5 что понимается под топологией локальной сети: Топологии локальных сетей | Основной принцип построения.

Содержание

Что понимается под Топологией локальной сети: секреты и мифы

Всем привет! Сегодня я постараюсь как можно подробнее ответить на вопрос, что же такое топология локальных сетей, какие они бывают и как их правильно подобрать? Если говорить грубо, то это схема по которой будут подключаться компьютеры, сервера и другое сетевое оборудования. Это важное составляющее любой локальной вычислительной сети (ЛВС), так как от этого будет зависеть скорость работы канала, а также устойчивость к различным аварийным ситуациям.

Содержание

  1. Коротко про ЛВС
  2. Про топологию
  3. Типы
  4. Виды
  5. Шина
  6. Кольцо
  7. Звезда
  8. Другие виды
  9. Централизованная и децентрализованная система
  10. Видео
  11. Задать вопрос автору статьи

Схема локальной сети

Недостатки

Преимущества

Количество компьютеров в сети

Оборудование, необходимое для создания сети

Выводы:

Схема локальной сети

Недостатки

Преимущества

Количество компьютеров в сети

Оборудование, необходимое для создания сети

Выводы:

Схема локальной сети

Недостатки

Преимущества

Количество компьютеров в сети

Оборудование, необходимое для создания сети

Выводы:

следующий →
← предыдущая

Топология определяет структуру сети, как все компоненты взаимосвязаны друг с другом. Существует два типа топологии: физическая и логическая топология.

Типы топологии сети

Физическая топология — это геометрическое представление всех узлов в сети. Существует шесть типов топологии сети: топология шины, топология кольца, топология дерева, топология звезды, топология ячеистой сети и гибридная топология.

1) Топология шины

  • Шинная топология разработана таким образом, что все станции соединяются с помощью одного кабеля, называемого магистральным кабелем.
  • Каждый узел либо подключается к магистральному кабелю ответвительным кабелем, либо напрямую подключается к магистральному кабелю.
  • Когда узел хочет отправить сообщение по сети, он отправляет сообщение по сети. Все станции, доступные в сети, получат сообщение независимо от того, адресовано оно или нет.
  • Топология шины в основном используется в стандартных сетях 802.3 (ethernet) и 802.4.
  • Конфигурация шинной топологии намного проще по сравнению с другими топологиями.
  • Магистральный кабель считается «однополосным» , по которому сообщение передается на все станции.
  • Наиболее распространенным методом доступа в шинных топологиях является CSMA (множественный доступ с контролем несущей).

CSMA: Это средство управления доступом к среде, используемое для управления потоком данных, чтобы поддерживать целостность данных, т. е. чтобы пакеты не терялись. Есть два альтернативных способа решения проблем, возникающих, когда два узла отправляют сообщения одновременно.

  • CSMA CD: CSMA CD ( Обнаружение коллизий ) — это метод доступа, используемый для обнаружения коллизий. После обнаружения коллизии отправитель прекратит передачу данных. Поэтому работает на « восстановление после коллизии «.
  • CSMA CA: CSMA CA (предотвращение коллизий) — это метод доступа, используемый для предотвращения коллизий путем проверки того, занята среда передачи или нет. Если занято, то отправитель ждет, пока носитель не освободится. Этот метод эффективно снижает вероятность столкновения. Не работает на «восстановление после столкновения».

Преимущества топологии шины:

  • Бюджетный кабель: В шинной топологии узлы напрямую подключаются к кабелю, минуя концентратор. Поэтому первоначальная стоимость установки невысока.
  • Умеренные скорости передачи данных: Коаксиальные кабели или кабели с витой парой в основном используются в шинных сетях, поддерживающих скорость до 10 Мбит/с.
  • Знакомая технология: топология шины является знакомой технологией, поскольку методы установки и устранения неполадок хорошо известны, а аппаратные компоненты легко доступны.
  • Ограниченный сбой: Сбой в одном узле не повлияет на другие узлы.

Недостатки топологии шины:

  • Удлиненная кабельная разводка: Шинная топология довольно проста, но требует большого количества кабелей.
  • Устранение сложных неисправностей: Для определения неисправностей кабеля требуется специальное тестовое оборудование. Если в кабеле произойдет какая-либо неисправность, это нарушит связь для всех узлов.
  • Интерференция сигналов: Если два узла отправляют сообщения одновременно, то сигналы обоих узлов сталкиваются друг с другом.
  • Реконфигурация затруднена: Добавление новых устройств в сеть замедлит работу сети.
  • Затухание: Затухание — это потеря сигнала, приводящая к проблемам со связью. Повторители используются для регенерации сигнала.

