Преимущества и недостатки различных топологий. Сравнительная характеристика различных топологий

Все компьютеры в локальной сети соединены линиями связи. Геометрическое расположение линий связи относительно узлов сети и физическое подключение узлов к сети называется физической топологией. В зависимости от топологии различают сети: шинной, кольцевой, звездной, иерархической и произвольной структуры. Различают физическую и логическую топологию. Логическая и физическая топологии сети независимы друг от друга. Физическая топология - это геометрия построения сети, а логическая топология определяет направления потоков данных между узлами сети и способы передачи данных.
В настоящее время в локальных сетях используются следующие физические топологии:

· физическая "шина" (bus);

· физическая “звезда” (star);

· физическое “кольцо” (ring);

· физическая "звезда" и логическое "кольцо" (Token Ring).

Физическая топология – это физическая структура сети, способ физического соединения всех аппаратных компонентов сети. Существует несколько видов физической топологии.

Наиболее простой является физическая шинная топология, в которой кабель идёт от ЭВМ к ЭВМ, связывая их в цепочку. Различают толстые и тонкие сети. Толстая сеть использует толстый коаксиальный кабель в качестве магистрали, от которого отходят более тонкие кабели. В тонкой сети используется более тонкий и гибкий кабель, к которому напрямую подключены рабочий станции. Сети с шинной топологией используют линейный моноканал (коаксиальный кабель) передачи данных, на концах которого устанавливаются оконечные сопротивления (терминаторы). Каждый компьютер подключается к коаксиальному кабелю с помощью Т-разъема (Т - коннектор). Данные от передающего узла сети передаются по шине в обе стороны, отражаясь от оконечных терминаторов. Терминаторы предотвращают отражение сигналов, т.е. используются для гашения сигналов, которые достигают концов канала передачи данных. Таким образом, информация поступает на все узлы, но принимается только тем узлом, которому она предназначается. В топологии логическая шина среда передачи данных используются совместно и одновременно всеми ПК сети, а сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления по среде передачи. Так как передача сигналов в топологии физическая шина является широковещательной, т.е. сигналы распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной.

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой Ethernet. Передаваемая информация распространяется по кабелю и доступна всем компьютерам, включенным в сеть. Преимуществами этого вида топологии является дешевизна и простота подключения новых узлов к сети. Недостатками – низкая надежность и невысокая производительность.

Преимущества сетей шинной топологии:

· отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом;

· сеть легко настраивать и конфигурировать;

· сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов.

Недостатки сетей шинной топологии:

· разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети;

· ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций;

· трудно определить дефекты соединений

Топология типа “звезда”

В сети, построенной по топологии типа “звезда” каждая рабочая станция подсоединяется кабелем (витой парой) к концентратору или хабу (hub). Концентратор обеспечивает параллельное соединение ПК и, таким образом, все компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с другом.

Данные от передающей станции сети передаются через хаб по всем линиям связи всем ПК. Информация поступает на все рабочие станции, но принимается только теми станциями, которым она предназначается. Так как передача сигналов в топологии физическая звезда является широковещательной, т.е. сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной. Топология звезда образуется в случае, когда каждый компьютер сети подключается непосредственно к центральному устройству – концентратору. Основным назначением концентратора направление информации от компьютера источника – одному или нескольким компьютерам являющимся получателями этой информации. Концентратором может быть как универсальный компьютер, так и специализированное устройство. Основным недостатком этой топологии является достаточно высокая стоимость сети, организованной по данной топологии, что объясняется необходимостью приобретения концентратора. Но затраты на организацию такой сети с лихвой окупаются высокой производительностью такой сети, скорость передачи данных достигает 1000 Мбит/с.

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой 10Base-T Ethernet.
Сегодня, в подавляющем большинстве случаев сеть организуется с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой. Такую структуру называют иерархической звездой или деревом. Дерево является самой распространенной топологией связей не только в локальных, но и в глобальных сетях.

Преимущества сетей топологии звезда:

· легко подключить новый ПК;

· имеется возможность централизованного управления;

· сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК.
Недостатки сетей топологии звезда:

· отказ хаба влияет на работу всей сети;

· большой расход кабеля;

Топология “кольцо”

В сети с топологией кольцо все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо (необязательно окружность), по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется со входом другого ПК. Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении.

Принимающая рабочая станция распознает и получает только адресованное ей сообщение. В сети с топологией типа физическое кольцо используется маркерный доступ, который предоставляет станции право на использование кольца в определенном порядке. Логическая топология данной сети - логическое кольцо.
Данную сеть очень легко создавать и настраивать. К основному недостатку сетей топологии кольцо является то, что повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети.
Как правило, в чистом виде топология “кольцо” не применяется из-за своей ненадёжности, поэтому на практике применяются различные модификации кольцевой топологии.

Главным достоинством этого вида топологии является то, что кольцо по своей природе обеспечивает резервирование связей. Действительно два любых компьютера в этой топологии связаны между собой по двум путям – по часовой стрелке и против. Еще одним достоинством является возможность контролировать процесс доставки информации отправителем. В то же время необходимо принимать дополнительные меры, что бы в случае отключения или выхода из строя какого-либо компьютера не прервался канал связи между остальными узлами сети.

Дата добавления: 2015-10-23