Úvod

1. Pojem topológie siete

2. Základné sieťové topológie

2.3 Základná topológia kruhovej siete

3. Ďalšie možné topológie siete

3.1 Stromová topológia siete

3.2 Kombinované topológie siete

3.3 Topológia siete "Grid".

4. Nejednoznačnosť pojmu topológia

Záver

Bibliografia

Úvod

Ľudskú činnosť si dnes nemožno predstaviť bez použitia počítačových sietí.

Počítačová sieť - je systém distribuovaného spracovania informácií pozostávajúci z najmenej dvoch počítačov, ktoré navzájom spolupracujú pomocou špeciálnych komunikačných prostriedkov.

V závislosti od vzdialenosti počítačov a rozsahu sa siete konvenčne delia na lokálne a globálne.

Lokálne siete sú siete, ktoré majú uzavretú infraštruktúru predtým, ako sa dostanú k poskytovateľom služieb. Pojem „LAN“ môže opísať tak malú kancelársku sieť, ako aj veľkú sieť na úrovni závodu, ktorá pokrýva niekoľko stoviek hektárov. Lokálne siete sú zvyčajne nasadené v rámci organizácie, preto sa nazývajú aj podnikové siete.

Niekedy sa rozlišuje sieť strednej triedy - mestská alebo regionálna sieť, t.j. sieť v rámci mesta, regiónu a pod.

Globálna sieť pokrýva veľké geografické regióny, vrátane lokálnych sietí a iných telekomunikačných sietí a zariadení. Globálne siete majú prakticky rovnaké možnosti ako lokálne. Rozširujú však svoj záber. Výhody používania globálnych sietí sú obmedzené predovšetkým rýchlosťou práce: globálne siete fungujú nižšou rýchlosťou ako lokálne.

Z uvedených počítačových sietí upriamime pozornosť na lokálne siete, aby sme lepšie pochopili architektúru sietí, spôsoby prenosu dát. A na to potrebujete poznať taký koncept ako topológia siete.

1. Pojem topológie siete

Topológia je fyzická konfigurácia siete spolu s jej logickými charakteristikami. Topológia je štandardný termín používaný na opis základného usporiadania siete. Pochopením toho, ako sa používajú rôzne topológie, môžete určiť, aké schopnosti majú rôzne typy sietí.

Existujú dva hlavné typy topológií:

fyzické

logické

Logická topológia popisuje pravidlá pre interakciu sieťových staníc pri prenose dát.

Fyzická topológia určuje, ako sú pamäťové médiá pripojené.

Pojem "topológia siete" popisuje fyzické umiestnenie počítačov, káblov a iných komponentov siete. Topológia siete určuje jej vlastnosti.

Výber konkrétnej topológie ovplyvňuje:

zloženie požadovaného sieťového vybavenia

charakteristiky sieťových zariadení

možnosti rozšírenia siete

spôsob správy siete

Sieťová konfigurácia môže byť buď decentralizovaná (keď kábel „behá okolo“ každej stanice v sieti), alebo centralizovaná (keď je každá stanica fyzicky pripojená k nejakému centrálnemu zariadeniu, ktoré distribuuje rámce a pakety medzi stanicami). Príkladom centralizovanej konfigurácie je hviezda s pracovnými stanicami na koncoch jej lúčov. Decentralizovaná konfigurácia je ako reťaz horolezcov, kde každý má svoju pozíciu vo zväzku a každý je spojený jedným lanom. Logické charakteristiky topológie siete určujú trasu, ktorou sa paket pohybuje po sieti.

Pri výbere topológie je potrebné brať do úvahy, že poskytuje spoľahlivú a efektívnu prevádzku siete, pohodlné riadenie sieťových dátových tokov. Je tiež žiaduce, aby sieť bola lacná za cenu vytvorenia a údržby, ale zároveň zostali možnosti na jej ďalšie rozširovanie a pokiaľ možno aj na prechod na vysokorýchlostné komunikačné technológie. Nie je to ľahká úloha! Aby ste to vyriešili, musíte vedieť, aké sú topológie siete.

2. Základné sieťové topológie

Existujú tri základné topológie, na ktorých je postavená väčšina sietí.

hviezda

prsteň

Keď sú počítače prepojené jedným káblom, topológia sa nazýva „zbernica“. Keď sú počítače pripojené ku káblovým segmentom vychádzajúcich z jedného bodu alebo rozbočovača, topológia sa nazýva hviezdicová topológia. Ak je kábel, ku ktorému sú pripojené počítače, uzavretý do kruhu, táto topológia sa nazýva kruh.