2) Кольцевая топология

  • Топология «кольцо» аналогична топологии «шина», но с соединенными концами.
  • Узел, получивший сообщение от предыдущего компьютера, повторно передаст его следующему узлу.
  • Данные передаются в одном направлении, т. е. являются однонаправленными.
  • Данные передаются в едином непрерывном цикле, известном как бесконечный цикл.
  • У него нет конечных концов, т. е. каждый узел соединен с другим узлом и не имеет точки завершения.
  • Данные в кольцевой топологии передаются по часовой стрелке.
  • Наиболее распространенный метод доступа кольцевой топологии — 9Токен 0013 проходит .
    • Передача токена: Это метод доступа к сети, при котором токен передается от одного узла к другому.
    • Токен: Это кадр, который циркулирует по сети.

Работа передачи токена

  • Маркер перемещается по сети и передается от компьютера к компьютеру, пока не достигнет пункта назначения.
  • Отправитель изменяет токен, добавляя адрес вместе с данными.
  • Данные передаются с одного устройства на другое до тех пор, пока не совпадет адрес назначения. Как только токен получен целевым устройством, оно отправляет подтверждение отправителю.
  • В кольцевой топологии маркер используется в качестве носителя.

Преимущества кольцевой топологии:

  • Управление сетью: Неисправные устройства могут быть удалены из сети без отключения сети.
  • Наличие продукта: Доступно множество аппаратных и программных инструментов для работы и мониторинга сети.
  • Стоимость: Витая пара недорога и легкодоступна. Поэтому стоимость установки очень низкая.
  • Надежный: Это более надежная сеть, поскольку система связи не зависит от одного хост-компьютера.

Недостатки кольцевой топологии:

  • Устранение сложных неисправностей: Для определения неисправностей кабеля требуется специальное тестовое оборудование. Если в кабеле произойдет какая-либо неисправность, это нарушит связь для всех узлов.
  • Отказ: Отказ на одной станции приводит к отказу всей сети.
  • Реконфигурация затруднена: Добавление новых устройств в сеть замедлит работу сети.
  • Задержка: Задержка связи прямо пропорциональна количеству узлов. Добавление новых устройств увеличивает задержку связи.

3) Топология «звезда»

  • Топология «звезда» представляет собой организацию сети, в которой каждый узел подключен к центральному концентратору, коммутатору или центральному компьютеру.
  • Центральный компьютер известен как сервер , а периферийные устройства, подключенные к серверу, известны как клиенты .
  • Для подключения компьютеров используются коаксиальный кабель

  • или кабели RJ-45.
  • Концентраторы

  • или коммутаторы в основном используются в качестве устройств подключения в топологии физической звезды .
  • Топология

  • «звезда» является наиболее популярной топологией при реализации сети.

Преимущества топологии «звезда»

  • Эффективное устранение неполадок: Поиск и устранение неисправностей более эффективно в топологии «звезда» по сравнению с топологией «шина». В шинной топологии менеджер должен проверять километры кабеля. В звездообразной топологии все станции подключены к централизованной сети. Таким образом, сетевой администратор должен обратиться к одной станции, чтобы устранить проблему.
  • Управление сетью: Сложные функции управления сетью могут быть легко реализованы в звездообразной топологии. Любые изменения, внесенные в топологию «звезда», автоматически учитываются.
  • Ограниченный сбой: Поскольку каждая станция подключена к центральному концентратору собственным кабелем, поэтому сбой в одном кабеле не повлияет на всю сеть.
  • Знакомая технология: Топология «звезда» — знакомая технология, поскольку ее инструменты экономичны.
  • Простота расширения: Легко расширяется, поскольку к открытым портам концентратора можно добавлять новые станции.
  • Экономичность: Сети с топологией «звезда» экономичны, поскольку в них используется недорогой коаксиальный кабель.
  • Высокая скорость передачи данных: Поддерживает пропускную способность около 100 Мбит/с. Ethernet 100BaseT — одна из самых популярных сетей с топологией «звезда».

