22
Дерево может быть как активным, так и пассивным. В случае активного
дерева, в центрах объединения нескольких линий связи устанавливаются
серверы, а в случае организации сети по схеме «пассивное дерево» -
концентраторы (хабы).
Рисунок 7 - Схема топологии сети типа «дерево»
Достаточно часто используются такие комбинированные топологии, как
звездно-шинная (star-bus) (рис. 8), и звездно-кольцевая топология.
Рисунок 8 - Схема комбинированной топологии сети типа «star-bus»
23
В данном случае, к концентратору подключаются как отдельные
компьютеры, так и целые шинные сегменты. В данной топологии может
использоваться и несколько, соединенных между собой концентраторов,
которые образуют так называемую магистральную, опорную шину. При этом, к
каждому концентратору подключаются отдельные компьютеры или шинные
сегменты, образуя в результате звездно-шинное дерево.
Данная комбинированная топология позволяет легко изменять число,
подключенных к сети компьютеров, а с позиции распространения информации,
эта топология аналогична классической шине.
В случае звездно-кольцевой (star-ring) топологии (рис. 9), в кольцо
объединяются специальные концентраторы, к которым в свою очередь
подключаются компьютеры с помощью звездообразных двойных линий связи.
Рисунок 9 - Схема комбинированной топологии «star-ring»
В случае использования топологии «star-ring», все компьютеры сети в
действительности, включаются в замкнутое кольцо. Данная топология позволяет
комбинировать преимущества звездной и кольцевой топологий, а с точки
зрения распространения информации, данная топология аналогична
классическому кольцу.
24
Еще ода комбинированная топология, на которой хотелось бы
остановиться – это сеточная (mesh) топология сети. Схема данной топологии
приведена на рисунке 10.
Такая топология обладает исключительной надежностью. В случае обрыва
любого канала, передача данных не останавливается, что обусловлено наличием
нескольких маршрутов доставки данных и возможностью выбора любого из
них.
Рисунок 10 - Схема сеточной топологии сети
Использование сеточной топологии оправдано там, где требуется
обеспечить максимальную отказоустойчивость сети. Примером такой сети,
может быть сеть, образованная в результате объединения нескольких участков
сети крупного предприятия или при подключении к Интернету.
Недостатками сеточной топологии является существенное увеличение
расхода кабеля, усложнение сетевого оборудования и его настройки. Поэтому,
чаще всего, используют не полные, а частичные сеточные топологии сетей.
При полной сеточной топологии каждый компьютер имеет
непосредственную связь со всеми остальными, что при увеличении числа
компьютеров, приводит к резкому возрастанию количества линий связи.
25
Помимо этого, любое изменение сетевой конфигурации требует внесения
изменений в сетевую аппаратуру всех компьютеров.
Описанные обстоятельства не способствовали широкому
распространению полной сеточной топологии, поэтому гораздо чаще
используется частичная сеточная топология, которая предполагает прямые связи
только для самых активных рабочих станций, передающих максимальные
объемы данных. Остальные компьютеры соединяются с помощью
промежуточных узлов.
Главное достоинство сеточной топология заключается в возможности
выбора маршрута доставки информации от станции к станции, с обходом
неисправных участков. С одной стороны, это позволяет значительно увеличить
надежность сети, с другой, требует существенного усложнения сетевого
аппаратного обеспечения.
1.2.2. Логические топологии вычислительных сетей
Логическая топология определяет реальные пути сигналов при
передаче данных в соответствии с используемой физической топологией.
Следовательно, логическая топология описывает пути передачи потоков
данных между устройствами сети и определяет правила передачи данных по
используемой среде передачи с гарантированием отсутствием помех,
влияющих на корректность передачи данных.
Поскольку логическая топология описывает путь и направление
передачи данных, то она имеет тесную связь с уровнем MAC (Media Access
Control) модели OSI (подуровень канального уровня). Для каждой из
существующих логических топологий существуют методы контроля доступа
к среде передачи данных (MAC), позволяющие реализовать функции
мониторинга и контроля процесса передачи данных.
В настоящее время существует три базовые логические топологии:
«логическая шина», «логическое кольцо» и «логическая звезда»
26
(коммутация), каждая из которых, имеет свои преимущества в зависимости
от способов использования.
В топологии «логическая шина», последовательности данных,
называемые «кадрами» (frames), в виде сигналов распространяются по среде
передачи одновременно во всех направлениях. Каждая станция в сети
проверяет каждый кадр данных для определения адресата этих данных.
