Основные топологии лвс

Вычислительные машины, входящие в состав ЛВС, могут быть расположены самым случайным образом на территории, где создается вычислительная сеть. Следует заметить, что для способа обращения к передающей среде и методов управления сетью небезразлично, как расположены абонентские ЭВМ. Поэтому имеет смысл говорить о топологии ЛВС.

Топология ЛВС — это усредненная геометрическая схема соединений узлов сети.

Топологии вычислительных сетеймогут быть самыми различными, но для локальных вычислительных сетей типичными являются всего три:кольцевая, шинная, звездообразная.

Иногда для упрощения используют термины — кольцо, шинаизвезда.Не следует думать, что рассматриваемые типы топологий представляют собой идеальное кольцо, идеальную прямую или звезду.

Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность узлов.

Узел — любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети.

Топология усредняет схему соединений узлов сети. Так, и эллипс, и замкнутая кривая, и замкнутая ломаная линия относятся к кольцевой топологии, а незамкнутая ломаная пиния — к шинной.

Кольцевая топологияпредусматривает соединение узлов сети замкнутой кри­вой — кабелем передающей среды (рис. 2). Выход одного узла сети соединяется со вхо­дом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу. Каждый промежуточный узел между передатчиком и приемником ретранслирует посланное сообщение. Принимаю­щий узел распознает и получает только адресованные ему сообщения.

Кольцевая топологияявляется идеальной для сетей, занимающих сравнительно небольшое пространство. В ней отсутствует центральный узел, что повышает надежность сети. Ретрансляция информации позволяет использовать в качестве передающей среды любые типы кабелей.

Рис. 2. Сеть кольцевой топологии

Последовательная дисциплина обслуживания узлов такой сети снижает ее быстродействие, а выход из строя одного из узлов нарушает целостность кольца и требует принятия специальных мер для сохранения тракта передачи информации.

Из-за сложностей с прокладкой кабельной системы большинство производителей ЛВС разрабатывают сети с чистой кольцевой топологией. Вместо этого используется специальный центральный хаб реализующий кольцевую топологию в сети со звездообразной схемой прокладки кабеля.

Шинная топология— одна из наиболее простых (рис. 3). Она связана с использованием в качестве передающей среды коаксиального кабеля. Данные от передающего узла сети распространяются по шине в обе стороны. Промежуточные узлы не транслируют поступающих сообщений. Информация поступает на все узлы, но принимает сообщение только тот, которому оно адресовано. Дисциплина обслуживания параллельная.

Рис. 3. Сеть шинной топологии.

Это обеспечивает высокое быстродействие ЛВС с шинной топологией. Сеть легко на­ращивать и конфигурировать, а также адаптировать к различным системам. Сеть шинной топологии устойчива к возможным неисправностям отдельных узлов.

Компьютеры в сетях с шинной топо­логией в любой момент времени имеют равноправный доступ к магис­тральному кабелю. Прежде чем пере­сылать данные другому компьютеру, необходимо проверять, свободен ли кабель. Эта проверка производится на логическом уровне. С целью предот­вращения коллизий на этом же уровне осуществляются функции слияния (как и на въездах на автомагистраль).

Недостаток этой топологии заключается в том, что весь сетевой трафик зависит от магистрального кабеля. При разрыве кабеля в любой точке или при подключении очередного узла вся сеть перестанет функционировать. Тем не менее, это, как правило, наиболее дешевый вариант, поскольку необходим только общий кабель для соединения узлов.

Сети шинной топологии наиболее распространены в настоящее время. Следует отме­тить, что они имеют малую протяженность и не позволяют использовать различные типы кабеля в пределах одной сети.

Звездообразная топологиябазируется на концепции центрального узла, называемого хабом (hub) (рис. 4), к которому подключаются периферийные узлы. Каждый периферийный узел имеет свою отдельную линию связи с хабом. Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует, переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети.

Рис. 4. Сеть звездообразной топологии

Звездообразная топология значительно упрощает взаимодействие узлов ЛВС друг с другом, позволяет использовать более простые сетевые адаптеры. В то же время работоспособность ЛВС со звездообразной топологией целиком зависит от центрального узла.

Преимуществом таких сетей является то, что кабель каждого компьютера защищен от повреждений в любом другом кабеле. Если нарушится соединение какого-либо компьютера или оборвется его кабель, то только этот компьютер потеряет связь с сетью, остальные компьютеры сохранят соединение друг с другом через хаб. С точки зрения надежности сети такой тип топологии является наилучшим.

Недостатки звездообразной топологии сказываются при использовании очень маленьких сетей. Стоимость центрального хаба может быть довольно большой. В зависимости от марки хаба и количества обеспечиваемых соединений она может достигать нескольких тысяч долларов.

В реальных вычислительных сетях могут использоваться более сложные топологии, представляющие в некоторых случаях сочетания рассмотренных.

Выбор той или иной топологии определяется областью применения ЛВС, географическим расположением ее узлов и размерностью сети в целом.