Hoci samotné základné topológie nie sú zložité, v skutočnosti často dochádza k pomerne zložitým kombináciám, ktoré spájajú vlastnosti viacerých topológií.

2.1 Topológia zbernicovej siete

V tejto topológii sú všetky počítače navzájom prepojené jedným káblom (obrázok 1).

Obrázok 1 - Schéma topológie siete typu "bus".

V zbernicovej topológii počítače adresujú údaje konkrétnemu počítaču ich prenosom cez kábel vo forme elektrických signálov – hardvérových MAC adries. Aby ste pochopili proces komunikácie medzi počítačmi na zbernici, musíte pochopiť nasledujúce pojmy:

prenos signálu

odraz signálu

Terminátor

1. Prenos signálu

Údaje vo forme elektrických signálov sa prenášajú do všetkých počítačov v sieti; informáciu však dostane len ten, ktorého adresa sa zhoduje s adresou príjemcu zašifrovanou v týchto signáloch. Navyše, súčasne môže vysielať iba jeden počítač. Keďže dáta do siete prenáša len jeden počítač, jeho výkon závisí od počtu počítačov pripojených na zbernicu. Čím viac ich je, t.j. čím viac počítačov čaká na prenos dát, tým je sieť pomalšia. Nie je však možné odvodiť priamy vzťah medzi šírkou pásma siete a počtom počítačov v nej. Okrem počtu počítačov totiž na výkon siete vplýva mnoho faktorov vrátane:

hardvérové ​​vlastnosti počítačov v sieti

frekvencia, s akou počítače prenášajú údaje

typ spustených sieťových aplikácií

typ sieťového kábla

vzdialenosť medzi počítačmi v sieti

Zbernica je pasívna topológia. To znamená, že počítače len „počúvajú“ dáta prenášané cez sieť, ale neprenášajú ich od odosielateľa k príjemcovi. Ak teda jeden z počítačov zlyhá, neovplyvní to prácu zvyšku. V aktívnych topológiách počítače regenerujú signály a prenášajú ich cez sieť.

2. Odraz signálu

Dáta alebo elektrické signály sa šíria sieťou z jedného konca kábla na druhý. Ak sa nevykoná žiadna špeciálna akcia, signál sa odrazí po dosiahnutí konca kábla a zabráni iným počítačom vo vysielaní. Preto, keď sa dáta dostanú do cieľa, elektrické signály musia byť zhasnuté.

3. Terminátor

Aby sa zabránilo odrazu elektrických signálov, na každom konci kábla sú nainštalované zástrčky (koncovačky, terminátory), ktoré tieto signály absorbujú (obrázok 2). Všetky konce sieťového kábla musia byť k niečomu pripojené, napríklad k počítaču alebo valcovému konektoru, aby sa predĺžila dĺžka kábla. Akýkoľvek voľný - nezapojený - koniec kábla musí byť ukončený, aby sa zabránilo odrazom elektrických signálov.

Obrázok 2 - Inštalácia terminátora

Narušenie integrity siete môže nastať, ak sa sieťový kábel preruší, keď je fyzicky prerušený, alebo ak sa odpojí jeden z jeho koncov. Je tiež možné, že na jednom alebo viacerých koncoch kábla nie sú žiadne terminátory, čo vedie k odrazu elektrických signálov v kábli a k ​​ukončeniu fungovania siete. Sieť „padá“. Samotné počítače v sieti zostávajú plne funkčné, ale pokiaľ je segment rozbitý, nemôžu medzi sebou komunikovať.

Táto sieťová topológia má výhody aj nevýhody. Medzi výhody patrí:

krátky čas nastavenia siete

nízke náklady (vyžaduje sa menej káblových a sieťových zariadení)

jednoduchosť prispôsobenia

zlyhanie pracovnej stanice nemá vplyv na výkon siete

Nevýhody tejto topológie sú nasledovné.

takéto siete sa ťažko rozširujú (na zvýšenie počtu počítačov v sieti a počtu segmentov - jednotlivých kusov káblov, ktoré ich spájajú).

keďže zbernica je zdieľaná, iba jeden z počítačov môže vysielať naraz.

„Zbernica“ je pasívna topológia – počítače iba „počúvajú“ kábel a nedokážu obnoviť signály, ktoré sa strácajú počas prenosu cez sieť.

spoľahlivosť siete zbernicovej topológie je nízka. Keď sa elektrický signál dostane na koniec kábla, odrazí sa (ak sa neprijmú špeciálne opatrenia) a naruší prevádzku celého segmentu siete.

