БАЗОВЫЕ ТОПОЛОГИИ ЛОКАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

Термин топология сетей характеризует физическое расположение компьютеров, узлов коммутации и каналов связи в сети.

Проблема синтеза структуры (топологии) сети является одной из важнейших, но до конца не решенной, в связи с чем при решении задач определения числа и взаимосвязи компонентов сети используются приближенные, эмпирические методы.

Все сети строятся на основе трех базовых топологий [40]: "звезда" (star), "кольцо" (ring), "шина" (bus).

Рис. 6.1. Звездообразная топология сети

Звезда. Топология звезда характерна тем, что в ней все узлы соединены с одним центральным узлом (рис. 6.1).

О

О

д

efjgs

Достоинства подобной структуры заключаются в экономичности и удобстве с точки зрения организации управления взаимодействием компьютеров (абонентов). Звездообразную сеть легко расширить, поскольку для добавления нового компьютера нужен только один новый канал связи. Существенным недостатком звездообразной топологии является низкая надежность: при отказе центрального узла выходит из строя вся сеть.

Кольцо. В топологии кольцо компьютеры подключаются к повторителям (репитерам) сигналов, связанных в однонаправленное кольцо (рис. 6.2).

Рис. 6.2. Кольцевая топология сети

По методу доступа к каналу связи (среде передачи данных) различают два основных типа кольцевых сетей: маркерное и тактированное кольца.

В маркерных кольцевых сетях по кольцу передается специальный управляющий маркер (метка), разрешающий передачу сообщений из компьютера, который им "владеет".

Если компьютер получил маркер и у него есть сообщение для передачи, то он "захватывает" маркер и передает сообщение в кольцо. Данные проходят через все повторители, пока не окажутся на том повторителе, к которому подключен компьютер с адресом, указанным в данных. Получив подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть. При отсутствии у компьютера сообщения для передачи он пропускает движущийся по кольцу маркер.

В тактированном кольце по сети непрерывно вращается замкнутая последовательность тактов — специально закодированных интервалов фиксированной длины. В каждом такте имеется бит — указатель занятости. Свободные такты могут заполняться передаваемыми сообщениями по мере необходимости либо за каждым узлом могут закрепляться определенные такты.

Достоинствами кольцевых сетей являются равенство компьютеров по доступу к сети и высокая расширяемость. К н е д о - статка м можно отнести выход из строя всей сети при выходе из строя одного повторителя и остановку работы сети при изменении ее конфигурации.

Шина. В топологии шина, широко применяемой в локальный сетях, все компьютеры подключены к единому каналу связи с помощью трансиверов (приемопередатчиков) (рис. 6.3).

Рис. 6.3. Шинная топология сети

Канал оканчивается с двух сторон пассивными терминаторами, поглощающими передаваемые сигналы. Данные от передающего компьютера передаются всем компьютерам сети, однако воспринимаются только тем компьютером, адрес которого указан в передаваемом сообщении. Причем в каждый момент только один компьютер может вести передачу.

Рис. 6.4. Топология звезда — шина

В настоящее время часто используются топологии, комбинирующие базовые: "звезда — шина", "звезда — кольцо".

Топология звезда — шина чаще всего выглядит как объединение с помощью магистральной шины нескольких звездообразных сетей (рис. 6.4).

При топологии звезда — кольцо несколько звездообразных сетей соединяется своими центральными узлами коммутации в кольцо (рис. 6.5).