Перейти к основному содержанию

Топология компьютерных сетей

Топология компьютерных сетей (конфигурация, структура) - физическое расположение рабочих мест (компьютеров) и способ их соединения линиями связи, между собой. Понятие топологии в первую очередь относится к локальным сетям, структуру связи в которых можно и нужно проследить. Топология определяет требования к выбору оборудования, способы обмена данными, надежность работы, возможность расширения сети, стоимость. Существует много вариантов топологии компьютерных сетей. К наиболее известным и часто используемым относятся: «шина», «кольцо», «звезда» . Каждая из них имеет свои преимущества и недостатки.

Топология «шина» , представляет собой общую магистраль (кабель) к которой подсоединены все рабочие места (компьютеры).

В сети с топологией «шина», данные передаются всем компьютерам, но принять их может только тот, кому они адресованы. Адрес получателя отправляется вместе с пакетом данных. В случае совпадения адреса, компьютер его принимает. Проходя через компьютер с не совпадающим адресом, пакет данных отправляется дальше по сети. В каждый момент времени передачу данных может осуществит только один компьютер, соответственно чем больше компьютеров, тем сеть работает медленнее. Сигнал, достигающий конца линии отражается, в результате чего возникает наложение сигналов находящихся в разных фазах и их искажение. Чтобы избежать этого на концах линии ставят специальные устройства — терминаторы, которые гасят сигнал.

Достоинства топологии «шина»:

  • выход из строя одного из компьютеров, не влияет на работу сети в целом;
  • небольшое время установки и настройки сети;
  • не высокая стоимость (не большое количество кабеля, не много сетевых устройств);
  • добавление новых абонентов возможно без приостановки работы сети.

Недостатки топологии «шина»:

  • обрыв центрального кабеля или выход из строя «терминатора», блокирует работу всей сети;
  • добавление новых рабочих мест может привести к падению общей производительности сети;
  • при увеличении объема передаваемой информации могут возникать задержки;
  • сложность выявления неисправностей.

Топология «кольцо» , представляет собой структуру, где каждый компьютер связан между собой только с двумя другими: от одного он получает сигнал, другому передает, таким образом образовывая форму кольца.

Сигнал передается по кругу, в одном направлении - справа-налево. Каждый компьютер выступает в роли ретранслятора, минимизируя возможность затухания сигнала в кольце, она остается возможной только между соседними компьютерами. Передача данных осуществляется с помощью маркерного сигнала, который генерируется одним из компьютеров. В маркерном сигнале заложен адрес получателя, проходя через кольцо он не анализируется каждым последующим компьютером, а просто передается дальше, пока не дойдет до получателя, чей адрес указан.

Достоинства топологии «кольцо»:

  • возможность устойчивой работы при большой загруженности сети;
  • минимальное наличие дополнительного оборудования;
  • простота установки.

Недостатки топологии «кольцо» :

  • выход из строя одного из компьютеров или обрыв связи между ними приводит к полной парализации работы сети;
  • добавление новых абонентов требует временной приостановки работы всей сети;
  • сложность выявления неисправностей;
  • сложность настройки.

Топология «звезда» - структура, где каждый компьютер подсоединен отдельным кабелем к находящемуся в центре коммутирующему устройству.

В роли такого устройства может выступать концентратор (HUB) или коммутатор, они выполняю функцию повторителя, принимая поступающие сигналы и отправляя их другим пользователям сети. Такая топология называется пассивной звездой. В активной звезде роль центрального коммутирующего устройства выполняет центральный компьютер или сервер.

Достоинства топологии «звезда»:

  • выход из строя одного из компьютеров не сказывается на работе всей сети;
  • подключение новых рабочих мест не требует приостановки работы сети;
  • легкий поиск неисправностей;
  • высокая производительность сети.

Недостатки топологии «звезда»:

  • отказ центрального коммутирующего устройства приводит к отказу всей системы;
  • количество подключения новых рабочих мест ограничено количеством портов концентратора;
  • требуется большое количество кабеля, соответственно достаточно большая стоимость.

При построении сложных компьютерных сетей возможна комбинация топологий.