Введение в топологию компьютерных сетей

Являются ли домашние сети звездной топологией?

В компьютерной сети топология относится к макету подключенных устройств. В этой статье представлены стандартные топологии сетей.

Топология в сетевом дизайне

Думайте о топологии как о виртуальной форме или структуре сети. Эта форма не обязательно соответствует фактическому физическому расположению устройств в сети. Например, компьютеры в домашней сети могут быть расположены по кругу в семейной комнате, но вряд ли найдется там кольцевая топология.

Сетевые топологии подразделяются на следующие основные типы:

  • автобус
  • Кольцо
  • звезда
  • дерево
  • меш

Более сложные сети могут быть построены как гибриды двух или более из указанных выше основных топологий.

Топология шины

Шинные сети (не путать с системной шиной компьютера) используют общую магистраль для подключения всех устройств. Один кабель, магистраль функционирует как общая коммуникационная среда, которую устройства подключают или подключают через интерфейсный разъем. Устройство, которое хочет установить связь с другим устройством в сети, отправляет широковещательное сообщение по проводам, которое видят все другие устройства, но только предполагаемый получатель фактически принимает и обрабатывает сообщение.

Топологии шины Ethernet относительно просты в установке и не требуют большого количества кабелей по сравнению с альтернативами. 10Base-2 («ThinNet») и 10Base-5 («ThickNet») были популярными вариантами кабельных сетей Ethernet много лет назад для топологии шин. Однако, шины лучше всего работают с ограниченным количеством устройств. Если к сетевой шине будет добавлено более нескольких десятков компьютеров, это может привести к проблемам с производительностью. Кроме того, в случае отказа магистрального кабеля вся сеть фактически становится непригодной для использования.

Кольцевая топология

В кольцевой сети каждое устройство имеет ровно двух соседей для коммуникационных целей. Все сообщения проходят через кольцо в одном направлении («по часовой стрелке» или «против часовой стрелки»). Сбой в любом кабеле или устройстве нарушает петлю и может разрушить всю сеть.

Для реализации кольцевой сети обычно используется технология FDDI, SONET или Token Ring. Кольцевые топологии встречаются в некоторых офисных зданиях или в школьных городках.

Топология звезды

Многие домашние сети используют звездную топологию. Звездная сеть имеет центральную точку подключения, называемую «узловым узлом», который может быть сетевым концентратором, коммутатором или маршрутизатором. Устройства обычно подключаются к концентратору с помощью неэкранированной витой пары (UTP) Ethernet.

По сравнению с топологией шины для звездообразной сети обычно требуется больше кабелей, но отказ любого сетевого кабеля звездообразного типа приведет к потере доступа к сети только одного компьютера, а не всей локальной сети. (Однако, если концентратор выходит из строя, вся сеть также выходит из строя.)

Топология дерева

Топология дерева объединяет несколько звездных топологий вместе в шину. В своей простейшей форме только устройства-концентраторы подключаются непосредственно к шине дерева, и каждый концентратор функционирует как корень дерева устройств. Этот гибридный подход шина/звезда поддерживает расширение сети в будущем намного лучше, чем шина (ограниченная по количеству устройств из-за генерируемого ею широковещательного трафика) или звезда (ограниченная числом точек подключения к концентратору) в одиночку.

Топология сетки

Топология сетки вводит понятие маршрутов. В отличие от каждой из предыдущих топологий, сообщения, отправляемые в ячеистой сети, могут принимать любой из нескольких возможных путей от источника к месту назначения. (Напомним, что даже в кольце, хотя существуют два кабельных канала, сообщения могут перемещаться только в одном направлении.) Некоторые глобальные сети, особенно Интернет, используют ячеистую маршрутизацию.

Ячеистая сеть, в которой каждое устройство подключается друг к другу, называется полной сеткой. Как показано на иллюстрации ниже, существуют также частичные ячеистые сети, в которых некоторые устройства подключаются только косвенно к другим.

Резюме

Топология остается важной частью теории проектирования сетей. Вероятно, вы можете построить домашнюю или небольшую компьютерную компьютерную сеть, не понимая разницы между дизайном шины и звездой, но знакомство со стандартными топологиями дает вам лучшее понимание важных сетевых концепций, таких как концентраторы, широковещательные рассылки и маршруты.

Оцените статью
Solutics.ru
Добавить комментарий