Виды топологий сети: ТОПОЛОГИЯ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

Топологии сетей: виды, особенности, достоинства и недостатки.

режде чем тянуть сети необходимо знать такое понятие, как топология сетей.

Прежде, чем начинать учебу в новом разделе Сети, который подразумевает большие и достаточно сложные уроки, необходимо, как я считаю, для начала дать понятие того, что такое сети и какие они бывают. Поэтому этот краткий ликбез будет полезен ну практически всем, кто интересуется организацией сетей.

Топология сети – это классификационный признак сети, который определяет принцип соединения компьютеров (рабочих станций, машин) в единую сеть. Существует несколько топологий: линия, каждый с каждым (многосвязная), звезда, шина, кольцо (двойное кольцо), дерево (иерархия). Рассмотрим каждую в частности.

Линия

В такой сети все компьютеры находятся на одной линии и при повреждении линии, вся сеть приходит в непригодность, так же и при отключении одного из компьютеров, т.к. исключается связующее звено. Отправленное с одного компьютера сообщение может пройти через все компьютеры в сети, пока попадет на целевую машину.

Вообще данный тип построения сети уже, наверное, нигде и не используется, т.к. данная схема крайне ненадежна и сложна в настройке.

Шина

Шина представляет собой единый кабель, который выполняет роль магистрали, к которой посредством Т-коннекторов подключены компьютеры. На концах шины расположены терминаторы (согласующий резистор), которые не позволяют сигналу отражаться, что исключает информационные шумы в сети. При построении больших магистральных сетей необходимо учитывать, что например технология Ethernetпозволяет использовать кабель длинной не более 185 метров, именно поэтому надо ставить либо повторители, либо концентраторы, чтобы увеличить длину.

Отправляемое рабочей станцией сообщение распространяется на все компьютеры сети. Каждая машина проверяет — кому адресовано сообщение и если ей, то обрабатывает его. Для того, чтобы исключить одновременную посылку данных, применяется либо «несущий» сигнал, либо один из компьютеров является главным и «даёт слово» остальным машинам.

Достоинствами такой топологии является то, что ее просто установить и настроить, а количество кабеля затрачивается гораздо меньше, чем в других сетях, а так же при выходе из строя одного из компьютеров сеть продолжает функционировать.

Но как только возникают любые неполадки в сети, будь то выход из строя терминатора или повреждение на линии – вся сеть сразу приходит в негодность, а сложная локализация повреждений порой создает большие проблемы. Плюс ко всему, чем больше рабочих станций завязано на шину, тем медленнее работает сеть.

Кольцо (Двойное кольцо)

Как видно из рисунка очень сильно напоминает сеть Линия, но есть некоторые все же особенности. В такой сети все компьютеры подключены последовательно друг к другу, чем образовывают замкнутую сеть.

В кольце, в отличие от других топологий (звезда, шина), не используется конкурентный метод посылки данных, компьютер в сети получает данные от стоящего предыдущим в списке адресатов и перенаправляет их далее, если они адресованы не ему. Список адресатов генерируется компьютером, являющимся генератором маркера. Сетевой модуль генерирует маркерный сигнал (обычно порядка 2-10 байт во избежание затухания) и передает его следующей системе (иногда по возрастанию MAC-адреса). Следующая система, приняв сигнал, не анализирует его, а просто передает дальше. Это так называемый нулевой цикл.

Сигнал в такой сети всегда двигается в одну сторону, но допустим если использовать двойное кольцо, то два сигнала будут независимо друг от друга двигаться в разных направлениях.

Достоинствами такой сети является то, что ее просто установить и собрать с использованием минимального количества оборудования, а так же устойчивая работа сети.

Но как только из строя выходит одна из машин, или происходит порыв на линии вся сеть приходит в негодность и такие проблемы достаточно сложно найти и устранить, а конфигурирование и настройка такой сети вызывает массу хлопот.

Каждый с каждым (Многосвязная)

В такой сети каждый компьютер дословно соединен с каждым по отдельности. Что конечно сказывается на затратах в отношении кабеля и дополнительного оборудования, но зато в случае отказа одного из компьютеров в такой сети, все остальные компьютеры не остаются без соединения и продолжают дальше нормально взаимодействовать, а скорость обмена информацией в такой сети достаточно высокая.

Такая сеть применяется крайне редко и лишь для обеспечения большей надежности и высокой скорости, что допустим для обеспечений домашней сети слишком дорого, так как требует больших затрат на дополнительное оборудование и в разы большее количество кабеля.

Звезда

На мой взгляд, самая распространенная и верная топология. Такая сеть организована по принципу централизованного обращения, т.е. есть центральный компьютер или концентратор (хаб), к которому подключены все компьютеры сети.

В такой сети может быть очень много компьютеров, причем все они должны быть на удалении от хаба не более 100 метров (такова особенность принципа распространения сигналов). Для такой сети требуется не так много оборудование и обслуживание такой сети происходит гораздо проще, чем во всех предыдущих вариантах, единственный минус такой сети в том, что при выходе из строя хаба все компьютеры остаются без соединения.

Так же минусами можно назвать некоторые мелочи, такие как: большие затраты на кабель (но меньшие по сравнению с многосвязной сетью) и ограничение по количеству компьютеров в зависимости от количества выходов на концентраторе.

Зато при повреждении одной из линий без сети остается одна машина, что так же и при повреждении самой машины, т.е. вся сеть продолжает стабильно работать даже если какой-то элемент дает сбой.

Дерево (Иерархия)

Топология-наследница, которая берет свое начало из топологии «Звезда». Думаю здесь говорить особо много не буду, так как все практически то же что и у звезды, только более разветвленное, собственно потому и дерево. Такие сети применяются на крупных предприятиях. Причем к хабу могут подключаться как компьютеры, так и другие хабы, образуя новые ветки.

Заключение

А в заключение хочется сказать следующее. Я здесь рассказал о самых популярных схемах, но так же существуют еще такие малоизвестные (и что наталкивает на мысль об их практической не применимости на практике), как TokenRing, т.е. объединение кольца и звезды; Шина-Звезда, т.е. на одном хабе несколько шин и т.д. и т.п. Все это уже изыски и на мой взгляд они ни к чему, когда есть проверенные топологии из которых особняком стоят Звезда и Дерево, как самые стабильные и легко реализуемые.

Но так же есть еще и беспроводные сети, где все компьютеры соединяются посредством специальной точки доступа с определенного расстояния, но о беспроводных сетях все же будем говорить отдельно.

Если вам понравился данный материал, то отложите его в закладки, что так же поможет нам в продвижении. Спасибо что читаете наш сайт.

Виды сетевых топологий. Топология на пальцах. Понятие топологии сети

Компьютерную сеть можно разделить на две составляющие. Физическая компьютерная сеть — это, прежде всего, оборудование. То есть все требуемые кабели и адаптеры, подсоединенные к компьютерам, концентраторам, коммутаторам, принтерам и так далее. Все то, что должно работать в общей сети.

Второй составляющей компьютерной сети является логическая сеть. Это принцип подключения ряда компьютеров и нужного оборудования в единую систему (так называемая топология компьютерных сетей). Это понятие больше применимо к локальным сетям. Именно выбранная топология подключения ряда компьютеров и будет влиять на требуемое оборудование, надежность работы сети, возможность ее расширения, стоимость работ. Сейчас наиболее широко используются такие виды топологий компьютерных сетей, как «кольцо», «звезда», а также «шина». Последняя, правда, уже практически вышла из употребления.

«Звезда», «кольцо» и «шина» — это базовые топологии компьютерных сетей.

«Звезда»

Топология компьютерных сетей «звезда» — структура, центром которой служит коммутирующее устройство. Все компьютеры подсоединены к нему отдельными линиями.

Коммутирующим устройством может быть концентратор, то есть HUB, или коммутатор. Такую топологию еще именуют «пассивной звездой». Если коммутирующим устройством выступает другой компьютер или сервер, то топология может называться «активной звездой». Именно на коммутирующее устройство поступает сигнал от каждого компьютера, обрабатывается и отправляется к другим подключенным компьютерам.

У данной топологии есть ряд достоинств. Несомненным преимуществом является то, что компьютеры не зависят друг от друга. При поломке одного из них сама сеть остается в рабочем состоянии. Также к такой сети легко можно подключить и новый компьютер. При подключении нового оборудования остальные элементы сети продолжат работать в обычном режиме. В таком виде топологии сети легко находить неисправности. Пожалуй, одно из главных достоинств «звезды» — это ее высокая производительность.

Однако при всех достоинствах имеются у такого типа компьютерных сетей и недостатки. Если выйдет из строя центральное коммутирующее устройство, то перестанет работать и вся сеть. В ней есть ограничения по подключаемым рабочим станциям. Их не может быть больше имеющегося количества портов на коммутирующем устройстве. И последний недостаток сети — ее стоимость. Требуется достаточно большое количество кабеля, чтобы подключить каждый компьютер.

«Кольцо»

Топология компьютерных сетей «кольцо» не имеет структурного центра. Здесь все рабочие станции вместе с сервером объединены в замкнутый круг. В этой системе сигнал движется последовательно справа налево по кругу. Все компьютеры являются ретрансляторами, благодаря чему маркерный сигнал поддерживается и передается дальше, пока не доходит до получателя.

Данный вид топологии также имеет и преимущества, и недостатки. Главным достоинством является то, что работа компьютерной сети остается устойчивой даже при большой загруженности. Сеть этого вида очень легко устанавливается и требует минимального количества дополнительного оборудования.

В отличие от топологии «звезда», у «кольца» к парализации работы всей системы может привести сбой работы любого подключенного компьютера. Причем выявить неисправность будет гораздо сложнее. Несмотря на легкую установку данного варианта сети, ее настройка достаточно сложна, она требует наличия определенных навыков. Еще одним недостатком такой топологии является необходимость приостановки всей сети для присоединения нового оборудования.

«Шина»

Топология компьютерных сетей «шина» сейчас встречается все реже и реже. Она состоит из единой длинной магистрали, к которой подключены все компьютеры.

В этой системе, как и в других, данные отправляются вместе с адресом получателя. Получают сигнал все компьютеры, но принимает — непосредственно адресат. Рабочие станции, соединенные топологией «шина», не могут одновременно отправлять пакеты данных. Пока один из компьютеров производит это действие, остальные ждут своей очереди. Сигналы движутся по линии в обе стороны, но когда доходят до конца, отражаются и накладываются друг на друга, угрожая слаженной работе всей системы. Существуют специальные устройства — терминаторы, предназначенные для гашения сигналов. Они устанавливаются на концах магистрали.

К достоинствам топологии «шина» можно отнести то, что устанавливается и настраивается такая сеть достаточно быстро. К тому же ее установка будет довольно дешевой. Если выйдет из строя один из компьютеров, сеть продолжит работать в обычном режиме. Подключение нового оборудования можно производить в рабочем порядке. Сеть будет функционировать.

Если поврежден центральный кабель либо перестанет работать один из терминаторов, то это приведет к остановке всей сети. Найти неисправность в такой топологии достаточно сложно. Увеличение количества рабочих станций снижает производительность сети, а также приводит к задержкам при передаче информации.

Производные топологии компьютерных сетей

Классификация компьютерных сетей по топологии не ограничивается тремя базовыми вариантами. Существуют еще такие виды топологий, как «линия», «двойное кольцо», «ячеистая топология», «дерево», «решетка», «сеть клоза», «снежинка», «полносвязная топология». Все они являются производными от базовых. Рассмотрим некоторые варианты.

Малоэффективные топологии

В полносвязной топологии все рабочие станции подключены друг к другу. Такая система достаточно громоздкая и малоэффективная. Требуется выделить линию для каждой пары компьютеров. Используется такая топология только в многомашинных комплексах.

Ячеистая топология представляет собой, по сути, урезанный вариант полносвязной. Здесь также все компьютеры подсоединены друг к другу отдельными линиями.

Наиболее эффективные топологии

Топология построения компьютерных сетей под названием «снежинка» являет собой урезанный вариант «звезды». Здесь в качестве рабочих станций выступают концентраторы, соединенные между собой по типу «звезда». Этот вариант топологии считается одним из самых оптимальных для крупных локальных и глобальных сетей.

Как правило, в крупных локальных, а также в глобальных сетях имеется огромное количество подсетей, построенных на разных типах топологий. Такой вид называется смешанным. Здесь одновременно можно выделить и «звезду», и «шину», и «кольцо».

Итак, в вышеизложенной статье были рассмотрены все основные имеющиеся топологии компьютерных сетей, применяемые в локальных и глобальных сетях, их вариации, преимущества и недостатки.

Что
такое топология

Введение

1.
Основные этапы развития топологии

2.
Общая характеристика топологии

3.
Общая топология

4.
Топологическое пространство

5.
Важные проблемы и результаты

Заключение

Введение

Топология
– сравнительно молодая математическая
наука. Примерно за сто лет ее существования
в ней достигнуты результаты, важные для
многих разделов математики. Поэтому
проникновение в «мир топологии» для
начинающего несколько затруднительно,
так как требует знания многих фактов
геометрии, алгебры, анализа и других
разделов математики, а также умения
рассуждать.

Топология
оказывает влияние на многие разделы
математики. Она изучает, в частности,
такие свойства произвольных геометрических
образов, которые сохраняются при
преобразованиях, происходящих без
разрывов и склеивания, или, как говорят
математики, – при взаимно однозначных
и взаимно непрерывных преобразованиях.
Такие преобразования называют
топологическими. Два геометрических
образа в топологии рассматриваются как
«одинаковые», если один из них можно
перевести в другой топологическим
преобразованием. Например, круг и квадрат
на плоскости можно преобразовать друг
в друга топологическим преобразованием
– это топологически эквивалентные
фигуры. В то же время круг и кольцевая
область, получаемая из круга «выбрасыванием»
концентричного круга меньшего радиуса,
с точки зрения топологии – различны.

Топология
делится на два раздела – общую или
теоретико-множественную топологию и
алгебраическую топологию. Деление это
в значительной мере условно. Одна из
основных задач общей топологии – анализ
математической концепции непрерывности
в ее наиболее общей форме. Для этого
было введено понятие топологического
пространства. В топологии разработана
весьма изощренная алгебраическая и
аналитическая техника, значение которой
выходит далеко за пределы первоначальной
сферы ее применения. Сюда входит, в
частности, так называемая гомологическая
алгебра, которая является рабочим
инструментом также и в теории уравнений
с частными производными, в теории функций
многих комплексных переменных и т.д.
Один из разделов общей топологии –
теория размерности. Что значит, что
некоторое пространство двумерно,
трехмерно или, вообще, n-мерно? Размерность
есть одна из фундаментальных характеристик
топологического пространства. Определение
ее в общем случае оказывается весьма
непростым. В. Кузьминовым был построен
ряд примеров, показывающих парадоксальность
поведения размерности в определенных
ситуациях. И. Шведовым изучалась
задача об аксиоматическом определении
размерностей, и он опроверг, в частности,
некоторые известные гипотезы, связанные
с этой задачей. Другой раздел топологии
носит название теории Ходжа. Эта теория
объединяет в себе представления,
относящиеся к теории уравнений в частных
производных, римановой геометрии и
топологии. В. Кузьминовым, И. Шведовым
и В. Гольдштейном в серии работ было
построено некоторое обобщение теории
Ходжа, применимое к изучению многообразий
с особенностями и многообразий,
удовлетворяющих пониженным (в сравнении
с обычной теорией Ходжа) требованиям
гладкости. Отличие этой обобщенной
теории Ходжа, – с точки зрения
дифференциальных уравнений, – в том,
что эта теория существенно нелинейно.

2. Общая характеристика топологии

Одним
из самых неожиданных явлений в развитии
математики XX в.
стал головокружительный взлет науки,
известной под названием топология.

Топология
(от греч. τόπος – место и λόγος – слово,
учение) – раздел геометрии, изучающий
в самом общем виде явление непрерывности,
в частности свойства пространства,
которые остаются неизменными при
непрерывных деформациях, например,
связность, ориентируемость.

Желая
пояснить, что такое топология, иногда
говорят, что это «геометрия на резиновой
поверхности». Это малопонятное и туманное
описание позволяет, тем не менее, уловить
суть предмета. Топология изучает те
свойства геометрических объектов,
которые сохраняются при непрерывных
преобразованиях. Непрерывные преобразования
характеризуются тем, что точки,
расположенные «близко одна к другой»
до преобразования, остаются такими и
после того, как преобразование закончено.
При топологических преобразованиях
разрешается растягивать и изгибать, но
не разрешается ломать и рвать. (Однако,
с одной оговоркой: когда речь идет о
преобразованиях, нас не интересует, что
происходит в процессе этих преобразований,
важны только начальное положение и
конечный результат. Поэтому допускаются,
скажем, разрезы по каким-то линиям,
которые потом склеиваются по тем же
линиям. Например, если шнурок завязан
узлом и его концы соединены, можно
разрезать его где-то, развязать узел и
снова соединить на месте разреза).

Топологию можно
подразделить на три области:

1) комбинаторную
топологию, изучающую геометрические
формы посредством их разбиения на
простейшие фигуры, регулярным образом
примыкающие друг к другу;

2) алгебраическую
топологию, занимающуюся изучением
алгебраических структур, связанных с
топологическими пространствами, с
упором на теорию групп;

3)
теоретико-множественную топологию,
изучающую множества как скопления точек
(в отличие от комбинаторных методов,
представляющих объект как объединение
более простых объектов) и описывающую
множества в терминах таких топологических
свойств, как открытость, замкнутость,
связность и т.д. Разумеется, такое деление
топологии на области в чем-то произвольно;
многие топологи предпочитают выделять
в ней другие разделы.