Недостатки топологии «звезда»

  • Центральная точка отказа: Если центральный концентратор или коммутатор выйдет из строя, то все подключенные узлы не смогут взаимодействовать друг с другом.
  • Кабель: Иногда прокладка кабеля становится сложной, когда требуется прокладка значительного объема.

4) Топология дерева

  • Топология дерева сочетает в себе характеристики топологии шины и топологии звезды.
  • Топология дерева — это тип структуры, в которой все компьютеры связаны друг с другом иерархическим образом.
  • Самый верхний узел в топологии дерева называется корневым узлом, а все остальные узлы являются потомками корневого узла.
  • Между двумя узлами существует только один путь для передачи данных. Таким образом, он формирует иерархию родитель-потомок.

Преимущества древовидной топологии

  • Поддержка широкополосной передачи: Древовидная топология в основном используется для обеспечения широкополосной передачи, т. е. сигналы передаются на большие расстояния без ослабления.
  • Легко расширяемый: Мы можем добавить новое устройство в существующую сеть. Поэтому можно сказать, что топология дерева легко расширяема.
  • Простота управления: В древовидной топологии вся сеть разделена на сегменты, известные как звездообразные сети, которыми легко управлять и обслуживать.
  • Обнаружение ошибок: Обнаружение и исправление ошибок очень просто в древовидной топологии.
  • Ограниченный сбой: Сбой на одной станции не влияет на всю сеть.
  • Двухточечная проводка: Имеется двухточечная проводка для отдельных сегментов.

Недостатки древовидной топологии

  • Сложный поиск и устранение неисправностей: Если в узле возникает какая-либо неисправность, устранить проблему становится сложно.
  • Высокая стоимость: Устройства, необходимые для широкополосной передачи, очень дороги.
  • Отказ: Древовидная топология в основном зависит от кабеля главной шины, и сбой в кабеле главной шины повредит всю сеть.
  • Сложность перенастройки: Если добавляются новые устройства, перенастройка становится затруднительной.

5) Сетчатая топология

  • Сетчатая технология представляет собой организацию сети, при которой компьютеры взаимосвязаны друг с другом посредством различных резервных соединений.
  • Существует несколько путей от одного компьютера к другому.
  • Он не содержит коммутатора, концентратора или какого-либо центрального компьютера, который действует как центральная точка связи.
  • Интернет является примером топологии ячеистой сети.
  • Топология Mesh

  • в основном используется для реализации WAN, где сбои связи являются серьезной проблемой.
  • Топология Mesh

  • в основном используется для беспроводных сетей.
  • Топология сетки

  • может быть сформирована по формуле:
    Количество кабелей = (n*(n-1))/2;

Где n — количество узлов, представляющих сеть.

Сетчатая топология делится на две категории:

  • Полносвязная ячеистая топология
  • Частично связанная ячеистая топология
  • Полноячеистая топология: В полноячеистой топологии каждый компьютер подключен ко всем компьютерам, доступным в сети.
  • Топология частичной сетки: В частичноячеистой топологии не все компьютеры, а только определенные, подключены к тем компьютерам, с которыми они часто взаимодействуют.

Преимущества ячеистой топологии:

Надежный: Сети с ячеистой топологией очень надежны, так как любой разрыв канала не повлияет на связь между подключенными компьютерами.

Быстрая связь: Связь между узлами очень быстрая.

Упрощенная реконфигурация: Добавление новых устройств не нарушит связь между другими устройствами.

Недостатки сетчатой ​​топологии

  • Стоимость: Ячеистая топология содержит большое количество подключенных устройств, таких как маршрутизатор, и больше средств передачи, чем другие топологии.
  • Управление: Сети с ячеистой топологией очень велики и очень сложны в обслуживании и управлении. Если сеть не контролируется тщательно, то сбой канала связи остается незамеченным.
  • Эффективность: В этой топологии большое количество избыточных соединений снижает эффективность сети.

6) Гибридная топология

  • Комбинация различных топологий известна как гибридная топология .
  • Гибридная топология — это соединение между различными ссылками и узлами для передачи данных.
  • Когда две или более различных топологий объединяются вместе, это называется гибридной топологией, и если сходные топологии соединяются друг с другом, это не приводит к гибридной топологии. Например, если существует кольцевая топология в одном отделении банка ICICI и шинная топология в другом отделении банка ICICI, соединение этих двух топологий приведет к гибридной топологии.

Преимущества гибридной топологии