1. Понятие компьютерной сети, классификация сетей (4 ч.). 1. Понятие компьютерной сети, классификация сетей (4 ч.)
 Скачать 80.87 Kb.
|
|
Тема 1. Понятие компьютерной сети, классификация сетей (4 ч.) Компьютерная сеть, сетевое взаимодействие, автономная среда, назначение сети, ресурсы сети, интерактивная связь, Интернет). Классификация компьютерных сетей по степени территориальной распределённости: локальные, глобальные сети, сети масштаба города. Классификация сетей по уровню административной поддержки: одноранговые сети, сети на основе сервера. Классификация сетей по топологии. Опредление Компьютерная сеть (вычислительная сеть) — система, обеспечивающая обмен данными между вычислительными устройствами — компьютерами, серверами, маршрутизаторами и другим оборудованием или программным обеспечением. Для передачи информации могут быть использованы различные среды. Помимо совокупности физических устройств и физических средств передачи данных, вычислительная сеть может быть оверлейной или виртуальной, т.е. логически самостоятельной выделенной сетью использующей ресурсы другой физической сети - вычислительной (например Интернет), телефонной сети (в т.ч. ТФОП) и/или среды передачи данных. История появления Концепция вычислительных сетей является логическим результатом эволюции компьютерной технологии. Собственно необходимость объединения ЭВМ в составе компьютерных сетей является результатом развития ЭВМ, расширения сфер их применимости и увеличения численности ЭВМ в организациях. 1.1. Системы пакетной обработки Первые компьютеры 1950-х годов были громоздкими и дорогими. Часто эти монстры занимали целые здания. Такие компьютеры не были предназначены для интерактивной работы пользователя, а использовались в режиме пакетной обработки. 1.3. Появление глобальных сетей Во второй половине 1960-х годов назрела потребность в соединении компьютеров, находящихся на большом расстоянии друг от друга. Началось все с решения более простой задачи – доступа к компьютеру с терминалов, удаленных от него на многие сотни, а то и тысячи километров. Терминалы соединялись с компьютерами через телефонные сети с помощью модемов. Такие сети позволяли многочисленным пользователям получать удаленный доступ к разделяемым ресурсам нескольких мощных компьютеров класса супер-ЭВМ. Затем появились системы, в которых наряду с удаленными соединениями типа терминал – компьютер были реализованы и удаленные связи типа компьютер – компьютер. Компьютеры получили возможность обмениваться данными в автоматическом режиме, что, собственно, и является базовым механизмом любой вычислительной сети. Используя этот механизм, в первых сетях были реализованы службы обмена файлами, синхронизации баз данных, электронной почты и другие, ставшие теперь традиционными сетевые службы. Таким образом, хронологически первыми появились глобальные вычислительные сети. Именно при построении глобальных сетей были впервые предложены и отработаны многие основные идеи и концепции современных вычислительных сетей. Первые локальные сети В начале 1970-х годов произошел технологический прорыв в области производства компьютерных компонентов – появились большие интегральные схемы. Их сравнительно невысокая стоимость и высокие функциональные возможности привели к созданию мини-ЭВМ, которые стали реальными конкурентами мэйнфреймов. Десяток мини-ЭВМ выполнял некоторые задачи (как правило, хорошо распараллеливаемые) быстрее одного мэйнфрейма, а стоимость такой системы была меньше. Даже небольшие подразделения предприятий получили возможность использовать компьютеры. Мини-ЭВМ выполняли задачи управления технологическим оборудованием, складом и другие задачи уровня подразделения предприятия. Таким образом, появилась концепция распределения компьютерных ресурсов по всему предприятию. Для объединения ресурсов мини-ЭВМ в рамках группы подразделений или всего предприятия в целом начались разработки аппаратных и программных средствобъединения ЭВМ. Для объединения двух ЭВМ в каждом конкретном случае (для каждой пары конкретных моделей) на предприятии разрабатывались специфические устройства сопряжения, основной задачей которых было преобразование передаваемых сигналов в соответствии с архитектурой данных конкретных моделей ЭВМ. В результате появились первые локальные вычислительные сети. Они еще во многом отличались от современных локальных сетей, в первую очередь – своими устройствами сопряжения. На первых порах для соединения компьютеров в составе локальной сети использовались самые разнообразные нестандартные устройства со своими способами представления данных, типами кабелей и т. п. Создание стандартных технологий локальных сетей В середине 1980-х годов положение дел в локальных сетях стало кардинально