Какого рода свойства
являются топологическими? Ясно, что не
те, которые изучаются в обычной евклидовой
геометрии. Прямолинейность не есть
топологическое свойство, потому что
прямую линию можно изогнуть и она станет
волнистой. Треугольник – тоже не является
топологическим свойством, ибо треугольник
можно непрерывно деформировать в
окружность.

Итак, в топологии
треугольник и окружность – одно и то
же. Длины отрезков, величины углов,
площади – все эти понятия изменяются
при непрерывных преобразованиях, и о
них следует забыть. Очень немногие
привычные понятия геометрии годятся
для топологии, поэтому приходится искать
новые. Этим топология трудна для
начинающих, пока они не постигнут сути
дела.

Образцом
топологического свойства объекта служит
наличие дырки у бублика (причем довольно
тонкая сторона этого дела – тот факт,
что дырка не является частью бублика).
Какую бы непрерывную деформацию ни
претерпел бублик, дырка останется.
Существует крылатая фраза, что тополог
(математик, занимающийся топологией) –
это человек, не отличающий бублик от
чайной чашки. Это означает, что наиболее
общие (топологические) свойства бублика
и чашки одинаковы (они телесны и имеют
одну дырку).

Другое топологическое
свойство – наличие края. Поверхность
сферы не имеет края, а пустая полусфера
имеет, и никакое непрерывное преобразование
не в состоянии это изменить.

Основные объекты
изучения в топологии называются
топологическими пространствами.
Интуитивно их можно представлять себе
как геометрические фигуры. Математически
это – множества (иногда – подмножества
евклидова пространства), наделенные
дополнительной структурой под названием
топология, которая позволяет формализовать
понятие непрерывности. Поверхность
сферы, бублика (правильнее – тора) или
двойного тора – это примеры топологических
пространств.

Два топологических
пространства топологические эквиваленты,
если можно непрерывным образом перейти
от одного из них к другому и непрерывным
же образом вернуться обратно.

Нам
приходится вводить требование
непрерывности, как прямого отображения,
так и обратного к нему, по следующей
причине. Возьмем два куска глины и слепим
их вместе. Такое преобразование
непрерывно, поскольку близкие друг к
другу точки останутся таковыми.

Однако
при обратном преобразовании один кусок
распадается на два, и, следовательно,
близкие точки по разные стороны от линии
раздела окажутся далеко друг от друга,
т.е. обратное преобразование не будет
непрерывным. Такие преобразования нам
не подходят.

Геометрические
фигуры, переходящие одна в другую при
топологических преобразованиях,
называются гомеоморфными. Окружность
и граница квадрата гомеоморфны, так как
их можно перевести друг в друга
топологическим преобразованием (т.е.
изгибанием и растяжением без разрывов
и склеиваний, например, растяжением
границы квадрата на описанную вокруг
него окружность). Сфера и поверхность
куба также гомеоморфны. Чтобы доказать
гомеоморфность фигур, достаточно указать
соответствующее преобразование, но тот
факт, что для каких-то фигур найти
преобразование нам не удается, не
доказывает, что эти фигуры не гомеоморфны.
Здесь помогают топологические свойства.

Локальная сеть — важный элемент любого современного предприятия, без которого невозможно добиться максимальной производительности труда. Однако чтобы использовать возможности сетей на полную мощность, необходимо их правильно настроить, учитывая также и то, что расположение подсоединенных компьютеров будет влиять на производительность ЛВС.

Понятие топологии

Топология локальных компьютерных сетей — это месторасположение рабочих станций и узлов относительно друг друга и варианты их соединения. Фактически это архитектура ЛВС. Размещение компьютеров определяет технические характеристики сети, и выбор любого вида топологии повлияет на:

• Разновидности и характеристики сетевого оборудования.
• Надежность и возможность масштабирования ЛВС.
• Способ управления локальной сетью.

Таких вариантов расположения рабочих узлов и способов их соединения много, и количество их увеличивается прямо пропорционально повышению числа подсоединенных компьютеров. Основные топологии локальных сетей — это «звезда», «шина» и «кольцо».

Факторы, которые следует учесть при выборе топологии

До того как окончательно определиться с выбором топологии, необходимо учесть несколько особенностей, влияющих на работоспособность сети. Опираясь на них, можно подобрать наиболее подходящую топологию, анализируя достоинства и недостатки каждой из них и соотнеся эти данные с имеющимися для монтажа условиями.

• Работоспособность и исправность каждой из рабочих станций, подсоединенных к ЛВС. Некоторые виды топологии локальной сети целиком зависят от этого.
• Исправность оборудования (маршрутизаторов, адаптеров и т. д.). Поломка сетевого оборудования может как полностью нарушить работу ЛВС, так и остановить обмен информацией с одним компьютером.
• Надежность используемого кабеля. Повреждение его нарушает передачу и прием данных по всей ЛВС или же по одному ее сегменту.
• Ограничение длины кабеля. Этот фактор также важен при выборе топологии. Если кабеля в наличии немного, можно выбрать такой способ расположения, при котором его потребуется меньше.

О топологии «звезда»

Этот вид расположения рабочих станций имеет выделенный центр — сервер, к которому подсоединены все остальные компьютеры. Именно через сервер происходят процессы обмена данными. Поэтому оборудование его должно быть более сложным.

Достоинства:

• Топология локальных сетей «звезда» выгодно отличается от других полным отсутствием конфликтов в ЛВС — это достигается за счет централизованного управления.
• Поломка одного из узлов или повреждение кабеля не окажет никакого влияния на сеть в целом.
• Наличие только двух абонентов, основного и периферийного, позволяет упростить сетевое оборудование.
• Скопление точек подключения в небольшом радиусе упрощает процесс контроля сети, а также позволяет повысить ее безопасность путем ограничения доступа посторонних.

Недостатки:

• Такая локальная сеть в случае отказа центрального сервера полностью становится неработоспособной.
• Стоимость «звезды» выше, чем остальных топологий, поскольку кабеля требуется гораздо больше.

Топология «шина»: просто и дешево

В этом способе соединения все рабочие станции подключены к единственной линии — коаксиальному кабелю, а данные от одного абонента отсылаются остальным в режиме полудуплексного обмена. Топологии локальных сетей подобного вида предполагают наличие на каждом конце шины специального терминатора, без которого сигнал искажается.

Достоинства:

• Все компьютеры равноправны.
• Возможность легкого масштабирования сети даже во время ее работы.
• Выход из строя одного узла не оказывает влияния на остальные.
• Расход кабеля существенно уменьшен.

Недостатки:

• Недостаточная надежность сети из-за проблем с разъемами кабеля.
• Маленькая производительность, обусловленная разделением канала между всеми абонентами.
• Сложность управления и обнаружения неисправностей за счет параллельно включенных адаптеров.
• Длина линии связи ограничена, потому эти виды топологии локальной сети применяют только для небольшого количества компьютеров.

Характеристики топологии «кольцо»

Такой вид связи предполагает соединение рабочего узла с двумя другими, от одного из них принимаются данные, а второму передаются. Главной же особенностью этой топологии является то, что каждый терминал выступает в роли ретранслятора, исключая возможность затухания сигнала в ЛВС.

Достоинства:

• Быстрое создание и настройка этой топологии локальных сетей.
• Легкое масштабирование, требующее, однако, прекращения работы сети на время установки нового узла.
• Большое количество возможных абонентов.
• Устойчивость к перегрузкам и отсутствие сетевых конфликтов.
• Возможность увеличения сети до огромных размеров за счет ретрансляции сигнала между компьютерами.

Недостатки:

• Ненадежность сети в целом.
• Отсутствие устойчивости к повреждениям кабеля, поэтому обычно предусматривается наличие параллельной резервной линии.
• Большой расход кабеля.

Типы локальных сетей

Выбор топологии локальных сетей также следует производить, основываясь на имеющемся типе ЛВС. Сеть может быть представлена двумя моделями: одноранговой и иерархической. Они не очень отличаются функционально, что позволяет при необходимости переходить от одной из них к другой. Однако несколько различий между ними все же есть.

Что касается одноранговой модели, ее применение рекомендуется в ситуациях, когда возможность организации большой сети отсутствует, но создание какой-либо системы связи все же необходимо. Рекомендуется создавать ее только для небольшого числа компьютеров. Связь с централизованным управлением обычно применяется на различных предприятиях для контроля рабочих станций.

Одноранговая сеть

Этот тип ЛВС подразумевает равноправие каждой рабочей станции, распределяя данные между ними. Доступ к информации, хранящейся на узле, может быть разрешен либо запрещен его пользователем. Как правило, в таких случаях топология локальных компьютерных сетей «шина» будет наиболее подходящей.

Одноранговая сеть подразумевает доступность ресурсов рабочей станции остальным пользователям. Это означает возможность редактирования документа одного компьютера при работе за другим, удаленной распечатки и запуска приложений.

Достоинства однорангового типа ЛВС:

• Легкость реализации, монтажа и обслуживания.
• Небольшие финансовые затраты. Такая модель исключает надобность в покупке дорогого сервера.

Недостатки:

• Быстродействие сети уменьшается пропорционально увеличению количества подсоединенных рабочих узлов.
• Отсутствует единая система безопасности.
• Доступность информации: при выключении компьютера данные, находящиеся в нем, станут недоступными для остальных.
• Нет единой информационной базы.

Иерархическая модель

Наиболее часто используемые топологии локальных сетей основаны именно на этом типе ЛВС. Его еще называют «клиент-сервер». Суть данной модели состоит в том, что при наличии некоторого количества абонентов имеется один главный элемент — сервер. Этот управляющий компьютер хранит все данные и занимается их обработкой.

Достоинства:

• Отличное быстродействие сети.
• Единая надежная система безопасности.
• Одна, общая для всех, информационная база.
• Облегченное управление всей сетью и ее элементами.

Недостатки:

• Необходимость наличия специальной кадровой единицы — администратора, который занимается мониторингом и обслуживанием сервера.
• Большие финансовые затраты на покупку главного компьютера.

Наиболее часто используемая конфигурация (топология) локальной компьютерной сети в иерархической модели — это «звезда».

Выбор топологии (компоновка сетевого оборудования и рабочих станций) является исключительно важным моментом при организации локальной сети. Выбранный вид связи должен обеспечивать максимально эффективную и безопасную работу ЛВС. Немаловажно также уделить внимание финансовым затратам и возможности дальнейшего расширения сети. Найти рациональное решение — непростая задача, которая выполняется благодаря тщательному анализу и ответственному подходу. Именно в таком случае правильно подобранные топологии локальных сетей обеспечат максимальную работоспособность всей ЛВС в целом.

Одним из важнейших различий между разными типами сетей является их топология.

Под топологией

обычно понимают взаимное расположение друг относительно друга узлов сети. К узлам сети в данном случае относятся компьютеры, концентраторы, свитчи, маршрутизаторы, точки доступа и т.п.

Топология – это конфигурация физических связей между узлами сети. Характеристики сети зависят от типа устанавливаемой топологии. В частности, выбор той или иной топологии влияет:

• на состав необходимого сетевого оборудования;
• на возможности сетевого оборудования;
• на возможности расширения сети;
• на способ управления сетью.

Различают следующие основные виды топологий: щит, кольцо, звезда, ячеистая топология

и решетка.

Остальные являются комбинациями основных топологий и называются смешанными или гибридными.

Шина
. Сети с шинной топологией используют линейный моноканал (коаксиальный кабель) передачи данных, на концах которого устанавливаются специальные заглушки – терминаторы (terminator). Они необходимы для того,

Рис. 6.1.

чтобы погасить сигнал после прохождения по шине. К недостаткам шинной топологии следует отнести следующее:

• данные, передаваемые по кабелю, доступны всем подключенным компьютерам;
• в случае повреждения шины вся сеть перестает функционировать.

Кольцо
– это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи с двумя другими: от одного он получает информацию, а другому передаст и подразумевает следующий механизм передачи данных: данные передаются последовательно от одного компьютера к другому, пока не достигнут компьютера-получателя. Недостатки топологии «кольцо» те же, что и у топологии «шина»:

• общедоступность данных;
• неустойчивость к повреждениям кабельной системы.

Звезда
– это единственная топология сети с явно выделенным центром, называемым сетевым концентратором или «хабом» (hub), к которому подключаются все остальные абоненты. Функциональность сети зависит от состояния этого концентратора. В топологии «звезда» прямые соединения двух компьютеров в сети отсутствуют. Благодаря этому имеется возможность решения проблемы общедоступности данных, а также повышается устойчивость к повреждениям кабельной системы.

Рис. 6.2.

Рис. 6.3.

Топология типа «звезда»

– это топология компьютерной сети, в которой каждая рабочая станция сети соединяется с несколькими рабочими станциями этой же сети. Характеризуется высокой отказоустойчивостью, сложностью настройки и переизбыточным расходом кабеля. Каждый компьютер имеет множество возможных путей соединения с другими компьютерами. Обрыв кабеля не приведет к потере соединения между двумя компьютерами.

Рис. 6.4.

Решетка
– это топология, в которой узлы образуют регулярную многомерную решетку. При этом каждое ребро решетки параллельно ее оси и соединяет два смежных узла вдоль этой оси. Одномерная решетка – это цепь, соединяющая два внешних узла (имеющие лишь одного соседа) через некоторое количество внутренних (у которых по два соседа – слева и справа). При соединении обоих внешних узлов получается топология «кольцо». Двух- и трехмерные решетки используются в архитектуре суперкомпьютеров.

Сети, основанные па FDDI, используют топологию «двойное кольцо», достигая тем самым высокой надежности и производительности. Многомерная решетка, соединенная циклически в более чем одном измерении, называется «тор».

(рис. 6.5) – топология, преобладающая в крупных сетях с произвольными связями между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети

),

имеющие типовою топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

Для подключения большого числа узлов сети применяют сетевые усилители и (или) коммутаторы. Также применяются активные концентраторы – коммутаторы, одновременно обладающие и функциями усилителя. На практике используют два вида активных концентраторов, обеспечивающих подключение 8 или 16 линий.

Рис. 6.5.

Другой тип коммутационного устройства – пассивный концентратор, который позволяет организовать разветвление сети для трех рабочих станций. Малое число присоединяемых узлов означает, что пассивный концентратор не нуждается в усилителе. Такие концентраторы применяются в тех случаях, когда расстояние до рабочей станции не превышает нескольких десятков метров.

По сравнению с шинной или кольцевой смешанная топология обладает большей надежностью. Выход из строя одного из компонентов сети в большинстве случаев не оказывает влияния на общую работоспособность сети.

Рассмотренные выше топологии локальных сетей являются основными, т. е. базовыми. Реальные вычислительные сети строят, основываясь на задачах, которые призвана решить данная локальная сеть, и па структуре ее информационных потоков. Таким образом, на практике топология вычислительных сетей представляет собой синтез традиционных типов топологий.

Качество работы сети характеризуют следующие свойства: производительность, надежность, совместимость, управляемость, защищенность, расширяемость и масштабируемость.

К основным характеристикам производительности

сети относятся:

• время реакции
  
  – характеристика, которая определяется как время между возникновением запроса к какому-либо сетевому сервису и получением ответа на него;
• пропускная способность
  
  – характеристика, которая отражает объем данных, переданных сетью в единицу времени;
• задержка передачи
  
  – интервал между моментом поступления пакета на вход какого-либо сетевого устройства и моментом его появления на выходе этого устройства.

Для оценки надежности

сетей используются различные характеристики, в том числе:

• коэффициент готовности,
  
  означающий долю времени, в течение которого система может быть использована;
• безопасность,
  
  т.е. способность системы защитить данные от несанкционированного доступа;
• отказоустойчивость –
  
  способность системы работать в условиях отказа некоторых ее элементов.

Расширяемость

означает возможность сравнительно легкого добавления отдельных элементов сети (пользователей, компьютеров, приложений, сервисов), наращивания длины сегментов сети и замены существующей аппаратуры более мощной.

Масштабируемость

означает, что сеть позволяет наращивать количество узлов и протяженность связей в очень широких пределах, при этом производительность сети не ухудшается.

Прозрачность –

свойство сети скрывать от пользователя детали своего внутреннего устройства, упрощая тем самым его работу в сети.

Управляемость

сети подразумевает возможность централизованно контролировать состояние основных элементов сети, выявлять и разрешать проблемы, возникающие при работе сети, выполнять анализ производительности и планировать развитие сети.

Совместимость

означает, что сеть способна включать в себя самое разнообразное программное и аппаратное обеспечение.

Введение

1. Понятие топологии сети

2. Базовые топологии сети

2.3 Базовая топология сети типа «кольцо» (ring)

3. Другие возможные сетевые топологии

3.1 Топология сети типа «дерево» (tree)

3.2 Комбинированные топологии сети

3.3 «Сеточная» топология сети

4. Многозначность понятия топологии

Заключение

Список используемой литературы

Введение

На сегодняшний день невозможно представить деятельность человека без использования им компьютерных сетей.

Компьютерная сеть — представляет собой систему распределенной обработки информации, состоящую как минимум из двух компьютеров, взаимодействующих между собой с помощью специальных средств связи.

В зависимости от удалённости компьютеров и масштабов, сети условно разделяют на локальные и глобальные.

Локальные сети
— сети, имеющие замкнутую инфраструктуру до выхода на поставщиков услуг. Термин «LAN» может описывать и маленькую офисную сеть, и сеть уровня большого завода, занимающего несколько сотен гектаров. Локальные сети развёртываются обычно в рамках некоторой организации, поэтому их называют также корпоративными сетями.

Иногда выделяют сети промежуточного класса
— городская или региональная сеть, т.е. сеть в пределах города, области и т.п.

Глобальная сеть
покрывает большие географические регионы, включающие в себя как локальные сети, так и прочие телекоммуникационные сети и устройства. Глобальные сети практически имеют те же возможности, что и локальные. Но они расширяют область их действия. Польза от применения глобальных сетей ограничена в первую очередь скоростью работы: глобальные сети работают с меньшей скоростью, чем локальные.

Из выше перечисленных компьютерных сетей, обратим свое внимание на локальные сети, для того чтобы лучше понять архитектуру сетей, способы передачи данных. А для этого надо знать такое понятие, как топология сети.

1. Понятие топологии сети

Топология — это физическая конфигурация сети в совокупности с ее логическими характеристиками. Топология — это стандартный термин, который используется при описании основной компоновки сети. Если понять, как используются различные топологии, то можно будет определить, какими возможностями обладают различные типы сетей.

Существует два основных типа топологий:

физическая

логическая

Логическая топология описывает правила взаимодействия сетевых станций при передаче данных.

Физическая топология определяет способ соединения носителей данных.

Термин «топология сети» характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология сети обуславливает ее характеристики.

Выбор той или иной топологии влияет на:

состав необходимого сетевого оборудования

характеристики сетевого оборудования

возможности расширения сети

способ управления сетью

Конфигурация сети может быть или децентрализованной (когда кабель «обегает» каждую станцию в сети), или централизованной (когда каждая станция физически подключается к некоторому центральному устройству, распределяющему фреймы и пакеты между станциями). Примером централизованной конфигурации является звезда с рабочими станциями, располагающимися на концах ее лучей. Децентрализованная конфигурация похожа на цепочку альпинистов, где каждый имеет свое положение в связке, а все вместе соединены одной веревкой. Логические характеристики топологии сети определяют маршрут, проходимый пакетом при передаче по сети.

При выборке топологии нужно учитывать, чтобы она обеспечивала надежную и эффективную работу сети, удобное управление потоками сетевых данных. Желательно также, чтобы сеть по стоимости создания и сопровождения получилась недорогой, но в то же время оставались возможности для ее дальнейшего расширения и, желательно, для перехода к более высокоскоростным технологиям связи. Это непростая задача! Чтобы ее решить, необходимо знать, какие бывают сетевые топологии.

2. Базовые топологии сети

Существует три базовые топологии, на основе которых строится большинство сетей.

звезда (star)

кольцо (ring)

Если компьютеры подключены вдоль одного кабеля, топология называется «шиной». В том случае, когда компьютеры подключены к сегментам кабеля, исходящим из одной точки, или концентратора, топология называется звездой. Если кабель, к которому подключены компьютеры, замкнут в кольцо, такая топология носит название кольца.

Хотя сами по себе базовые топологии несложны, в реальности часто встречаются довольно сложные комбинации, объединяющие свойства нескольких топологий.

2.1 Топология сети типа «шина» (bus)

В этой топологии все компьютеры соединяются друг с другом одним кабелем (рисунок 1).

Рисунок 1 — Схема топологии сети тип «шина»

В сети с топологией «шина» компьютеры адресуют данные конкретному компьютеру, передавая их по кабелю в виде электрических сигналов — аппаратных MAC-адресов
. Чтобы понять процесс взаимодействия компьютеров по шине, нужно уяснить следующие понятия:

передача сигнала

отражение сигнала

терминатор

1. Передача сигнала

Данные в виде электрических сигналов, передаются всем компьютерам сети; однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя, зашифрованному в этих сигналах. Причем в каждый момент времени только один компьютер может вести передачу. Так как данные в сеть передаются лишь одним компьютером, ее производительность зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем их больше, т.е. чем больше компьютеров, ожидающих передачи данных, тем медленнее сеть. Однако вывести прямую зависимость между пропускной способностью сети и количеством компьютеров в ней нельзя. Ибо, кроме числа компьютеров, на быстродействие сети влияет множество факторов, в том числе:

характеристики аппаратного обеспечения компьютеров в сети

частота, с которой компьютеры передают данные

тип работающих сетевых приложений

тип сетевого кабеля

расстояние между компьютерами в сети

Шина — пассивная топология. Это значит, что компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если один из компьютеров выйдет из строя, это не скажется на работе остальных. В активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы и передают их по сети.

2. Отражение сигнала

Данные, или электрические сигналы, распространяются по всей сети — от одного конца кабеля к другому. Если не предпринимать никаких специальных действий, сигнал, достигая конца кабеля, будет отражаться и не позволит другим компьютерам осуществлять передачу. Поэтому, после того как данные достигнут адресата, электрические сигналы необходимо погасить.

3. Терминатор

Чтобы предотвратить отражение электрических сигналов, на каждом конце кабеля устанавливают заглушки (терминаторы, terminators), поглощающие эти сигналы (Рисунок 2). Все концы сетевого кабеля должны быть к чему-нибудь подключены, например к компьютеру или к баррел-коннектору — для увеличения длины кабеля. К любому свободному — неподключенному — концу кабеля должен быть подсоединен терминатор, чтобы предотвратить отражение электрических сигналов.

Рисунок 2 — Установка терминатора

Нарушение целостности сети может произойти, если разрыв сетевого кабеля происходит при его физическом разрыве или отсоединении одного из его концов. Возможна также ситуация, когда на одном или нескольких концах кабеля отсутствуют терминаторы, что приводит к отражению электрических сигналов в кабеле и прекращению функционирования сети. Сеть «падает». Сами по себе компьютеры в сети остаются полностью работоспособными, но до тех пор, пока сегмент разорван, они не могут взаимодействовать друг с другом.

У такой топологии сети есть достоинства и недостатки. К достоинствам можно отнести:

небольшое время установки сети

дешевизна (требуется меньше кабеля и сетевых устройств)

простота настройки

выход из строя рабочей станции не отражается на работе сети

Недостатки такой топологии следующие.

такие сети трудно расширять (увеличивать число компьютеров в сети и количество сегментов — отдельных отрезков кабеля, их соединяющих).

поскольку шина используется совместно, в каждый момент времени передачу может вести только один из компьютеров.

«шина» является пассивной топологией — компьютеры только «слушают» кабель и не могут восстанавливать затухающие при передаче по сети сигналы.

надежность сети с топологией «шина» невысока. Когда электрический сигнал достигает конца кабеля, он (если не приняты специальные меры) отражается, нарушая работу всего сегмента сети.

Проблемы, характерные для топологии «шина», привели к тому, что эти сети, столь популярные еще десять лет назад, сейчас уже практически не используются.

Топология сети типа «шина» известна как логическая топология Ethernet 10 Мбит/с.

2.2 Базовая топология сети типа «звезда» (star)

При топологии «звезда» все компьютеры с помощью сегментов кабеля подключаются к центральному компоненту, именуемому концентратором
(hub) (рисунок 3).

Сигналы от передающего компьютера поступают через концентратор ко всем остальным.

Эта топология возникла на заре вычислительной техники, когда компьютеры были подключены к центральному, главному, компьютеру.

Выделяют следующие виды топологий сети

Сетевая тополо́гия — это конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (компьютеры) и коммуникационное оборудование (маршрутизаторы), а рёбрам — физические или информационные связи между вершинами.

Сетевая топология может быть

• физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети.
• логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии.
• информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети.
• управления обменом — это принцип передачи права на пользование сетью.

Содержание

Топологии [ править | править код ]

Полносвязная [ править | править код ]

Сеть, в которой каждый компьютер непосредственно связан со всеми остальными. Однако этот вариант громоздкий и неэффективный, потому что каждый компьютер в сети должен иметь большое количество коммуникационных портов, достаточное для связи с каждым из остальных компьютеров.

Неполносвязная [ править | править код ]

Неполносвязных топологий существует несколько. В них, в отличие от полносвязных, может применяться передача данных не напрямую между компьютерами, а через дополнительные узлы.

Шина [ править | править код ]

Топология данного типа представляет собой общий кабель (называемый шина или магистраль), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

Преимущества сетей шинной топологии:

• расход кабеля существенно уменьшен;
• отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом;
• сеть легко настраивать и конфигурировать;
• сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов.

Недостатки сетей шинной топологии:

• разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети;
• ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций;
• недостаточная надежность сети из-за проблем с разъемами кабеля;
• низкая производительность, обусловлена разделением канала между всеми абонентами.

Звезда [ править | править код ]

В сети, построенной по топологии типа «звезда», каждая рабочая станция подсоединяется кабелем (витой парой) к концентратору, или хабу (англ. hub ). Концентратор обеспечивает параллельное соединение ПК и, таким образом, все компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с другом.

Данные от передающей станции сети передаются через хаб по всем линиям связи всем ПК. Информация поступает на все рабочие станции, но принимается только теми станциями, которым она предназначается. Так как передача сигналов в топологии физическая звезда является широковещательной, то есть сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной.

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой 10Base-T Ethernet.

Преимущества сетей топологии звезда:

• легко подключить новый ПК;
• имеется возможность централизованного управления;
• сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК.

Недостатки сетей топологии звезда:

• отказ хаба влияет на работу всей сети;
• большой расход кабеля.

Расширенная звезда [ править | править код ]

Распределённая звезда [ править | править код ]

Кольцо (Ring) [ править | править код ]

В сети с топологией типа «кольцо» все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо, по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется со входом другого ПК. Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении.

Принимающая рабочая станция распознает и получает только адресованное ей сообщение. В сети с топологией типа физическое кольцо используется маркерный доступ, который предоставляет станции право на использование кольца в определенном порядке. Логическая топология данной сети — логическое кольцо. Данную сеть очень легко создавать и настраивать.

К основному недостатку сетей топологии кольцо относится то, что повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети.

Как правило, в чистом виде топология «кольцо» не применяется из-за своей ненадёжности, поэтому на практике применяются различные модификации кольцевой топологии.

Ячеистая топология [ править | править код ]

Получается из полносвязной топологии путём удаления некоторых связей. Допускает соединения большого количества компьютеров и характерна для крупных сетей.

Также существует большое количество дополнительных способов соединения:

Дополнительные способы являются комбинациями базовых. В общем случае такие топологии называются смешанными или гибридными, но некоторые из них имеют собственные названия, например, «дерево».

Смешанная топология [ править | править код ]

Смешанная топология — сетевая топология, преобладающая в крупных сетях с произвольными связями между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

Централизация [ править | править код ]

Топология типа «звезда» снижает вероятность сбоя сети, подключая все периферийные узлы (компьютеры и т. д.) к центральному узлу. Когда физическая звездная топология применяется к логически шинной сети, такой как Ethernet, центральный узел (обычно хаб) ретранслирует все передачи, полученные от любого периферийного узла на все периферийные узлы в сети, в том числе иногда и в сторону инициирующего узла. Таким образом, все периферийные узлы могут взаимодействовать со всеми остальными посредством передачи и приема только от центрального узла. Отказ линии передачи, связывающей любой периферийный узел с центральным узлом приведёт к тому, что данный периферийный узел будет изолирован от всех остальных, а остальные периферийные узлы затронуты не будут. Однако, недостаток заключается в том, что отказ центрального узла приведет к отказу всех периферийных узлов.

Для снижения объема сетевого трафика, приходящего в широковещательном режиме, были разработаны более продвинутые центральные узлы, которые способны отслеживать уникальность узлов, подключенных к сети. Эти сетевые коммутаторы изучают макет сети, «слушая» каждый порт во время нормальной передачи данных, рассматривая пакеты данных и записывая в внутреннюю справочную таблицу идентификатор каждого подключенного узла и порт, к которому он подключен. Эта поисковая таблица, хранящаяся в специализированной CAM-памяти, позволяет перенаправлять будущие передачи только в порт их назначения.

Децентрализация [ править | править код ]

В сетевой топологии существуют по крайней мере два узла с двумя или больше путями между ними, чтобы обеспечить дополнительные пути, которые будут использоваться в случае, если один из путей выйдет из строя. Эта децентрализация часто используется, чтобы компенсировать недостаток выхода из строя одного пункта, используя единственное устройство в качестве центрального узла (например, в звезде и сетях дерева). Специальный вид сети, ограничивающий число путей между двумя узлами, называется гиперкубом. Число разветвлений в сетях делает их более трудными к разработке и реализации, однако они являются очень удобными. В 2012 IEEE издал протокол IEEE 802-1aq (мостовое соединение по кратчайшему пути), чтобы облегчить задачи конфигурации и обеспечить активность всех путей, что увеличивает полосу пропускания и избыточность между всеми устройствами. В некоторой степени это подобно линейной или кольцевой топологиям, используемых для соединения систем во многих направлениях.

Существуют пять основных топологий (рис. 14):

Рис. 14 Типы топологий

Общая шина

Общая шина это тип сетевой топологии, в которой рабочие станции расположены вдоль одного участка кабеля, называемого сегментом.

Рис. 15 Топология Общая шина

Топология Общая шина (рис. 15) предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети.

В случае топологии:

Общая шина кабель используется всеми станциями по очереди. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные. Все сообщения, посылаемые отдельными компьютерами, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Рабочая станция отбирает адресованные ей сообщения, пользуясь адресной информацией. Надежность здесь выше, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособность сети в целом. Поиск неисправности в сети затруднен. Кроме того, так как используется только один кабель, в случае обрыва нарушается работа всей сети.

Примерами использования топологии общая шина является сеть 10Base–5 (соединение ПК толстым коаксиальным кабелем) и 10Base–2 (соединение ПК тонким коаксиальным кабелем).

Кольцо

Рис. 16 Топология Кольцо

Кольцо – это топология ЛВС, в которой каждая станция соединена с двумя другими станциями, образуя кольцо (рис.13). Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кольцу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК, т.е. данные, передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера, он передает их дальше по кольцу, в ином случае они дальше не передаются.

Очень просто делается запрос на все станции одновременно. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них, вся сеть парализуется. Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, т.к. во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Топология Кольцо имеет хорошо предсказуемое время отклика, определяемое числом рабочих станций.

Звезда

Звезда – это топология ЛВС (рис.17), в которой все рабочие станции присоединены к центральному узлу (например, к концентратору), который устанавливает, поддерживает и разрывает связи между рабочими станциями.

Преимуществом такой топологии является возможность простого исключения неисправного узла. Однако, если неисправен центральный узел, вся сеть выходит из строя.

В этом случае каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству. При необходимости можно объединять вместе несколько сетей с топологией Звезда, при этом получаются разветвленные конфигурации сети. В каждой точке ветвления необходимо использовать специальные соединители (распределители, повторители или устройства доступа).

Рис. 17 Топология Звезда

Примером звездообразной топологии является топология Ethernet с кабелем типа Витая пара 10BASE-T, центром Звезды обычно является Hub.

Звездообразная топология обеспечивает защиту от разрыва кабеля. Если кабель рабочей станции будет поврежден, это не приведет к выходу из строя всего сегмента сети. Она позволяет также легко диагностировать проблемы подключения, так как каждая рабочая станция имеет свой собственный кабельный сегмент, подключенный к концентратору. Для диагностики достаточно найти разрыв кабеля, который ведет к неработающей станции. Остальная часть сети продолжает нормально работать.

Однако звездообразная топология имеет и недостатки. Во-первых, она требует много кабеля. Во-вторых, кабельные концентраторы при большом количестве кабеля трудно обслуживать. Однако в большинстве случаев в такой топологии используется недорогой кабель типа витая пара. В некоторых случаях можно даже использовать существующие телефонные кабели. Кроме того, для диагностики и тестирования выгодно собирать все кабельные концы в одном месте.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Лучшие изречения: Да какие ж вы математики, если запаролиться нормально не можете. 8448 – | 7339 – или читать все.

78.85.5.224 © studopedia.ru Не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования. Есть нарушение авторского права? Напишите нам | Обратная связь.

Отключите adBlock!
и обновите страницу (F5)
очень нужно

Типы топологии сетей локальных сетей. Кому-то этот вопрос может показаться не интересным и скучным, но для общего развития, хотя бы вкратце – не помешает. Может, даже где-то вы сможете блеснуть своими познаниями локальной сети, и на вас начнут смотреть с уважением. А может, ваша жизнь повернет так, что вам даже придется столкнуться с этим вопросом вплотную.

У меня именно так и произошло – чего я больше всего боялась, с тем мне и пришлось работать. И оказалось, что все мои страхи были только от не знания, а сейчас мне даже очень нравиться заниматься локальными сетями, и самой обжимать кабеля. Я буду писать коротко и ясно, чтобы не утомить вас подробностями, которые действительно могут вам и не пригодиться.

Типы топологии сетей

В чем преимущества локальных сетей вы можете почитать в этих статьях:

Схема физического соединения компьютеров называется топологией сети .

Существует три основных типа топологии сетей . Типы топологии сети — что это такое? Какой тип сети выбрать , чтобы и дешево было и надежно.

1. Кольцевая топология сети . При этом типе топологии сети концы кабелей соединены друг с другом, т.е. образуют кольцо. Каждая рабочая станция соединена с двумя соседними. Данные передаются по кругу в одном направлении, а каждая станция играет роль повторителя, который принимает и отвечает на адресованные ему пакеты и передает другие пакеты следующей рабочей станции.

Преимуществом такой сети является её достаточно высокая надёжность. Чем больше компьютеров находится в кольце, тем дольше сеть реагирует на запросы. Но самый большой недостаток в том, что при выходе из строя хотя бы одного устройства отказывалась функционировать вся сеть. Да и стоимость такой сети высокая за счёт расходов на кабели сетевые адаптеры и другое оборудование.

2. Линейная топология сети или общая шина . При линейной топологии все элементы сети подключаются друг за другом с помощью одного кабеля.

Концы сегментов должны быть затерминированы специальными сопротивлениями, которые называются терминаторами .

При создании такой сети не используется дополнительное оборудование – только кабель. Все подключенные устройства в такой сети «слушают» и принимают только те пакеты информации, которые предназначены только для них, а остальные игнорируются.

Преимущества такой сети – простота организации и дешевизна. Но существенным недостатком является низкая устойчивость к повреждениям. Любое повреждение кабеля влечет за собой выход из строя всей сети. Причем поиск неисправности очень сложен.