Problémy spojené s topológiou zberníc viedli k tomu, že tieto siete, také populárne pred desiatimi rokmi, sa v súčasnosti prakticky nepoužívajú.

Topológia siete zbernice je známa ako logická topológia 10 Mbps Ethernet.

2.2 Základná topológia hviezdicovej siete

V hviezdicovej topológii sú všetky počítače spojené pomocou káblových segmentov s centrálnym komponentom nazývaným rozbočovač (obrázok 3).

Signály z vysielajúceho počítača prechádzajú cez rozbočovač ku všetkým ostatným.

Táto topológia vznikla na úsvite výpočtovej techniky, keď boli počítače pripojené k centrálnemu hlavnému počítaču.

Topológia počítačovej siete

Jedným z najdôležitejších rozdielov medzi rôznymi typmi sietí je ich topológia.

Pod topológie zvyčajne chápu relatívnu polohu sieťových uzlov voči sebe navzájom. Sieťové uzly v tomto prípade zahŕňajú počítače, rozbočovače, prepínače, smerovače, prístupové body atď.

Topológia je konfigurácia fyzických spojení medzi uzlami v sieti. Charakteristiky siete závisia od typu inštalovanej topológie. Výber konkrétnej topológie ovplyvňuje najmä:

• o zložení požadovaného sieťového vybavenia;
• o schopnostiach sieťových zariadení;
• o možnosti rozšírenia siete;
• na ceste k správe siete.

Existujú tieto hlavné typy topológií: štít, prsteň, hviezda, topológia siete a mriežka. Zvyšok sú kombinácie základných topológií a nazývajú sa zmiešané alebo hybridné.

Pneumatika... Siete zbernicovej topológie používajú na prenos dát lineárny mono kanál (koaxiálny kábel), na koncoch ktorého sú nainštalované špeciálne zástrčky - terminátory (terminátor). Sú potrebné v poriadku

Ryža. 6.1.

na vypnutie signálu po prejazde autobusom. Medzi nevýhody topológie zbernice patria:

• dáta prenášané cez kábel sú dostupné všetkým pripojeným počítačom;
• v prípade poruchy zbernice prestáva fungovať celá sieť.

Zazvoniť- ide o topológiu, v ktorej je každý počítač spojený komunikačnými linkami s dvoma ďalšími: z jedného prijíma informácie a do druhého prenáša a zahŕňa nasledujúci mechanizmus prenosu údajov: údaje sa prenášajú postupne z jedného počítača do druhého, kým nedosiahnu počítač príjemcu. Nevýhody kruhovej topológie sú rovnaké ako topológia zbernice:

• verejná dostupnosť údajov;
• nestabilita voči poškodeniu káblového systému.

Hviezda- toto je jediná sieťová topológia s výslovne vyhradeným centrom, nazývaným sieťový rozbočovač alebo "hub", ku ktorému sú pripojení všetci ostatní účastníci. Funkčnosť siete závisí od stavu daného rozbočovača. V hviezdicovej topológii neexistujú žiadne priame spojenia medzi dvoma počítačmi v sieti. To umožňuje riešiť problém dostupnosti verejných dát a tiež zvyšuje odolnosť voči poškodeniu kabeláže.

Ryža. 6.2.

Ryža. 6.3. Topológia hviezdy

Ide o topológiu počítačovej siete, v ktorej je každá pracovná stanica v sieti pripojená k niekoľkým pracovným staniciam v rovnakej sieti. Vyznačuje sa vysokou odolnosťou voči poruchám, zložitosťou konfigurácie a nadmernou spotrebou káblov. Každý počítač má mnoho možných spôsobov pripojenia k iným počítačom. Prerušený kábel nestratí spojenie medzi dvoma počítačmi.

Ryža. 6.4.

Mriežka Ide o topológiu, v ktorej uzly tvoria pravidelnú viacrozmernú mriežku. Okrem toho je každý okraj mriežky rovnobežný s jej osou a spája dva susedné uzly pozdĺž tejto osi. Jednorozmerná mriežka je reťaz spájajúca dva vonkajšie uzly (majú len jedného suseda) cez určitý počet vnútorných (ktoré majú dvoch susedov - ľavý a pravý). Keď sú oba externé uzly spojené, získa sa kruhová topológia. 2D a 3D mriežky sa používajú v architektúre superpočítačov.

Siete založené na FDDI používajú topológiu dvojitého kruhu, čím sa dosahuje vysoká spoľahlivosť a výkon. Viacrozmerná mriežka zapojená cyklicky vo viac ako jednej dimenzii sa nazýva "torus".

