2.3 Сетевая топология "Звезда"

Звезда -- базовая топология компьютерной сети, в которой все компьютеры присоединены к центральному узлу (обычно коммутатор), образуя физический сегмент сети (см. рисунок 3). Подобный сегмент может функционировать как отдельно, так и в составе сложной сетевой топологии (как правило, "дерево"). Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер (коммутатор, концентратор), на который таким способом возлагается большая нагрузка. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, потому что управление полностью централизовано.

Рисунок 3 - Топология "Звезда"

Если говорить о стойкости звезды к отказам компьютеров, то выход из строя периферийного компьютера никак не отражается на функционировании части сети, которая осталась, но любой отказ центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной. Поэтому должны приниматься специальные мероприятия по повышению надежности центрального компьютера (коммутатор, концентратор) и его сетевой аппаратуры. Обрыв любого кабеля или короткое замыкание в нем при топологии "звезда" нарушает обмен только с одним компьютером, а все другие компьютеры могут нормально продолжать работу.

В звезде на каждой линии связи находятся только два абонента: центральный и один из периферийных. Чаще всего для их соединения используется две линии связи, каждая из которых передает информацию только в одном направлении. Таким образом, на каждой линии связи есть только один приемник и один передатчик. Все это существенно упрощает сетевое установление в сравнении с шиной и спасает от необходимости применение дополнительных внешних терминаторов. Проблема затухания сигналов в линии связи также решается в "звезде" проще, чем в "шине", т.к. каждый приемник всегда получает сигнал одного уровня. Серьезный недостаток топологии "звезда" складывается в жестком ограничении количества абонентов. Обычно центральный абонент может обслуживать не больше 8-16 периферийных абонентов. Если в этих пределах подключения новых абонентов достаточно просто, то при их превышении оно просто невозможно.

Достоинствами данной топологии является:

· выход из строя одной рабочей станции не отражается на работе всей сети в целом;

· лёгкий поиск неисправностей и обрывов в сети;

· высокая производительность сети (при условии правильного проектирования);

· гибкие возможности администрирования.

Недостатками являются:

· выход из строя центрального концентратора обернётся неработоспособностью сети (или сегмента сети) в целом;

· для прокладки сети зачастую требуется больше кабеля, чем для большинства других топологий;

· конечное число рабочих станций в сети ограничено количеством портов в центральном концентраторе.

Так же существует ряд дополнительных топологий:

§ Двойное кольцо;

§ Ячеистая топология;

§ Решётка;

§ Дерево;

§ FatTree;

§ Снежинка;

§ Полносвязная.

Проведя анализ данных топологий, для построения и организации нашей сети была выбрана топология "Дерево".

Топологию "дерево", можно рассматривать как комбинацию нескольких звезд. Как и в случае звезды, дерево может быть активным (см. рисунок 4) и пассивным (см. рисунок 5). При активном дереве в центрах объединения нескольких линий связи находятся центральные компьютеры (коммутаторы, маршрутизаторы), а при пассивном - концентраторы (хабы).

Рисунок 4 - Активное "Дерево"

Рисунок 5 - Пассивное "Дерево"

Основание дерева вычислительной сети (корень) располагается в точке, где собираются коммуникационные линии информации (ветви дерева).

Вычислительные сети с древовидной структурой применяются там, где невозможно непосредственное применение базовых сетевых структур в чистом виде.

Компьютерная сеть изначально построена на неуправляемых коммутаторах TP-LINKTL-SF1048, TP-LINK TL-SF1024D, TP-LINK TL-SF1016, TP-LINK TL-SF1008D (характеристики оборудования приведены в таблицах 3, 4, 5, 6).