3. Звездообразная топология является доминирующей в современных локальных сетях. Она наиболее функциональная и стабильная. Каждый компьютер сети подключается к особому устройству, называемому концентратором (hub) или коммутатором (switch). При создании этой топологии каждое устройство получает доступ к сети независимо друг от друга и при обрыве одного соединяющего кабеля перестает работать только один из элементов сети, что существенно упрощает поиск неисправности.

Кроме того такая сеть позволяет подключать новые устройства без проблем и изменений в подключении старых устройств. Можно наращивать и соединять в одну сеть несколько сетей. Достаточно подключить кабель от одного коммутатора к другому коммутатору.

Такие сети довольно гибкие, легко расширяемые и относительно не дорогие. Вот мы и рассмотрели типы топологии сетей . В следующий раз я расскажу Вам об устройствах сети.

Теперь вы можете сами выбрать тип подключения своих домашних компьютеров и создать свою маленькую сеть и подключить все компьютеры к Интернету.

Топология сети — топология компьютерных сетей

В математике топология это область геометрии для изучения фигур, которые непрерывно изменяясь сохраняют основное свойство. Раньше её называли «Теорией точечных множеств» или «Анализом положения». Компьютерщики заимствовали название и охарактеризовали им размещение компьютеров и периферийных устройств, и системы взаимодействия между ними.

Что понимается под топологией локальной сети

Программирование и построение компьютерных сетей выросли из математики и поэтому унаследовали математические расчеты и схематику построения устройств и связей. А самим термином топология сети охарактеризовали расположение и схему связей между устройствами. Устройствами выступают компьютеры, концентраторы, роутеры, серверы, принтеры и прочая вспомогательная электроника. Кроме расположения устройств, топология обуславливает компоновку кабелей, варианты размещения коммутирующего оборудования, систему обмена сигналами и прочие запросы потребителей компьютерных технологий.

Соединение в сети вызвано необходимостью объединения ресурсов компьютеров, экономией на периферийных устройствах, и как следствие решением комплексных задач. Исходя из конкретных предполагаемых задач и выстраивается топология компьютерной сети. Существуют семь основных видов соединений.

Виды и примеры топологий компьютерных сетей

Первоначально использовали три базовых вида топологий это шина, кольцо и звезда. С развитием технологий прибавились ещё четыре – полносвязная, ячеистая, дерево и смешанная.

Топология шина

Пожалуй наиболее простая и старая топология локальных сетей. Простота обусловлена наличием всего одной магистрали (кабеля) к которой соединены все устройства. Сигналы передаваемые одним, могут получать все. При этом отдельный компьютер отфильтровывает и принимает необходимую только ему информацию.

Достоинства такой схемы:

• простое моделирование;
• дешевизна конструкции, при условии, что все устройства располагаются недалеко друг от друга;
• поломка одного или даже нескольких устройств не влияет на работоспособность остальных элементов сети.

Недостатки шины:

• неполадки на любом участке, а это обрыв шины или поломка сетевого коннектора нарушают работы всей системы;
• сложность ремонтных работ, прежде всего определения места неисправности;
• очень низкая производительность – в каждый момент только одно устройство передаёт данные остальным, увеличение числа приборов ведёт к существенному снижению производительности;
• сложность расширения сети, для этого приходится полностью заменять участки кабеля.

Именно из-за этих недостатков такие сети морально устарели, не обеспечивают современных требований обмена данными и фактически не применяются. По такой топологии создавались первые локальные сети. Роль шины в таких схемах выполнял коаксиальный кабель. Его прокладывали ко всем компьютерам и возле каждого соединяли т-образным штекером (тройником).

Топология кольцо

В «кольце» устройства подключены последовательно по кругу и по эстафете передают информацию. Четко выделенного центра нет и все приборы практически равнозначны. Если сигнал не предназначен компьютеру, он его транслирует следующему и так до конечного потребителя.

Достоинства соединения кольцом:

• простота компоновки;
• возможность построения длинных сетей;
• не возникает необходимости в дополнительных устройствах;
• устойчивая работа с хорошей скоростью даже при интенсивной передаче данных.

Но кольцевое соединение имеет и ряд недостатков:

• каждый компьютер должен быть в рабочем состоянии и участвовать в трансляции, при обрыве кабеля или поломки одного устройства – сеть не работает;
• на время подсоединения нового прибора схема полностью размыкается, поэтому требуется полное отключение сети;
• сложное моделирование и настройка соединений;
• сложный поиск неисправностей и их устранение.

Основное применение кольца получили при создании соединений для удаленных друг от друга компьютеров, установленных в противоположных концах и на разных этажах зданий. Работают такие сети по специально разработанному стандарту Token Ring (802.5). Для надёжности и повышения объёмов обмена информацией монтируют вторую линию. Она используется либо как аварийная, либо по ней передаются данные в противоположном направлении.

Топология звезда

Самая распространённая и технологичная система создания сетей. Командует всем сервер, контроллер или коммутатор. Все компьютеры как лучи подсоединены к нему. Общение между ними происходит только через центральное устройство. Топология сети в которой все компьютеры присоединены к центральному узлу стала основой для построения современных офисных локальных сетей.

В качестве узла используются активные или пассивные коммутаторы. Пассивный, это просто коробка соединения проводов не требующая питания. Активный коммутатор соединяет схему проводной или беспроводной технологией и требует подключения к питанию. Он может усиливать и распределять сигналы. Топология сети звезда обрела популярность благодаря множеству достоинств:

• высокая скорость и большой объём обмена данными;
• повреждение передающего кабеля или поломка одного элемента (кроме центрального) не снижает работоспособность сети;
• широкие возможности для расширения, достаточно смонтировать новый кабель или настроить доступ на коммутаторе;
• простая диагностика и ремонт;
• легкий монтаж и сопровождение.

Как и большинство сетей, соединение звезда имеет ряд недостатков, все они связаны с необходимостью использования центрального коммутатора:

• дополнительные затраты;
• он же — слабое звено, поломка приводит к неработоспособности всего оборудования;
• число подключаемых устройств и объём передаваемой информации зависит от его характеристик.

Несмотря на недостатки звезда широко используется при создании сетей на больших и маленьких предприятиях. А соединяя между собой коммутаторы получают комбинированные топологии.

Полносвязная или сеточная топология

В полносвязной системе все устройства соединены между собой отдельным кабелями, образующими сетку. Это очень надёжная схема коммуникации. Но целесообразна только при малом количестве соединяемых приборов, работающих с максимальной загрузкой. С ростом количества оборудования резко возрастает число прокладываемых коммуникаций. Поэтому широкого распространения не получила, в отличие от своей производной – частичной сетки.

Ячеистая топология

Частичная сетка или ячеистая топология напрямую связывает только обменивающиеся самыми большими объёмами данных и самые активные компьютеры. Остальные общаются посредством узловых коммутаторов. Сетка соединяющая ячейки, выбирает маршруты для доставки данных, обходя загруженные и разорванные участки.

Преимущества частичной сети:

• надежность, при отказе отдельных каналов коммутации будет найден альтернативный путь передачи данных;
• высокое быстродействие, так как основной поток данных передается по прямым линиям.

Недостатки ячеистой технологии:

• стоимость монтажа и поддержания достаточно высока, т.к. несмотря на частичность сетки всё равно требуется большое количество коммутационных линий;
• трудность построения и коммутирования сети при большом количестве соединяемых устройств.

Из-за дороговизны и сложности построения применяется в основном для построения глобальных сетей.

Топология дерево

Эта топология является комбинацией нескольких звёзд. Архитектура построения предусматривает прямое соединение пассивных или активных коммутаторов.

Такой тип топологии чаще всего используют при монтаже локальных сетей с небольшим количеством приборов, в основном при создании корпоративных коммутаторов. Совмещает довольно низкую стоимость и очень хорошее быстродействие. Особенно при комбинировании различных линий передач — сочетании медных и волоконных кабельных систем, и применении управляемых коммутаторов.

Смешанная топология

Чистое применение какой-то одной топологии редкое явление. Очень часто с целью экономии на коммутационных линиях применяют смешанные схемы. Самыми распространенными из которых являются:

1. Звёздно — кольцевая.
2. Звёздно — шинная.

В первом случае компьютеры объединены в звёзды посредством коммутаторов, а они уже закольцованы. По сути все без исключения компьютеры заключены в круг. Такое соединение умножает достоинства обеих сетей, так как коммутаторы собирают в одну точку все подключенные устройства. Они могут просто передавать или усиливать сигнал. Если рассмотреть систему технологии распространения данных, то такая топология подобна обычному кольцу.

В звёздно — шинной сети комбинируется топология шин и звёзд. К центральному устройству соединяют единичные компьютеры и сегменты шин. При такой топологической схеме можно использовать несколько центральных устройств, из которых собирают магистральную шину. В конечном результате собирается звёздно — шинная схема. Пользователи могут одновременно использовать звёздную и шинную топологии, и легко дополнять компьютеры.

Смешанные соединяют в себе все плюсы и минусы составляющих их видов топологий локальных сетей.

Программы для создания топологий сети

Для создания и корректировки написано много программ. Среди самых распространённых и наиболее удобных выделяются следующие:

• Microsoft Visio
• eDraw Max
• Схема Сети
• Векторный 2D-редактор CADE для Windows
• Diagram Designer
• Concept Draw Pro
• Dia
• Cisco Packet Tracer LanFlow
• NetProbe
• Network Notepad

Некоторые бесплатные, а за многие придётся заплатить. Но даже у большинства платных есть пробный период, за который можно понять подойдёт она или нет.

Топология является самым важным фактором быстродействия и надёжности коммуникаций. При этом всегда можно комбинировать основными схемами топологий для того, чтобы добиться наилучшего результата. Важно знать и помнить, как преимущества и недостатки каждого соединения влияют на проектируемую или эксплуатируемую топологическую сеть. Поэтому схему нужно заранее тщательно планировать.

Топология компьютерной сети | Webonto.ru

Содержание статьи:

Топология компьютерной сети это схема соединения и физическое расположение сетевых устройств, включая компьютеры, по отношению к друг другу.

Топология компьютерной сети позволяет увидеть всю сеть, вернее ее структуру, а также проанализировать связь всех устройств входящих в сеть. Теория Интернет технологий выделяет несколько видов топологий сети: физическую, информационную, логическую и топологию управления обменом. В этой статье нас будет интересовать только физическая топология сети.

Нужно понимать, что теоретически количество способов соединения устройств в сети может быть бесконечно много. И чем больше устройств будет входить в сеть, тем больше будет способов соединения. Но это не значит, что нельзя классифицировать типы физических соединений, а, следовательно, выделить основные типы топологии сети.

Различают три основных и два дополнительных вида топологии:

1. Топология сети типа Звезда;
2. Кольцевая топология;
3. Шинная топология сети;
4. Ячеистая топология;
5. Смешанная топология сети.

Рассмотрим все типы топологий.

Топология компьютерной сети — основные виды

Топология компьютерной сети типа Звезда

В центре топологии «Звезда», находится сервер. Все устройства сети (компьютеры) подключены к серверу. Запросы от устройств направляются на сервер, где и обрабатываются. Выход из строя сервера, «убивает» всю сеть. Выход из строя одного устройства, не влияет на работу сети.

Кольцевая топология компьютерной сети

Кольцевая топология компьютерной сети предполагает замкнутое соединение устройств. Выход одного устройства соединяется с входом следующего. Данные двигаются по кругу. Отличается такая топология ненадобностью сервера, но выход одного устройства сети, «убивает» всю сеть.

Шинная топология сети

Шинная топология сети это параллельное подключение устройств сети к общему кабелю. Выход одного устройства из строя не влияет на работу сети, однако обрыв кабеля (шины)  «вырубает» всю сеть.

Ячеистая топология

Ячеистая топология характерна для крупных сетей. Данную топологию можно охарактеризовать так, «все соединяются со всеми». То есть, каждая рабочая станция соединятся со всеми устройствами сети.

Смешанная топология сети

Принцип работы смешанной топологии понятен из названия. Характерно такая топология, для очень крупных компаний.

Может сложиться впечатление, что понятие топология сети применима только для локальных сетей. Это, конечно же, не так. И как пример, в общем виде разберем топологию глобальной сети сетей – Интернет.

Топология Интернет

Начнем разбор топологии Интернет с «низшего» звена – компьютера пользователя.

Компьютер пользователя, через модем или напрямую, связывается с местным интернет — провайдером. Точка соединения компьютера пользователя с сервером провайдера, называют точкой присутствия или POP — Point of Presence.

В свою очередь, провайдер владеет своей местной сетью, состоящую из линий связи и маршрутизаторов. Пакеты данных получаемые провайдером передаются либо на хост провайдера, либо оператору сетевой магистрали.

В свою очередь, операторы магистралей владеют своими международными магистральными сетями (высокоскоростными). Эти сети связывают между собой местных провайдеров.

Хостинговые компании и крупные Интернет корпорации устраивают свои серверные фермы (дата центры), которые напрямую подключены к магистралям.

Эти центры обрабатывают десятки тысяч запросов к веб-страницам в секунду. Как правило, дата-центры устраиваются в арендуемых помещениях магистральных  операторов, где и располагаются магистральные маршрутизаторы.

Все магистрали между собой связаны. Точки соединения называют точками входа в сеть или Network Access Point – NAP. Это допускает перекидывать передаваемый пакет информации с магистрали на магистраль.

Специально для WebOnTo.ru

Другие статьи раздела

Похожие статьи:

Основные виды топологий локальных сетей

Локальная сеть представляет собой систему кабелей и других устройств, которая связывает в единую рабочую схему компьютеры, серверы, оргтехнику и распределительные пункты.

Локальная сеть представляет собой систему кабелей и других устройств, которая связывает в единую рабочую схему компьютеры, серверы, оргтехнику и распределительные пункты.

Кабели являются линиями связи, а их расположение относительно узлов сети и сама связь узлов с линиями связи образуют физическую топологию локальной сети.

Что такое физическая топология?

Физическая топология – это геометрическая схема построения сети, которая имеет несколько разновидностей: звездную, шинную, кольцевую, произвольную и иерархическую. Есть еще и логическая топология сети, которая определяет направление потоков данных и способы их передачи между узлами локальной сети.

Физическая шинная топология

Физическая шинная топология является самой простой схемой организации локальной сети, когда все компьютеры напрямую подключены к одному коаксиальному кабелю (шине). На концах кабеля, по которому передаются данные, устанавливается два терминатора, гасящие сигналы, поступающие по шине в обе стороны от передающего узла.

Компьютеры соединены с шиной при помощи коннекторов, через которые и поступает информация. Данные идут сразу на все узлы связи, но принимаются только тем, для которого они были предназначены.

Шинная топология используется в сетях, работающих в среде Ethernet, и обладает определенными достоинствами, среди которых удобство конфигурации и независимость сети от неполадок в одном из узлов связи. Недостатки заключаются в самом кабеле, дефекты которого влияют на работу всей сети, длина ограничивает число подключаемых ПК, а выявление неисправностей затруднено обилием одинаковых соединений.

Звездная топология

Если сеть строится на основе звездной топологии, то рабочие станции при помощи кабелей на основе витой пары подключаются к хабу или концентратору и могут общаться друг с другом. Данные от передающего устройства поступают через хаб на все компьютеры, но принимаются лишь тем, которому были предназначены. Звездная топология используется при построении сетей, работающих в среде Ethernet.

Преимуществами звездной топологии является возможность централизованного управления рабочими станциями, независимость работы всех ПК от поломки в одном из них или от дефекта в одном из соединительных кабелей. К недостаткам относят большой расход кабеля и зависимость всей сети от исправности одной детали – хаба.

Топология «кольцо»

В сети с топологией «кольцо» все станции соединены друг с другом по окружности, то есть выход каждый отрезок кабеля соединяет выход одного ПК со входом соседнего. Данные движутся по кругу, в одном направлении, попадая из одной станции в другую и в итоге находя конечного адресата. Каждая станция распознает только сообщения, адресованные ей, а очередность передачи и получения данных определяется при помощи маркерного доступа. Главным недостатком кольцевой топологии является ненадежность такой сети, ведь повреждение любой рабочей станции или отрезка кабеля отключит сразу всю сеть.

Топология Token Ring

Топология Token Ring (физическая звезда и логическое кольцо) представляет собой подключение рабочих станций к центральному концентратору (Token Ring) (как в звездной топологии).

Центральный концентратор служит для обеспечения связи между соседними станциями, то есть при помощи перемычек каждая станция соединена с двумя соседними. Концентратор создает два кольца связи: первичное и резервное, которое обеспечит работу сети, если в первичном кольце произойдет разрыв. Порядок передачи данных также определяется маркерами доступа, создаваемыми сервером.

Данная топология обеспечивает доступ ко всем станциям и надежность работы сети наряду с большим расходом кабеля и затратами на прокладку.

Лучший ответ: Какие существуют виды топологии локальной сети?

Что понимается под топологией локальной сети Какие существуют виды топологии локальной сети?

Топология — это способ физического соединения компьютеров в локальную сеть. Все устройства в локальной сети соединены линиями связи. Расположение линий связи, относительно узлов сети и физическое подключение узлов к сети, называется физической топологией.

Какие существуют виды топологии сети?

Существует три основных топологии, применяемые при построении компьютерных сетей: — топология «Шина»; — топология «Звезда»; — топология «Кольцо».

Какие существуют виды локальных сетей?

Локальная сеть — это компьютерная сеть, покрывающая обычно относительно небольшую территорию или небольшую группу зданий (дом, офис, фирму, институт).

• Все современные локальные сети делятся на два вида: …
• Сетевая топология шина …
• Активная звезда …
• Пассивная звезда …
• Сетевая топология кольцо

7.11.2018

Что такое топология сети и какие топологии используют в компьютерных сетях?

Сетевая тополо́гия — это конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (компьютеры и коммуникационное оборудование (маршрутизаторы)), а рёбрам — физические или информационные связи между вершинами. физической — описывает реальное расположение и связи между узлами сети.

Что наиболее характерно для сети топологии общая шина?

Топология общая шина предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети. Отправляемое какой-либо рабочей станцией сообщение распространяется на все компьютеры сети. Каждая машина проверяет кому адресовано сообщение, — если сообщение адресовано ей, то обрабатывает его.

Как называют топологию сети на рис 1?

Шина. В этой топологии все компьютеры сети подключены к одному кабелю, который называется магистралью. Рис. 1 Топология шина: С — сервер; К — компьютер.

Какие существуют виды кабелей для объединения компьютеров в сеть?

Основные виды сетевых кабелей для локальных сетей:

• коаксиальный кабель;
• витая пара;
• оптоволоконный кабель.

21.10.2017

Какую топологию используют компьютерные сети?

Топология компьютерных сетей

Наиболее широко используются топологии следующих трех типов: звезда, общая шина, кольцо.

Какие существуют виды компьютерных сетей?

Компьютерные сети бывают разными по территориальному охвату.

• Локальная сеть — самый простой вид такого соединения. …
• Корпоративная сеть — более сложный вид такого соеднинения. …
• Глобальная сеть — самый сложный вид соединения. …
• Всемирная сеть Интернет — самая большая по охвату сеть, в которую объединены глобальные сети.

Какие бывают конфигурации локальных вычислительных сетей?

3. Конфигурация локальной сети

• Шина — все компьютеры как бы построены в одну линию, т. е. …
• Кольцо — все компьютеры, как и в предыдущем случае, соединены между собой при помощи одного кабеля, концы которого соединены между со бой. …
• Звезда — каждый компьютер сети отдельным кабелем подключен к од ному ПК, который играет роль файлового сервера.

Какие типы сетей существуют?

Типы компьютерных сетей

• Персональная сеть
• Локальная сеть
• Городская вычислительная сеть
• Глобальная вычислительная сеть (WAN)
• Internetwork.

19.09.2018

Что понимают под размерами локальных сетей?

Под размерами локальных сетей понимают длину сетевого кабеля, соединяющего компьютеры. … Они могут находиться в пределах от 10м до 1 км. По технологии организации локальные сети подразделяют на широковещательные и сети с передачей от «точки к точке» (point-to-point).

Что такое топология сети и виды топологии?

Под топологией сети понимается описание ее физического расположения, а именно, как компьютеры соединены друг с другом в сети, и с помощью каких устройств входят в физическую топологию. Существуют четыре основных топологии: шина (Bus), кольцо (Ring), звезда (Star) и ячеистая топология (Mesh).

Где используется топология звезда?

В основном используется в сетях, где используется кабель витая пара UTP категории 3 или 5. Возможна реализация сложных иерархических сетей, каждый уровень которых представляет собой сеть вида звезда или несколько таких сетей.

Где используется Полносвязная топология?

Полносвязная топология (полный граф) — топология компьютерной сети, в которой каждая рабочая станция подключена ко всем остальным. … Чаще всего эта топология используется в многомашинных комплексах или глобальных сетях при малом количестве рабочих станций.

Различные типы сетевых топологий

Каждому человеку нужно надежное и быстрое подключение к Интернету, но предприятия хотят этого еще больше. Собственно, им это нужно. Без высокопроизводительной сети предприятия могут столкнуться с простоями, ненадежным соединением и в целом разочаровывающей работой. Все эти ситуации могут вынудить компанию нести ненужные расходы. Конечно, ваш интернет-провайдер является основой хорошего соединения, но есть несколько других факторов, которые следует учитывать.

Прежде всего, используете ли вы беспроводную сеть, проводную сеть или и то, и другое? Нет никаких сомнений в том, что беспроводное подключение удобно, особенно когда провайдеры беспроводной связи, маршрутизаторы и модемы значительно улучшились за последние годы. Проблема в том, что беспроводные сети более восприимчивы к помехам. Проводные сети обеспечивают наилучшее соединение, безопасность и надежность. Хотя простого использования проводной сети недостаточно — вам также необходимо учитывать различные типы сетевых топологий.Топология — это способ определить, как устройства (или узлы) подключаются друг к другу. Существует шесть распространенных типов топологий, и мы разберем каждый из них в приведенном ниже руководстве.

Топология шины

В самой простой конструкции топология шины требует, чтобы узлы располагались в линейном порядке. Каждое устройство в конфигурации шинной топологии подключается к одному кабелю. Обратите внимание, что при шинной и линейной топологии данные не передаются в двух направлениях. Другими словами, данные могут передаваться только от одного конца до другого.Как и во всех других топологиях, у шинной топологии есть свои преимущества и недостатки.

Наиболее заметными преимуществами являются стоимость и простота настройки. Поскольку топология шины подключается через один основной кабель (известный как магистральный кабель), ваши затраты на кабель будут ниже, чем в других топологиях, но производительность будет выше. Дополнительным преимуществом магистрального кабеля является то, что ваша установка намного проще. Вы должны знать о нескольких недостатках шинных топологий. В частности, линейная топология ограничивает количество возможных узлов.При этом топология шины особенно распространена для малого и среднего бизнеса. Другая проблема заключается в том, что если ваш магистральный кабель выходит из строя, вся ваша сеть тоже. В качестве альтернативы, если кабель вышел из строя, исправить это проще, потому что кабель только один, поэтому у использования линейных схем есть как преимущества, так и недостатки.

Кольцевая топология

Другой простой конструкцией является кольцевая топология. Как вы могли догадаться, кольцевая топология имеет форму круга, где каждое устройство имеет два соседних узла.Типичная кольцевая топология состоит из четырех узлов, но при необходимости их может быть больше. Кольцевые топологии универсальны и подходят для предприятий любого размера, и многие предприятия используют их из-за их преимуществ.

Пожалуй, наиболее важным преимуществом является то, что количество узлов не влияет на передачу данных. Вы можете сделать кольцевую топологию однонаправленной или двунаправленной , что значительно упростит дальнейший рост. Как и топология шины, кольцевые топологии также очень просты в установке и расширении.Следует помнить о двух недостатках. Во-первых, устранение неполадок становится более сложным, поскольку большее количество узлов передают данные в разных направлениях. Другой недостаток заключается в том, что если на одном узле произойдет сбой или простои, это нарушит работу всей сети.

Звездообразная топология

Неудивительно, что топология звездообразной топологии напоминает звезду. В центре звезды находится центральный хаб, к которому подключается каждый узел. Благодаря центральному концентратору звездообразная топология более надежна, чем предыдущие конфигурации, и имеет ряд преимуществ.Поскольку каждый узел имеет собственное подключение к центральному концентратору, устранение неисправностей намного проще. Кроме того, производительность выше, поскольку данные не должны проходить через каждый узел, прежде чем они достигнут пункта назначения. Наконец, если один узел выйдет из строя, остальные по-прежнему будут работать в обычном режиме.

Конечно, есть два недостатка, которые следует учитывать: стоимость и центральный хаб. Поскольку для звездообразной топологии требуется больше кабелей и центральный концентратор, их установка и эксплуатация обходятся дороже из-за повышенного энергопотребления.Более того, если центральный концентратор выйдет из строя, выйдет из строя и вся ваша сеть.

Топология сетки

Ячеистая топология похожа на прославленную кольцевую топологию. Топология ячеистой сети является одной из наиболее распространенных конфигураций для предприятий по нескольким причинам, но в основном из-за ее надежности. Причина, по которой топология ячеистой сети настолько надежна, заключается в том, что каждый узел напрямую подключен к другим устройствам с помощью двухточечных каналов. Поскольку устройства подключаются к другим устройствам в сети, у вас практически не возникнет проблем, связанных с трафиком данных.Кроме того, в случае отказа одного узла остальная часть вашей сети будет работать нормально. Связанные между собой устройства также повышают безопасность и конфиденциальность, что особенно важно для бизнеса. Причина, по которой топология ячеистой сети является безопасной, заключается в том, что все соединения являются двухточечными, что гарантирует невозможность доступа неавторизованных пользователей к базе данных.

Вам, наверное, интересно, в чем заключаются недостатки. Главный из них — это просто количество необходимых кабелей, но имейте в виду, что большее количество кабелей также означает более безопасную сеть.Кроме того, устранение неполадок может оказаться сложной задачей, если у вас нет опыта работы с сеточной топологией. Наконец, из-за соединений «точка-точка» расширение топологии ячеистой сети занимает много времени и сложно.

Топология дерева

Многие организации любят использовать древовидную топологию (иногда называемую иерархической топологией ), потому что она отлично подходит для глобальных сетей. Топология дерева требует того, что называется корневым узлом, который затем подключается к подкорневым узлам и продолжает расширяться до других узлов по принципу сверху вниз.Вы можете понять, почему ее также называют иерархической топологией. Основное преимущество древовидной топологии состоит в том, что вы объединяете надежность шинной и звездообразной топологий. Более того, устранение неисправностей очень простое. Хотя с первичными концентраторами, как вы уже догадались — если один из них выходит из строя, то все выходят из строя.

Существует также топология, известная как «гибрид», которая объединяет две или более топологии. Гибридные топологии могут быть полезными, но они могут легко стать катастрофой, если вы не будете осторожны. Гибридные топологии требуют опыта или хорошего ИТ-отдела.Если вы не знаете, что делаете, вам, вероятно, будет сложно не только настроить, но и поддерживать гибридную топологию. Как вы можете видеть на примере различных типов сетевых топологий, у каждой из них есть свои плюсы и минусы. Прежде чем выбрать топологию, вы должны рассмотреть размер вашего бизнеса и потенциал для будущего роста. Таким образом, вы можете быть уверены, что вкладываете свое время, энергию и деньги в соответствующую настройку.

Конечно, независимо от выбранной топологии, вам потребуются высококачественные сетевые кабели, и именно здесь мы можем помочь.CableWholesale безмерно гордится тем, что предоставляет своим клиентам продукцию высочайшего качества. Если вам нужен кабель Cat5e длиной 1000 футов, соединительные кабели, адаптеры и все, что связано с кабелями, мы поможем вам. Посетите наш интернет-магазин, чтобы найти все наши замечательные продукты, или обратитесь к нам с любыми вопросами.

Топология компьютерной сети — сетка, звезда, шина, кольцо и гибрид

Геометрическое представление того, как компьютеры связаны друг с другом, называется топологией.Существует пять типов топологии — сетка, звезда, шина, кольцо и гибрид.

Типы топологии

В компьютерных сетях существует пять типов топологии:

1. Ячеистая топология
2. Звездообразная топология
3. Шинная топология
4. Кольцевая топология
5. Гибридная топология

Топология сетки

В ячеистой топологии каждое устройство подключено ко всем остальным устройствам в сети через выделенный двухточечный канал. Когда мы говорим «выделенный», это означает, что по каналу передаются данные только для двух подключенных устройств.Допустим, у нас есть n устройств в сети, тогда каждое устройство должно быть связано с (n-1) устройствами сети. Количество ссылок в сетчатой ​​топологии из n устройств будет n (n-1) / 2.

Преимущества топологии сетки

1. Нет проблем с трафиком данных, поскольку существует выделенный канал между двумя устройствами, что означает, что канал доступен только для этих двух устройств.
2. Ячеистая топология является надежной и устойчивой, поскольку отказ одного канала не влияет на другие каналы и связь между другими устройствами в сети.
3. Ячеистая топология безопасна, поскольку существует связь точка-точка, поэтому несанкционированный доступ невозможен.
4. Обнаружение неисправностей очень просто.

Недостатки топологии Mesh

1. Количество проводов, необходимых для подключения каждой системы, утомительно и головно.
2. Поскольку каждое устройство должно быть связано с другими устройствами, количество требуемых портов ввода-вывода должно быть огромным.
3. Проблемы с масштабируемостью из-за того, что устройство не может быть подключено к большому количеству устройств с помощью выделенного канала точка-точка.

Звездная топология

В звездообразной топологии каждое устройство в сети подключено к центральному устройству, называемому концентратором. В отличие от топологии Mesh, звездообразная топология не допускает прямого взаимодействия между устройствами, устройство должно взаимодействовать через концентратор. Если одно устройство хочет отправить данные на другое устройство, оно должно сначала отправить данные на концентратор, а затем концентратор передать эти данные на назначенное устройство.

Преимущества топологии «звезда»

1. Менее дорого, потому что каждому устройству нужен только один порт ввода-вывода и его необходимо соединить с концентратором с помощью одного канала.
2. Легче установить
3. Требуется меньше кабелей, потому что каждое устройство нужно подключать только к концентратору.
4. Надежный: если одна ссылка не работает, другие ссылки будут работать нормально.
5. Простое обнаружение неисправностей, так как ссылка может быть легко идентифицирована.

Недостатки звездообразной топологии

1. Если хаб выходит из строя, все выходит из строя, ни одно из устройств не может работать без хаба.
2. Концентратор требует больше ресурсов и регулярного обслуживания, потому что это центральная система звездообразной топологии.

Топология шины

В шинной топологии есть главный кабель, и все устройства подключаются к этому основному кабелю через ответвительные линии. Существует устройство, называемое краном, которое соединяет линию ответвления с основным кабелем. Поскольку все данные передаются по основному кабелю, существует ограничение на количество линий ответвления и расстояние, которое может иметь основной кабель.

Преимущества шинной топологии

1. Простая установка, каждый кабель должен быть соединен с магистральным кабелем.
2.Требуется меньше кабелей по сравнению с топологией Mesh и звезда

Недостатки шинной топологии

1. Трудно обнаружить неисправность.
2. Не масштабируется, поскольку существует ограничение на количество узлов, которое вы можете подключить с помощью магистрального кабеля.

Кольцевая топология

В кольцевой топологии каждое устройство связано с двумя устройствами по обе стороны от него. Устройство имеет два выделенных канала связи «точка-точка» с устройствами по обе стороны от него. Эта структура образует кольцо, поэтому она известна как кольцевая топология.Если устройство хочет отправить данные на другое устройство, оно отправляет данные в одном направлении, каждое устройство в кольцевой топологии имеет ретранслятор, если полученные данные предназначены для другого устройства, ретранслятор пересылает эти данные, пока предполагаемое устройство не получит их.

Преимущества кольцевой топологии

1. Простота установки.
2. Управление проще, поскольку для добавления или удаления устройства из топологии требуется изменить только две ссылки.

Недостатки кольцевой топологии

1.Сбой линии связи может привести к отказу всей сети, поскольку сигнал не будет продвигаться вперед из-за сбоя.
2. Проблемы с трафиком данных, так как все данные циркулируют по кольцу.

Гибридная топология

Комбинация двух или более топологий называется гибридной топологией. Например, комбинация звездообразной и ячеистой топологии известна как гибридная топология.

Преимущества гибридной топологии

1. Мы можем выбрать топологию на основе требований, например, масштабируемость является нашей задачей, тогда мы можем использовать топологию звезды вместо технологии шины.
2. Масштабируемость, поскольку мы можем в дальнейшем соединять другие компьютерные сети с существующими сетями с другой топологией.

Недостатки гибридной топологии

1. Обнаружение неисправности затруднено.
2. Установка затруднена.
3. Конструкция сложна, поэтому обслуживание является дорогостоящим.

Что такое сетевая топология и типы сетевой топологии?

Что такое топология сети и типы топологии сети?

Топология образована от двух греческих слов topo и logy, где topo означает «место», а logy — «изучение».В компьютерных сетях топология используется для объяснения того, как сеть физически связана, и логического потока информации в сети. Топология в основном описывает, как устройства подключаются и взаимодействуют друг с другом с помощью каналов связи.

В компьютерных сетях в основном используются два типа топологий:

1. Физическая топология: Физическая топология описывает способ, которым компьютеры или узлы связаны друг с другом в компьютерной сети.Это расположение различных элементов (ссылки, узлы и т. Д.), Включая расположение устройства и установку кода компьютерной сети. Другими словами, мы можем сказать, что это физическая схема расположения узлов, рабочих станций и кабелей в сети.
2. Логическая топология: Логическая топология описывает путь передачи данных от одного компьютера к другому. Он привязан к сетевому протоколу и определяет, как данные перемещаются по сети и по какому пути. Другими словами, это способ внутренней связи между устройствами.

Топология сети определяет макет, виртуальную форму или структуру сети не только физически, но и логически. Сеть может иметь одну физическую топологию и несколько логических топологий одновременно.

В этом блоге мы в основном сосредоточимся на физических топологиях. Мы узнаем о различных типах физических топологий, их преимуществах и недостатках.

В компьютерной сети существует в основном шесть типов физической топологии, а именно:

1. Топология шины
2. Кольцевая топология
3. Звездная топология
4. Ячеистая топология
5. Древовидная топология сейчас
6. Гибридная топология

давайте изучим эти топологии по очереди:

Топология шины

Топология шины — это простейший вид топологии, в которой для связи в сети используется общая шина или канал.Автобус подключен к различным ответвлениям и линиям электропередачи. Ответвители — это разъемы, а прямые — кабели, соединяющие шину с компьютером. Другими словами, для всех узлов существует только одна линия передачи.

Когда отправитель отправляет сообщение, все остальные компьютеры могут его слышать, но только получатель принимает его (проверяя MAC-адрес, прикрепленный к фрейму данных), а другие его отклоняют. Технология шины в основном подходит для небольших сетей, таких как LAN и т. Д.

В этой топологии шина действует как магистраль сети, которая соединяет каждый компьютер и периферийные устройства в сети.На обоих концах общего канала есть терминаторы линии. Данные отправляются только в одном направлении, и как только они достигают конца, терминатор удаляет данные из линии связи (для предотвращения дребезга сигнала и нарушения потока данных).