меняться. Утвердились стандартные технологии объединения компьютеров в сеть – Ethernet, Arcnet, Token Ring. Мощным стимулом для их развития послужили персональные компьютеры. Эти массовые продукты явились идеальными элементами для построения сетей – с одной стороны, они были достаточно мощными для работы сетевого программного обеспечения, а с другой – явно нуждались в объединении своей вычислительной мощности для решения сложных задач, а также разделения дорогих периферийных устройств и дисковых массивов. Поэтому персональные компьютеры стали преобладать в локальных сетях, причем не только в качестве клиентских компьютеров, но и в качестве центров хранения и обработки данных, то есть сетевых серверов, потеснив с этих привычных ролей миникомпьютеры и мэйнфреймы. Стандартные сетевые технологии превратили процесс построения локальной сети из искусства в рутинную работу. Для создания сети достаточно было приобрести сетевые адаптеры соответствующего стандарта (например, Ethernet) стандартный кабель, присоединить адаптеры к кабелю стандартными разъемами и установить на компьютер одну из сетевых операционных систем. Вычислительные сети как распределенные системы Компьютерные сети относятся к распределенным (децентрализованным) вычислительным системам. Поскольку основным признаком распределенной вычислительной системы является наличие нескольких центров обработки данных, то наряду с компьютерными сетями к распределенным системам относят также мультипроцессорные компьютеры и многомашинные вычислительные комплексы. 2.1. Компьютерные сети Основными элементами сети являются стандартные компьютеры, не имеющие ни общих блоков памяти, ни общих периферийных устройств. Связь между компьютерами осуществляется с помощью специальных периферийных устройств – сетевых адаптеров, соединенных относительно протяженными каналами связи. Каждый компьютер работает под управлением собственной операционной системы, а какая-либо «общая» операционная система, распределяющая работу между компьютерами сети, отсутствует. Взаимодействие между компьютерами сети происходит за счет передачи сообщений через сетевые адаптеры и каналы связи. С помощью этих сообщений один компьютер обычно запрашивает доступ к локальным ресурсам другого компьютера. Такими ресурсами могут быть как данные, хранящиеся на диске, так и разнообразные периферийные устройства – принтеры, модемы и т. д. Разделение локальных ресурсов каждого компьютера между всеми пользователями сети – основная цель создания вычислительной сети. Наряду с автономной работой значительное повышение эффективности использования компьютеров может быть достигнуто объединением их в компьютерные сети (network). Под компьютерной сетью в широком смысле слова понимают любое множество компьютеров, связанных между собой каналами связи для передачи данных. Существует ряд веских причин для объединения компьютеров в сети: Во-первых, совместное использование ресурсов позволяет нескольким ЭВМ или другим устройствам осуществлять совместный доступ к отдельному диску (файл-серверу), дисководу CD-ROM, стримеру, принтерам, плоттерам, к сканерам и другому оборудованию, что снижает затраты на каждого отдельного пользователя. Во-вторых, кроме совместного использования дорогостоящих периферийных устройств имеется возможность аналогично использовать сетевые версии прикладного программного обеспечения. В-третьих, компьютерные сети обеспечивают новые формы взаимодействия пользователей в одном коллективе, например при работе над общим проектом. В-четвертых, появляется возможность использовать общие средства связи между различными прикладными системами (коммуникационные услуги, передача данных и видеоданных, речи и т.д.). Особое значение имеет организация распределенной обработки данных. В случае централизованного хранения информации значительно упрощаются процессы обеспечения ее целостности, а также резервного копирования. Основные программные и аппаратные компоненты сети Компьютерная сеть - это сложный комплекс взаимосвязанных и согласованно функционирующих программных и аппаратных компонентов. Изучение сети в целом предполагает знание принципов работы ее отдельных элементов: - компьютеров; - коммуникационного оборудования; - операционных систем; - сетевых приложений. Весь комплекс программно-аппаратных средств сети может быть описан многослойной моделью. В основе любой сети лежит аппаратный слой стандартизованных компьютерных платформ, т.