Когда сигнал достигает конца среды передачи, он автоматически
удаляется из среды передачи (гасится), соответствующими устройствами,
«терминаторами» (рис. 4), что предотвращает отражение сигнала и его
обратное поступление в среду передачи.
В топологии «логическая шина» среда передачи совместно и
одновременно используется всеми сетевыми устройствами. Для
предотвращения помех при попытках одновременной передачи данных
несколькими рабочими станциями, только одна станция в любой момент
времени имеет право передавать данные. Таким образом, должен
существовать метод определения того, какая станция имеет право передавать
данные в каждый конкретный момент времени.
В топологии «логическое кольцо», передача кадров по физическому
кольцу осуществляется до тех пор, пока они не пройдут через всю среду
передачи данных. Каждая станция, подключенная к физическому кольцу,
получает данные от предыдущей станции и повторяет этот же сигнал для
следующей станции. Таким образом, данные, повторяясь, следуют от одной
станции к другой до тех пор, пока не достигнут станции, которой они были
адресованы. Получающая станция, копирует данные из среды передачи и
добавляет к кадру атрибут, указывающий на успешное получение данных.
Далее кадр с установленным «атрибутом доставки» продолжает путешествие
по кольцу до тех пор, пока не достигнет станции, изначально отправившей
эти данные. Отправившая станция, получив «атрибут доставки» удаляет
свой кадр из сети.
27
Метод контроля доступа к среде передачи в таких сетях всегда
базируется на технологии «маркеров доступа». Однако последовательность
получения права на передачу данных (путь следования маркера), не всегда
может соответствовать реальной последовательности подключения станций к
физическому кольцу.
В топологии «логическая звезда» используется метод коммутации,
который обеспечивает ограничение распространения сигнала в среде
передачи в пределах некоторой ее части.
Для данной сетевой топологии звезда наиболее подходящим является
централизованный метод управления. Это обусловлено тем, что все потоки
данных циркулируют через центр, и поэтому, логично центру доверить
управление сетевым обменом. Причем, почти не имеет значение, что находится
в центре звезды: компьютер (центральный пользователь), или же специальный
концентратор, который осуществляет управление обменом, но сам в таковом не
участвует.
В проекте предусматривается централизованный метод управления, как
наиболее приемлемый для управления локальной сетью предприятия. В нашем
случае, предполагается не пассивная звезда а, некий промежуточный вариант,
когда центр не является полноценным пользователем, но осуществляет
управление обменом. Подобный вариант, к примеру, реализован в сети 100VG-
AnyLAN.
Суть самого простейшего централизованного метода сводится к
следующему. Периферийные пользователи, желающие получить доступ,
посылают центру свои запросы, в виде управляющих пакетов или специальных
сигналов. Центр же предоставляет им право доступа в порядке очередности. К
примеру, по их физическому расположению в звезде по часовой стрелке. После
окончания сеанса передачи пакета каким-то пользователем право доступа
получит следующий по порядку (по часовой стрелке) пользователь, имеющий
заявку на передачу. Пример данного метода представлен на рис. 11. К примеру,
28
если передает третий пользователь, то после него право доступа получит
четвертый. Если же четвертый пользователь не имеет необходимости в доступе,
то право перейдет к пятому и т.д.
В этом случае говорят, что пользователи обладают географическими
приоритетами (согласно их физическому расположению). В каждый
определенный момент, наивысшим приоритетом обладает следующий по
порядку пользователь, но в пределах полного цикла опроса ни один из
пользователей не имеет никаких преимуществ перед другими. Максимальное
время доступа для любого пользователя в этом случае, будет равно суммарному
времени передачи пакетов всех пользователей сети, за исключением его самого.
Любые столкновения пакетов при этом методе, в принципе исключено, потому
как, все решения о доступе принимаются в одном месте.
1
2
34
5
Центр
Направление
опроса
Рисунок 11 - Централизованный метод управления обменом в сети с
топологией «звезда»
29
Описанный метод управления можно назвать методом с пассивным
центром, потому как, центр осуществляет пассивное прослушивание всех
пользователей. Возможен и иной принцип реализации централизованного
управления, или метод с активным центром.
Этот метод предусматривает посылку центром запросов пользователям о
готовности к передаче. Тот периферийный пользователь, который хочет
получить доступ (первый из опрошенных) посылает ответ или же сразу
начинает передачу данных. В дальнейшем, центр проводит сеанс обмена именно
с ним.
