Глава 8. Топологии систем передачи данных

Различают два типа топологий системы: физическая и логическая. Физическая топология – это расположение физических устройств и связь между ними. Логическая топология отражает путь передачи данных по сети.

В сетях передачи данных используются понятия “точка-точка” (непосредственное взаимодействие двух устройств по линии связи), и “точка-мультиточка” (взаимодействие трех и более устройств, причем одно из них действует в качестве корневого узла). В первом случае не требуется адресация устройств (она и так понятна), во втором случае требуется разделять канал передачи данных между устройствами, указывать адреса устройств и определить метод доступа в канал передачи данных.

Можно выделить следующие классы сетевых топологий: полносвязная, смешанная, радиально-узловая (звезда, иерархическая звезда), кольцо, шина, гибридная. Следует обратить внимание на то, что не существует стандарта на эти понятия.

Полносвязная топология

При этой топологии устройства в сети (nodes, узлы) соединяются по принципу «каждый с каждым». Эта топология не используется в современных сетях, так как при наличии N узлов каждый узел должен иметь (N-1) интерфейс, что абсолютно не реально.

Смешанная топология

Рис.8.1. Пример смешанной топологии

В такой сети каждый узел соединяется с несколькими соседними узлами, так что в сети образуются петли. Смешанная топология используется при построении крупных, территориально распределенных сетей.

Звезда

Все устройства сети подключены по топологии «точка-точка» к центральному устройству. Центральным устройством в такой сети является хаб (hub -повторитель, концентратор) или коммутатор (switch). Хабы и коммутаторы могут соединяться друг с другом по топологии «иерархическая звезда».

Рис.8.2. Сеть с физической топологией «звезда»

Пассивный концентратор осуществляет простое соединение без регенерации и усиления сигнала (в оптоволоконных системах – это сплиттеры). Активные концентраторы, помимо соединения всех устройств, регенерируют и усиливают сигнал (физический уровень).

Современные коммутаторы выполняют в сети функции до 3-4-го уровня ЭМВОС. В сетях топологии “звезда” легко обнаруживать ошибки (именно поэтому она используется во всех современных вариантах Ethernet). С другой стороны, такая сеть требует большого количества кабеля, и поэтому стремятся использовать относительно дешевую витую пару UTP. В случае выхода из строя центрального устройства, вся сеть перестает функционировать.

Шина

Используется линейное подключение устройств к отрезку кабеля. Очень экономная и простая топология, но трудно локализовать неисправности оборудования и сбой МО. Сеть неэффективна с точки зрения модификации (расширения) системы. Примером являются старые версии Ethernet на коаксиальном кабеле (10Base-5 и 10Base-2).

Рис.8.3. Сеть с физической топологией «шина»

Кольцо

Представляет собой кольцо повторителей или коммутаторов. Такая сеть обеспечивает соединение «точка-точка» между двумя соседними узлами. Подчеркнем, что это не кольцо рабочих станций. Примером может служить сеть FDDI.

Гибридная топология

Гибридные топологии комбинируют топологии звезда, шина, кольцо. Это наиболее часто реально используемая топология. Примером является сеть Token Ring, которая в общем случае имеет комбинированную звездно-кольцевую конфигурацию. Гибридные топологии наиболее распространенные в современных системах передачи данных.

Дополнительная информация

www.cisco.com

Контрольные вопросы

1. Если Ваша задача построить сеть, где надо легко определять неисправности, то какую топологию Вы выберите?

А) Шина

В) Звезда

С) Полносвязная

D) Кольцо

2. Какая аббревиатура обозначает компьютерную сеть, работающую на ограниченном расстоянии.

A) LAN

B) ARPANET

C) TELNET

D) INTERNET