Pålidelighed af lokale netværk af forskellige topologier. Hvad er topologi? Hvad menes med lokal netværkstopologi

Semester netværkstopologi betyder en måde at forbinde computere til et netværk. Du kan også høre andre navne - netværksstruktur eller netværkskonfiguration (det er det samme). Derudover inkluderer begrebet topologi mange regler, der bestemmer placeringen af computere, metoder til at lægge kabler, metoder til at placere tilslutningsudstyr og meget mere. Til dato er flere grundlæggende topologier blevet dannet og etableret. Af disse kan vi notere " dæk”, “ring"og" stjerne”.

Bus topologi

Topologi dæk (eller, som det ofte kaldes fælles bus eller motorvej ) involverer brugen af ét kabel, som alle arbejdsstationer er tilsluttet. Det fælles kabel bruges af alle stationer på skift. Alle beskeder, der sendes af individuelle arbejdsstationer, modtages og lyttes til af alle andre computere, der er tilsluttet netværket. Fra denne strøm vælger hver arbejdsstation beskeder, der kun er adresseret til den.

Fordele ved bustopologien:

let opsætning;
relativ nem installation og lave omkostninger, hvis alle arbejdsstationer er placeret i nærheden;
Fejlen på en eller flere arbejdsstationer påvirker ikke på nogen måde driften af hele netværket.

Ulemper ved bustopologien:

busproblemer hvor som helst (kabelbrud, netværksforbindelsesfejl) fører til netværksinoperabilitet;
vanskeligheder med fejlfinding;
lav ydeevne – på ethvert givet tidspunkt kan kun én computer overføre data til netværket, når antallet af arbejdsstationer stiger, falder netværkets ydeevne;
dårlig skalerbarhed - for at tilføje nye arbejdsstationer er det nødvendigt at udskifte dele af den eksisterende bus.

Det var ifølge "bus"-topologien, at lokale netværk blev bygget på koaksialkabel. I dette tilfælde fungerede sektioner af koaksialkabel forbundet med T-stik som en bus. Bussen blev lagt gennem alle rum og nærmede sig hver computer. Sidebenet på T-stikket blev sat ind i stikket på netværkskortet. Sådan så det ud: Nu er sådanne netværk håbløst forældede og er blevet erstattet overalt af "stjerne" parsnoede kabler, men udstyr til koaksialkabel kan stadig ses i nogle virksomheder.

Ringtopologi

Ring er en lokal netværkstopologi, hvor arbejdsstationer er forbundet i serie med hinanden og danner en lukket ring. Data overføres fra en arbejdsstation til en anden i én retning (i en cirkel). Hver pc fungerer som en repeater, der videresender beskeder til den næste pc, dvs. data overføres fra en computer til en anden, som i et stafetløb. Hvis en computer modtager data, der er beregnet til en anden computer, sender den det videre langs ringen, ellers sendes det ikke videre.

Fordele ved ringtopologi:

nem installation;
næsten fuldstændig fravær af ekstra udstyr;
Mulighed for stabil drift uden væsentligt fald i dataoverførselshastigheden under stor netværksbelastning.

Men "ringen" har også betydelige ulemper:

hver arbejdsstation skal deltage aktivt i overførslen af information; hvis mindst en af dem fejler, eller kablet går i stykker, stopper driften af hele netværket;
tilslutning af en ny arbejdsstation kræver en kortvarig lukning af netværket, da ringen skal være åben under installation af en ny pc;
kompleksitet af konfiguration og opsætning;
Besvær med fejlfinding.

Ringnetværkstopologi bruges ret sjældent. Den fandt sin hovedapplikation i fiberoptiske netværk Token Ring standard.

Stjernetopologi

Stjerne er en lokal netværkstopologi, hvor hver arbejdsstation er forbundet til en central enhed (switch eller router). Den centrale enhed styrer bevægelsen af pakker i netværket. Hver computer er forbundet via et netværkskort til switchen med et separat kabel. Om nødvendigt kan du kombinere flere netværk sammen med en stjernetopologi - som et resultat får du en netværkskonfiguration med træ-lignende topologi. Trætopologi er almindelig i store virksomheder. Vi vil ikke overveje det i detaljer i denne artikel.

"Stjerne" topologien i dag er blevet den vigtigste i opbygningen af lokale netværk. Dette skete på grund af dets mange fordele:

fejl på en arbejdsstation eller beskadigelse af dens kabel påvirker ikke driften af hele netværket;
fremragende skalerbarhed: For at tilslutte en ny arbejdsstation skal du blot lægge et separat kabel fra switchen;
nem fejlfinding og netværksafbrydelser;
høj ydeevne;
let opsætning og administration;
Ekstra udstyr kan nemt integreres i netværket.

