Топология на физическите връзки - Студопедия

Веднага щом има повече от два компютъра, възниква проблемът с избора нафизическа конфигурация на връзкатаилитопология.топология на мрежа е конфигурация на граф, чиито върхове съответстват на крайните възли на мрежата (например компютри) и комуникационно оборудване (например рутери), а ръбовете съответстват на електрически и информационни връзки между тях.

Броят на възможните конфигурации се увеличава драстично с увеличаване на броя на свързаните устройства. Така че, ако можем да свържем три компютъра по два начина, тогава за четири компютъра (фиг. 4.1) вече можем да предложим шесттопологичноразлични конфигурации (при условие, че компютрите са неразличими).

Ориз. 4.1. Комуникационни опции за компютри.

Можем да свържем всеки компютър към всеки, или можем да ги свържем последователно, като приемем, че те ще комуникират, предавайки си съобщения „по време на транзит“. В същото време транзитните възли трябва да бъдат оборудвани със специални средства за извършване на тази специфична посредническа операция. Като транзитен възел може да действа както универсален компютър, така и специализирано устройство.

Много характеристики на мрежата зависят от избора натопологиявръзки. Например наличието на няколко пътя между възлите повишава надеждността на мрежата и прави възможно балансирането на натоварването на отделните канали. Лесното добавяне на нови възли, присъщо на някоитопологии, прави мрежата лесно разширяема. Икономически съображения често водят до избора натопологии, които се характеризират с минимална обща дължина на комуникационните линии.

Сред многото възможни конфигурации се разграничаватнапълно свързанииненапълно свързани:

Ориз. 4.1.1. Видовеконфигурации

Топологията с пълна мрежа (Фигура 4.2) съответства на мрежа, в която всеки компютър е директно свързан с всички останали. Въпреки логическата простота, тази опция е тромава и неефективна. Наистина, всеки компютър в мрежата трябва да има голям брой комуникационни портове, достатъчни за комуникация с всеки от другите компютри. За всяка двойка компютри трябва да се разпредели отделна физическа комуникационна линия. (В някои случаи дори две, ако не е възможно да се използва тази връзка за двупосочно предаване.)Пълните мрежести топологиирядко се използват в големи мрежи, тъй като са необходими N(N-1)/2 физически дуплексни връзки за свързване на N възли, т.е. има квадратична връзка. По-често този видтопологиясе използва в многокомпютърни комплекси или в мрежи, които обединяват малък брой компютри.

Ориз. 4.2. Напълно свързана конфигурация. Ориз. 4.3. Клетъчна топология.

Всички други опции се основават наполу-мрежови топологии, където комуникацията между два компютъра може да изисква междинно предаване на данни през други мрежови възли.

Мрежова топология (мрежа) се получава отНапълно свързанчрез премахване на някои възможни връзки.Мрежовата топологияпозволява свързването на голям брой компютри и е типична за големи мрежи (Фигура 4.3).

Понякога терминът "мрежа" се използва и за обозначаване на напълно свързани или близки до напълно свързани топологии.

Ориз. 4.4. Топология "пръстен". Ориз. 4.5. Топология "звезда".

Топологията"звезда" (Фиг.4.5) се формира, когато всеки компютър е свързан с отделен кабел към общо централно устройство, нареченоконцентратор. (В този случай терминът „хъб“ се използва в широк смисъл, той се отнася до всяко устройство с много входове, което може да служи като централен елемент, като суич или рутер.)Функцията на хъб е да насочва информацията, предавана от компютър към един или всички други компютри в мрежата. Хъбът може да бъде компютър или специално устройство, като ретранслатор с много входове, комутатор или рутер. Недостатъците натопологиятаот типа "звезда" включват по-високата цена на мрежовото оборудване, свързана с необходимостта от закупуване на специализирано централно устройство. В допълнение, възможността за увеличаване на броя на възлите в мрежата е ограничена от броя на портовете на концентратора.

Понякога има смисъл да се изгради мрежа с помощта на няколко хъба, йерархично свързани помежду си чрез връзки от типа "звезда" (фиг. 4.6). Полученатаструктура също се наричадърво. Понастоящем дървото е най-често срещаният типтопологияна връзки, както в локални, така и в глобални мрежи.

Ориз. 4.6. Топология "йерархична звезда" или "дърво".

Специален случай на конфигурацията звезда е конфигурацията"обща шина" (фиг. 4.7). Тук пасивният кабел играе ролята на централен елемент, към който са свързани няколко компютъра по схемата "монтирано ИЛИ" (много мрежи, използващи безжична комуникация, имат една и същатопология- ролята наобща шинатук се играе от обща радио среда). Предаваната информация се разпределя по кабела и е достъпна едновременно за всички свързани към него компютри.

Ориз. 4.7. Топология "обща шина".

Основните предимства на такава схема са ниската цена и лекотата на разширение; добавяне на нови възли към мрежата.

Най-сериозният недостатък на "общата шина" е липсата на надеждност: всеки дефект в кабела или някой от многобройните конектори напълно парализира цялата мрежа. Друг недостатък на "общата шина" е ниската производителност, тъй като с този метод на свързване в даден момент само един компютър може да предава данни по мрежата, така че честотната лента на комуникационния канал винаги е разделена между всички мрежови възли. Доскоро "споделена шина" беше една от най-популярните топологии за локални мрежи.

Докато малките мрежи обикновено имат типични топологии като "звезда", "пръстен" или "обща шина", големите мрежи обикновено имат случайни връзки между компютрите. В такива мрежи е възможно да се отделят отделни произволно свързани фрагменти (подмрежи), които имат типична топология, поради което те се наричат мрежи съссмесена топология (фиг. 4.8).

Ориз. 4.8. Смесена топология.

Не намерихте това, което търсихте? Използвайте търсачката: