Последовательные топологии компьютерных сетей

Виды топологических структур локальных компьютерных сетей и их характеристики.

Используется разомкнутый сегмент кабеля, к которому с некоторыми интервалами подключены станции. Передаваемая информация распространяется в обе стороны. Достоинства:

• Снижение стоимости проводки.
• Повышение надежности системы.
• Унифицированное подключение модулей.
• Простота монтажа.

Недостатки:

• Возможность взаимного наложения сообщений.
• Возможность несанкционированного прослушивания передачи.
• Ограниченность общей длины шины.

2. Древовидная топология.

Это развитая топология шинного типа. Подсоединяются несколько простых шин к одной магистральной посредством активных повторителей. Достоинства:

• как у шинной топологии
• Кроме того имеется возможность наращивания сети целыми группами.

Недостатки:

• Более низкая скорость.
• Тщательный подбор кабельных ответвлений с согласованными параметрами.

3. Звездообразная топология.

В центре звезды находится либо пассивный коммутатор либо активное устройство, управляющее обменом данными между станциями. Центральный узел действует также как преобразователь скоростей. Достоинства:

• Использование разных скоростей передачи и типов каналов.
• Простота обнаружения и устранения неисправностей.
• Высокий уровень защиты от несанкционированного доступа.
• Простота адресации, контролируемой из центра.
• Простота доступа многих абонентов к одному центру обслуживания.

Недостатки:

• Зависимость от надежности центрального узла.
• Высокая стоимость и сложность центрального узла.
• Высокие затраты на кабельные соединения.

Класс последовательные сети

1. Звездообразная топология с активным центром.

2. Кольцевая топология.

Сигналы передаются по кольцу в одном направлении. Каждая станция непосредственно подсоединяется к двум соседним узлам и «прослушивает» передачу любой другой станции. Либо все станции имеют равные права доступа к физической среде, либо одна станция выполняет функции по удалению искаженных или дублированных пакетов, тестирование кольца. Достоинства:

• Простота маршрутизации.
• Отсутствие зависимости от центрального устройства.
• Простота обнаружения неисправных участков
• Простота обнаружения ошибок, автоматическое подтверждение приема.
• Возможность высоких скоростей передачи.

Недостатки:

• Зависимость надежности сети от всех кабелей.
• Сложность удлинения кольца и подключения новых станций без прерывания его функционирования.

Топологии крупных сетей ЭВМ обычно представляют собой комбинацию нескольких топологических решений.

Методы передачи данных в сетях эвм. Коммутация каналов

Этот метод почти всегда используется в телефонных сетях, в сетях передачи данных встречается редко. Для установления соединения между источником и адресатом необходимо найти путь, вдоль которого отдельные участки цепи могут быть соединены таким образом, чтобы сформировать сквозной канал на все время передачи. Для этого источник посылает специальное сообщение, которое перемещаясь от узла к узлу коммутации каналов и занимая каналы, прокладывает путь. Адресат посылает источнику сигнал обратной связи (физическое соединение установлено). Затем передается сообщение из источника адресату по сквозному каналу. При этом образующие его каналы недоступны другим передачам до окончания сеанса. Сигналы управления могут передаваться по тому же тракту, что и данные. Достоинства:

• Сокращение времени установки соединения;
• Улучшение качества передачи;
• Гарантированная постоянная скорость передачи по сети в случае успешной установки соединения;
• Работа в масштабе реального времени.

Недостатки:

• Неэффективное использование линий связи;
• Если нельзя найти путь от источника к адресату из-за отсутствия свободных линий, то соединение (сеанс) отвергается;
• Гарантированная скорость передачи ограничена каналом с минимальной скоростью передачи.

Источник

Топологии компьютерных сетей

Топология представляет физическое расположение сетевых компонентов (компьютеров, кабелей и др.). Выбором топологии определяется состав сетевого оборудования, возможности расширения сети, способ управления сетью.

Существуют следующие топологии компьютерных сетей [12]:

q кольцевые (петлевые, ring);

q радиальные (звездообразные, star);

Практически все сети строятся на основе трех базовых топологий: топологии «шина», «звезда» и «кольцо». Базовые топологии достаточно просты, однако на практике часто встречаются довольно сложные комбинации, сочетающие свойства и характеристики нескольких топологий.

В топологии «шина», или «линейная шина» (linear bus), используется один кабель, именуемый магистралью или сегментом, к которому подключены все компьютеры сети (рис. 4). Эта топология является наиболее простой и распространенной реализацией сети.

Так как данные в сеть передаются лить одним компьютером, производительность сети зависит от количества компьютеров, подключенных к шине. Чем больше компьютеров, тем медленнее сеть.

Зависимость пропускной способности сети от количества компьютеров в ней не является прямой, так как, кроме числа компьютеров, на быстродействие сети влияет множество других факторов: тип аппаратного обеспечения, частота передачи данных, тип сетевых приложений, тип сетевого кабеля, расстояние между компьютерами в сети.

Рис. 4. Сеть с шинной топологией

«Шина» является пассивной топологией — компьютеры только «слушают» передаваемые по сети данные, но не передают их от отправителя к получателю. Выход из строя какого-либо компьютера не оказывает влияния на работу всей сети. В активных топологиях компьютеры регенерируют сигналы с последующей передачей их по сети.

Основой последовательной сети с радиальной топологией (топологией «звезда») является специальный компьютер — сервер, к которому подключаются рабочие станции, каждая по своей линии связи. Вся информация передается через сервер, в задачи которого входит ретрансляция, переключение и маршрутизация информационных потоков в сети (рис. 5). Такая сеть является аналогом системы телеобработки, в которой все абонентские пункты содержат в своем составе компьютер.