(obr. 6.5) - topológia prevládajúca vo veľkých sieťach s ľubovoľným spojením medzi počítačmi. V takýchto sieťach možno rozlíšiť jednotlivé ľubovoľne spojené fragmenty ( podsiete ), majú typickú topológiu, preto sa nazývajú siete zmiešanej topológie.

Na pripojenie veľkého počtu sieťových uzlov sa používajú sieťové zosilňovače a (alebo) prepínače. Používajú sa tiež aktívne koncentrátory - spínače, ktoré súčasne majú funkcie zosilňovača. V praxi sa používajú dva typy aktívnych rozbočovačov, ktoré poskytujú spojenie 8 alebo 16 liniek.

Ryža. 6.5.

Ďalším typom spínacieho zariadenia je pasívny rozbočovač, ktorý umožňuje rozvetviť sieť pre tri pracovné stanice. Nízky počet pripojiteľných uzlov znamená, že pasívny rozbočovač nepotrebuje zosilňovač. Takéto koncentrátory sa používajú v prípadoch, keď vzdialenosť od pracovnej stanice nepresahuje niekoľko desiatok metrov.

V porovnaní so zbernicou alebo kruhom je zmiešaná topológia spoľahlivejšia. Porucha jedného zo sieťových komponentov vo väčšine prípadov neovplyvňuje celkový výkon siete.

Vyššie uvedené topológie lokálnych sietí sú základné, to znamená základné. Skutočné výpočtové siete sa budujú na základe úloh, ktoré má daná lokálna sieť riešiť, a na štruktúre jej informačných tokov. V praxi je teda topológia počítačových sietí syntézou tradičných typov topológií.

Hlavné charakteristiky moderných počítačových sietí

Kvalitu siete charakterizujú tieto vlastnosti: výkon, spoľahlivosť, kompatibilita, spravovateľnosť, bezpečnosť, rozšíriteľnosť a škálovateľnosť.

K hlavným charakteristikám produktivitu siete zahŕňajú:

• reakčný čas - charakteristika, ktorá je definovaná ako čas medzi výskytom požiadavky na sieťovú službu a prijatím odpovede na ňu;
• priepustnosť - charakteristika, ktorá odráža množstvo dát prenášaných sieťou za jednotku času;
• oneskorenie prenosu - interval medzi okamihom, keď paket príde na vstup akéhokoľvek sieťového zariadenia a okamihom, keď sa objaví na výstupe tohto zariadenia.

Pre hodnotenia spoľahlivosti siete využívajú rôzne vlastnosti, vrátane:

• faktor dostupnosti, označujúci zlomok času, počas ktorého môže byť systém používaný;
• bezpečnosť, tie. schopnosť systému chrániť údaje pred neoprávneným prístupom;
• odolnosť proti chybám - schopnosť systému fungovať v podmienkach zlyhania niektorých jeho prvkov.

Rozšíriteľnosť znamená možnosť relatívne jednoduchého pridávania jednotlivých sieťových prvkov (používateľov, počítačov, aplikácií, služieb), zväčšovania dĺžky segmentov siete a výmeny existujúcich zariadení za výkonnejšie.

Škálovateľnosť znamená, že sieť umožňuje zvýšiť počet uzlov a dĺžku spojení vo veľmi širokom rozsahu, pričom výkon siete neklesá.

Transparentnosť - vlastnosť siete skryť detaily svojho interného zariadenia pred používateľom, čím sa zjednoduší jeho práca v sieti.

Ovládateľnosť sieť znamená schopnosť centrálne monitorovať stav hlavných prvkov siete, identifikovať a riešiť problémy, ktoré vznikajú počas prevádzky siete, vykonávať analýzu výkonnosti a plánovať rozvoj siete.

Kompatibilita znamená, že sieť môže zahŕňať širokú škálu softvéru a hardvéru.