Men som enhver topologi er "stjernen" ikke uden sine ulemper:

svigt af den centrale switch vil resultere i inoperabilitet af hele netværket;
ekstra omkostninger til netværksudstyr - en enhed, som alle computere på netværket vil blive tilsluttet (switch);
antallet af arbejdsstationer er begrænset af antallet af porte i den centrale switch.

Stjerne – den mest almindelige topologi for kablede og trådløse netværk. Et eksempel på en stjernetopologi er et netværk med et parsnoet kabel og en switch som den centrale enhed. Det er de netværk, der findes i de fleste organisationer.

Et lokalt netværk er et vigtigt element i enhver moderne virksomhed, uden hvilken det er umuligt at opnå maksimal produktivitet. Men for at udnytte netværkets fulde potentiale er det nødvendigt at konfigurere det korrekt, også under hensyntagen til, at placeringen af de tilsluttede computere vil påvirke LAN'ets ydeevne.

Topologi koncept

Topologien af lokale computernetværk er placeringen af arbejdsstationer og noder i forhold til hinanden og muligheder for deres forbindelse. Faktisk er dette en LAN-arkitektur. Placeringen af computere bestemmer netværkets tekniske egenskaber, og valget af enhver type topologi vil påvirke:

Typer og karakteristika af netværksudstyr.
Pålidelighed og skalerbarhed af LAN.
Lokal netværksstyringsmetode.

Der er mange sådanne muligheder for placeringen af arbejdsknuder og metoder til at forbinde dem, og deres antal stiger i direkte forhold til stigningen i antallet af tilsluttede computere. De vigtigste topologier for lokale netværk er "stjerne", "bus" og "ring".

Faktorer at overveje, når du vælger en topologi

Før du endelig beslutter dig for valget af topologi, skal du tage højde for flere funktioner, der påvirker netværkets ydeevne. Baseret på dem kan du vælge den bedst egnede topologi, analysere fordele og ulemper ved hver af dem og korrelere disse data med de tilgængelige betingelser for installation.

Funktionaliteten og brugbarheden af hver af de arbejdsstationer, der er tilsluttet LAN. Nogle typer lokale netværkstopologier afhænger helt af dette.
Servicevenlighed af udstyr (routere, adaptere osv.). Et sammenbrud af netværksudstyr kan enten fuldstændig forstyrre driften af LAN eller stoppe udvekslingen af information med én computer.
Pålidelighed af det anvendte kabel. Beskadigelse af det forstyrrer transmissionen og modtagelsen af data på tværs af hele LAN eller et segment af det.
Kabellængdebegrænsning. Denne faktor er også vigtig, når du vælger en topologi. Hvis der ikke er meget kabel til rådighed, kan du vælge et arrangement, der kræver mindre af det.

Om stjernetopologien

Denne type arbejdsstationsarrangement har et dedikeret center - en server, som alle andre computere er tilsluttet. Det er gennem serveren, at dataudvekslingsprocesser finder sted. Derfor skal dens udstyr være mere komplekst.

Fordele:

Topologien af lokale "stjerne"-netværk sammenligner sig positivt med andre i fuldstændig fravær af konflikter i LAN - dette opnås gennem centraliseret styring.
Fejl i en af noderne eller beskadigelse af kablet vil ikke have nogen effekt på netværket som helhed.
Med kun to abonnenter, hoved- og perifer, kan du forenkle netværksudstyr.
En klynge af forbindelsespunkter inden for en lille radius forenkler processen med netværkskontrol og forbedrer også dens sikkerhed ved at begrænse adgangen til uautoriserede personer.

Fejl:

Et sådant lokalt netværk bliver fuldstændig ubrugeligt i tilfælde af en central serverfejl.
Omkostningerne ved en stjerne er højere end andre topologier, da der kræves meget mere kabel.

Bustopologi: enkel og billig

I denne forbindelsesmetode er alle arbejdsstationer forbundet til en enkelt linje - et koaksialkabel, og data fra en abonnent sendes til de andre i halv-dupleks udvekslingstilstand. Lokale netværkstopologier af denne type kræver tilstedeværelsen af en speciel terminator i hver ende af bussen, uden hvilken signalet er forvrænget.

Fordele:

Alle computere er lige.
Evnen til nemt at skalere netværket, selv mens det kører.
Fejlen i en node påvirker ikke de andre.
Kabelforbruget er væsentligt reduceret.

Fejl:

Utilstrækkelig netværkssikkerhed på grund af problemer med kabelstik.
Lav ydeevne på grund af opdelingen af kanalen mellem alle abonnenter.
Vanskeligheder med at håndtere og opdage fejl på grund af parallelt tilsluttede adaptere.
Længden af kommunikationslinjen er begrænset, derfor bruges disse typer lokale netværkstopologier kun til et lille antal computere.

