Презентация - Топологии компьютерных сетей

Топологии компьютерных сетей

Понятие сетевой топологии топология – способ соединения компьютеров в сети

Сетевая топология может быть: физической — описывает реальное расположение и связи между компьютерами логической — описывает хождение сигнала в рамках физической топологии информационной — описывает направление потоков информации, передаваемых по сети.

Существует множество способов соединения сетевых устройств (топологий), например: Линия Шина Кольцо Двойное кольцо Звезда Сетчатая (ячеистая )топология Решётка Дерево

Базовые сетевые топологии: ШИНА КОЛЬЦО ЗВЕЗДА На основе базовых топологий строится большинство компьютерных сетей

Топология типа шина , представляет собой общий кабель (называемый шина), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.

Шинная топология Все станции имеют право передавать и получать сообщения. Адресат указывается в самом передаваемом пакете Одновременно может передавать информацию только одна станция Коллизия – ситуация, когда два или более узла пытаются отправить сообщения Коллизии разрешаются путем широкополосной передачи информации (пересылаемые данные модулируются соответствующими частотами). Для этого между РС и адаптером должен находиться модем. Узел Узел Узел Адаптер Адаптер Адаптер Используется технология функционирования Ethernet -метод множественного доступа с прослушиванием канала связи

Преимущества и недостатки сетей с топологией «шина» Преимущества Недостатки Простая в реализации и настройке Низкая надежность (обрыв кабеля выведет из строя всю сеть) Недорогая (экономный расход кабеля) Низкая пропускная способность сети. Множество коллизий (столкновений) сигналов Трудно удлинять сеть (необходимы повторители или репитеры)

Кольцо — это топология , в которой каждый компьютер соединен линиями связи с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает.

Кольцевая топология Преимущества : Пересылка сообщений эффективна, так как их можно отправлять одно за другим Недостатки : Продолжительность передачи информации увеличивается пропорционально количеству рабочих станций Каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации Прокладка кабелей сложная и дорогостоящая Узел Узел Узел Узел Вх адап Вх адап Вх адап Вх адап Вых адап Вых адап Вых адап Вых адап Используется технология функционирования Token Ring (маркерное кольцо)

Преимущества и недостатки сетей с топологией «кольцо» Преимущества Недостатки Не нужны терминаторы (поскольку нет свободных концов) Значительное время передачи (сигнал проходит через все компьютеры, прежде, чем дойдет до адресата) Можно построить сеть большой протяженности (каждый компьютер выступает в роли повторителя) Подключение новых компьютеров требует остановки сети Устойчива к перегрузкам и эффективна в эксплуатации (отсутствуют коллизии) Выход из строя хотя бы одного компьютера нарушает работу всей сети Обрыв кабеля нарушает работу всей сети

Звезда — топология компьютерной сети, в которой все компьютеры присоединены к центральному узлу

Топология типа звезда Центральный узел Узел Узел Узел Узел Преимущества : Является наиболее быстродействующей Центральный узел может реализовать оптимальный механизм защиты от несанкционированного доступа к информации Связь рабочей станции с центральным узлом независима от связей других станций Недостатки : Высокие затраты на прокладку кабеля Вся информация между двумя рабочими местами проходит через центральный узел. Технология Arcnet

Пассивная звезда В центре сети с данной топологией содержится не компьютер, а концентратор (хаб), или коммутатор, он возобновляет сигналы, которые поступают, и пересылает их в другие линии связи.

Активная звезда В центре сети содержится компьютер, который выступает в роли сервера.

Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом ложится очень большая нагрузка, потому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Как правило, именно центральный компьютер является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, потому что управление полностью централизовано.

Преимущества и недостатки сетей с топологией «пассивная звезда» Преимущества Недостатки Не нужны терминаторы Выход из строя центрального узла выводит из строя всю сеть Высокая надежность (обрыв кабеля влияет только на один компьютер) Больший расход кабеля, чем, например в «шине» и «кольцо» Высокая защищенность сети Легко модифицировать сеть, добавляя новые компьютеры

Преимущества и недостатки сетей с топологией «активная звезда» Преимущества Недостатки Не нужны терминаторы Выход из строя центрального узла выводит из строя всю сеть Высокая надежность (обрыв кабеля влияет только на один компьютер) Затраты на обслуживание сервера Легко модифицировать сеть, добавляя новые компьютеры Высокая защищенность сети Простота в обслуживании сети и устранении проблем (централизованный контроль и управление)

Другие возможные сетевые топологии Древовидная топология Эту топологию можно рассматривать, как объединение нескольких звезд.

Сетчатая (ячеистая) топология Каждый компьютер сети соединяется со всеми или многими компьютерами этой же сети. Характеризуется высокой отказоустойчивостью, сложностью настройки и преизбыточным расходом кабеля.

Каждый компьютер имеет множество возможных путей соединения с другими компьютерами. Обрыв кабеля не приведёт к потере соединения между двумя компьютерами. Эта топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для крупных сетей. Если узлы образуют регулярную многомерную решетку и каждое ребро решетки параллельно ее оси и соединяет два смежных узла вдоль этой оси, то такая топология называется «решетка»

Двойное кольцо — это сеть построенная на двух кольцах, соединяющих компьютеры с двумя сетевыми картами кольцевой топологией.

Смешанная топология В таких сетях можно выделить отдельные фрагменты (подсети), имеющие базовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

Выбор топологии сети Факторы, которые необходимо учитывать: Имеющуюся кабельную систему и оборудование Месторасположение компьютеров и оборудования Размеры планируемой сети Объем и тип информации для совместного использования

А что на практике? Большинство современных сетей используют топологию «звезда» или гибридную топологию, объединяющую несколько звезд, например, типа «дерево»

Вопросы и задания

Задание: Определите топологии сетей, изображенных на схемах

Вопросы Что понимают под топологией сети? Какие компьютерные сетевые топологии вы запомнили? Назовите базовые сетевые топологии? Почему они называются базовые? Какие факторы надо учитывать при выборе той или иной топологии?

Основы компьютерных сетей: Методическое пособие для учителя. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 55 с.: ил. Основы компьютерных сетей: Учебное пособие. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. – 167 с.: ил. Список использованных источников: