direcție fixă (direcția de mișcare a jetonului și a pachetelor de date este reprezentată în figură prin săgeți de culoare albastră). O stație care deține un token poate trimite date către o altă stație.
Pentru a transmite date, stațiile de lucru trebuie mai întâi să aștepte sosirea unui token gratuit. Tokenul conține adresa stației care a trimis jetonul, precum și adresa stației căreia este destinat. După aceasta, expeditorul transmite jetonul următoarei stații din rețea, astfel încât să își poată trimite datele.
Unul dintre nodurile de rețea (de obicei este folosit un server de fișiere pentru aceasta) creează un token care este trimis către inelul de rețea. Acest nod acționează ca un monitor activ care asigură că markerul nu este pierdut sau distrus.
Avantajele rețelelor cu topologie Token Ring:
- topologia oferă acces egal la toate stațiile de lucru;
- fiabilitate ridicată, deoarece rețeaua este rezistentă la defecțiunile stațiilor individuale și la întreruperile în conectarea stațiilor individuale.
Dezavantajele rețelelor cu topologie Token Ring: consum mare de cabluri și, în consecință, cablarea costisitoare a liniilor de comunicație.
La cel mai general nivel, orice rețea constă dintr-o colecție puncteși conectându-le linii, a cărui poziţie relativă caracterizează conectivitatea reţelei şi capacitatea de a asigura schimbul de informaţii între diferiţi destinatari. Se numește structura care afișează locația punctelor de rețea și liniile care le conectează topologie retelelor. Distinge fizic topologie şi logic.Topologie fizicăafișează locația punctelor în spațiu și configurația liniilor de comunicație.Topologie logicăoferă o idee despre modalitățile de mutare a mesajelor de informații în rețea de la surse la receptori pe baza informațiilor de adresă.
Poza 1. Descrierea sistemului a arhitecturii rețelei
Pentru a studia caracteristicile topologice ale unei rețele, este convenabil să o reprezentați sub formă puncteși conectându-le arc. Această figură geometrică se numește grafic. Punctele din grafic se numesc vârfuri, iar arcele, dacă direcția lor nu este luată în considerare, se numesc muchii. Un grafic este un model al structurii topologice a unei rețele de informații. Alegerea topologiei este cea mai importantă sarcină care trebuie rezolvată la construirea unei rețele. Se realizează ținând cont de astfel de cerințe precum eficienţăȘi fiabilitatea comunicarii. Sarcina de a alege o topologie de rețea este relativ ușor de rezolvat dacă setul de topologii tipice (primitive), care poate fi folosit fie separat, fie în combinație. Să luăm în considerare o serie de astfel de tipice topologii, să le numim de bază și să le caracterizăm caracteristicile.
Topologie punctuală–punct" este cel mai simplu exemplu topologie de bazăși este un segment de rețea care conectează fizic și logic două puncte (Figura 2).
numit Protecție de tip 1+1. Dacă conexiunea principală eșuează, rețeaua este transferată automat pe cea de rezervă. În ciuda simplității sale, această topologie de bază este cea mai utilizată atunci când se transmit fluxuri mari de informații pe canale trunchi de mare viteză, de exemplu, de-a lungul cablurilor submarine transoceanice care deservesc traficul telefonic digital. Este, de asemenea, utilizat ca parte integrantă a topologiei inelului radial (ca raze). O topologie punct la punct cu redundanță 1+1 poate fi considerată o versiune degenerată a unei topologii inel (vezi mai jos).
Topologia arborelui pot avea opțiuni diferite (Fig. 3).