Karakteristika for ringtopologien

Denne type kommunikation involverer at forbinde en arbejderknude med to andre, data modtages fra en af dem, og data overføres til den anden. Hovedtræk ved denne topologi er, at hver terminal fungerer som en repeater, hvilket eliminerer muligheden for signaldæmpning på LAN.

Fordele:

Opret og konfigurer hurtigt denne lokale netværkstopologi.
Nem skalering, som dog kræver, at netværket lukkes ned, mens en ny node installeres.
Et stort antal mulige abonnenter.
Modstand mod overbelastning og fravær af netværkskonflikter.
Evnen til at øge netværket til enorme størrelser ved at videresende signalet mellem computere.

Fejl:

Upålidelighed af netværket som helhed.
Manglende modstand mod kabelskader, så der leveres normalt en parallel backup-ledning.
Højt kabelforbrug.

Typer af lokale netværk

Valget af lokal netværkstopologi bør også foretages baseret på den tilgængelige type LAN. Netværket kan repræsenteres af to modeller: peer-to-peer og hierarkisk. De er ikke meget forskellige funktionelt, hvilket giver dig mulighed for at skifte fra den ene til den anden, hvis det er nødvendigt. Der er dog stadig et par forskelle mellem dem.

Hvad angår peer-to-peer-modellen, anbefales det at bruge den i situationer, hvor der ikke er mulighed for at organisere et stort netværk, men oprettelsen af en form for kommunikationssystem er stadig nødvendig. Det anbefales kun at oprette det til et lille antal computere. Centraliseret kontrolkommunikation bruges almindeligvis i forskellige virksomheder til at overvåge arbejdsstationer.

Peer-to-peer netværk

Denne type LAN indebærer lige rettigheder for hver arbejdsstation, der distribuerer data mellem dem. Adgang til information gemt på en node kan tillades eller nægtes af dens bruger. Som regel vil topologien af lokale computernetværk "bus" i sådanne tilfælde være mest egnet.

Et peer-to-peer-netværk indebærer tilgængeligheden af arbejdsstationsressourcer til andre brugere. Dette betyder muligheden for at redigere et dokument på én computer, mens du arbejder på en anden, fjernudskrive og starte programmer.

Fordele ved en peer-to-peer LAN-type:

Nem implementering, installation og vedligeholdelse.
Små økonomiske omkostninger. Denne model eliminerer behovet for at købe en dyr server.

Fejl:

Netværkets ydeevne falder i forhold til stigningen i antallet af tilsluttede arbejderknudepunkter.
Der er ikke noget samlet sikkerhedssystem.
Tilgængelighed af information: Når du slukker for din computer, bliver dataene på den utilgængelige for andre.
Der er ikke en enkelt informationsbase.

Hierarkisk model

De mest almindeligt anvendte lokale netværkstopologier er baseret på denne type LAN. Det kaldes også "klient-server". Essensen af denne model er, at hvis der er et vist antal abonnenter, er der ét hovedelement - serveren. Denne kontrolcomputer gemmer alle data og behandler dem.

Fordele:

Fremragende netværksydelse.
Samlet pålideligt sikkerhedssystem.
Én informationsbase fælles for alle.
Forenklet styring af hele netværket og dets elementer.

Fejl:

Behovet for at have en særlig personaleenhed - en administrator, der overvåger og vedligeholder serveren.
Store økonomiske omkostninger til indkøb af en hovedcomputer.

Den mest almindeligt anvendte konfiguration (topologi) af et lokalt computernetværk i en hierarkisk model er en "stjerne".

Valget af topologi (layout af netværksudstyr og arbejdsstationer) er et ekstremt vigtigt punkt, når man organiserer et lokalt netværk. Den valgte type kommunikation skal sikre den mest effektive og sikre drift af LAN. Det er også vigtigt at være opmærksom på økonomiske omkostninger og muligheden for yderligere udbygning af netværket. At finde en rationel løsning er ikke en let opgave, som opnås gennem omhyggelig analyse og en ansvarlig tilgang. Det er i dette tilfælde, at korrekt valgte lokale netværkstopologier vil sikre maksimal ydeevne af hele LAN som helhed.

Under topologi(layout, konfiguration, struktur) af et computernetværk refererer normalt til den fysiske placering af computere på netværket i forhold til hinanden og den måde, de er forbundet med kommunikationslinjer. Det er vigtigt at bemærke, at begrebet topologi primært refererer til lokale netværk, hvor strukturen af forbindelser let kan spores. I globale netværk er strukturen af forbindelser normalt skjult for brugerne og er ikke særlig vigtig, da hver kommunikationssession kan udføres langs sin egen vej.

Topologien bestemmer kravene til udstyr, typen af anvendt kabel, de tilladte og mest bekvemme metoder til at styre udvekslingen, driftsikkerheden og mulighederne for netværksudvidelse. Og selvom en netværksbruger sjældent skal vælge en topologi, er det nødvendigt at kende til funktionerne i de vigtigste topologier, deres fordele og ulemper.

