22
замкнут в кольцо, такая топология называетс
.
я кольцо. Хотя сами по себе
базовые топологии просты, в действительности неоднократ
.
но встречаются
довольно трудные комбинации, объединяющие особенност
.
и разных
топологий.
Топология Шина
Топологию Шина часто называют «линейной шиной». Такая топология
относится к самых несложным и широко используемым топология
.
м. В ней
применяется один кабель, именуемый магистралью, в против
.
ном случае
сегментом, вдоль какого подключены все компь
.
ютеры и серверы сети. В
сети с топологией шина компьютер
.
ы адресуют данные одному компьютеру,
передавая их по кабе
.
лю в виде электрических сигналов. Д
.
ля представления
способа взаимодейст
.
вия компьютеров по шине опишем следующие понятия:
передача сигнала, отражение сигнала, терминатор [13, с. 47].
Топология ш
.
ина своей стру
.
ктурой допус
.
кает идент
.
ичность сете
.
вого
обору
.
дования ко
.
мпьютеров, а т
.
акже равно
.
правие все
.
х абоненто
.
в. При
тако
.
м соединен
.
ии компьютер
.
ы могут пере
.
давать тол
.
ько по очере
.
ди, потому
что л
.
иния связи е
.
динственна
.
я. В проти
.
вном случае пере
.
данная инфор
.
мация
будет ис
.
кажаться в резу
.
льтате нало
.
жения (конф
.
ликту, кол
.
лизии). Та
.
ким
образо
.
м, в шине ре
.
ализуется ре
.
жим полуду
.
плексного (
.
hаlf duрlе
.
х) обмена (
.
в
обоих на
.
правлениях, но по очере
.
ди, а не о
.
дновременно). В то
.
пологии
«ш
.
ина» отсутст
.
вует центр
.
альный або
.
нент, через которо
.
го передаетс
.
я вся
инфор
.
мация, котор
.
ая увеличи
.
вает ее на
.
дежность (
.
ведь при от
.
казе любого
це
.
нтра перест
.
ает функцио
.
нировать вс
.
я управляе
.
мая этим це
.
нтром систе
.
ма).
Добав
.
ление новы
.
х абоненто
.
в в шину дост
.
аточно простое и об
.
ычно
возмо
.
жно даже во вре
.
мя работы сет
.
и. В больш
.
инстве случ
.
аев при
ис
.
пользовани
.
и шины нуж
.
но минимал
.
ьное количест
.
во соедините
.
льного
кабе
.
ля по срав
.
нению с дру
.
гой тополо
.
гией. Хотя к к
.
аждому ком
.
пьютеру
(кро
.
ме двух кр
.
айних) под
.
ходит два к
.
абеля, что не все
.
гда удобно.
.
Потому
23
что р
.
азрешение воз
.
можных конф
.
ликтов в это
.
м случае ло
.
жится на сете
.
вое
оборудо
.
вание каждо
.
го отдельно
.
го абонент
.
а, аппаратур
.
а сетевого а
.
даптера
пр
.
и топологи
.
и «шина» в
.
ыходит сло
.
жнее, чем пр
.
и другой то
.
пологии.
О
.
днако через ш
.
ирокое рас
.
пространен
.
ие сетей с то
.
пологией «
.
шина»
(Еthе
.
rnеt, Аrсnеt) сто
.
имость сете
.
вого обору
.
дования вы
.
ходит не с
.
лишком
высо
.
кой.
При прохож
.
дении по л
.
инии связи сет
.
и с тополо
.
гией «шина»
и
.
нформацион
.
ные сигнал
.
ы ослабляютс
.
я и никак не возоб
.
новляются, что
н
.
алагает твер
.
дые ограниче
.
ния на сум
.
марную дли
.
ну линий с
.
вязи, кроме
то
.
го, каждый або
.
нент может по
.
лучать из сет
.
и сигналы р
.
азного уро
.
вня в
завис
.
имости от р
.
асстояния к пере
.
даточному або
.
ненту. Это в
.
ыдвигает
до
.
полнительн
.
ые требова
.
ния к прие
.
мным узлам сете
.
вого обору
.
дования. Д
.
ля
увеличе
.
ния длины сет
.
и с тополо
.
гией «шина» ч
.
асто испол
.
ьзуют неско
.
лько
сегме
.
нтов (кажд
.
ый из котор
.
ых являет собо
.
й шину), сое
.
диненных ме
.
жду
собой с по
.
мощью спец
.
иальных об
.
новителей с
.
игналов - ре
.
питеров. О
.
днако
такое н
.
аращивание д
.
лины сети не мо
.
жет длитьс
.
я бесконеч
.
но, потому что
су
.