В топологии шины каждый компьютер независимо обменивается данными с другим компьютером в сети. Каждый компьютер может использовать общую шину сети. Устройства разделяют ответственность за поток данных из одной точки в другую в сети.

Например, кабель Ethernet и т. Д.

Ниже приведены преимущества топологии шины:

1. Простота использования и установки.
2. Если один узел выходит из строя, это не повлияет на другие узлы.
3. Требуется меньше кабелей.
4. Рентабельность внедрения.

Ниже приведены недостатки топологии шины:

1. Эффективность меньше, когда узлов больше (сила сигнала уменьшается).
2. Если шина выйдет из строя, сеть выйдет из строя.
3. К шине может подключаться ограниченное количество узлов из-за ограниченной длины шины.
4. Проблемы и риски безопасности возрастают, поскольку сообщения рассылаются по всем узлам.
5. Перегрузка и трафик на шине, поскольку это единственный источник связи.

Кольцевая топология

Кольцевая топология — это топология, в которой каждый компьютер подключен ровно к двум другим компьютерам, образуя кольцо. Передача сообщений является однонаправленной и циклической по своей природе.

Эта сетевая топология является детерминированной по своей природе, то есть каждому компьютеру предоставляется доступ для передачи через фиксированный интервал времени. Все узлы соединены в замкнутый контур. Эта топология в основном работает в системе на основе токенов, и токен перемещается по петле в одном определенном направлении.

В кольцевой топологии, если маркер свободен, узел может захватить маркер и присоединить к нему данные и адрес назначения, а затем оставляет маркер для связи.Когда этот маркер достигает узла назначения, данные удаляются получателем, и маркер освобождается для переноса следующих данных.

Например, Token Ring и т. Д.

Ниже приведены преимущества кольцевой топологии:

1. Простая установка.
2. Требуется меньше кабелей.
3. Снижает вероятность конфликта данных (однонаправленный).
4. Простота устранения неполадок (неисправный узел не передает токен).
5. У каждого узла одинаковое время доступа.

Ниже приведены недостатки кольцевой топологии:

1. Если узел выходит из строя, вся сеть выйдет из строя.
2. Низкая скорость передачи данных (каждое сообщение должно проходить по кольцевому пути).
3. Сложно перенастроить (надо разорвать кольцо).

Топология «звезда»

Топология «звезда» — это топология компьютерной сети, в которой все узлы подключены к централизованному концентратору. Концентратор или коммутатор действует как промежуточное программное обеспечение между узлами.Любой узел, запрашивающий услугу или предоставляющий услугу, сначала обращается к концентратору для связи.

Центральное устройство (концентратор или коммутатор) имеет канал связи точка-точка (выделенный канал между устройствами, к которому не может получить доступ какой-либо другой компьютер) с устройствами. Затем центральное устройство транслирует или одноадресно передает сообщение в зависимости от используемого центрального устройства. Концентратор передает сообщение, а коммутатор одноадресно передает сообщения, поддерживая таблицу коммутаторов. Широковещательная передача увеличивает ненужный трафик данных в сети.

В топологии «звезда» концентратор и коммутатор действуют как сервер, а другие подключенные устройства действуют как клиенты. Для подключения узла к центральному устройству требуется только один порт ввода-вывода и один кабель. Эта топология лучше с точки зрения безопасности, поскольку данные не проходят через каждый узел.

Например, высокоскоростная локальная сеть и т. Д.

Ниже приведены преимущества топологии «звезда»:

1. Централизованное управление.
2. Менее дорого.
3. Легко устранить неисправность (неисправный узел не дает ответа).
4. Хорошая отказоустойчивость за счет централизованного управления узлами.
5. Легко масштабируется (узлы можно легко добавлять или удалять в сети).
6. Если один узел выходит из строя, это не повлияет на другие узлы.
7. Легко перенастраивать и обновлять (настраивается с помощью центрального устройства).

Ниже приведены недостатки топологии «звезда»:

1. Если центральное устройство выйдет из строя, сеть выйдет из строя.
2. Количество устройств в сети ограничено (из-за ограниченного порта ввода-вывода в центральном устройстве).

Ячеистая топология

Ячеистая топология — это топология компьютерной сети, в которой узлы связаны друг с другом. Другими словами, между узлами в сети происходит прямая связь.

В основном существует два типа сетки:

1. Полная сетка: , в которой каждый узел подключен к каждому другому узлу в сети.
2. Частичная сетка: В которой некоторые узлы не подключены к каждому узлу в сети.

В полносвязной ячеистой топологии каждое устройство имеет двухточечный канал связи с каждым другим устройством в сети. Если в сети ‘n’ устройств, то каждое устройство имеет ровно ‘(n-1)’ портов ввода-вывода и каналов связи. Эти ссылки являются симплексными ссылками, то есть данные перемещаются только в одном направлении. Дуплексный канал (при котором данные могут перемещаться в обоих направлениях одновременно) может заменить два симплексных канала.

Если мы используем симплексные каналы, то количество каналов связи будет ‘n (n-1)’ для ‘n’ устройств, тогда как это будет ‘n (n-1) / 2’ если мы используем дуплексные связи в топологии сетки.

Например, Интернет (WAN) и т. Д.

Ниже приведены преимущества топологии Mesh:

1. Выделенные каналы облегчают прямую связь.
2. Нет перегрузок или проблем с трафиком на каналах.
3. Хорошая отказоустойчивость благодаря выделенному пути для каждого узла.
4. Очень быстрая связь.
5. Сохраняет конфиденциальность и безопасность за счет отдельного канала для связи.
6. Если узел выходит из строя, в сети присутствуют другие альтернативы.

Ниже приведены недостатки топологии Mesh:

1. Требуются очень длинные кабели.
2. Реализация неэффективна с точки зрения затрат.
3. Сложен в реализации и занимает много места для установки сети.
4. Установка и обслуживание очень сложны.

5. Топология дерева:

Топология дерева — это топология компьютерной сети, в которой все узлы прямо или косвенно подключены к кабелю основной шины. Древовидная топология представляет собой комбинацию топологии шины и звезды.

В древовидной топологии вся сеть разделена на сегменты, которыми можно легко управлять и поддерживать. В этой топологии есть главный концентратор, а все остальные вспомогательные концентраторы подключены друг к другу.

Ниже приведены преимущества топологии «Дерево»:

1. Покрытие большой сети.
2. Найти неисправность легко, проверив каждую иерархию.
3. Минимальная потеря данных или ее отсутствие.
4. A Большое количество узлов может быть подключено прямо или косвенно.
5. Другие иерархические сети не затрагиваются, если одна из них выходит из строя.

Ниже приведены недостатки топологии «Дерево»:

1. Стоимость кабелей и оборудования высока.
2. Комплекс к реализации.
3. Также требуется кабельная разводка концентратора.
4. Большой сетью с древовидной топологией сложно управлять.
5. Требуется очень серьезное обслуживание.
6. Если основная шина выйдет из строя, сеть выйдет из строя.

Гибридная топология:

Гибридная топология — это компьютерная топология, которая представляет собой комбинацию двух или более топологий. В практическом использовании они получили наибольшее распространение.

В этой топологии все топологии соединены между собой в соответствии с потребностями формирования гибрида.Все преимущества каждой топологии можно использовать для создания эффективной гибридной топологии.

Ниже приведены преимущества гибридной топологии:

1. Она может обрабатывать большой объем узлов.
2. Он обеспечивает гибкость для модификации сети в соответствии с нашими потребностями.
3. Очень надежный (отказ одного узла не повлияет на всю сеть).

Ниже приведены недостатки гибридной топологии:

1. Сложная конструкция.
2. Дорогое в реализации.
3. Требуется блок доступа к нескольким станциям (MSAL).

Следовательно, изучив различные топологии компьютерных сетей, мы можем сделать вывод, что при выборе физической топологии необходимо учитывать некоторые моменты:

• Простота установки.
• Отказоустойчивость.
• Стоимость внедрения.
• Требуются кабели.
• Требуется техническое обслуживание.
• Надежный характер.
• Простота перенастройки и обновления.

Это все о топологии и ее типах в компьютерной сети. Надеюсь, вы узнали что-то новое сегодня. Вот и все для этого блога.

Поделитесь этим блогом с друзьями, чтобы распространять знания. Посетите наш канал YouTube, чтобы узнать больше. Вы можете прочитать больше блогов здесь.

Продолжайте учиться 🙂

Команда AfterAcademy!

Типы топологии сети в компьютерных сетях

Топология сети — это схематическое описание устройства сети, соединяющего различные узлы (отправитель и получатель) посредством линий связи.

Топология шины

Шинная топология — это тип сети, в котором каждый компьютер и сетевое устройство подключены к одному кабелю. Если у него ровно две конечные точки, то это называется топологией линейной шины .

Особенности топологии шины

1. Он передает данные только в одном направлении.
2. Каждое устройство подключено к одному кабелю

Преимущества шинной топологии

1. Это рентабельно.
2. Кабель требуется меньше всего по сравнению с другой топологией сети.
3. Используется в небольших сетях.
4. Это легко понять.
5. Легко расширяется, соединяя два кабеля вместе.

Недостатки шинной топологии

1. Кабели выходят из строя, затем выходит из строя вся сеть.
2. Если сетевой трафик большой или количество узлов больше, производительность сети снижается.
3. Кабель имеет ограниченную длину.
4. Это медленнее, чем кольцевая топология.

КОЛЬЦО Топология

Это называется кольцевой топологией, потому что она образует кольцо, когда каждый компьютер подключается к другому компьютеру, причем последний подключен к первому. Ровно по два соседа на каждое устройство.

Особенности кольцевой топологии

1. Ряд повторителей используется для кольцевой топологии с большим количеством узлов, потому что, если кто-то хочет отправить некоторые данные на последний узел в кольцевой топологии со 100 узлами, тогда данные должны будут пройти через 99 узлов, чтобы достичь 100 узел.Следовательно, для предотвращения потери данных в сети используются повторители.
2. Передача является однонаправленной, но ее можно сделать двунаправленной, имея 2 соединения между каждым сетевым узлом, это называется Dual Ring Topology .
3. В топологии с двойным кольцом формируются две кольцевые сети, и поток данных в них идет в противоположном направлении. Кроме того, если одно кольцо выходит из строя, второе кольцо может действовать как резервное, чтобы поддерживать сеть в рабочем состоянии.
4. Данные передаются последовательно, бит за битом.Передаваемые данные должны пройти через каждый узел сети до узла назначения.

Преимущества кольцевой топологии

1. На передающую сеть не влияет высокий трафик или добавление дополнительных узлов, так как только узлы, имеющие токены, могут передавать данные.
2. Недорого в установке и расширении

Недостатки кольцевой топологии

1. Устранение неполадок в кольцевой топологии затруднено.
2. Добавление или удаление компьютеров нарушает сетевую активность.
3. Отказ одного компьютера нарушает работу всей сети.

Топология STAR

В топологии этого типа все компьютеры подключены к одному концентратору с помощью кабеля. Этот концентратор является центральным узлом, а все остальные узлы подключены к центральному узлу.

Особенности звездообразной топологии

1. Каждый узел имеет собственное выделенное соединение с концентратором.
2. Концентратор действует как ретранслятор для потока данных.
3. Может использоваться с витой парой, оптоволоконным или коаксиальным кабелем.

Преимущества звездообразной топологии

1. Высокая производительность при небольшом количестве узлов и небольшом сетевом трафике.
2. Hub можно легко модернизировать.
3. Легко устранить неполадки.
4. Простота настройки и модификации.
5. Затронут только тот узел, который вышел из строя, остальные узлы могут работать без сбоев.

Недостатки звездообразной топологии

1. Стоимость установки высока.
2. Дорого в использовании.
3. Если концентратор выходит из строя, вся сеть останавливается, потому что все узлы зависят от концентратора.
4. Производительность зависит от концентратора, то есть зависит от его емкости

Топология сети

Это соединение точка-точка с другими узлами или устройствами. Все узлы сети связаны друг с другом. Mesh имеет n (n-1) / 2 физических каналов для связи n устройств.

Существует два метода передачи данных по топологии Mesh:

1. Маршрут
2. Наводнение

Топология MESH: маршрутизация

При маршрутизации узлы имеют логику маршрутизации в соответствии с требованиями сети.Подобно логике маршрутизации, позволяющей направлять данные для достижения пункта назначения с использованием кратчайшего расстояния. Или логика маршрутизации, которая имеет информацию о неработающих ссылках и позволяет избежать этих узлов и т. Д. У нас даже может быть логика маршрутизации для перенастройки неисправных узлов.

Топология MESH: наводнение

При лавинной рассылке одни и те же данные передаются на все сетевые узлы, поэтому логика маршрутизации не требуется. Сеть надежна, и потеря данных маловероятна. Но это приводит к нежелательной нагрузке на сеть.

Типы топологии сетки

1. Частичная топология ячеистой сети: В этой топологии некоторые системы подключены таким же образом, как ячеистая топология, но некоторые устройства подключены только к двум или трем устройствам.
2. Полная топология сетки: Все без исключения узлы или устройства подключены друг к другу.

Особенности топологии сетки

1. Полностью подключен.
2. Прочный.
3. Не гибкий.

Преимущества топологии сетки

1. Каждое соединение может нести свою собственную загрузку данных.
2. Он прочный.
3. Неисправность легко диагностируется.
4. Обеспечивает безопасность и конфиденциальность.

Недостатки топологии сетки

1. Установка и настройка затруднены.
2. Стоимость кабеля больше.
3. Требуется объемная проводка.

Топология дерева

Он имеет корневой узел, и все остальные узлы подключены к нему, образуя иерархию.Это также называется иерархической топологией. Он должен иметь как минимум три уровня иерархии.

Особенности топологии дерева

1. Идеально, если рабочие места расположены группами.
2. Используется в глобальной сети.

Преимущества топологии дерева

1. Расширение шинной и звездообразной топологий.
2. Расширение узлов возможно и легко.
3. Простое управление и обслуживание.
4. Обнаружение ошибок выполняется легко.

Недостатки древовидной топологии

1. Сильно телеграфировано.
2. Дорогой.
3. Если добавлено больше узлов, обслуживание затруднено.
4. Отказ центрального концентратора, отказ сети.

HYBRID Топология

Это два разных типа топологий, которые представляют собой смесь двух или более топологий. Например, если в офисе в одном отделе используется кольцевая топология, а в другом — звездообразная топология, соединение этих топологий приведет к гибридной топологии (кольцевой топологии и звездообразной топологии).

Особенности гибридной топологии

1. Это комбинация двух топологий
2. Наследует достоинства и недостатки включенных топологий

Преимущества гибридной топологии

1. Надежность, так как обнаружение ошибок и устранение неисправностей очень просты.
2. Действует.
3. Масштабируемость за счет простого увеличения размера.
4. Гибкий.

Недостатки гибридной топологии

1. Комплекс по дизайну.
2. Дорогой.

Что такое топология сети? Лучшее руководство по типам и схемам

Конфигурация или топология сети является ключом к определению ее производительности. Топология сети — это способ организации сети, включая физическое или логическое описание того, как ссылки и узлы настроены для связи друг с другом.

Существует множество способов организации сети, все со своими достоинствами и недостатками, и некоторые из них более полезны в определенных обстоятельствах, чем другие.У администраторов есть ряд вариантов выбора топологии сети, и это решение должно учитывать размер и масштаб их бизнеса, его цели и бюджет. Несколько задач входят в эффективное управление топологией сети, включая управление конфигурацией, визуальное отображение и общий мониторинг производительности. Ключевым моментом является понимание ваших целей и требований для создания и управления топологией сети в соответствии с требованиями вашего бизнеса.

После подробного определения топологии сети в этой статье будут рассмотрены основные типы топологий сети, их преимущества и недостатки, а также соображения по определению того, какая из них лучше всего подходит для вашего бизнеса.Я также расскажу об использовании и преимуществах программного обеспечения для отображения топологии сети, такого как SolarWinds ^® Network Topology Mapper, при настройке сети, визуализации способа подключения устройств и устранении неполадок в сети.

Что такое топология сети?
Почему важна топология сети?
Типы топологии сети

Звездообразная топология
Топология шины
Кольцевая топология
Древовидная топология
Ячеистая топология
Гибридная топология

Какая топология лучше всего подходит для вашей сети?
Какие инструменты помогают управлять сетями и контролировать их?

Что такое топология сети?

Сетевая топология — это то, как различные узлы, устройства и соединения в вашей сети физически или логически расположены по отношению друг к другу.Думайте о своей сети как о городе, а о топологии как о дорожной карте. Подобно тому, как есть много способов организовать и поддерживать город — например, проследить, чтобы проспекты и бульвары могли облегчить передвижение между частями города, получающими наибольшее движение, — существует несколько способов организовать сеть. У каждого из них есть свои преимущества и недостатки, и в зависимости от потребностей вашей компании определенные меры могут дать вам большую степень подключения и безопасности.

Существует два подхода к топологии сети: физический и логический.Топология физической сети, как следует из названия, относится к физическим соединениям и взаимосвязям между узлами и сетью — проводами, кабелями и т. Д. Логическая топология сети является немного более абстрактной и стратегической, имея в виду концептуальное понимание того, как и почему сеть устроена так, как она есть, и как данные перемещаются через нее.

Почему важна топология сети?

Схема вашей сети важна по нескольким причинам. Прежде всего, он играет важную роль в том, как и насколько хорошо работает ваша сеть.Выбор правильной топологии для операционной модели вашей компании может повысить производительность, упростив обнаружение неисправностей, устранение ошибок и более эффективное распределение ресурсов в сети для обеспечения оптимального состояния сети. Оптимизированная и правильно управляемая топология сети может повысить эффективность использования энергии и данных, что, в свою очередь, может помочь снизить эксплуатационные расходы и затраты на обслуживание.