Faktorer, der påvirker netværkets fysiske ydeevne og direkte relateret til begrebet topologi:

1) Brugbarhed af computere (abonnenter) tilsluttet netværket. I nogle tilfælde kan et abonnentnedbrud blokere for driften af hele netværket. Nogle gange påvirker en abonnentfejl ikke driften af netværket som helhed og forhindrer ikke andre abonnenter i at udveksle information.

2) Brugbarhed af netværksudstyr, det vil sige teknisk udstyr direkte forbundet til netværket (adaptere, transceivere, stik osv.). Fejl i én abonnents netværksudstyr kan påvirke hele netværket, men kan forstyrre kommunikationen med kun én abonnent.

3) Netværkskabelintegritet. Hvis et netværkskabel går i stykker (f.eks. på grund af mekaniske påvirkninger), kan udvekslingen af information i hele netværket eller i en af dets dele blive forstyrret. For elektriske kabler er en kortslutning i kablet lige så kritisk.

4) Kabellængdebegrænsning, forbundet med dæmpningen af signalet, der udbreder sig derigennem. Som du ved, i ethvert medie, når et signal forplanter sig, svækkes (dæmpes det). Og jo større afstand signalet tilbagelægger, jo mere dæmpes det (fig. 1.8). Det er nødvendigt at sikre, at længden af netværkskablet ikke overstiger den maksimale længde Lpr, ud over hvilken dæmpningen bliver uacceptabel (den modtagende abonnent genkender ikke det svækkede signal).

Ris. 1.8. Signaldæmpning ved udbredelse gennem et netværk

Der er tre grundlæggende netværkstopologier:

Bus (bus) - alle computere er forbundet parallelt til én kommunikationslinje. Information fra hver computer sendes samtidigt til alle andre computere (fig. 1.5).

Ris. 1.5. Netværkstopologi bus

Bus topologi(eller, som det også kaldes, en fælles bus) ved selve sin struktur antager identiteten af computerens netværksudstyr, såvel som ligheden mellem alle abonnenter i adgang til netværket. Computere på bussen kan kun overføre information én efter én, da der i dette tilfælde kun er én kommunikationslinje. Hvis flere computere transmitterer information samtidigt, vil den blive forvrænget som følge af overlapning (konflikt, kollision). Bussen implementerer altid den såkaldte halv-dupleks udvekslingstilstand (i begge retninger, men på skift og ikke samtidigt).

I bustopologien er der ingen klart defineret central abonnent, gennem hvilken al information transmitteres, dette øger dens pålidelighed (trods alt, hvis centret svigter, holder hele systemet kontrolleret af det op med at fungere). Tilføjelse af nye abonnenter til bussen er ret simpelt og er normalt muligt, selv mens netværket kører. I de fleste tilfælde kræver bussen en minimal mængde tilslutningskabel sammenlignet med andre topologier.

Da der ikke er nogen central abonnent, falder løsningen af mulige konflikter i dette tilfælde på hver enkelt abonnents netværksudstyr. I denne henseende er netværksudstyr i bustopologien mere komplekst end i andre topologier. Men på grund af den udbredte brug af netværk med en bustopologi (primært det mest populære Ethernet-netværk), er omkostningerne til netværksudstyr ikke for høje.

Ris. 1.9. Kabelbrud i et netværk med bustopologi

En vigtig fordel ved bussen er, at hvis nogen af computerne på netværket svigter, vil sunde maskiner kunne fortsætte kommunikationen normalt.

Det ser ud til, at hvis kablet går i stykker, får du to fuldt funktionsdygtige busser (fig. 1.9). Det skal dog tages i betragtning, at på grund af de særlige forhold ved udbredelsen af elektriske signaler over lange kommunikationslinjer er det nødvendigt at sørge for inklusion i enderne af bussen af specielle matchende enheder, terminatorer, vist i fig. 1,5 og 1,9 i form af rektangler. Uden inkludering af terminatorer reflekteres signalet fra enden af linjen og forvrænges, så kommunikation over netværket bliver umulig. Hvis kablet er brudt eller beskadiget, forstyrres kommunikationslinjens koordination, og kommunikationen stopper selv mellem de computere, der forbliver forbundet til hinanden. En kortslutning på et hvilket som helst punkt på buskablet deaktiverer hele netværket.

En fejl i enhver abonnents netværksudstyr på bussen kan ødelægge hele netværket. Derudover er en sådan fejl ret vanskelig at lokalisere, da alle abonnenter er forbundet parallelt, og det er umuligt at forstå, hvilken af dem der har fejlet.