ществуют е
.
ще и огран
.
ичения, св
.
язанные с ко
.
нечной скорост
.
ью
распростр
.
анения сиг
.
налов по л
.
иниям связ
.
и.
Данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютер
.
ам
сети; однако сообщение получает только тот абоне
.
нт, чей адрес
соответствует адресу получателя, зашифрованному в данных сигналах. В
любое время только один компьютер способен вести передачу. Т
.
ак как
данные в сеть передаютс
.
я только одним компьютеро
.
м, то
производительность сети зависит от численности компьютеров,
подключенных к шине. Чем боль
.
ше компьютеров, желающих вести передачу
данных, тем медле
.
ннее работает сеть.Данные распростр
.
аняются по всей сети
– от одно
.
го конца кабеля к другому. Если не оказывать воздейств
.
ий на
сигнал, то он, достигая конца кабеля, будет отражатьс
.
я и не позволит прочим
компьютер
.
ам осуществлять передачу. Поэтому, после того как данные
24
достигнут адресата, электричес
.
кие сигналы требуется погасить, д
.
ля этого на
концах кабеля размещаются терминаторы, поглощаю
.
щие эти сигналы.
Концы кабеля подключаются к компьютеру через разъем сетевого адаптера
и
.
ли к баррел-коннектору – для повышения длины кабеля (см. рис. 3).
Рисунок 3. Топология Шина.
Выход из строя сетевого кабеля совершаетс
.
я при его физическом
разрыве или когда н
.
а одном или на нескольких концах кабеля отсутствуют
терминатор
.
ы. При этом сеть «падает». Таким образом, топологи
.
я Шина
характеризуется использов
.
анием общего канала передачи данных,
называемого магистрал
.
ью, сегментом( trunk, bасkbоnе, sеgmеnt) между
оконечным
.
и устройствами. Имеет децентрал
.
изованное управление. Работает
в режиме широковещания – все компьютеры, разделяю
.
щие канал связи,
принимают вс
.
ю информацию, передаваемую другими компьютерам. Выход
из строя одной рабочей станции не влияет на работу остальных, тогда как
разрыв кабеля ил
.
и отсутствие терминатора ведет к выходу из строя всей
сети. Трудно локализов
.
ывать отказы из - за большой длины магистрального
кабеля и отсутст
.
вия точки концентрации. Максимал
.
ьная длина сегмента сети
L равна длине кабеля, ограниченного терминаторами. Для «толсто
.
го»
коаксиала L=500 м. Пр
.
и соединении 5 сегментов (по прави
.
лу 5-4-3) диаметр
сети D=5×500=2500м.
Топология Звезда
При топологии Звезда все компь
.
ютеры с сегментами кабеля
подключаютс
.
я к центру, именуемому концентраторо
.
м. Сигналы от
25
передающего компьютер
.
а поступают через концентратор ко всем станциям
(см. рис. 4).
Рисунок 4. Топология активная Звезда
В сетях с топологией Звезда подключение кабеля и управле
.
ние сетью
централизовано. Чаще всего д
.
ля их соед
.
инения испо
.
льзуется д
.
ве линии
с
.
вязи, кажд
.
ая из котор
.
ых передает и
.
нформацию то
.
лько в одно
.
м
направле
.
нии. Таким обр
.
азом, на к
.
аждой лини
.
и связи ест
.
ь только о
.
дин
приемн
.
ик и один пере
.
датчик. Все это су
.
щественно у
.
прощает сете
.
вое
устано
.
вление в ср
.
авнении с ш
.
иной и спас
.
ает от необ
.
ходимости пр
.
именение
до
.
полнительн
.
ых внешних тер
.
минаторов. Проб
.
лема затух
.
ания сигна
.
лов в
лини
.
и связи та
.
кже решаетс
.
я в «звезде» про
.
ще, чем в «
.
шине», вед
.
ь каждый
пр
.
иемник все
.
гда получает с
.
игнал одно
.
го уровня.
Но в этом заключается и недостаток: так как все ко
.
мпьютеры
подключены к центральной точке, дл
.
я крупных сетей сильно увеличивается
расход кабеля.. В звезде пре
.
дусматриваетс
.
я возможност
.
ь подключе
.
ния
вместо о
.
дного из пер
.
иферийных або
.
нентов еще о
.
дного центр
.
ального
або
.
нента (в ито
.
ге выходит то
.
пология из нес
.
кольких сое
.
диненных ме
.
жду
собой з
.
везд).
К тому же, если центральн
.
ый компонент выйдет из строя, нарушится
работа всей сети. Если выйдет из строя любой компьютер (либо кабель,
26
соединяю
.
щий его с центром), то только этот компьютер не будет передават
.
ь
или получать данные из сети. Н
.
а остальные компьютеры в сети это не
повлияет [13, с. 4
.
9].
Топология Звезда является самой быстродейст
.
вующей из всех
топологий вычислите
.
льных сетей, потому что перед
.
ача данных
производится между рабочими станциями через центральный узел (при его
отличной производительности) по отдел
.
ьным линиям, используемым лишь
этими рабочими станциями. Частота запросов передачи информации от
одной станции к другой невысокая по сравне
.
нию с достигаемой в других
топология
.
х.
Центральный узел управлени
.
я, например, файловый сервер, реализует
приемлемый механизм защиты против несанкцио
.
нированного доступа к
информации. Вся вычис
.
лительная сеть способна управлятьс
.
я из ее центра.
Отказы сети относительно легко локализов
.
ать [3, с.77]. Диаметр сети
составляет D=2×L, где L–длина сегмента. Н
.
а основе топологии Звезда
организуется топология Дерево (с
.
м. рис. 5).
Рисунок 5. Топология Дерево
27
Топология Кольцо
При тополо
.
гии кольцо компьютеры подключаютс
.
я к кабелю,
замкнутому в кольцо (с
.
м. рис. 6). Сигналы передаются по кольцу в одном
направлении и проходят через любой компьютер. В отличие от топологии
шина, здесь всякий компьютер выступает в роли репитера, усиливая сигналы
и передав
.
ая их очередному компьютеру. В связи с этим, если выйдет из
строя один компьютер, перестает функционировать вся сеть.
Один из алгоритмов передачи данных в кольцевой сети называется «
передача маркера». Суть его заключается в том, что м
.
аркер последовательно,
от 1-ого компьютер
.
а к следующему, передается до тех пор, по
.
ка его не
получит обратно отправите
.
ль. Передающий компьютер изменяет маркер,
помещает MАС - адрес в кадр и передает его по ко
.
льцу. Данные проходят
через каждый компьютер, пока не окажутся у того, чей адрес совпадает с
адресом получател
.
я, указанного в кадре [13, с.52].
Рисунок 6. Топология Кольцо
28
После этого принимающий компьютер отсылает отправителя данные,
подтверждающие факт приема. Получив подтверждение, компьютер -
отправитель создает новый маркер и возвращает его в сет
.
ь.
Итак, станции в тополог
.
ии подключаются к общему кольцу, иногда
двойному. Выход из строя одной рабочей станции влияет на всю сет
.
ь
(принимаются меры). Выход из строя кольца ведет к выходу из строя всей
сети, поэтому кольца резервируются( Двойное кольцо). Отказы локализовать
не очень легко. Диаметр сети составляет D=N×L сегмента, где N – ч
.
исло
станций в кольце.Сравнение описанных вышетопологий представле
.
но в
таблице ниже (таблица 1).
Таблица 1
Основные характеристики топологий сетей.
Характеристики
Топологии в
.
ычислитель
.
ных сетей
Звезда
Кольцо
Шинард
Ценность расширения
Незначительная
Средняя
Средняя
Присоединение
абонентов
Пассивное
Активное
Пассивное
Защита от отказов
Незначительная
Незначительная
Высокая
Размерый системый
Любые
Любые
Ограниченны
й
Защищенность
отопрослушивания
Хорошая
Хорошая
Незначительн
ая
Ценность по
.
дключения
Незначительная
Незначительная
Высокая
Действие с
.
истемы приз
Больших нагрузках
Хорошее
Среднеес
Плохое
Потенциальность работыйв
реальном режиме
временить
Очень хорошая
Неплохая
Плохая
Разводка кабеля
Хорошая
Среднеес
Хорошая
29
Окончание Таблица 1
Обслуживание
Очень хорошее
Среднеес
Среднеес
Исходя из вышеиз
.
ложенного можно сделать вывод, что компьютерные
сети занимают особое место в нашей повседневной жизни, в нашей
производственной деятельности и в други
.
х областях. Соединение
компьютеро
.
в в сети позволяют людям находить необходимую им
информ
.
ацию, используя ресурсы других компьютеров, общаться друг с
другом, не выходя за предел
.
ы своей комнаты, общаться с людьми, которые
находятся н
.
а огромных расстояниях.
30
2 ПРИНЦИПЫ ПОСТРОЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ
ВЫЧИСЛИТЕ
.
ЛЬНЫХ СЕТЕЙ
2.1 Организация локальных вычислительных сетей на основе
кабельной системы
Аппаратура кабельной системы является фундаментом любой сети.
Если сеть будет низкого качества, то даже самое современное и эффективное
оборудова
.