е. система конечного пользователя сети, в качестве которого может выступать компьютер или терминальное устройство (любое устройство ввода-вывода или отображения информации). Компьютеры в узлах сети иногда называют хост-машинами или просто хостами. В настоящее время в сетях широко и успешно применяются компьютеры различных классов - от персональных компьютеров до мэйнфреймов и суперЭВМ. Набор компьютеров в сети должен соответствовать набору разнообразных задач, решаемых сетью. Второй слой - это коммуникационное оборудование. Хотя компьютеры и являются центральными элементами обработки данных в сетях, в последнее время не менее важную роль стали играть коммуникационные устройства. Кабельные системы, повторители, мосты, коммутаторы, маршрутизаторы и модульные концентраторы из вспомогательных компонентов сети превратились в основные наряду с компьютерами и системным программным обеспечением как по влиянию на характеристики сети, так и по стоимости. Сегодня коммуникационное устройство может представлять собой сложный специализированный мультипроцессор, который нужно конфигурировать, оптимизировать и администрировать. Третьим слоем, образующим программную платформу сети, являются операционные системы (ОС). От того, какие концепции управления локальными и распределенными ресурсами положены в основу сетевой ОС, зависит эффективность работы всей сети. При проектировании сети важно учитывать, насколько просто данная операционная система может взаимодействовать с другими ОС сети, насколько она обеспечивает безопасность и защищенность данных, до какой степени она позволяет наращивать число пользователей, можно ли перенести ее на компьютер другого типа и многие другие соображения. Самым верхним слоем сетевых средств являются различные сетевые приложения, такие как сетевые базы данных, почтовые системы, средства архивирования данных, системы автоматизации коллективной работы и др. Очень важно представлять диапазон возможностей, предоставляемых приложениями для различных областей применения, а также знать, насколько они совместимы с другими сетевыми приложениями и операционными системами. 3. Классификация компьютерных сетей 3.1. Классификация сетей по территориальному признаку Для классификации компьютерных сетей используются различные признаки, но чаще всего сети классифицируют по территориальному признаку, то есть по величине территории, которую покрывает сеть. При выполнении классификации по территориальному признаку критерием классификации выступает радиус сети, а число ЭВМ в ее составе не учитывается. Различие в радиусе компьютерных сетей приводит к серьезным различиям в используемых каналах связи, скорости передачи данных, используемой коммутационной аппаратуре и сетевых протоколах. Локальные сети К локальным сетям (англ. Local Area Networks, LAN) относят сети компьютеров, сосредоточенные на небольшой территории (обычно в радиусе не более 1-2 км). В общем случае локальная сеть представляет собой коммуникационную систему, принадлежащую одной организации. Из-за малых расстояний в локальных сетях имеется возможность использования относительно дорогих высококачественных линий связи, которые позволяют, применяя простые методы передачи данных, достигать высоких скоростей обмена данными порядка 100 Мбит/с и выше (несколько Гбит/с для магистральных линий). В связи с этим услуги, предоставляемые локальными сетями, отличаются широким разнообразием и обычно предусматривают реализацию в режиме on-line. У локальных сетей, как правило, один владелец (предприятие), поэтому услуги сети предоставляются пользователю бесплатно, а подключение к сети не требует выполнения специальных мероприятий. Городские сети Городские сети (англ. Metropolitan Area Networks, MAN) являются менее распространенным типом сетей. Они предназначены для обслуживания территории крупного города – мегаполиса. В то время как локальные сети наилучшим образом подходят для разделения ресурсов на коротких расстояниях и широковещательных передач, а глобальные сети обеспечивают работу на больших расстояниях, но с ограниченной скоростью и небогатым набором услуг, сети мегаполисов занимают некоторое промежуточное положение. Они используют цифровые магистральные линии связи, часто оптоволоконные, со скоростями от 45 Мбит/с, и предназначены для связи локальных сетей в масштабах города и соединения локальных сетей с глобальными. Эти сети первоначально были разработаны для передачи данных, но сейчас они поддерживают и такие услуги, как видеоконференции и интегральную передачу голоса и текста. Развитие технологии сетей мегаполисов осуществлялось местными телефонными компаниями. Глобальные сети Глобальные сети – (англ. Wide Area Networks, WAN) объединяют территориально рассредоточенные компьютеры, которые могут находиться в различных городах и странах, то есть радиус таких сетей может составлять тысячи километров. Так как прокладка высококачественных линий связи на большие расстояния обходится очень дорого, в глобальных сетях часто используются уже существующие линии связи, изначально предназначенные совсем для других целей. Например, многие глобальные сети строятся на основе телефонных или оптоволоконных каналов общего назначения. Скорость передачи данных по телефонным линиям невысока, что ограничивает перечень возможных сервисов. Для устойчивой передачи дискретных данных по некачественным линиям связи применяются методы и оборудование, существенно отличающиеся от методов и оборудования, характерных для локальных сетей. Как правило, здесь применяются сложные процедуры контроля и восстановления данных, так как наиболее типичный режим передачи данных по территориальному каналу связи связан со значительными искажениями сигналов. 