Figura 3. Topologia arborelui: a – arbore, b – stea, c – lanț
O caracteristică a unui segment de rețea care are o topologie arborescentă a oricăreia dintre opțiunile enumerate este conectivitatea n punctele la nivelul topologiei fizice se realizează aici prin numărul de muchii R= n– 1, care asigură o eficiență ridicată a unei astfel de rețele. La nivel logic, numărul de căi de conectare pentru transmiterea informațiilor între fiecare pereche de puncte dintr-un astfel de segment este întotdeauna egal h= 1. Din punct de vedere al fiabilității, acesta este un indicator destul de scăzut. Fiabilitate crescută în astfel de rețele se realizează prin introducerea conexiunilor de rezervă (de exemplu, protecție de tip 1+1). Topologia arborescentă este utilizată în rețelele locale și rețelele de acces abonaților.
Topologie inel(Fig. 4) caracterizează o rețea în care două, și doar două, linii sunt conectate la fiecare punct. Topologia inel este utilizată pe scară largă în rețelele locale, în segmentele de conexiune între noduri rețele teritoriale, precum și în rețelele de acces abonaților organizate pe bază de cablu optic.
Numărul de muchii ale graficului care reprezintă topologia fizică este egal cu numărul de vârfuri: R = nși caracterizează costuri de rețea relativ scăzute.
La nivel logic, între fiecare pereche de puncte pot fi organizate h= 2 căi de legătură independente (directe și alternative). Acest lucru asigură o fiabilitate sporită a comunicațiilor în acest segment, în special atunci când se utilizează redundanță de tip 1+1, așa-numita inel dublu(Fig. 5). Un inel dublu este format din conexiuni fizice între perechi de puncte, în care fluxul de informații este direcționat în două direcții opuse (est și vest), o direcție fiind folosită ca principală, a doua ca una de rezervă.
Topologie complet conectată(Fig. 6) oferă o conexiune fizică și logică a punctelor conform principiului „fiecare la fiecare”. Grafic inclusiv n vârfuri, conţine R = n(n– 1)/2 muchii, ceea ce determină costul ridicat al rețelei. Numărul de căi de conectare independente dintre fiecare pereche de puncte dintr-un astfel de segment de rețea este egal cu h= n– 1. O topologie complet conectată la nivel logic are fiabilitate maximă de comunicare, datorită posibilității de a organiza un număr mare de căi de ocolire. Această topologie este tipică pentru rețelele teritoriale atunci când formează segmente de rețele de bază și de coloană vertebrală (backbone). Fiabilitatea maximă a comunicației într-un segment este atinsă prin utilizarea unor medii alternative de propagare a semnalului (de exemplu, cablu cu fibră optică și linie de releu radio) în direcții de ocolire.
Topologie de plasă(Fig. 7). Fiecare punct din segment are o conexiune directă cu un număr mic de puncte care sunt cele mai apropiate ca distanță. La un numar mare număr de vârfuri de muchii R» r× n/2, unde r– numărul de muchii incidente fiecărui vârf. Segmentele de plasă au o fiabilitate ridicată a comunicațiilor, cu mai puține margini în comparație cu un segment complet conectat.
Desen. 7 Topologie de plasă
Utilizarea topologiilor complet mesh și mesh este recomandabilă numai în segmentele cu concentrație mare de trafic, deoarece implementarea lor este asociată cu costuri semnificative.
Topologii complexe. Rețelele reale au adesea topologii complexe care sunt extensii și/sau combinații ale topologiilor fizice de bază. Prin utilizarea topologiilor complexe, este posibilă îndeplinirea cerințelor pentru extensibilitateȘi scalabilitate retelelor .
Sub extensibilitatesă înțeleagă posibilitatea creșterii dimensiunii rețelei prin includerea relativ simplă de noi elemente structurale. Extensibilitatea rețelei este de obicei limitată, deoarece... începând de la un anumit punct, adăugarea unui alt element structural duce la o scădere bruscă a performanței rețelei.
Amenda rețele scalabile sunt caracterizate posibilități nelimitate de extindere a rețelei fără a afecta performanța acesteia. Scalabilitate bună este una dintre cele mai importante cerințe pentru rețelele moderne, în special pentru cele teritoriale.