Недостатками такой сети являются: высокие требования к вычислительным ресурсам центральной аппаратуры, потеря работоспособности сети при отказе центральной аппаратуры, большая протяженность линий связи, отсутствие гибкости в выборе пути передачи информации. Если выйдет из строя рабочая станция (или кабель, соединяющий ее с концентратором), то лишь эта станция не сможет передавать или принимать данные по сети. На остальные рабочие станции в сети этот сбой не повлияет.

При использовании топологии «кольцо» компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо (рис. 6). Сигналы передаются в одном направлении и проходят через каждый компьютер. Каждый компьютер является повторителем, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. Если выйдет из строя один компьютер, прекращает функционировать вся сеть.

Рис. 5. Сеть с топологией «звезда»

Способ передачи данных по кольцевой сети называется передачей маркера. Маркер последовательно, от компьютера к компьютеру, передается до тех пор, пока его не получит тот компьютер, который должен передать данные. Передающий компьютер добавляет к маркеру данные и адрес получателя и отправляет его дальше по кольцу.

Данные передаются через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с адресом получателя. Далее принимающий компьютер посылает передающему сообщение — подтверждение о приеме данных. Получив сообщение — подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть.

Рис. 6. Сеть с кольцевой топологией

Топология полносвязной вычислительной сети представлена на рис. 7. В структуре такой сети можно выделить коммуникационную и абонентскую подсети. Коммуникационная подсеть — это ядро вычислительной сети, которое связывает рабочие станции и серверы сети друг с другом. Звенья абонентской подсети (серверы, рабочие станции) подключаются к узлам коммутации абонентскими каналами связи.

Рис. 7. Полносвязная вычислительная сеть. УК — устройство коммутации’

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник

Классификация телекоммуникационных вычислительных сетей по топологии

По топологии, те. конфигурации элементов ТВС. сети могут делиться на два класса широковещательные и последовательные. Широковещательные конфигурации и значительная часть последовательных конфигураций (кольцо, звезда с «интеллектуальным центром», иерархическая) характерны для ЛВС. Для глобальных и региональных сетей наиболее распространенной является произвольная (ячеистая) топология. Нашли применение также иерархическая конфигурация и звезда. При выборе сетевой топологии преследуются следующие цели:

• обеспечение максимальной надежности;
• выбор маршрута по тракту наименьшей стоимости;
• предоставление конечному пользователю наиболее удобного времени ответа и пропускной способности.

Широковещательные конфигурации сетей:Общая шина: характерна простота управления, простота расширения сети, минимальный расход кабеля. Однако труден поиск неисправностей и необходимо резервирование главной шины. Дерево – это более развитый вариант сети с шинной топологией. Дерево образуется путем соединения нескольких шин активными повторителями или пассивными размножителями («хабами»), каждая ветвь дерева представляет собой сегмент. Отказ одного сегмента не приводит к выходу из строя остальных. Звезда с пассивный центром: в центре находится пассивный соединитель или активный повторитель – достаточно простые и надежные устройства. Для защиты от нарушений в кабеле используется центральное реле, которое отключает вышедшие из строя кабельные лучи. Последовательные конфигурации сетей:Произвольная (ячеистая): устойчива к перегрузкам и отказам, высокая надежность, однако, осложнена логика обмена данными. Кольцо: сигналы передаются только в одном направлении, обычно против часовой стрелки. Каждая PC имеет память объемом до целого кадра. При перемещении кадра по кольцу каждая PC принимает кадр, анализирует его адресное поле, снимает копию кадра, если он адресован данной PC, ретранслирует кадр Естественно, что все это замедляет передачу данных в кольце, причем длительность задержки определяется числом PC Удаление кадра из кольца производится обычно станцией-отправителем В этом случае кадр совершает по кольцу полный круг и возвращается к станции-отправителю, которая воспринимает его как квитанцию-подтверждение получения кадра адресатом. Удаление кадра из кольца может осуществляться и станцией-получателем, тогда кадр не совершает полного круга, а станция-отправитель не получает квитанции-подтверждения. При отказе канала между двумя узлами происходит отказ всей сети, поэтому, как правило, в сеть встраиваются переключатели, изменяющие маршрут к узлу. Кольцевая структура обеспечивает довольно широкие функциональные возможности ЛВС. Иерархическая, каждое из устройств обеспечивает непосредственное управление устройствами низшими по иерархии. Отличается простотой в общем управлении сетью, хорошими возможностями для расширения сети. ЦепочкаЗвезда с «интеллектуальным» центром. Центральный узел отвечает за маршрутизацию данных через себя и локализацию неисправностей. В широковещательных конфигурациях в любой момент времени на передачу кадра может работать только одна рабочая станция (абонентная система). Остальные рабочие станции (PC) сети могут принимать этот кадр, т е. такие конфигурации характерны для ЛВС с селекцией (выбором) информации. В последовательных конфигурациях характерных для сетей с маршрутизацией информации, передача данных осуществляется последовательно от одной PC к соседней, причем на различных участках сети могут использоваться разные виды физической передающей среды. К передатчикам и приемникам здесь предъявляются более низкие требования, чем в широковещательных конфигурациях. В ЛВС наибольшее распространение получили общая шина, кольцо и звезда, а также смешанные конфигурации: звездно-кольцевая, звездно-шинная. В широковещательных и большинстве последовательных конфигураций (кроме кольца) каждый сегмент кабеля должен обеспечивать передачу сигналов в обоих направлениях.

Источник