Når man passerer gennem en netværkskommunikationslinje med en bustopologi, svækkes informationssignalerne og genoprettes ikke på nogen måde, hvilket pålægger strenge begrænsninger for den samlede længde af kommunikationslinjer. Desuden kan hver abonnent modtage signaler på forskellige niveauer fra netværket afhængigt af afstanden til den transmitterende abonnent. Dette stiller yderligere krav til modtageknudepunkter for netværksudstyr.

Hvis vi antager, at signalet i netværkskablet er dæmpet til det maksimalt tilladte niveau over længden Lpr, så kan bussens samlede længde ikke overstige værdien af Lpr. I denne forstand giver bussen den korteste længde sammenlignet med andre grundlæggende topologier.

For at øge længden af et netværk med en bustopologi bruges ofte flere segmenter (dele af netværket, som hver repræsenterer en bus), sammenkoblet ved hjælp af specielle forstærkere og signalgenoprettere - repeatere eller repeatere (fig. 1.10 viser forbindelsen af to segmenter, den maksimale netværkslængde i dette tilfælde øges til 2 Lpr, da hvert af segmenterne kan have længden Lpr). Denne stigning i netværkslængde kan dog ikke fortsætte i det uendelige. Længdebegrænsninger er forbundet med den endelige hastighed af signaludbredelse langs kommunikationslinjer.

Ris. 1.10. Forbindelse af busnetværkssegmenter ved hjælp af en repeater

Stjerne— en central computer er forbundet med andre perifere computere, og hver af dem bruger en separat kommunikationslinje (fig. 1.6). Information fra en perifer computer sendes kun til den centrale computer og fra den centrale computer - til en eller flere perifere computere.

Ris. 1.6. Stjerne netværk topologi

Stjerne- dette er den eneste netværkstopologi med et klart udpeget center, som alle andre abonnenter er tilsluttet. Udvekslingen af information sker udelukkende gennem den centrale computer, som bærer en stor belastning, så den kan som regel ikke andet end netværket. Det er klart, at den centrale abonnents netværksudstyr skal være væsentligt mere komplekst end perifere abonnenters udstyr. I dette tilfælde er der ingen grund til at tale om lige rettigheder for alle abonnenter (som i en bus). Normalt er den centrale computer den mest kraftfulde alle funktioner til styring af udvekslingen er tildelt den. I princippet er der ingen konflikter i et netværk med en stjernetopologi, da ledelsen er fuldstændig centraliseret.

Hvis vi taler om stjernens modstand mod computerfejl, så påvirker fejlen i en perifer computer eller dens netværksudstyr ikke på nogen måde funktionen af resten af netværket, men enhver fejl på den centrale computer gør netværket fuldstændig ubrugeligt. I den forbindelse skal der træffes særlige foranstaltninger for at øge pålideligheden af den centrale computer og dens netværksudstyr.

Et kabelbrud eller kortslutning i en stjernetopologi forstyrrer kommunikationen med kun én computer, og alle andre computere kan fortsætte med at fungere normalt.

I modsætning til en bus er der i en stjerne kun to abonnenter på hver kommunikationslinje: den centrale og en af de perifere. Oftest bruges to kommunikationslinjer til at forbinde dem, som hver sender information i én retning, det vil sige, at der på hver kommunikationslinje kun er en modtager og en sender. Dette er den såkaldte punkt-til-punkt transmission. Alt dette forenkler netværksudstyret betydeligt sammenlignet med en bus og eliminerer behovet for at bruge yderligere, eksterne terminatorer.

Problemet med signaldæmpning i en kommunikationslinje løses også i en stjerne lettere end i tilfældet med en bus, fordi hver modtager altid modtager et signal på samme niveau. Den maksimale længde af et netværk med en stjernetopologi kan være dobbelt så lang som i en bus (det vil sige 2 Lpr), da hvert af kablerne, der forbinder centeret med en perifer abonnent, kan have en længde på Lpr.

En alvorlig ulempe ved stjernetopologien er den strenge begrænsning af antallet af abonnenter. Typisk kan den centrale abonnent ikke betjene mere end 8-16 perifere abonnenter. Inden for disse grænser er det ret simpelt at forbinde nye abonnenter, men ud over dem er det simpelthen umuligt. I en stjerne er det muligt at forbinde en anden central abonnent i stedet for en perifer (resultatet er en topologi af flere indbyrdes forbundne stjerner).

Stjernen vist i fig. 1.6, kaldes en aktiv eller ægte stjerne. Der findes også en topologi kaldet passiv stjerne, som kun overfladisk ligner en stjerne (fig. 1.11). I øjeblikket er den meget mere udbredt end en aktiv stjerne. Det er tilstrækkeligt at sige, at det bruges i det mest populære Ethernet-netværk i dag.

I midten af et netværk med denne topologi er der ikke en computer, men en speciel enhed - en koncentrator eller, som det også kaldes, en hub, der udfører den samme funktion som en repeater, det vil sige, den gendanner indkommende signaler og videresender dem til alle andre kommunikationslinjer.