Prstencová topológia- ide o topológiu, v ktorej je každý počítač prepojený komunikačnými linkami iba s dvoma ďalšími: z jedného iba prijíma informácie a do druhého iba vysiela. Na každej komunikačnej linke, ako v prípade hviezdy, funguje len jeden vysielač a jeden prijímač. To eliminuje potrebu externých terminátorov.
Každý počítač vysiela (obnovuje) signál, čiže funguje ako opakovač, preto nezáleží na útlme signálu v celom ringu, dôležitý je len útlm medzi susednými počítačmi v ringu. Jasne definované centrum v tomto prípade neexistuje, všetky počítače môžu byť rovnaké. Pomerne často je však v kruhu pridelený špeciálny účastník, ktorý riadi výmenu alebo riadi výmenu. Je jasné, že prítomnosť takéhoto riadiaceho účastníka znižuje spoľahlivosť siete, pretože jeho výpadok okamžite paralyzuje celú ústredňu.
Pripojenie nových účastníkov na „ring“ je väčšinou úplne bezbolestné, aj keď si vyžaduje povinné vypnutie celej siete po dobu trvania spojenia. Rovnako ako v prípade "zbernicovej" topológie môže byť maximálny počet účastníkov v kruhu pomerne veľký (1000 alebo viac). Ako nosič v sieti sa používa krútená dvojlinka alebo optické vlákno. Správy kolujú v kruhu.
Pracovná stanica môže prenášať informácie na inú pracovnú stanicu až potom, čo dostane právo na prenos (token), takže kolízie sú vylúčené. Informácie sa prenášajú okolo kruhu z jednej pracovnej stanice na druhú, takže ak zlyhá jeden počítač, ak sa neprijmú žiadne špeciálne opatrenia, zlyhá celá sieť.
Kruhová topológia je zvyčajne najodolnejšia voči preťaženiu, poskytuje spoľahlivú prevádzku s najväčšími tokmi informácií prenášaných cez sieť, pretože spravidla nedochádza ku konfliktom (na rozdiel od zbernice) a tiež neexistuje žiadny centrálny účastník ( na rozdiel od hviezdy)...

Lokálna sieť je dôležitým prvkom každého moderného podniku, bez ktorého nie je možné dosiahnuť maximálnu produktivitu. Aby ste však mohli naplno využiť možnosti siete, musí byť správne nakonfigurovaná, pričom treba pamätať na to, že umiestnenie pripojených počítačov ovplyvní výkon siete LAN.

Koncept topológie

Topológiou lokálnych počítačových sietí je vzájomné umiestnenie pracovných staníc a uzlov a možnosti ich prepojenia. V skutočnosti ide o architektúru LAN. Umiestnenie počítačov určuje technické vlastnosti siete a výber akéhokoľvek druhu topológie ovplyvní:

• Odrody a vlastnosti sieťových zariadení.
• Spoľahlivosť a škálovateľnosť LAN.
• Spôsob riadenia lokálnej siete.

Existuje veľa takýchto možností umiestnenia pracovných uzlov a spôsobov ich pripojenia a ich počet sa zvyšuje priamo úmerne s nárastom počtu pripojených počítačov. Hlavné topológie LAN sú hviezda, zbernica a kruh.

Faktory, ktoré treba zvážiť pri výbere topológie

Pred konečným rozhodnutím o výbere topológie je potrebné vziať do úvahy niekoľko vlastností, ktoré ovplyvňujú výkon siete. Na základe nich si môžete vybrať najvhodnejšiu topológiu, analyzovať výhody a nevýhody každej z nich a korelovať tieto údaje s podmienkami dostupnými pre inštaláciu.

• Funkčnosť a prevádzkyschopnosť každej pracovnej stanice pripojenej k sieti LAN. Niektoré typy topológie lokálnej siete sú od toho úplne závislé.
• Obslužnosť zariadení (smerovače, adaptéry atď.). Porucha sieťového zariadenia môže buď úplne narušiť prevádzku siete LAN, alebo zastaviť výmenu informácií s jedným počítačom.
• Spoľahlivosť použitého kábla. Jeho poškodenie narúša prenos a príjem dát v celej sieti LAN alebo v niektorom z jej segmentov.
• Obmedzenie dĺžky kábla. Tento faktor je dôležitý aj pri výbere topológie. Ak je k dispozícii len niekoľko káblov, môžete si vybrať spôsob umiestnenia, ktorý vyžaduje menej káblov.

O hviezdnej topológii

Tento typ usporiadania pracovných staníc má vyhradené centrum - server, ku ktorému sú pripojené všetky ostatné počítače. Procesy výmeny údajov prebiehajú cez server. Preto musí byť jeho vybavenie zložitejšie.

výhody:

• Topológia lokálnych sietí "hviezda" sa priaznivo porovnáva s úplnou absenciou konfliktov v LAN - to sa dosahuje prostredníctvom centralizovaného riadenia.
• Porucha jedného z uzlov alebo poškodenie kábla nebude mať žiadny vplyv na sieť ako celok.
• Prítomnosť iba dvoch účastníkov, hlavného a periférneho, umožňuje zjednodušiť sieťové vybavenie.
• Hromadenie bodov pripojenia v malom okruhu zjednodušuje proces monitorovania siete a tiež umožňuje zvýšiť jej bezpečnosť obmedzením prístupu neoprávnených osôb.

