С помощью теоретического исследования установим основные типы топологий сети. Проанализировав несколько вторичных источников было установлено следующее. Топология сети - это типовое расположение и физическое соединение устройств в сети. Устройства - это узлы, такие как клиенты и серверы, которые активно используют сеть. Сюда также входят сетевые компоненты, такие как коммутаторы и маршрутизаторы, которые выполняют распределительную функцию и обеспечивают возможность всем участникам сети вступать в логическое соединение друг с другом. Топология сети определяет используемые компоненты, а также методы доступа к среде передачи данных.
Существует несколько различных логических и физических топологий сети, из которых администраторы могут выбрать безопасную, надежную и легко обслуживаемую топологию. Описанные ниже топологии сетей относятся к сетям с коммутацией пакетов.
К наиболее популярным конфигурациям относятся:
· Точка-точка (Point-to-Point)
· Точка-многоточка (Point-to-Multipoint)
· Линейная
· Топология шины
· Кольцо
· Звезда
· Дерево
· Ячеистая топология
· Полностью подключенная топология
· Иерархическая
Топология "точка-точка"
В топологии "точка-точка" между двумя хостами или устройствами существует только простое и прямое физическое соединение. Два устройства могут использовать эти соединения для взаимной связи.
Узлы обычно собираются вместе спонтанно и не обязательно сотрудничают друг с другом на постоянной основе.
В сетевой среде физическое соединение и основанное на нем логическое соединение обычно существуют постоянно.
Точка-многоточка
В топологии "точка-многоточка" несколько хостов получают питание от центральной системы. Все хосты в топологии должны иметь общую линию связи с центральной системой. Каждый участник может иметь свою собственную среду передачи. Но только до точки разветвления, от которой линия ведет к центральной системе.
Линия / Цепь / Топология линии (технология линии)
При линейной топологии несколько хостов соединены друг с другом. От хозяина к хозяину прокладывается линия. Каждый из двух концов линии оканчивается хостом.
Линейная топология также называется конфигурацией "гирлянда", когда несколько аппаратных компонентов соединяются последовательно. Этот тип сетевого взаимодействия часто встречается в технологиях автоматизации и безопасности.
Особенностью топологии линии является то, что удаление узла в линии приводит к прерыванию линии и отказу сети. Образовавшийся разрыв необходимо устранить или переделать проводку в этой точке. Как следствие, логика подключения, основанная на этом, возможно, должна быть пересмотрена между всеми участниками (в зависимости от системы передачи).
Топология линии часто смешивается с топологией шины. Часто нет различий в физических кабелях. Логика передачи и основанные на ней процедуры доступа - да.
Топология шины
В топологии шины все хосты подключены друг к другу через общую линию. Все узлы имеют доступ к среде передачи и сигналам, которые по ней передаются. Для предотвращения помех на линии и улучшения физических условий оба конца кабеля снабжены согласующим резистором.
Не существует центрального компонента сети, который регулирует процессы на шине. Вместо этого процедура доступа отвечает за процессы на шине, и все узлы подчиняются ее правилам. Интеллект находится на хостах и обычно задается протоколом. Сама шина является лишь пассивной средой передачи данных.
Если необходимо расширить шину или добавить или удалить хосты, сеть может выйти из строя на время проведения работ.
Кольцо / Кольцевая топология
Кольцевая топология представляет собой замкнутую кабельную трассу, в которой участники сети соединены друг с другом непрерывным кабельным кольцом. Это означает, что один кабель приходит на каждый хост и один кабель уходит.
Как правило, в кольцевой топологии не должно быть активных сетевых компонентов. Контроль и доступ к среде передачи регулируется протоколом, которого придерживаются все станции.
Однако менеджер по работе с кольцами имеет смысл. Потому что если кольцо прерывается в одной точке, оно может переключиться на работу по шине.
Это означает, что кольцевая топология избыточна, что важно для производственных сред, которые полагаются на высокую доступность.
