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.