Топологии сетей

Основные топологии сетей

Под топологией (конфигурацией, структурой) сети обычно понимается расположение ячеек сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи. Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, возможные и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети.

В топологии "шина" по своей структуре предполагается идентичность сетевого оборудования, а также равноправие всех ячеек. При таком соединении ячейки сети могут передавать информацию только по очереди, так как линия связи единственная. В противном случае передаваемая информация будет искажаться в результате наложения сигналов (конфликта, коллизии). Таким образом, в шине реализуется режим полудуплексного (half duplex) обмена (в обоих направлениях, но по очереди, а не одновременно).(Рис. 1)

Рис. 1 Топология "шина"

Достоинства топологии “шина”:

• простота настройки;
• относительная простота монтажа и дешевизна, если все узлы расположены рядом;
• выход из строя одной или нескольких ячеек никак не отражается на работе всей сети.

Недостатки топологии “шина”:

• неполадки шины в любом месте приводят к неработоспособности сети;
• сложность поиска неисправностей;
• низкая производительность – в каждый момент времени только одна ячейка может передавать данные в сеть, с увеличением числа узлов производительность сети падает;
• плохая масштабируемость – для добавления новых устройств необходимо заменять участки существующей шины.

"Звезда" - это топология с явно выделенным центром, к которому подключаются все остальные ячейки. Весь обмен информацией идет исключительно через центральное устройство. Как правило, именно центральная ячейка является самой мощной, и именно на нее возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией "звезда" в принципе невозможны, так как управление полностью централизовано.(Рис. 2)

Рис. 2 Топология "звезда"

Достоинства "звезды":

• отличная масштабируемость: для подключения новой ячейки достаточно проложить от коммутатора отдельный кабель;
• легкий поиск и устранение неисправностей и обрывов в сети;
• высокая производительность;
• простота настройки и администрирования;
• в сеть легко встраивается дополнительное оборудование.

Недостатки “звезды”:

• выход из строя центрального коммутатора обернется неработоспособностью всей сети;
• дополнительные затраты на сетевое оборудование – устройство, к которому будут подключены все узлы сети;
• число оборудования ограничено количеством портов в центральном коммутаторе.

"Кольцо" - это топология, в которой каждая ячейка соединена линиями связи только с двумя другими: от одной она только получает информацию, а другой только передает. Важная особенность кольца состоит в том, что каждое устройство ретранслирует ( восстанавливает) приходящий к нему сигнал, то есть выступает в роли репитера, поэтому затухание сигнала во всем кольце не имеет значения, важно только затухание между соседними ячейками кольца. Четко выделенного центра в данном случае нет, все ячейки могут быть одинаковыми.(Рис. 3)

Рис. 3 Топология "кольцо"

Достоинства кольцевой топологии:

• простота установки;
• практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
• возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети.

“Кольцо” имеет недостатки:

• каждый узел должен активно участвовать в пересылке информации; в случае выхода из строя хотя бы одной из них или обрыва кабеля – работа всей сети останавливается;
• подключение новой ячейки требует краткосрочного выключения сети, поскольку во время установки нового ПК кольцо должно быть разомкнуто;
• сложность конфигурирования и настройки;
• сложность поиска неисправностей.

Ячеистая топология — базовая полносвязная топология компьютерной сети, в которой каждая ячейка сети соединяется с несколькими другими ячейками этой же сети. Обрыв кабеля не приведёт к потере соединения между двумя узлами.(Рис. 4)

Рис. 4 Ячеистая топология

Достоинства:

• Высокая отказоустойчивость;
• Надёжность

Недостатки:

• Сложность настройки
• Переизбыточный расход кабеля