Ris. 1.11. Passiv stjernetopologi og dets tilsvarende kredsløb

Det viser sig, at selvom kabellayoutet ligner en ægte eller aktiv stjerne, taler vi faktisk om en bustopologi, da information fra hver computer samtidig transmitteres til alle andre computere, og der er ingen central abonnent. Selvfølgelig er en passiv stjerne dyrere end en almindelig bus, da der i dette tilfælde også kræves et nav. Det giver dog en række yderligere funktioner forbundet med fordelene ved en stjerne, især forenkler det netværksvedligeholdelse og reparation. Det er grunden til, at den passive stjerne for nylig i stigende grad erstatter den sande stjerne, som betragtes som en ikke-lovende topologi.

Det er også muligt at skelne mellem en mellemtype topologi mellem en aktiv og passiv stjerne. I dette tilfælde videresender hubben ikke kun de signaler, der ankommer til den, men styrer også centralen, men deltager ikke selv i udvekslingen (dette gøres i 100VG-AnyLAN-netværket).

Den store fordel ved en stjerne (både aktiv og passiv) er, at alle tilslutningspunkter er samlet ét sted. Dette giver dig mulighed for nemt at overvåge driften af netværket, lokalisere fejl ved blot at afbryde visse abonnenter fra centeret (hvilket er umuligt, for eksempel i tilfælde af en bustopologi), og også begrænse adgangen for uautoriserede personer til vigtige forbindelsespunkter for netværket. I tilfælde af en stjerne kan en perifer abonnent kontaktes af enten et kabel (som sender i begge retninger) eller to (hvert kabel sender i en af to modretninger), hvor sidstnævnte er meget mere almindeligt.

En fælles ulempe for alle stjernetopologier (både aktive og passive) er det væsentligt højere kabelforbrug end andre topologier. For eksempel, hvis computere er placeret i en linje (som i fig. 1.5), så skal du, når du vælger en stjernetopologi, bruge flere gange mere kabel end når du vælger en bustopologi. Dette påvirker i høj grad omkostningerne ved netværket som helhed og komplicerer kabelinstallationen betydeligt.

Ring— computere er forbundet i serie til en ring. Overførslen af information i ringen udføres altid kun i én retning. Hver computer transmitterer kun information til den næste computer i kæden bag den, og modtager kun information fra den forrige computer i kæden (fig. 1.7).

Ris. 1.7. Netværkstopologi ring

Ring er en topologi, hvor hver computer er forbundet med to andre via kommunikationslinjer: fra den ene modtager den information og sender den til den anden. På hver kommunikationslinje, som i tilfældet med en stjerne, fungerer kun én sender og én modtager (punkt-til-punkt kommunikation). Dette giver dig mulighed for at undgå at bruge eksterne terminatorer.

Et vigtigt træk ved ringen er, at hver computer relæer (genopretter, forstærker) signalet, der kommer til den, det vil sige, at den fungerer som en repeater. Signaldæmpning over hele ringen har ingen betydning, kun dæmpningen mellem nabocomputere på ringen har betydning. Hvis den maksimale kabellængde, begrænset af dæmpning, er Lpr, så kan den samlede længde af ringen nå NLpr, hvor N er antallet af computere i ringen. Den samlede størrelse af netværket vil i sidste ende være NLpr/2, da ringen skal foldes på midten. I praksis når størrelsen af ringnetværk titusinder af kilometer (for eksempel i et FDDI-netværk). Ringen er væsentligt overlegen i forhold til enhver anden topologi i denne henseende.

I en ringtopologi er der ikke noget klart defineret center, alle computere kan være identiske og have lige rettigheder. Men ganske ofte tildeles en særlig abonnent i ringen, som administrerer eller kontrollerer centralen. Det er klart, at tilstedeværelsen af en sådan enkelt kontrolabonnent reducerer netværkets pålidelighed, da dens fejl straks vil lamme hele udvekslingen.

Strengt taget er computere i en ring ikke helt lige (i modsætning til f.eks. en bustopologi). Når alt kommer til alt, modtager en af dem nødvendigvis information fra computeren, der sender i øjeblikket tidligere, og de andre - senere. Det er på denne funktion af topologien, at metoder til styring af netværksudveksling, specielt designet til ringen, er baseret. I sådanne metoder går retten til den næste transmission (eller, som de også siger, til at overtage netværket) sekventielt til den næste computer i cirklen. Tilslutning af nye abonnenter til ringen er ret enkel, selvom det kræver en obligatorisk nedlukning af hele netværket i forbindelsens varighed.