Nevýhody:

• Takáto lokálna sieť sa v prípade zlyhania centrálneho servera stane úplne nefunkčnou.
• Náklady na hviezdu sú vyššie ako iné topológie, pretože je potrebných oveľa viac káblov.

Zbernicová topológia: jednoduchá a lacná

Pri tomto spôsobe pripojenia sú všetky pracovné stanice pripojené k jednej linke - koaxiálnemu káblu a dáta od jedného účastníka sú posielané ostatným v polovičnom duplexnom režime. Lokálne sieťové topológie tohto druhu predpokladajú prítomnosť špeciálneho terminátora na každom konci zbernice, bez ktorého je signál skreslený.

výhody:

• Všetky počítače sú si rovné.
• Možnosť jednoduchého škálovania siete, aj keď je spustená.
• Porucha jedného uzla neovplyvní zvyšok.
• Spotreba kábla je výrazne znížená.

Nevýhody:

• Nedostatočná spoľahlivosť siete v dôsledku problémov s káblovým konektorom.
• Nízky výkon v dôsledku zdieľania kanálov medzi všetkými odberateľmi.
• Zložitosť správy a riešenia problémov vďaka paralelne pripojeným adaptérom.
• Dĺžka komunikačnej linky je obmedzená, preto sa tieto typy topológií lokálnej siete používajú len pre malý počet počítačov.

Charakteristiky kruhovej topológie

Tento typ komunikácie zahŕňa spojenie pracovného uzla s dvoma ďalšími, z jedného z nich sa prijímajú údaje a z druhého sa prenáša. Hlavnou črtou tejto topológie je, že každý terminál funguje ako opakovač, čím sa vylučuje možnosť útlmu signálu v LAN.

výhody:

• Rýchlo vytvorte a nakonfigurujte túto topológiu LAN.
• Jednoduché škálovanie si však vyžaduje vypnutie siete počas inštalácie nového uzla.
• Veľký počet potenciálnych predplatiteľov.
• Odolné voči preťaženiu a bez konfliktov v sieti.
• Schopnosť rozšíriť sieť na obrovskú veľkosť prenosom signálu medzi počítačmi.

Nevýhody:

• Nespoľahlivosť siete ako celku.
• Nedostatok odolnosti voči poškodeniu kábla, preto sa zvyčajne poskytuje paralelná záložná linka.
• Veľká spotreba kábla.

Typy lokálnych sietí

Voľba topológie lokálnych sietí by mala byť tiež založená na type dostupnej LAN. Sieť môže byť reprezentovaná dvoma modelmi: peer-to-peer a hierarchickým. Funkčne sa veľmi nelíšia, čo umožňuje v prípade potreby prepínať z jedného z nich na druhý. Stále je však medzi nimi niekoľko rozdielov.

Pokiaľ ide o model peer-to-peer, jeho použitie sa odporúča v situáciách, keď nie je možnosť usporiadať veľkú sieť, ale je stále potrebné vytvoriť nejaký komunikačný systém. Odporúčame, aby ste ho vytvorili len pre malý počet počítačov. Centralizovaná riadiaca komunikácia sa bežne používa v rôznych podnikoch na riadenie pracovných staníc.

Peer-to-peer sieť

Tento typ LAN predpokladá rovnaké práva pre každú pracovnú stanicu, pričom medzi nimi distribuuje dáta. Prístup k informáciám uloženým na stránke môže jej používateľ povoliť alebo zamietnuť. Spravidla bude v takýchto prípadoch najvhodnejšia topológia lokálnych počítačových sietí „zbernica“.

Sieť peer-to-peer znamená, že zdroje pracovnej stanice sú dostupné pre ostatných používateľov. To znamená možnosť upravovať dokument z jedného počítača pri práci za druhým, tlačiť na diaľku a spúšťať aplikácie.

Výhody typu siete typu peer-to-peer LAN:

• Jednoduchosť implementácie, inštalácie a údržby.
• Nízke finančné náklady. Tento model eliminuje potrebu nákupu drahého servera.

Nevýhody:

• Výkon siete klesá úmerne s nárastom počtu pripojených pracovných uzlov.
• Neexistuje jednotný bezpečnostný systém.
• Dostupnosť informácií: keď je počítač vypnutý, údaje v ňom sa stanú pre ostatných nedostupné.
• Neexistuje jednotná informačná základňa.

Hierarchický model

Najčastejšie používané topológie LAN sú založené na tomto type LAN. Nazýva sa aj „klient-server“. Podstatou tohto modelu je, že v prítomnosti určitého počtu predplatiteľov existuje jeden hlavný prvok - server. Tento riadiaci počítač uchováva všetky údaje a spracováva ich.

výhody:

• Vynikajúci výkon siete.
• Jednotný spoľahlivý bezpečnostný systém.
• Jedna, pre všetkých spoločná informačná základňa.
• Zjednodušená správa celej siete a jej prvkov.

Nevýhody:

• Potreba špeciálnej personálnej jednotky - správcu, ktorý monitoruje a udržiava server.
• Veľké finančné náklady na nákup hostiteľského počítača.

Najčastejšie používaná konfigurácia (topológia) lokálnej počítačovej siete v hierarchickom modeli je „hviezda“.

Voľba topológie (rozloženie sieťových zariadení a pracovných staníc) je mimoriadne dôležitá pri organizácii lokálnej siete. Zvolený typ komunikácie by mal zabezpečiť čo najefektívnejšiu a najbezpečnejšiu prevádzku LAN. Dôležité je venovať pozornosť aj finančným nákladom a možnosti ďalšieho rozširovania siete. Hľadanie racionálneho riešenia nie je jednoduchá úloha, ktorá je splnená vďaka dôkladnej analýze a zodpovednému prístupu. Práve v tomto prípade správne zvolené topológie lokálnej siete zabezpečia maximálny výkon celej LAN ako celku.

Termín topológia alebo topológia siete sa vzťahuje na fyzické umiestnenie počítačov, káblov a iných komponentov siete. Topológia je štandardný termín používaný odborníkmi na opis základného usporiadania siete. Ak pochopíte, ako sa používajú rôzne topológie, budete schopní pochopiť, aké schopnosti majú rôzne typy sietí. Ak chcete zdieľať zdroje alebo vykonávať iné sieťové úlohy, počítače musia byť navzájom prepojené. Väčšina sietí používa na tento účel kábel. Jednoduché pripojenie počítača káblom, ktorý spája ďalšie počítače, však nestačí. Rôzne typy káblov v kombinácii s rôznymi sieťovými kartami, sieťovými operačnými systémami a inými komponentmi si tiež vyžadujú rôzne umiestnenie počítačov. Každá topológia siete vyžaduje množstvo podmienok. Môže napríklad diktovať nielen typ kábla, ale aj spôsob jeho uloženia. Topológia môže tiež určiť spôsob, akým počítače interagujú v sieti. Rôzne typy topológií zodpovedajú rôznym komunikačným metódam a tieto metódy majú veľký vplyv na sieť.

Základné topológie

Všetky siete sú postavené na základe troch základných topológií:

• autobus (autobus);
• hviezda (hviezda);
• krúžok (prsteň).

Keď sú počítače prepojené jedným káblom [segmentom], topológia sa nazýva zbernica. Keď sú počítače pripojené ku káblovým segmentom vychádzajúcich z jedného bodu alebo rozbočovača, topológia sa nazýva hviezdicová topológia. Ak je kábel, ku ktorému sú pripojené počítače, uzavretý do kruhu, táto topológia sa nazýva kruh. Hoci samotné základné topológie nie sú zložité, v skutočnosti často dochádza k pomerne zložitým kombináciám, ktoré spájajú vlastnosti viacerých topológií.

Pneumatika

Topológia zbernice sa často označuje ako lineárna zbernica. Táto topológia je jednou z najjednoduchších a najbežnejších topológií. Používa jeden kábel, nazývaný chrbtica alebo segment, po ktorom sú pripojené všetky počítače v sieti.

Interakcia s počítačom

V zbernicovej topológii počítače adresujú údaje konkrétnemu počítaču ich prenosom cez kábel vo forme elektrických signálov. Aby ste pochopili proces komunikácie medzi počítačmi na zbernici, musíte pochopiť nasledujúce pojmy:

prenos signálu;

odraz signálu; Terminátor.

Prenos signálu

Údaje sa prenášajú vo forme elektrických signálov do všetkých počítačov v sieti; informácie však prijíma len ten, ktorého adresa sa zhoduje s adresou príjemcu, "zašifrovaná v týchto signáloch. Navyše, súčasne môže vysielať len jeden počítač. Keďže dáta do siete prenáša len jeden počítač, jeho výkon závisí na počte počítačov pripojených na zbernicu.Čím ich je viac, teda čím viac počítačov čaká na prenos dát, tým je sieť pomalšia.Nedá sa však odvodiť priamy vzťah medzi šírkou pásma siete a počtom počítačov v nej. vrátane:

vlastnosti hardvéru počítačov v sieti;

frekvencia, s akou počítače prenášajú údaje;

typ spustených sieťových aplikácií;

typ sieťového kábla;

vzdialenosť medzi počítačmi v sieti.