Дизайн и структура сети обычно отображаются и управляются на созданной программным образом схеме топологии сети.Эти диаграммы важны по нескольким причинам, но особенно для того, как они могут обеспечить визуальное представление как физических, так и логических схем, позволяя администраторам видеть соединения между устройствами при устранении неполадок.

Способ организации сети может улучшить или нарушить функциональность сети, возможность подключения и защиту от простоев. Вопрос: «Что такое топология сети?» можно ответить с объяснением двух категорий в топологии сети.

1. Физическая — Топология физической сети относится к фактическим соединениям (провода, кабели и т. Д.)) того, как устроена сеть. Задачи настройки, обслуживания и инициализации требуют понимания физической сети.
2. Логический — Логическая топология сети — это идея верхнего уровня о том, как настроена сеть, в том числе о том, какие узлы соединяются друг с другом и какими способами, а также о том, как данные передаются через сеть. Логическая топология сети включает любые виртуальные и облачные ресурсы.

Эффективное управление и мониторинг сети требуют четкого понимания физической и логической топологии сети, чтобы обеспечить ее эффективность и работоспособность.

Вернуться к началу

Какой тип топологии сети наиболее распространен?

Построение топологии локальной сети (LAN) может быть решающим для вашего бизнеса, поскольку вы хотите создать устойчивую, безопасную и простую в обслуживании топологию. Существует несколько различных типов топологии сети, и все они подходят для разных целей, в зависимости от общего размера сети и ваших целей.

Как и в большинстве случаев, здесь нет «правильного» или универсального варианта.Имея это в виду, я проведу вас по наиболее распространенным определениям топологии сети, чтобы вы почувствовали преимущества и недостатки каждого из них.

Что такое звездообразная топология?

Топология «звезда», наиболее распространенная топология сети, построена таким образом, что каждый узел в сети напрямую подключается к одному центральному концентратору через коаксиальный, витую пару или оптоволоконный кабель. Выступая в качестве сервера, этот центральный узел управляет передачей данных — поскольку информация, отправляемая из любого узла в сети, должна пройти через центральный, чтобы достичь места назначения, — и функционирует как ретранслятор, что помогает предотвратить потерю данных.

Преимущества топологии «звезда»

Топологии

«звезда» широко распространены, поскольку они позволяют удобно управлять всей сетью из одного места. Поскольку каждый из узлов независимо подключен к центральному концентратору, в случае отказа одного из них остальная часть сети продолжит функционировать без изменений, что делает звездообразную топологию стабильной и безопасной сетевой структурой.

Кроме того, устройства можно добавлять, удалять и изменять без отключения всей сети.

С физической точки зрения структура топологии «звезда» использует относительно небольшое количество кабелей для полного подключения к сети, что обеспечивает простую настройку и управление с течением времени по мере расширения или сжатия сети. Простота конструкции сети также облегчает жизнь администраторам, поскольку легко определить, где возникают ошибки или проблемы с производительностью.

Недостатки звездообразной топологии

С другой стороны, если центральный концентратор выйдет из строя, остальная часть сети не сможет работать.Но если центральным узлом правильно управлять и поддерживать его в хорошем состоянии, у администраторов не должно возникнуть особых проблем.

Общая пропускная способность и производительность сети также ограничиваются конфигурацией и техническими характеристиками центрального узла, что делает установку и эксплуатацию звездообразной топологии дорогостоящей.

Вернуться к началу

Что такое топология шины?

Шинная топология ориентирует все устройства в сети по одному кабелю, идущему в одном направлении от одного конца сети к другому, поэтому ее иногда называют «линейной топологией» или «магистральной топологией».«Поток данных в сети также следует по маршруту кабеля, двигаясь в одном направлении.

Преимущества шинной топологии

Топологии

Bus — хороший и экономичный выбор для небольших сетей, поскольку их компоновка проста и позволяет подключать все устройства через один коаксиальный кабель или кабель RJ45. При необходимости к сети можно легко добавить больше узлов, подключив дополнительные кабели.

Недостатки шинной топологии

Однако, поскольку топологии шины используют один кабель для передачи данных, они несколько уязвимы.Если кабель выходит из строя, вся сеть выходит из строя, что может потребовать много времени и средств для восстановления, что может быть менее серьезной проблемой для небольших сетей.

Топологии шины

лучше всего подходят для небольших сетей, так как пропускная способность ограничена, а каждый дополнительный узел снижает скорость передачи.

Кроме того, данные являются «полудуплексными», что означает, что их нельзя отправлять в двух противоположных направлениях одновременно, поэтому такая схема не является идеальным выбором для сетей с огромным объемом трафика.

Вернуться к началу

Что такое кольцевая топология? Одиночный против двойного

Кольцевая топология — это когда узлы расположены по кругу (или кольцу). Данные могут проходить через кольцевую сеть в одном или обоих направлениях, при этом каждое устройство имеет ровно двух соседей.

Плюсы кольцевой топологии

Поскольку каждое устройство подключено только к устройствам на каждой стороне, при передаче данных пакеты также перемещаются по кругу, проходя через каждый из промежуточных узлов, пока не прибудут в пункт назначения.Если большая сеть имеет кольцевую топологию, можно использовать повторители для обеспечения правильной доставки пакетов без потери данных.

Только одной станции в сети разрешено отправлять данные за раз, что значительно снижает риск конфликтов пакетов, делая кольцевую топологию эффективной для передачи данных без ошибок.

В целом, кольцевые топологии экономичны и недороги в установке, а сложная двухточечная связь узлов позволяет относительно легко выявлять проблемы или неправильные конфигурации в сети.

Минусы кольцевой топологии

Несмотря на свою популярность, кольцевая топология все еще уязвима для сбоев без надлежащего управления сетью. Поскольку поток передачи данных движется в одном направлении между узлами по каждому кольцу, если один узел выходит из строя, он может забрать с собой всю сеть. Вот почему крайне важно, чтобы каждый из узлов находился под контролем и содержался в хорошем состоянии. Тем не менее, даже если вы бдительны и внимательно следите за производительностью узла, ваша сеть все равно может быть отключена из-за отказа линии передачи.

Следует также учитывать вопрос масштабируемости. В кольцевой топологии все устройства в сети совместно используют полосу пропускания, поэтому добавление дополнительных устройств может способствовать общим задержкам связи. Сетевые администраторы должны помнить об устройствах, добавленных в топологию, чтобы не перегружать ресурсы и пропускную способность сети.

Кроме того, вся сеть должна быть отключена для перенастройки, добавления или удаления узлов. И хотя это еще не конец света, планирование времени простоя сети может быть неудобным и дорогостоящим.

Что такое топология с двойным кольцом?

Сеть с кольцевой топологией является полудуплексной, что означает, что данные могут перемещаться только в одном направлении за раз. Кольцевые топологии можно сделать полнодуплексными, добавив второе соединение между сетевыми узлами, создав двойную кольцевую топологию.

Преимущества топологии двойного кольца

Основным преимуществом топологии с двойным кольцом является ее эффективность: поскольку каждый узел имеет по два соединения с каждой стороны, информация может передаваться по сети как по часовой, так и против часовой стрелки.Вторичное кольцо, включенное в конфигурацию топологии с двойным кольцом, может действовать как резервный уровень и резерв, что помогает устранить многие недостатки традиционной кольцевой топологии. Топологии с двойным кольцом также предлагают немного дополнительную безопасность: если одно кольцо выходит из строя в узле, другое кольцо все еще может отправлять данные.

Вернуться к началу

Что такое топология дерева?

Структура древовидной топологии получила свое название от того, как центральный узел функционирует как своего рода магистраль для сети, при этом узлы выходят наружу в виде ветвей.Однако там, где каждый узел в звездообразной топологии напрямую связан с центральным концентратором, древовидная топология имеет иерархию «родитель-потомок» в отношении того, как подключены узлы. Те, которые подключены к центральному концентратору, линейно подключены к другим узлам, поэтому два подключенных узла используют только одно взаимное соединение. Поскольку древовидная топологическая структура является одновременно чрезвычайно гибкой и масштабируемой, она часто используется в глобальных сетях для поддержки множества разнесенных устройств.

Плюсы топологии дерева

Объединение элементов топологии «звезда» и «шина» позволяет легко добавлять узлы и расширять сеть.Устранение ошибок в сети также является несложным процессом, поскольку каждое из филиалов может быть индивидуально оценено на предмет проблем с производительностью.

Минусы топологии дерева

Как и в случае с топологией «звезда», вся сеть зависит от состояния корневого узла в структуре топологии дерева. Если центральный концентратор выйдет из строя, различные ветви узлов будут отключены, хотя связь внутри — но не между — системами останется.

Из-за иерархической сложности и линейной структуры схемы сети добавление дополнительных узлов в древовидную топологию может быстро сделать надлежащее управление громоздким, не говоря уже о дорогостоящем опыте.Древовидные топологии дороги из-за огромного количества кабелей, необходимых для подключения каждого устройства к следующему в иерархической структуре.

Вернуться к началу

Что такое топология сетки?

Ячеистая топология — это сложная и продуманная структура соединений точка-точка, в которой узлы взаимосвязаны. Mesh-сети могут быть полными или частичными. Топологии с частичной сеткой в ​​основном связаны между собой, при этом несколько узлов имеют всего два или три соединения, в то время как топологии с полной сеткой — удивительно! — полностью взаимосвязаны.

Веб-структура топологий ячеистой сети предлагает два различных метода передачи данных: маршрутизацию и лавинную рассылку. Когда данные маршрутизируются, узлы используют логику для определения кратчайшего расстояния от источника до места назначения, а когда данные лавинно перенаправляются, информация отправляется на все узлы в сети без необходимости в логике маршрутизации.

Преимущества топологии сетки

Топологии

Mesh надежны и стабильны, а сложная степень взаимосвязанности между узлами делает сеть устойчивой к сбоям.Например, отключение ни одного устройства не может привести к отключению сети.

Недостатки топологии сетки

Топологии

Mesh невероятно трудозатратны. Каждое соединение между узлами требует кабеля и конфигурации после развертывания, поэтому установка может занять много времени. Как и в случае с другими топологическими структурами, стоимость кабельной разводки быстро увеличивается, и сказать, что ячеистые сети требуют большого количества кабелей, — это ничего не сказать.

Вернуться к началу

Что такое гибридная топология?

Гибридные топологии объединяют две или более различных топологических структур. Древовидная топология является хорошим примером интеграции схемы шины и звезды.Гибридные структуры чаще всего встречаются в крупных компаниях, где отдельные отделы имеют персонализированные сетевые топологии, адаптированные к их потребностям и использованию сети.

Преимущества гибридной топологии

Основным преимуществом гибридных структур является степень гибкости, которую они обеспечивают, поскольку в самой сетевой структуре есть несколько ограничений, которые гибридная установка не может принять.

Недостатки гибридной топологии

Однако каждый тип сетевой топологии имеет свои недостатки, и по мере роста сложности сети возрастают также опыт и ноу-хау, необходимые со стороны администраторов, чтобы все работало оптимальным образом.При создании гибридной сетевой топологии следует также учитывать денежные затраты.

Вернуться к началу

Какая топология лучше всего подходит для вашей сети?

Ни одна сетевая топология не идеальна или даже лучше по своей природе, чем другие, поэтому определение правильной структуры для вашего бизнеса будет зависеть от потребностей и размера вашей сети. Вот ключевые элементы, которые следует учитывать:

• Необходимая длина кабеля
• Тип кабеля
• Стоимость
• Масштабируемость

Длина кабеля

Как правило, чем больше кабелей задействовано в топологии сети, тем больше работы потребуется для настройки.Топологии «шина» и «звезда» являются более простыми, поскольку обе они довольно легкие, в то время как ячеистые сети гораздо более трудоемки и трудоемки.

Тип кабеля

Второй момент, который следует учитывать, — это тип кабеля, который вы собираетесь установить. В коаксиальном кабеле и кабеле с витой парой используется изолированная медная проводка или проводка на основе меди, а оптоволоконные кабели изготавливаются из тонких и гибких пластиковых или стеклянных трубок. Кабели типа «витая пара» экономичны, но имеют меньшую полосу пропускания, чем коаксиальные кабели.Волоконно-оптические кабели обладают высокими характеристиками и могут передавать данные намного быстрее, чем витая пара или коаксиальные кабели, но они также, как правило, намного дороже в установке, поскольку требуют дополнительных компонентов, таких как оптические приемники. Таким образом, как и в случае с выбранной вами топологией сети, выбор проводки зависит от потребностей вашей сети, включая то, какие приложения вы будете запускать, расстояние передачи и желаемую производительность.

Стоимость

Как я уже упоминал, важно учитывать стоимость установки, поскольку для установки более сложных топологий сети потребуется больше времени и средств.Это может усугубиться, если вы комбинируете разные элементы, например, соединяете более сложную сетевую структуру с помощью более дорогих кабелей (хотя использование оптоволоконных кабелей в ячеистой сети является чрезмерным, если вы спросите меня, из-за того, как взаимосвязана топология. является). Таким образом, определение правильной топологии для ваших нужд — это вопрос достижения правильного баланса между затратами на установку и эксплуатацию, а также уровнем производительности, который вам необходим от сети.

Масштабируемость

Последний элемент, который следует учитывать, — это масштабируемость.Если вы ожидаете расширения своей компании и сети — или если вы хотите, чтобы это было возможно — вы сэкономите время и избавитесь от лишних хлопот, чтобы использовать легко изменяемую топологию сети. Звездообразные топологии настолько распространены, потому что они позволяют добавлять, удалять и изменять узлы с минимальным нарушением работы остальной сети. Кольцевые сети, с другой стороны, должны быть полностью отключены для внесения любых изменений в любой из узлов.

Как отобразить топологию сети

Когда вы начинаете проектировать сеть, вам могут пригодиться схемы топологии.Они позволяют вам видеть, как информация будет перемещаться по сети, что, в свою очередь, позволяет прогнозировать потенциальные узкие места. Визуальное представление упрощает создание оптимизированного и эффективного сетевого дизайна, а также служит хорошей точкой отсчета, если вам нужно устранить ошибки.

Схема топологии также важна для полного понимания функций вашей сети. Помимо помощи в процессе устранения неполадок, представление с высоты птичьего полета, представленное на диаграмме топологии, может помочь вам визуально определить элементы инфраструктуры, которых не хватает в вашей сети, или то, какие узлы нуждаются в мониторинге, обновлении или замене.

Хорошая новость в том, что вам не нужно делать это вручную: вы можете легко создать карту топологии вашей сети с помощью инструментов.

Вернуться к началу

На рынке представлено несколько продуктов для отображения топологии сети. Одним из наиболее распространенных является Microsoft Visio, который позволяет «рисовать» вашу сеть, добавляя различные узлы и устройства в интерфейс, похожий на холст. Хотя это может работать для небольших сетей, рисование каждого дополнительного узла быстро становится громоздким, если вы работаете с множеством устройств и топологий, распределенных по всей компании.Другие варианты, такие как Lucidchart и LibreOffice Draw, либо бесплатны, либо предлагают бесплатные пробные версии, и, хотя они являются жизнеспособными вариантами, особенно если вызывает беспокойство стоимость, они не поставляются с полным набором инструментов сетевого картографирования премиум-класса для управления. сеть проще и требует меньше времени.

Из-за различий в топологии сети и различных способов поведения сетей, включая их уникальные проблемы безопасности, точки давления и проблемы управления, часто бывает полезно автоматизировать задачи настройки и управления с помощью сетевого программного обеспечения.

Конфигурация сети

Во-первых, рассмотрите возможность использования инструмента управления конфигурацией сети. Этот вид инструментов может помочь вам правильно настроить вашу сеть и автоматизировать повторяющиеся задачи, чтобы снять нагрузку с сетевого администратора. По мере роста вашей организации или сети топология сети может становиться более многоуровневой или более сложной, и становится все труднее развертывать конфигурации во всей сети с уверенностью. Однако с инструментами управления конфигурацией сложная топология сети не проблема: инструменты обычно могут автоматически обнаруживать каждый узел в сети, позволяя вам развертывать стандартные конфигурации, которые могут потребоваться по соображениям соответствия, или отмечать любые конфигурации, выходящие за рамки ожидаемых.

Инструменты управления конфигурацией сети

также могут выявлять уязвимости, чтобы вы могли исправить эти проблемы и сохранить свою сеть в большей безопасности. Наконец, эти виды инструментов также должны отображать жизненный цикл устройств в вашей сети, предупреждая вас об устройствах, прибывающих в точку прекращения обслуживания или окончания срока службы, чтобы вы могли заменить их до того, как начнут возникать проблемы.

Устранение неполадок производительности сети

Для отслеживания общей производительности следует использовать программное обеспечение для управления сетью.Менеджер по производительности может отслеживать сетевые проблемы, сбои и проблемы с производительностью. Инструмент управления производительностью также будет иметь функциональные возможности для установки базовых показателей производительности сети и создания четкой картины того, как ваша сеть обычно ведет себя в исправном состоянии. Затем, установив предупреждения, когда ваша сеть работает неожиданно или за пределами этих базовых показателей, вы можете быстро отслеживать, точно определять и устранять проблемы.

При сложной топологии сети может быть трудно точно определить, в какой части сети возникают проблемы.Некоторые менеджеры производительности создают визуальное отображение топологии вашей сети, чтобы вы могли видеть всю сеть в виде обзора одной карты. Это может показать вам, как устроена ваша сеть, привлечь ваше внимание к изменениям в топологии и отметить, где возникают проблемы. Чтобы понять топологию вашей сети, вы можете бесплатно попробовать такой инструмент, как Network Topology Mapper, в течение 14 дней. Этот инструмент автоматически обнаруживает и генерирует подробные карты топологии вашей сети и может создавать карты нескольких типов без необходимости каждый раз повторно сканировать вашу сеть.