По окончанию этого сеанса, центр продолжает опрашивать периферийных
пользователей по кругу. Если же право доступа хочет получить центральный
абонент, он получает его вне очереди.
Как первый, так и второй вариант предполагает исключение всяких
конфликтов. Если все пользователи активны, и поступление заявок на доступ
происходит интенсивно, то все они будут получать его строго в порядке
очереди. В данном случае, центр должен быть исключительно надежен, так как
в случае его отказа парализуется весь сетевой обмен. Механизм управления не
обладает большой гибкостью, потому как, центр работает по жестко заданному
алгоритму.
При этом, скорость управления невысока. Ведь даже в случае, когда
доступ имеет только один пользователь, ему все равно приходится, после
каждого переданного пакета, тратить время на ожидание, пока центр
осуществляет опрос всех остальных пользователей.
Обычно, централизованные методы управления используются в
небольших сетях при количестве пользователей, не превышающих нескольких
десятков. В случае больших сетей, значительно увеличивается нагрузка центра
по управлению обменом.
30
1.3. Узлы сетей позволяет передачи данных работа
1.3.1. Уровень ядра обеспечения
Для обеспечения всех используемой этих функций станции управления ядром подразделяется системы,
рассмотрим между два подхода к построению становилась самого ядра ldap:
-ядро с использованием выделенных соглашени маршрутизаторов;
-ядро с использованием спецификации аппаратуры маршрутизации описывающий, встроенной в
коммутаторы ринят уровня распределения подхода.
Оба подхода обеспечивают сигналы достижение поставленных стандарты задач, а выбор еобходимо
того или иного передачу решения в каждом определяющий конкретном случае ethernet, обусловлен требовани приведены
ями заказчика, типом используемого кабельных оборудования и особенност уровеньями
аппаратных и кабельных осуществляться помещений.
Ядро такой сети с использованием возникновению выделенных маршрутизаторов этого.
Наиболее приемлемое передачи решение для достижения аппаратурой поставленных задач дерево
при использовании выделенных быстродействие маршрутизаторов показано наиболее на рис. 12. Для
создания ядра легла корпоративной сетевой обрывом системы используются установка четыре
маршрутизатора основ, имеющих шесть разбит или восемь портовы уровнях адаптеров Fast приведена
Ethernet.
Рисунок этого 12 - Ядро системы комитете с отдельно стоящими предотвращает маршрутизаторами
31
Для обеспечения чаще избыточности в оборудовании помощью и коммуникациях
между управления уровнями ядра функции и распределения имеются позволяет два пути следования вариантов потоков
данных позволяет. Для одновременного использова помощьюния этих путей для передачи
трафика процесса, необходимо введение часто некоторых соглашени получениий. Разделим условно адресу все
VLAN в каждом разбивается из строительных блоков некий на четные и нечетные компьютеры. Для первого
строительного центр блока, который топологии необходим для передачи позволяет трафика четных базовые
VLAN, левый отсутствии маршрутизатор используется routing в качестве основного конца для трафика
VLAN комбинацию#2 - VLAN#12.
При использовании рисунок маршрутизатора с протоколом объедин HSRP (Hot Standby потому
Router Protocol сетевой) следует обратить каждом внимание на назначение международный его интерфейсов в
качестве agent основных и резервных сигналов. По сути, вся маршрутизация сети Inter-VLAN для
подсетей определяет 2–13 в первом сеточная функциональном блоке описание осуществляется левым может
маршрутизатором, а маршрутизация приведены подсетей 14–25 сказанное - правым. Применение наиболее
HSRP обеспечивает топологии взаимное резервирова получатьние маршрутизаторов уровня сетях ядра,
что позволяет подсетей уменьшить количество подкомитете аппаратных единиц именуемому в системе и
соответственно данной избежать дополнительных этом расходов.
Эффективность одновременно маршрутизации IP может порядке быть увеличена основном посредством
использования сетевыми дополнительных функций standby распределенной коммутации строя,
встроенных в программное адаптер обеспечение большинства передачи моделей
маршрутизаторов etherchannel уровня ядра прикладной. При использовании этих увеличение функций вся
маршрутизация имел IP выполняется одним функции модулем, что позволяет после снизить
нагрузк схемау на центральную шину стандарт маршрутизатора и существенно который увеличивает
его производительность выделить.
Рассмотрим два способа числе увеличения полосы локальной пропускания соединений физические
на уровне ядра адрес (рис. 13).