Что такое топология?
Топология определяет структуру сети о том, как все компоненты взаимосвязаны друг с другом. Существует два типа топологии - физическая и логическая топология.
Физическая топология - это геометрическое представление всех узлов в сети.
Топология шины
Топология шины спроектирована таким образом, что все станции подключены через один кабель, известный как магистральный кабель.
Каждый узел либо подключается к магистральному кабелю с помощью отводного кабеля, либо напрямую подключается к магистральному кабелю.
Когда узел хочет отправить сообщение по сети, он помещает сообщение по сети. Все станции, доступные в сети, получат сообщение независимо от того, адресовано оно им или нет.
Топология шины в основном используется в сетях стандарта 802.3 (ethernet) и 802.4.
Конфигурация шинной топологии довольно проста по сравнению с другими топологиями.
Магистральный кабель считается «одной полосой», по которой сообщение передается на все станции.
Наиболее распространенным методом доступа в топологиях шины является CSMA (множественный доступ с контролем несущей).
CSMA: это управление доступом к среде, используемое для управления потоком данных, чтобы сохранить целостность данных, то есть пакеты не теряются. Существует два альтернативных способа решения проблем, возникающих, когда два узла отправляют сообщения одновременно.
CSMA CD
CSMA CD ( Обнаружение столкновения ) - это метод доступа, используемый для обнаружения столкновения. Как только столкновение обнаружено, отправитель прекратит передачу данных. Поэтому работает на « восстановление после столкновения ».
CSMA CA
CSMA CA (предотвращение столкновений) - это метод доступа, используемый для предотвращения коллизий путем проверки, занята среда передачи или нет. Если он занят, то отправитель ожидает, пока носитель не станет свободным. Эта техника эффективно снижает вероятность столкновения. Не работает "восстановление после столкновения".
Преимущества топологии шины
Недорогой кабель
В топологии шины узлы напрямую подключаются к кабелю без прохождения через Хаб. Поэтому первоначальная стоимость установки невысока.
Умеренные скорости передачи данных
Коаксиальные кабели или кабели витой пары в основном используются в шинных сетях, поддерживающих скорость до 100 Мбит / с.
Знакомая технология.
Топология шины - это привычная технология, поскольку методы установки и устранения неполадок хорошо известны, а компоненты оборудования легко доступны.
Ограниченный сбой
Сбой в одном узле не повлияет на другие узлы.
Недостатки шинной топологии
Обширные кабели
Топология шины довольно проста, но все же требует большого количества кабелей.
Сложное устранение неполадок
Требуется специальное испытательное оборудование для определения неисправностей кабеля. Если в кабеле возникнет какая-либо неисправность, это нарушит связь для всех узлов.
Помехи сигнала
Если два узла отправляют сообщения одновременно, то сигналы обоих узлов сталкиваются друг с другом.
Изменение конфигурации затруднено
Добавление новых устройств в сеть замедлит работу сети.
Затухание.
Затухание - это потеря сигнала, что приводит к проблемам со связью. Повторители используются для регенерации сигнала.
Кольцевая топология
Кольцевая топология похожа на шинную топологию, но со связанными концами.
Узел, который получает сообщение от предыдущего компьютера, будет повторно передан следующему узлу.
Данные передаются в одном направлении, т.е. однонаправлено.
Данные передаются в одном цикле, который непрерывно известен как бесконечный цикл.
Он не имеет завершенных концов, т. Е. Каждый узел связан с другим узлом и не имеет конечной точки.
Данные в кольцевой топологии передаются по часовой стрелке.
Наиболее распространенным методом доступа кольцевой топологии является передача токена .
Передача токена - это метод доступа к сети, при котором токен передается от одного узла к другому.
Маркер - это кадр, который циркулирует по сети.
Работа прохождения токена
Токен перемещается по сети и передается с компьютера на компьютер, пока не достигнет места назначения.
Отправитель изменяет токен, добавляя адрес вместе с данными.
Данные передаются с одного устройства на другое, пока адрес назначения не совпадет. Как только токен получен устройством-получателем, он отправляет подтверждение отправителю.
В кольцевой топологии токен используется в качестве носителя.
Преимущества кольцевой топологии
Управление сетью
Неисправные устройства могут быть удалены из сети без отключения сети.
Доступность продукта
Доступно множество аппаратных и программных средств для работы и мониторинга сети.
Стоимость
Витая пара недорогая и легко доступна. Поэтому стоимость установки очень низкая.
Надежность
Это более надежная сеть, поскольку система связи не зависит от одного хост-компьютера.
Недостатки кольцевой топологии
Сложное устранение неполадок
Требуется специальное испытательное оборудование для определения неисправностей кабеля. Если в кабеле возникнет какая-либо неисправность, это нарушит связь для всех узлов.
Отказ
Выход из строя на одной станции ведет к выходу из строя всей сети.
Изменение конфигурации затруднено
Добавление новых устройств в сеть замедлит работу сети.
Задержка
Задержка связи прямо пропорциональна количеству узлов. Добавление новых устройств увеличивает задержку связи.
Топология звезды
Топология «звезда» - это схема сети, в которой каждый узел подключен к центральному концентратору, коммутатору или центральному компьютеру.
Центральный компьютер называется сервером , а периферийные устройства, подключенные к серверу, называются клиентами .
Коаксиальный кабель или кабели RJ-45 используются для подключения компьютеров.
Концентраторы или коммутаторы в основном используются в качестве соединительных устройств в топологии физической звезды .
Топология «звезда» - самая популярная топология в реализации сети.
Преимущества топологии Star
Эффективное устранение неполадок.
Устранение неполадок довольно эффективно в топологии «звезда» по сравнению с топологией шины. В топологии шины менеджер должен проверять километры кабеля. В топологии «звезда» все станции подключены к централизованной сети. Поэтому администратор сети должен обратиться к единственной станции, чтобы устранить проблему.
Управление сетью
Сложные функции управления сетью могут быть легко реализованы в топологии «звезда». Любые изменения, сделанные в топологии «звезда», автоматически учитываются.
Ограниченный отказ
Поскольку каждая станция подключена к центральному концентратору с помощью собственного кабеля, следовательно, отказ в одном кабеле не повлияет на всю сеть.
Знакомая технология
Топология Star - это знакомая технология, поскольку ее инструменты экономически эффективны.
Легко расширяемый
Он легко расширяется, так как новые станции могут быть добавлены к открытым портам на концентраторе.
Рентабельность
Сети с топологией Star экономичны, так как используют недорогой коаксиальный кабель.
Высокая скорость передачи данных
Он поддерживает пропускную способность около 10 гигабит/ с. Ethernet 100BaseT - одна из самых популярных топологических сетей Star.
Недостатки топологии Star
Центральная точка отказа
Если центральный концентратор или коммутатор выходит из строя , то все подключенные узлы не смогут обмениваться данными друг с другом.
Кабель
Иногда прокладка кабеля затруднена, когда требуется значительный объем прокладки.
Топология дерева
Топология дерева сочетает в себе характеристики топологии шины и топологии звезды.
Топология дерева - это тип структуры, в которой все компьютеры связаны друг с другом иерархически.
Самый верхний узел в древовидной топологии известен как корневой узел, а все остальные узлы являются потомками корневого узла.
Существует только один путь между двумя узлами для передачи данных. Таким образом, он формирует родительско-дочернюю иерархию.
Преимущества топологии дерева
Поддержка широкополосной передачи
Древовидная топология в основном используется для обеспечения широкополосной передачи, то есть сигналы отправляются на большие расстояния без ослабления.
Легко расширяемый
Мы можем добавить новое устройство в существующую сеть. Следовательно, можно сказать, что топология дерева легко расширяема.
Легко управляемый
В древовидной топологии вся сеть делится на сегменты, известные как звездные сети, которыми легко управлять и обслуживать.
Обнаружение ошибок.
Обнаружение и исправление ошибок очень просто в древовидной топологии.
Ограниченный сбой
Выход из строя на одной станции не влияет на всю сеть.
Двухточечная проводка
У нее есть двухточечная проводка для отдельных сегментов.
Недостатки древовидной топологии
Сложное устранение неполадок
Если в узле возникает какая-либо неисправность, становится трудно устранить неисправность.
Высокая стоимость.
Устройства, необходимые для широкополосной передачи, очень дороги.
Отказ.
Древовидная топология в основном основана на кабеле основной шины, а отказ в кабеле основной шины приведет к повреждению всей сети.
Сложная перенастройка
Если добавляются новые устройства, перенастраивать становится сложно.
Топология сетки
Сетчатая технология - это схема сети, в которой компьютеры связаны друг с другом через различные резервные соединения.
Существует несколько путей от одного компьютера к другому.
Он не содержит коммутатора, концентратора или любого центрального компьютера, который выступает в качестве центральной точки связи.
Интернет является примером топологии сетки.
Сетчатая топология в основном используется для реализаций WAN, где критически важны сбои связи.
Сетчатая топология в основном используется для беспроводных сетей.
Топология сетки может быть сформирована с помощью формулы:
Количество кабелей = (n * (n-1)) / 2;
Где n - количество узлов, представляющих сеть.
Топология сетки делится на две категории:
Полностью связанная топология сетки
Частично связанная сетчатая топология
Топология полной сетки.
В топологии полной сетки каждый компьютер подключен ко всем компьютерам, доступным в сети.
Топология с частичной сеткой.
В топологии с частичной сеткой не все компьютеры, кроме определенных, подключаются к тем компьютерам, с которыми они часто общаются.
Преимущества топологии Mesh
Надежность .
Сети с топологией ячеистой сети очень надежны, как если бы любое повреждение соединения не влияло на связь между подключенными компьютерами.
Быстрая связь.
Связь между узлами очень быстрая.
Более простая перенастройка
Добавление новых устройств не нарушит связь между другими устройствами.
Недостатки сетчатой топологии
Стоимость
Сетчатая топология содержит большое количество подключенных устройств, таких как маршрутизатор, и больше среды передачи, чем другие топологии.
Управление
Сети с топологией Mesh очень большие и их очень сложно поддерживать и обслуживать. Если сеть не контролируется тщательно, то сбой линии связи остается незамеченным.
Эффективность
В этой топологии избыточные соединения высоки, что снижает эффективность сети.
Гибридная топология
Комбинация различных топологий называется гибридной топологией .
Гибридная топология - это соединение между различными ссылками и узлами для передачи данных.
Когда две или более разных топологии объединяются вместе, это называется гибридной топологией, и если похожие топологии связаны друг с другом, это не приведет к гибридной топологии. Например, если существует кольцевая топология в одном филиале банка "Сбербанк" и шинная топология в другом филиале банка "Сбербанк", соединение этих двух топологий приведет к гибридной топологии.
Преимущества гибридной топологии
Надежность.
Если сбой произойдет в какой-либо части сети, это не повлияет на работу остальной части сети.
Масштабируемость
Размер сети может быть легко расширен за счет добавления новых устройств без ущерба для функциональности существующей сети.
Гибкость
Эта топология очень гибкая, так как она может быть разработана в соответствии с требованиями организации.
Эффективно
Гибридная топология очень эффективна, поскольку ее можно спроектировать таким образом, чтобы мощность сети была максимальной, а слабость сети - минимальной.
Недостатки гибридной топологии
Сложное проектирование.
Основным недостатком гибридной топологии является проектирование гибридной сети. Очень сложно спроектировать архитектуру гибридной сети.
Дорогостоящий концентратор.
Концентраторы, используемые в гибридной топологии, очень дороги, поскольку эти концентраторы отличаются от обычных концентраторов, используемых в других топологиях.
Дорогая инфраструктура.
Стоимость инфраструктуры очень высока, поскольку гибридная сеть требует большого количества кабелей, сетевых устройств и т.д.