Это одна из причин, по которой мне очень нравится SolarWinds Network Topology Mapper (NTM). Независимо от размера вашей сети, он может не только автоматически обнаруживать все устройства и создавать для вас диаграмму топологии вашей сети, но и заполнять карту отраслевыми значками для облегчения визуальной дифференциации. В дополнение к функции автоматического обнаружения, программное обеспечение предлагает интуитивно понятный мастер сети, чтобы вы могли перетаскивать узлы и группы узлов (которые вы также можете настроить).Визуализация различных соединений между узлами на одной карте или диаграмме может быть обременительной, особенно если вы работаете с обширной глобальной сетью, но интерфейс в NTM позволяет вам сортировать различные уровни соединений в зависимости от вашего уровня. пытаюсь осмотреть.

Вы можете настроить NTM на периодическое повторное сканирование вашей сети, чтобы поддерживать ваши схемы в актуальном состоянии. Он легко интегрируется с другими программами и предлагает надежную систему отчетности, позволяющую отслеживать показатели, от инвентаризации устройств до производительности сети, и при этом поддерживать соответствие PCI.

Отображение топологии для поставщиков управляемых услуг

Отображение топологии важно не только для управления отдельной сетью. Это также ключевой аспект основных обязанностей поставщиков управляемых услуг (MSP) для сотен или даже тысяч различных клиентов в нескольких сетях.

Из-за особых потребностей MSP часто бывает недостаточно использовать тот же инструмент, который вы могли бы использовать для своей личной или корпоративной сети. Стоит отметить, что другой продукт SolarWinds MSP (в настоящее время N-способный), N-central ^® , имеет специализированный инструмент для этого варианта использования.

Решение для отображения топологии сети N-central позволяет выполнять глубокую оценку сетей, которыми вы управляете. Вы можете выполнять сканирование по требованию и сканирование по расписанию, а также получать доступ к подробным данным, представленным наглядно и наглядно.

Что нужно знать о топологии сети сегодня

Лучший совет, который я могу дать относительно топологии сети, заключается в том, что вы должны быть хорошо знакомы с потребностями и требованиями к использованию вашей сети. Общее количество узлов в сети является одним из основных факторов, которые необходимо учитывать, поскольку от этого зависит, возможно ли использовать более простую топологию или вам придется вкладывать средства в более сложную структуру сети.

Как я упоминал ранее, ни одна топология не является «лучшей». Каждый предлагает свой набор преимуществ и недостатков в зависимости от сетевой среды, с которой вы работаете или пытаетесь настроить. По этой причине я бы не стал делать немедленных выводов о любой сетевой топологии, основываясь исключительно на приведенных здесь описаниях. Прежде чем принять решение, попробуйте использовать инструмент отображения топологии сети, чтобы набросать план, который вы собираетесь использовать. Network Topology Mapper, мой личный фаворит, позволяет строить всю структуру вашей сети таким образом, чтобы это было легко использовать и легко анализировать, а также предлагает 14-дневную бесплатную пробную версию.

Автобус, кольцо, звезда, сетка, дерево, P2P, гибрид

Что такое топология?

Сетевые топологии описывают методы, в которых отображаются все элементы сети. Термин топология относится как к физическому, так и к логическому расположению сети.

В этом руководстве по сетевой топологии мы объясним:

Типы сетевых топологий

Два основных типа сетевых топологий в компьютерных сетях: 1) Физическая топология 2) Логическая топология

Физическая топология:

Этот тип сеть представляет собой фактическую схему расположения компьютерных кабелей и других сетевых устройств

Логическая топология:

Логическая топология дает представление о физическом устройстве сети.

Различные типы физических топологий:

• Топология P2P
• Топология шины
• Кольцевая топология
• Звездообразная топология
• Древовидная топология
• Ячеистая топология
• Гибридная топология

Подробная информация о топологии сети Изучим каждую схему топологии сети 9000 :

Точка-точка

Топология точка-точка — самая простая из всех сетевых топологий. В этом методе сеть состоит из прямого соединения между двумя компьютерами.

Схема топологии P2P

Преимущества:

• Это быстрее и надежнее, чем другие типы подключений, поскольку существует прямое подключение.
• Нет необходимости в сетевой операционной системе
• Не нужен дорогой сервер, поскольку для доступа к файлам используются отдельные рабочие станции
• Нет необходимости в каких-либо выделенных сетевых специалистах, потому что каждый пользователь устанавливает свои права

Недостатки:

• Самый большой недостаток в том, что он может использоваться только для небольших помещений, где компьютеры находятся в непосредственной близости.
• Вы не можете создавать резервные копии файлов и папок централизованно
• Нет никакой безопасности, кроме разрешений. Пользователям часто не требуется входить в систему на своих рабочих станциях.

Топология шины

Схема топологии шины

Топология шины использует один кабель, который соединяет все включенные узлы. Главный кабель действует как стержень для всей сети. Один из компьютеров в сети действует как компьютерный сервер. Когда он имеет две конечные точки, это называется топологией линейной шины.

Преимущества:

Вот плюсы / преимущества использования шинной топологии:

• Стоимость кабеля намного ниже по сравнению с другой топологией, поэтому он широко используется для построения небольших сетей.
• Известны для сетей LAN, потому что они недороги и просты в установке.
• Он широко используется, когда сетевая установка небольшая, простая или временная.
• Это одна из пассивных топологий. Таким образом, компьютеры на шине только прослушивают отправляемые данные, которые не несут ответственности за передачу данных с одного компьютера на другой.

Недостатки:

Минусы / недостатки шинной топологии:

• В случае выхода из строя общего кабеля вся система выйдет из строя.
• Когда сетевой трафик высок, в сети возникают конфликты.
• Когда сетевой трафик высок или узлов слишком много, время работы сети значительно снижается.
• Кабели всегда имеют ограниченную длину.

Кольцевая топология

Схема кольцевой топологии

В кольцевой сети каждое устройство имеет ровно два соседних устройства для связи.Это называется кольцевой топологией, так как ее образование похоже на кольцо. В этой топологии каждый компьютер подключен к другому компьютеру. Здесь последний узел объединен с первым.

Эта топология использует токен для передачи информации от одного компьютера к другому. В этой топологии все сообщения проходят через кольцо в одном направлении.

Преимущества:

Вот плюсы / преимущества кольцевой топологии:

• Простота установки и перенастройки.
• Для добавления или удаления кольцевой топологии устройства необходимо переместить только два соединения.
• В кольцевой топологии процесс устранения неполадок затруднен.
• Отказ одного компьютера может нарушить работу всей сети.
• Обеспечивает равный доступ ко всем компьютерам в сети
• Более быстрая проверка и подтверждение ошибок.

Недостатки:

Вот недостатки / минусы кольцевой топологии:

• Однонаправленный трафик.
• Обрыв одного кольца может привести к поломке всей сети
• Современные высокоскоростные локальные сети сделали эту топологию менее популярной.
• В кольце все время циркулируют топологические сигналы, что приводит к нежелательному потреблению энергии.
• Устранение неполадок в кольцевой сети очень сложно.
• Добавление или удаление компьютеров может нарушить сетевую активность.

Звездообразная топология

Схема звездообразной топологии

В звездообразной топологии все компьютеры соединяются с помощью концентратора. Этот кабель называется центральным узлом, и все остальные узлы подключаются с помощью этого центрального узла.Он наиболее популярен в локальных сетях, поскольку недорог и прост в установке.

Преимущества:

Вот плюсы / преимущества стартовой топологии:

• Простота поиска и устранения неисправностей, настройки и изменения.
• Затронуты только те узлы, которые вышли из строя. Остальные узлы все еще работают.
• Высокая производительность при небольшом количестве узлов и очень низком сетевом трафике.
• В звездообразной топологии добавление, удаление и перемещение устройств выполняется легко.

Недостатки:

Вот минусы / недостатки использования Star:

• При выходе из строя концентратора или концентратора подключенные узлы отключаются.
• Установка звездообразной топологии требует больших затрат.
• Плотный сетевой трафик иногда может значительно замедлить работу шины.
• Производительность зависит от емкости концентратора
• Поврежденный кабель или отсутствие надлежащего подключения могут вывести сеть из строя.

Ячеистая топология

Ячеистая топология имеет уникальный сетевой дизайн, в котором каждый компьютер в сети подключается друг к другу. Он устанавливает соединение P2P (точка-точка) между всеми устройствами сети.Он предлагает высокий уровень избыточности, поэтому даже в случае выхода из строя одного сетевого кабеля данные все равно имеют альтернативный путь к месту назначения.

Типы топологии сетки:

• Топология частичной сетки: В этом типе топологии большинство устройств подключаются почти так же, как полная топология. Единственная разница в том, что несколько устройств связаны всего с двумя или тремя устройствами.

Топология частично подключенной сетки

• Топология полной сетки: В этой топологии все узлы или устройства напрямую связаны друг с другом.

Полностью подключенная топология Mesh

Преимущества:

Вот плюсы / преимущества топологии Mesh

• Сеть может быть расширена без прерывания работы текущих пользователей.
• Требуются дополнительные возможности по сравнению с другими топологиями LAN.
• Нет проблем с трафиком, поскольку узлы имеют выделенные каналы.
• Специальные ссылки помогут вам решить проблему с трафиком.
• Ячеистая топология надежна.
• Он имеет несколько каналов, поэтому, если какой-либо один маршрут заблокирован, для передачи данных следует использовать другие маршруты.
• Ссылки P2P упрощают процесс выявления неисправностей.
• Это поможет вам избежать вероятности сбоя сети, подключив все системы к центральному узлу.
• Каждая система имеет свою конфиденциальность и безопасность.

Недостатки:

• Установка сложна, потому что каждый узел подключен к каждому узлу.
• Дорого из-за использования большего количества кабелей. Нет правильного использования систем.
• Сложная реализация.
• Требуется больше места для выделенных ссылок.
• Из-за большого количества кабелей и количества входов-выходов его внедрение является дорогостоящим.
• Для прокладки кабелей требуется большое пространство.

Древовидная топология

Древовидная топология

Древовидная топология имеет корневой узел, и все остальные узлы связаны между собой, образуя иерархию. Это также известно как иерархическая топология. Эта топология объединяет различные звездообразные топологии вместе на одной шине, поэтому она известна как топология звездообразной шины.Топология дерева — это очень распространенная сеть, которая похожа на топологию шины и звезды.

Преимущества:

Вот плюсы / преимущества древовидной топологии:

• Отказ одного узла никогда не влияет на остальную сеть.
• Расширение узла выполняется легко и быстро.
• Обнаружение ошибки — простой процесс
• Легко управлять и поддерживать

Недостатки:

Минусы / недостатки древовидной топологии:

• Топология с сильными кабелями
• Если добавлено больше узлов, тогда его обслуживание затруднено
• При выходе из строя концентратора или концентратора подключенные узлы также отключаются.

Гибридная топология

Гибридная топология

Гибридная топология объединяет две или более топологии. Вы можете видеть в приведенной выше архитектуре таким образом, что результирующая сеть не демонстрирует одну из стандартных топологий.

Например, как вы можете видеть на изображении выше, в офисе в одном отделе используется топология Star и P2P. Гибридная топология всегда создается, когда соединены две разные базовые сетевые топологии.

Преимущества:

Вот преимущества / плюсы использования гибридной топологии:

• Предлагает самый простой метод обнаружения ошибок и устранения неполадок
• Высокоэффективная и гибкая сетевая топология
• Масштабируемость позволяет увеличить размер сети

Недостатки:

• Разработка гибридной топологии сложна
• Это один из самых затратных процессов

Как выбрать топологию сети?

Вот некоторые важные соображения для выбора наилучшей топологии для создания сети в вашей организации:

• Шинная топология, безусловно, является наименее затратной для установки сети.
• Если вы хотите использовать более короткий кабель или планируете расширить сеть в будущем, то звездообразная топология — лучший выбор для вас.
• Полностью ячеистая топология теоретически является идеальным выбором, поскольку каждое устройство подключено ко всем остальным устройствам.
• Если вы хотите использовать для работы в сети кабель витой пары, вам следует строить звездообразную топологию.

Сводка

один кабель, который соединяет все включенные узлы

Типы топологии сети — GeeksforGeeks

Структура сети, которая включает узлы и соединительные линии через отправителя и получателя, называется топология сети.Существуют различные сетевые топологии:

a) Ячеистая топология:

В ячеистой топологии каждое устройство подключается к другому устройству через определенный канал.

Рисунок 1 : Каждое устройство связано с другим через выделенные каналы. Эти каналы называются ссылками.

• Если предположить, что количество устройств, подключенных друг к другу в ячеистой топологии, общее количество портов, необходимых для каждого устройства, равно N-1.На рисунке 1 5 устройств подключены друг к другу, следовательно, общее количество портов, требуемых каждому устройству, равно 4. Общее количество требуемых портов = N * (N-1).
• Если предположить, что N устройств соединены друг с другом в топологии ячеистой сети, то общее количество выделенных каналов, необходимых для их соединения, составляет ^{N ​​} C ₂ , то есть N (N-1) / 2. На рисунке 1 5 устройств, подключенных друг к другу, поэтому общее количество необходимых каналов составляет 5 * 4/2 = 10.

Преимущества этой топологии:

• Это надежно.
• Неисправность легко диагностируется. Данные надежны, потому что данные передаются между устройствами по выделенным каналам или ссылкам.
• Обеспечивает безопасность и конфиденциальность.

Проблемы с этой топологией:

• Установка и настройка затруднены.
• Стоимость кабелей высока, так как требуется объемная разводка, следовательно, они подходят для меньшего количества устройств.
• Стоимость обслуживания высока.

b) Топология «звезда»:

В топологии «звезда» все устройства подключаются к одному концентратору с помощью кабеля.Этот концентратор является центральным узлом, а все остальные узлы подключены к центральному узлу. Концентратор может быть пассивным по своей природе, то есть не интеллектуальным концентратором, таким как устройства вещания, в то же время концентратор может быть интеллектуальным, известным как активные концентраторы. В активных концентраторах есть повторители.

Рисунок 2 : Топология «звезда» с четырьмя системами, подключенными к единой точке подключения, то есть к концентратору.

a Преимущества этой топологии:

• Если N устройств подключены друг к другу по звездообразной топологии, то количество кабелей, необходимых для их соединения, равно N.Итак, это легко настроить.
• Для каждого устройства требуется только 1 порт, т.е. для подключения к концентратору, поэтому общее количество необходимых портов равно N.

Проблемы с этой топологией:

• Если концентратор (концентратор), на котором вся топология полагается неудачно, вся система рухнет.
• Стоимость установки высокая.
• Производительность основана на одном концентраторе, то есть концентраторе.

c) Топология шины:

Топология шины — это тип сети, в котором каждый компьютер и сетевое устройство подключены к одному кабелю.Он передает данные от одного конца к другому в одном направлении. В шинной топологии нет двунаправленной функции. Это многоточечное соединение и ненадежная топология, потому что в случае отказа магистрали происходит сбой топологии.

Рисунок 3 : Топология шины с общим магистральным кабелем. Узлы подключаются к каналу через отводные линии.

Преимущества этой топологии:

• Если N устройств подключены друг к другу в шинной топологии, то количество кабелей, необходимых для их соединения, равно 1, который известен как магистральный кабель, и требуются N отводных линий .
• Стоимость кабеля меньше по сравнению с другими топологиями, но он используется для построения небольших сетей.

Проблемы с этой топологией:

• Если общий кабель выйдет из строя, вся система выйдет из строя.
• Если сетевой трафик большой, это увеличивает коллизии в сети. Чтобы избежать этого, на уровне MAC используются различные протоколы, известные как Pure Aloha, Slotted Aloha, CSMA / CD и т. Д.
• Безопасность очень низкая.

d) Кольцевая топология:

В этой топологии он образует кольцо, соединяющее устройства ровно с двумя соседними устройствами.

Ряд повторителей используется для кольцевой топологии с большим количеством узлов, потому что, если кто-то хочет отправить некоторые данные на последний узел в кольцевой топологии со 100 узлами, тогда данные должны будут пройти через 99 узлов, чтобы достичь 100 узел. Следовательно, для предотвращения потери данных в сети используются повторители.

Передача является однонаправленной, но ее можно сделать двунаправленной, имея 2 соединения между каждым сетевым узлом, это называется топологией двойного кольца.

Рис. 4 : Кольцевая топология состоит из 4 станций, соединенных каждой, образующих кольцо.

В кольцевой топологии выполняются следующие операции:

1. Одна станция известна как станция монитора , которая берет на себя всю ответственность за выполнение операций.
2. Для передачи данных станция должна удерживать жетон. После завершения передачи маркер должен быть выпущен для использования другими станциями.
3. Когда ни одна станция не передает данные, токен будет циркулировать по кольцу.
4. Существует два типа методов выпуска маркера: Ранний выпуск маркера выпускает маркер сразу после передачи данных и Отсрочка выпуска маркера выпускает маркер после получения подтверждения от получателя.

Преимущества этой топологии:

• Возможность коллизии минимальна в этом типе топологии.
• Недорого в установке и расширении.

Проблемы с этой топологией:

• Устранение неполадок в этой топологии затруднено.
• Добавление станций между ними или удаление станций может нарушить всю топологию.
• Менее безопасный.

e) Топология дерева:

Эта топология является разновидностью топологии «звезда».Эта топология имеет иерархический поток данных.

Рисунок 5 : В этом случае различные вторичные концентраторы подключены к центральному концентратору, который содержит повторитель. В этом потоке данных сверху вниз, то есть от центрального концентратора к вторичному, а затем к устройствам или снизу вверх, то есть от устройств к вторичному концентратору, а затем к центральному концентратору. Это многоточечное соединение и ненадежная топология, потому что в случае отказа магистрали происходит сбой топологии.