Som med en bus kan det maksimale antal abonnenter i en ring være ret stort (op til tusind eller mere). Ringtopologien har normalt høj modstandsdygtighed over for overbelastning, sikrer pålidelig drift med store informationsstrømme transmitteret over netværket, da der som regel ikke er nogen konflikter (i modsætning til en bus), og der er heller ingen central abonnent (i modsætning til en stjerne) ), som kan overbelastes med store informationsstrømme.

Ris. 1.12. To ring netværk

Signalet i ringen passerer sekventielt gennem alle computere på netværket, så fejlen i mindst en af dem (eller dets netværksudstyr) forstyrrer driften af netværket som helhed. Dette er en væsentlig ulempe ved ringen.

Ligeledes gør et brud eller kortslutning i nogen af ringkablerne hele netværket umuligt at betjene. Af de tre betragtede topologier er ringen den mest sårbare over for kabelskader, derfor er det i tilfælde af ringtopologien normalt nødvendigt at lægge to (eller flere) parallelle kommunikationslinjer, hvoraf den ene er i reserve.

Nogle gange er et netværk med en ringtopologi baseret på to parallelle ringkommunikationslinjer, der transmitterer information i modsatte retninger (fig. 1.12). Målet med en sådan løsning er at øge (ideelt set fordoble) hastigheden af informationsoverførsel over netværket. Hvis et af kablerne er beskadiget, kan netværket desuden arbejde med et andet kabel (selvom den maksimale hastighed falder).

Topologien af et computernetværk refererer til den måde, hvorpå dets individuelle komponenter (computere, servere, printere osv.) er forbundet. Der er tre hovedtopologier:

stjernetopologi;
ringtype topologi;
almindelig bustypetopologi.

Når du bruger en topologi som stjerne information mellem netværksklienter transmitteres gennem en enkelt central node. En server eller en speciel enhed kan fungere som en central node - hub(Hub).

Fordelene ved denne topologi er som følger:

Høj netværksydelse, da den overordnede netværksydelse kun afhænger af ydeevnen af den centrale knude.
Der er ingen kollision af transmitterede data, da data mellem arbejdsstationen og serveren transmitteres over en separat kanal uden at påvirke andre computere.

Ud over fordelene har denne topologi dog også ulemper:

Lav pålidelighed, da pålideligheden af hele netværket bestemmes af pålideligheden af den centrale knude. Hvis den centrale computer fejler, holder hele netværket op med at fungere.
Høje omkostninger til tilslutning af computere, da der skal installeres en separat linje for hver ny abonnent.

Med en topologi som ring alle computere er forbundet til en linje lukket i en ring. Signaler transmitteres langs ringen i én retning og passerer gennem hver computer.

Overførslen af information i et sådant netværk foregår som følger. Et token (specielt signal) transmitteres sekventielt fra en computer til en anden, indtil den modtages af den, der skal overføre dataene. Når computeren modtager tokenet, opretter den det, der kaldes en "pakke", hvori den placerer modtagerens adresse og data, og sender derefter pakken rundt i ringen. Dataene passerer gennem hver computer, indtil den når den, hvis adresse matcher modtagerens adresse.

Herefter sender den modtagende computer bekræftelse til informationskilden på, at data er modtaget. Efter at have modtaget bekræftelse, opretter den afsendende computer et nyt token og returnerer det til netværket.

Fordelene ved ringtopologien er som følger:

Videresendelse af beskeder er meget effektivt, fordi... Du kan sende flere beskeder efter hinanden i en ring. Dem. en computer, der har sendt den første besked, kan sende den næste besked efter den uden at vente på, at den første når frem til modtageren.
Længden af netværket kan være betydelig. Dem. computere kan forbindes til hinanden over betydelige afstande uden brug af specielle signalforstærkere.

Ulemperne ved denne topologi omfatter:

Lav netværkspålidelighed, da fejl på enhver computer medfører svigt af hele systemet.
For at tilslutte en ny klient skal du deaktivere netværket.
Med et stort antal klienter sænkes netværkets hastighed, da al information passerer gennem hver computer, og deres muligheder er begrænsede.
Netværkets overordnede ydeevne bestemmes af den langsomste computers ydeevne.

Med en topologi som fælles bus alle klienter er forbundet til en fælles datatransmissionskanal. Samtidig kan de komme i direkte kontakt med enhver computer på netværket.

Overførslen af information i dette netværk sker som følger. Data i form af elektriske signaler overføres til alle computere på netværket. Oplysningerne modtages dog kun af den computer, hvis adresse matcher modtagerens adresse. Desuden kan kun én computer på ethvert givet tidspunkt overføre data.

Fordele ved den almindelige bustopologi:

Al information er online og tilgængelig for alle computere.
Arbejdsstationer kan tilsluttes uafhængigt af hinanden. Dem. Når en ny abonnent opretter forbindelse, er der ingen grund til at stoppe transmissionen af information på netværket.
At bygge netværk baseret på en fælles bustopologi er billigere, da der ikke er omkostninger til at lægge yderligere linjer ved tilslutning af en ny klient.
Netværket er meget pålideligt pga Netværkets ydeevne afhænger ikke af de enkelte computeres ydeevne.

Ulemperne ved en almindelig bustopologi omfatter:

Lav dataoverførselshastighed, pga al information cirkulerer gennem én kanal (bus).
Netværkets ydeevne afhænger af antallet af tilsluttede computere. Jo flere computere der er tilsluttet netværket, jo langsommere overføres informationen fra en computer til en anden.
Netværk bygget på denne topologi er karakteriseret ved lav sikkerhed, da information på hver computer kan tilgås fra enhver anden computer.

Den mest almindelige type netværkstopologi fælles bus er et Ethernet-standardnetværk med en informationsoverførselshastighed på 10 - 100 Mbit/s.

Vi så på de vigtigste LAN-topologier. Men i praksis, når man opretter en organisations LAN, kan en kombination af flere topologier bruges samtidigt. Eksempelvis kan computere i én afdeling forbindes i en stjernekonfiguration, og i en anden afdeling i en fælles buskonfiguration, og der lægges en kommunikationslinje mellem disse afdelinger.

Opdateret – 2017-02-16

Typer af lokalnetværkstopologi. Dette spørgsmål kan virke uinteressant og kedeligt for nogle, men for generel udvikling, i det mindste kort, vil det ikke skade. Måske et sted du endda kan vise din viden om det lokale netværk frem, og de vil begynde at se på dig med respekt. Eller måske vil dit liv tage en drejning på en sådan måde, at du endda bliver nødt til at stå tæt på dette problem.

Det er præcis det, der skete for mig – det, jeg var mest bange for, var, hvad jeg skulle arbejde med. Og det viste sig, at al min frygt kun var på grund af manglende viden, men nu kan jeg endda rigtig godt lide at arbejde på lokale netværk og selv krympe kabler. Jeg vil skrive kort og tydeligt for ikke at kede dig med detaljer, som måske ikke rigtig er nyttige for dig.

Du kan læse om fordelene ved lokale netværk i disse artikler:

Det fysiske forbindelsesdiagram for computere kaldes netværkstopologi .

Eksisterer tre hovedtypernetværkstopologier. Netværkstopologityper– hvad er det her? Hvilken netværkstype du skal vælge så det er både billigt og pålideligt.

Ring netværkstopologi . Med denne type netværkstopologi er enderne af kablerne forbundet med hinanden, dvs. danne en ring. Hver arbejdsstation er forbundet med to tilstødende. Data transmitteres i en cirkel i én retning, og hver station spiller rollen som en repeater, som modtager og reagerer på pakker adresseret til den og sender andre pakker til den næste arbejdsstation.

Fordelen ved et sådant netværk er dets ret høje pålidelighed. Jo flere computere der er i ringen, jo længere tid tager netværket at reagere på anmodninger. Men den største ulempe er, at hvis mindst én enhed fejler, nægter hele netværket at fungere. Og omkostningerne ved et sådant netværk er høje på grund af omkostningerne til kabler, netværksadaptere og andet udstyr.

2. Lineær netværkstopologi eller fælles bus . I en lineær topologi er alle netværkselementer forbundet efter hinanden ved hjælp af et enkelt kabel.

Enderne af segmenterne skal afsluttes med specielle modstande kaldet terminatorer .

Når du opretter et sådant netværk, bruges der ikke ekstra udstyr - kun et kabel. Alle tilsluttede enheder på et sådant netværk "lytter" og accepterer kun de informationspakker, der kun er beregnet til dem, og resten ignoreres.

Fordelene ved et sådant netværk er nem organisation og lave omkostninger. Men en væsentlig ulempe er lav modstand mod skade. Enhver skade på kablet medfører svigt af hele netværket. Desuden er fejlfinding meget vanskelig.

3. Stjernetopologi er dominerende i moderne lokale netværk. Det er det mest funktionelle og stabile. Hver computer på netværket er forbundet til en speciel enhed kaldet en hub eller switch. Når man opretter denne topologi, får hver enhed adgang til netværket uafhængigt af hinanden, og hvis et tilslutningskabel går i stykker, stopper kun et af netværkselementerne med at fungere, hvilket i høj grad forenkler fejlfinding.

Derudover giver et sådant netværk dig mulighed for at tilslutte nye enheder uden problemer og ændringer i tilslutning af gamle enheder. Du kan udvide og forbinde flere netværk til ét netværk. Det er nok at forbinde et kabel fra en switch til en anden switch.

Sådanne netværk er ret fleksible, lette at udvide og relativt billige. Så vi kiggede på typer af netværkstopologier. Næste gang vil jeg fortælle dig om netværksenheder.

Nu kan du vælge typen af forbindelse til dine hjemmecomputere og oprette.