ние будет работать медленно, нестабильно и не будет
удовлетвор
.
ять требованиям пользователей. Ее основное назначение это связь
между абонентами. К аппаратуре локальной вычислительной сети относятся:
кабели для перед
.
ачи информации;
сетевые адаптеры;
трансиверы;
концентраторы;
мосты;
коммутаторы;
маршрутизаторы.
Для локаль
.
ных вычислительных сетей существуют тр
.
и принципиальные
схемы кабельных систем: на основе витой пары, коаксиального либо
волоконно-оптического кабеля. Кабельные л
.
инии предст
.
авляют собо
.
й
достаточ
.
но сложную ко
.
нструкцию, котор
.
ый состоит из про
.
водников,
з
.
аключенных в нес
.
колько слое
.
в изоляции: э
.
лектрическо
.
й,
электро
.
магнитной, ме
.
ханической, а т
.
акже, возмо
.
жно, климат
.
ической.
К
.
абель может б
.
ыть оснаще
.
н разъемам
.
и, позволя
.
ющими быстро в
.
ыполнять
пр
.
исоединение к не
.
му различно
.
го оборудо
.
вания. В ко
.
мпьютерных сет
.
ях
применя
.
ются три ос
.
новных тип
.
а кабеля: к
.
абели на ос
.
нове скруче
.
нных пар
ме
.
дных прово
.
дов, коакс
.
иальные кабе
.
ли с медно
.
й жилой, а т
.
акже
волоко
.
нно-оптичес
.
кие кабели. Существует нес
.
колько спе
.
цификаций,
31
котор
.
ые регулиру
.
ют количест
.
во витков н
.
а единицу д
.
лины - в з
.
ависимости
от н
.
азначения к
.
абеля. Пят
.
ь категори
.
й неэкраниро
.
ванной вито
.
й пары
Категория 1. Тр
.
адиционный те
.
лефонный к
.
абель, по которо
.
му можно
пере
.
давать тол
.
ько речь, но не д
.
анные.
Категория 2. К
.
абель, способ
.
ный переда
.
вать данные со с
.
коростью 4
Мб
.
ит/с. Состо
.
ит из четырё
.
х витых пар.
Категория 3. К
.
абель, способ
.
ный переда
.
вать данные со с
.
коростью 10
Мб
.
ит/с. Состо
.
ит из четырё
.
х витых пар с де
.
вятью витк
.
ами на метр.
Категория 4. К
.
абель, способ
.
ный переда
.
вать данные со с
.
коростью 16
Мб
.
ит/с. Состо
.
ит из четырё
.
х витых пар.
Категория 5. К
.
абель, способ
.
ный переда
.
вать данные со с
.
коростью 4
Мб
.
ит/с. Состо
.
ит из четырё
.
х витых пар ме
.
дного прово
.
да.
Одной из поте
.
нциальных проб
.
лем для люб
.
ых типов э
.
лектрическ
.
их
кабелей я
.
вляются пере
.
крёстные по
.
мехи. Пере
.
крёстные по
.
мехи - это
э
.
лектрическ
.
ие наводки, в
.
ызванные с
.
игналами в с
.
межных про
.
водах.
Неэ
.
кранирован
.
ная витая п
.
ара особен
.
но страдает от пере
.
крёстных по
.
мех.
Для у
.
меньшения и
.
х влияния ис
.
пользуют э
.
кран.
Экранированная в
.
итая пара. К
.
абель экра
.
нированной в
.
итой пары и
.
меет
медну
.
ю оплетку, котор
.
ая обеспеч
.
ивает более н
.
адёжную за
.
щиту от по
.
мех,
чем неэ
.
кранирован
.
ная витая п
.
ара. Кроме то
.
го провода э
.
кранирован
.
ной
витой п
.
ары обмота
.
ны фольгой. В резу
.
льтате экр
.
анированна
.
я витая пар
.
а
прекрасно з
.
ащищает пере
.
даваемые д
.
анные от в
.
нешних поме
.
х. Всё это
оз
.
начает, что э
.
кранирован
.
ная витая п
.
ара, по ср
.
авнению с неэ
.
кранирован
.
ной
витой п
.
арой, мень
.
ше подверже
.
на воздейст
.
вию электр
.
ических по
.
мех и
может пере
.
давать дан
.
ные с более в
.
ысокой скорост
.
ью и на бо
.
льшие
рассто
.
яния. Для по
.
дключения в
.
итой пары к ко
.
мпьютеру ис
.
пользуются
р
.
азъёмы RJ-45, и
.
меющие 8 ко
.
нтактов (н
.
адевается н
.
а каждый про
.
водок
вось
.
мижильного к
.
абеля).