Zbernica je pasívna topológia. To znamená, že počítače len „počúvajú“ dáta prenášané cez sieť, ale neprenášajú ich od odosielateľa k príjemcovi. Ak teda jeden z počítačov zlyhá, neovplyvní to prácu zvyšku. V aktívnych topológiách počítače regenerujú signály a prenášajú ich cez sieť.

Odraz signálu

Dáta alebo elektrické signály sa šíria sieťou z jedného konca kábla na druhý. Ak sa nevykoná žiadna špeciálna akcia, signál sa odrazí po dosiahnutí konca kábla a zabráni iným počítačom vo vysielaní. Preto, keď sa dáta dostanú do cieľa, elektrické signály musia byť zhasnuté.

Terminátor

Aby sa zabránilo odrazu elektrických signálov, na každom konci kábla sú nainštalované terminátory, ktoré tieto signály absorbujú. Všetky konce sieťového kábla musia byť k niečomu pripojené, napríklad k počítaču alebo valcovému konektoru, aby sa predĺžila dĺžka kábla. Akýkoľvek voľný - nezapojený - koniec kábla musí byť ukončený, aby sa zabránilo odrazom elektrických signálov.

Porušenie integrity siete

Prerušenie sieťového kábla nastane, keď sa fyzicky zlomí alebo sa odpojí jeden z jeho koncov. Je tiež možné, že na jednom alebo viacerých koncoch kábla nie sú žiadne terminátory, čo vedie k odrazu elektrických signálov v kábli a k ​​ukončeniu fungovania siete. Sieť „padá“. Samotné počítače v sieti zostávajú plne funkčné, ale pokiaľ je segment rozbitý, nemôžu medzi sebou komunikovať.

Hviezda

V hviezdicovej topológii všetky počítače používajú káblové segmenty na pripojenie k centrálnemu komponentu nazývanému rozbočovač. Signály z vysielajúceho počítača prechádzajú cez rozbočovač ku všetkým ostatným. Táto topológia vznikla na úsvite výpočtovej techniky, keď boli počítače pripojené k centrálnemu hlavnému počítaču.

V hviezdicových sieťach je kabeláž a správa konfigurácie siete centralizovaná. Existuje však aj nevýhoda: keďže všetky počítače sú pripojené k centrálnemu bodu, spotreba káblov pre veľké siete sa výrazne zvyšuje. Ak navyše zlyhá centrálny komponent, naruší sa celá sieť. A ak zlyhá iba jeden počítač (alebo kábel spájajúci ho s rozbočovačom), potom iba tento počítač nebude môcť prenášať alebo prijímať dáta cez sieť. Toto neovplyvní ostatné počítače v sieti.

Zazvoniť

V kruhovej topológii sú počítače pripojené káblom, ktorý je uzavretý do kruhu. Preto kábel jednoducho nemôže mať voľný koniec, ku ktorému je potrebné pripojiť terminátor. Signály sa šíria po kruhu jedným smerom a prechádzajú cez každý počítač. Na rozdiel od pasívnej zbernicovej topológie tu každý počítač funguje ako opakovač, zosilňuje signály a prenáša ich do ďalšieho počítača. Ak teda zlyhá jeden počítač, prestane fungovať celá sieť.

Odovzdanie tokenu

Jeden z princípov prenosu dát v kruhovej sieti sa nazýva tokenový prenos. Jeho podstata je nasledovná. Token sa postupne prenáša z jedného počítača do druhého, až kým ho ten, ktorý „chce“ preniesť dáta, neprijme. Odosielajúci počítač zmení token, vloží e-mailovú adresu do údajov a odošle ju do kruhu.

Údaje prechádzajú každým počítačom, kým sa nedostanú k tomu, ktorého adresa sa zhoduje s adresou príjemcu uvedenou v údajoch. Potom prijímajúci počítač odošle správu vysielajúcemu, kde potvrdí skutočnosť prijatia údajov. Prijmeme potvrdenie, odosielajúci počítač vytvorí nový token a vráti ho do siete. Na prvý pohľad sa zdá, že presun fixky je časovo náročný, no v skutočnosti sa fixka pohybuje takmer rýchlosťou svetla. V kruhu s priemerom 200 m môže marker obiehať frekvenciou 10 000 otáčok za sekundu.