Звезда / звездная топология
В топологии "звезда" есть один компонент сети, который поддерживает физическое соединение со всеми хостами. Каждый хост подключен к центральному сетевому компоненту через собственную линию. Обычно это концентратор или коммутатор. Концентратор или коммутатор берет на себя функцию распределения пакетов данных. Для этого пакеты данных принимаются и направляются к месту назначения.
Нагрузка на центральный распределитель данных может быть очень высокой, поскольку все данные и соединения проходят через него. Хозяева могут быть добавлены или удалены в любое время. Это не влияет на работу сети. Сеть со структурой "звезда-шина" представляет собой комбинацию топологии "звезда" и "шина". Станции подключаются к концентратору по звездообразной структуре. Несколько коммутаторов соединены между собой шиной.
Топология дерева
Топология дерева - это расширенная топология звезды. Более крупные локальные сети имеют такую структуру. Особенно когда несколько топологий объединены друг с другом. Обычно вышестоящий элемент сети, либо маршрутизатор, либо другая топология, образует корень (здесь показано в обратном порядке). Отсюда формируется ствол с множеством ветвей и разветвлений.
Ячеистая топология
Ячеистая топология - это децентрализованная сеть, которая не должна подчиняться каким-либо обязательным структурам и в которой все узлы сети каким-либо образом связаны друг с другом.
Ячеистая сеть увеличивает радиус действия сети, особенно для узлов, расположенных на границе. Если соединение не работает, обычно всегда есть альтернативный маршрут для продолжения передачи данных без прерывания. Для этого активные сетевые компоненты должны выступать посредниками при передаче пакетов данных внутри сети. Например, через маршрутизацию.
В локальной сети (LAN) ячеистая топология всегда возникает при распространении различных систем и нескольких топологий.
Интернет соответствует ячеистой топологии, поскольку ни один центральный орган не принимает решения об архитектуре сети.
«Полностью подключен»
Такая топология относится к топологии, в которой все хосты подключены друг к другу. Это означает, что каждый узел имеет собственное физическое соединение с каждым другим узлом. Количество доступных интерфейсов на каждом хосте должно быть соответственно большим. В то же время для каждого соединения должна быть доступна среда передачи данных.
С точки зрения топологии, это идеальная сеть, но на практике она применяется лишь в ограниченной степени. Fully Connected имеет смысл только в том случае, если для логического соединения между двумя участниками сети требуется полная пропускная способность физического соединения.
Иерархическя топология
Иерархическая структура и сегментация уже давно являются критериями структурирования сети. Из-за преобладающего потока данных клиент-сервер топология "звезда" или "дерево" с ее централизованным подходом была предпочтительной кабельной и сетевой архитектурой. Сегодня трафик данных значительно увеличился благодаря динамическому контенту между серверами и взаимодействию серверов веб-сайтов, приложений и баз данных. Это означает, что логические соединения теперь происходят не только между клиентами и серверами, но и между отдельными серверами. Это приводит к потокам данных, которые имеют совершенно разные характеристики. Именно поэтому будущие сетевые топологии и сетевые архитектуры должны быть гибкими и обладать большим интеллектом.
Концепция иерархической топологии должна отвечать всем важным требованиям, предъявляемым к сети в центре обработки данных:
· высокая скорость
· Надежность
· гибкость
· простое управление
иерархическая топология имеет звездную структуру, которая, однако, не имеет центрального узла, но избыточно соединяет распределяющие компоненты в структурированную ячеистую топологию. Ткань формирует основу для высокодоступных распределенных систем.
Иерархическая топология - это сетевая топология, концепция и технические подходы которой берут начало в мире волоконных каналов и уже очень давно используются в сетях хранения данных. Они служат моделью для Ethernet в центре обработки данных. В данном случае ткань представляет собой распределенную архитектуру, которая, например, объединяет несколько физических коммутаторов в один большой логический коммутатор.
Для сети здания это означает, что необходимо использовать дополнительные коммутаторы ядра, этажа и доступа, которые соединены между собой дополнительными линиями. Здесь часто используются методы из области программно-определяемых сетей.
