Мережеві топології: переваги і недоліки

Відео: Лекція 3

Що собою являють мережеві топології? Навіщо вони потрібні? Де їх використовують і з якою метою? Які їх типи і види існують? Чи можна якимось чином нівелювати негативні сторони мережевих топологій і посилити позитивні? Ось короткий перелік питань, на які буде дана відповідь у рамках даної статті.

Відео: Локальні, глобальні мережі та інтернет

Загальна інформація

Багато хто знає про мережеві пристрої. Топології ж для більшості - це темний ліс. Отже, давайте уявимо невелику модель. У нас є комп`ютери, що функціонують в рамках однієї локальної мережі. Вони з`єднані за допомогою ліній зв`язку. Залежно від того, як побудовано їх взаємодія, розрізняють наступні види мережі:

Кільцеву.
Зоряну.
Шинну.
Ієрархічну.
Довільну.

Все вищезазначене відноситься до фізичної топології. Але існують ще й логічні. Вони є незалежними одна від другої. Так, під першою на увазі геометрію побудови мережі. Логічна топологія займається тим, що направляє потоки даних між різними вузлів мережі і вибирає спосіб передачі даних. Кожен з розглянутих нижче типів побудови взаємозв`язку має свої особливості, переваги і недоліки. А зараз давайте розглянемо основні мережеві топології.

Відео: Лекція 5: Кодування інформації в локальних мережах

Шинна типологія

Її застосовують в тих випадках, коли для передачі даних використовується лінійкові моноканал. На його кінцях встановлюють термінатори. Потім кожен комп`ютер підключають до лінійного моноканалу завдяки Т-роз`єму. Дані передаються по обидва боки і відбиваються від кінцевих термінаторів. Як можна з цього зрозуміти, інформація в даному випадку надходить на всі наявні вузли. Але ось прийнята вона може бути тільки тим, для якого і призначена. Середовище передачі даних в цьому випадку використовується всіма персональними комп`ютерами, які підключені до мережі. А сигнал, що йде від одного ПК, поширюється по всіх пристроях. Популярність дана технологія знайшла при використанні архітектури Ethernet. Які ж переваги нам надає дане мережеве обладнання (топологія мереж)? Для початку необхідно відзначити легкість в налаштуванні і конфігурації мережі. Також, якщо з ладу вийде один вузол, то вона зможе продовжувати свою роботу в цілому. Завдяки цьому можна сказати, що мережі, побудовані за шинної типології, мають значну стійкість до несправностей. Але є і недоліки. В першу чергу необхідно відзначити обмеження щодо довжини кабелю, а також кількості робочих станцій. До того ж розрив лінійного моноканала негативно позначається на працездатності всієї мережі. Внаслідок цього часто буває важко визначити місце дефекту, особливо якщо воно приховано ізоляцією.

Мережева топологія «Зірка»

В цьому випадку кручений парою кожна робоча станція приєднана до хабу або концентратора. Завдяки їм забезпечується паралельне з`єднання всіх персональних комп`ютером. За допомогою хаба або концентратора ПК і спілкуються між собою. Відсилаються дані надходять на всі робочі станції. Але прийняти їх може тільки та, для якої вони і призначалися. Щодо переваг варто відзначити, що до мережі легко підключити новий персональний комп`ютер. Також вона стійка до несправностей окремих вузлів і розривів з`єднання. І доповнює все це можливість здійснення централізованого управління. Правда, є і певні мінуси. Так, відзначається значна витрата кабелю. Крім цього, відмова хаба або концентратора негативно вплине на роботу всієї мережі.

Використання центрального концентратора

Ця мережева типологія базується на попередньому вигляді створення мережі. Головну роль в цьому випадку відіграє центральний концентратор. Він є інтелектуальним пристроєм, що забезпечує послідовне з`єднання різних станцій за принципом «вихід-вхід», тобто завдяки йому кожна ЕОМ з`єднана з ще двома робочими станціями. Для стабільності функціонування тут є основні та резервні кільця. Завдяки цьому можна підтримувати працездатність мережі навіть при наявності значної шкоди. Проблемна точка просто відключається. Для передачі даних використовується спеціальний маркер. У ньому міститься адреса відправника та одержувача інформації. Слід зазначити, що, крім високої надійності, дана типологія також забезпечує і рівний доступ до мережі всіх робочих станцій. Але за все доводиться платити. В даному випадку це відноситься до великої витрати кабелю і дорогої розводці ліній зв`язку.

дерево

Ця послуга мережі типологія розглядається як комбінація декількох зірок. Дерево може бути в наступних станах:

Активному.
Пасивному.
Істинному.

Залежно від необхідно стану відповідальний персонал вибирає, що необхідно використовувати: центральні комп`ютери або хаби (концентратори). Кожен вибір має свої переваги і недоліки. У першому випадку можна говорити про побудову більш централізованої системи з кращою керованістю тощо. Але використання хабів або концентраторів, як правило, значно вигідніше з ресурсо-фінансовому плані.

Кільцева топологія

В даному випадку передбачається з`єднання каналів зв`язку в одну нерозривний ланцюг. При цьому вона не обов`язково повинна нагадувати коло. У цьому випадку передбачається, що для передачі даних буде використовуватися вихід одного персонального комп`ютера, який з`єднаний з входом інший ЕОМ. Тому, коли інформація буде починати рух з якоїсь однієї певної точки, в кінцевому підсумку вона буде там же, пройшовши одне коло. Дані в таких кільцях завжди переміщаються в одному напрямку. Розпізнати і обробити отримане повідомлення може тільки та робоча станція, якій воно було адресовано. При роботі топології застосовується маркерний доступ. Він передбачає надання права використання кільця в установленому порядку. Під час передачі даних використовується логічне кільце. Створити та налаштувати дану мережу досить легко. Але через те, що пошкодження в одному місці може вивести її з ладу, в чистому вигляді вона майже не застосовується через свою ненадійність. Для роботи на практиці можуть використовуватися різні модифікації даної типології.

комбінації

Вони використовуються для того, щоб зменшити або ліквідувати негативні сторони при створенні взаємозв`язку між різними комп`ютерами. Найбільш поширені комбіновані типи мережевої топології будуються на зоряної, шинної і кільцевої технологіях. Для розуміння ситуації можна навести кілька прикладів. Візьмемо для першого зоряно-шинну топологію. Головним в ній є концентратор. Але до нього можуть підключатися не тільки окремі комп`ютери, а й цілі шинні сегменти мережі. Звичайно, застосовуватися може не один концентратор, а багато. Також може використовуватися архітектура побудови з опорної (магістральної) шиною. Перевага даної комбінації полягає в тому, що системний адміністратор може отримати переваги обох типологій і легко впливати на кількість ЕОМ, що підключені до мережі. Давайте розглянемо ще один приклад. Розглядатися буде зоряно-кільцева топологія. По ній об`єднують не комп`ютери, а концентратори, до яких безпосередньо і підключені ЕОМ. Таким чином, створюється замкнутий контур, в якому скомбіновані переваги цих обох топологій, а також з`являється ще ряд зручностей. Як приклад таких можна навести те, що все концентратори можна зібрати в одному місці. А це означає, що точки підключення кабелів будуть перебувати разом, і робота з ними буде істотно спрощена.

висновок

Ось нами і були розглянуті основні види мережевої топології. Представлені в рамках статті можливості побудови взаємозв`язку між різними комп`ютерами є найпопулярнішими завдяки своїй практичності. Але в окремих випадках можуть знадобитися більш спеціалізовані мережеві топології. Їх розробка або використання вже створених технологій здійснюється з урахуванням всіх необхідних для коректної роботи особливостей, нюансів і аспектів. Зазвичай щось подібне використовується тільки для наукових і військових об`єктів, тоді як для цивільного життя з лишком вистачає і найбільш поширених підходів. Адже розглянуті мережеві топології - це напрацювання десятиліть!