3.2. Классификация сетей по масштабам подразделения Еще одним способом классификации сетей является их классификация по масштабу производственного подразделения, в пределах которого действует сеть. В данном случае критерием классификации служит число ЭВМ, входящих в состав сети. Число ЭВМ, входящих в состав сети определяет уровень сложности организации сети: использование большого числа ЭВМ приводит к разнородности машинного парка, разнородности ПО, необходимости использования сложных составных топологий и решения вопросов объединения подсетей, использующих различные сетевые технологии. Различают сети отделов, сети кампусов и корпоративные сети. 3.3 Классификация сетей по уровню административной поддержки Два типа ЛВС - одноранговые сети и сети с выделенным сервером Все сети имеют некоторые общие компоненты, функции и характеристики. В их числе: серверы (server) - компьютеры, предоставляющие свои ресурсы сетевым пользователям; клиенты (client) - компьютеры, осуществляющие доступ к сетевым ресурсам, предоставляемым сервером; среда (media) - способ соединения компьютеров; совместно используемые данные - файлы, предоставляемые серверами по сети; совместно используемые периферийные устройства, например принтеры, библиотек CD-ROM и т.д., ресурсы, предоставляемые серверами; ресурсы - файлы, принтеры и другие элементы, используемые в сети. Несмотря на определенные сходства, сети разделяются на два типа: одноранговые (peer-to-peer); на основе сервера (server based). Различия между одноранговыми сетями и сетями на основе сервера имеют ринципиальное значение, поскольку определяют разные возможности этих сетей. Выбор типа сети зависит от многих факторов: размера предприятия; необходимого уровня безопасности; вида деятельности; уровня доступности административной поддержки; объема сетевого трафика; потребностей сетевых пользователей; финансовых затрат. Одноранговые сетиВ одноранговой сети все компьютеры равноправны: нет иерархии среди компьютеров и нет выделенного (dedicated) сервера. Как правило, каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер; иначе говоря, нет отдельного компьютера, ответственного за администрирование всей сети. Все пользователи самостоятельно решают, что на своем компьютере можно сделать общедоступным по сети и кому. Размеры. Одноранговые сети называют также рабочими группами. Рабочая группа - это небольшой коллектив, поэтому в одноранговых сетях чаще всего не более 10 компьютеров. Стоимость. Одноранговые сети относительно просты. Поскольку каждый компьютер является одновременно и клиентом, и сервером, нет необходимости в мощном центральном сервере или в других компонентах, обязательных для более сложных сетей. Одноранговые сети обычно дешевле сетей на основе сервера, но требуют более мощных (и более дорогих) компьютеров. Операционные системы. В одноранговой сети требования к производительности и к уровню зашиты для сетевого программного обеспечения, как правило, ниже, чем в сетях с выделенным сервером. Выделенные серверы функционируют исключительно в качестве серверов. UNIX/Linux поддерживают одноранговые сети используя сетевую файловую систему NFS, а также сервис сети LAN server (smb). Одноранговая сеть характеризуется рядом стандартных решений: компьютеры расположены на рабочих столах пользователей; пользователи сами выступают в роли администраторов и собственными силами обеспечивают защиту информации; для объединения компьютеров в сеть применяется простая кабельная система. Целесообразность применения. Одноранговая сеть вполне подходит там, где: количество пользователей не превышает нескольких человек; пользователи расположены компактно; вопросы защиты данных не критичны; потоки данных невелики; в обозримом будущем не ожидается значительного расширения конторы и, следовательно, сети. Если эти условия выполняются, то, скорее всего, выбор одноранговой сети будет правильным (чем сети на основе сервера). Некоторые соображения. Несмотря на то что одноранговые сети вполне удовлетворяют потребностям небольших фирм, иногда возникают ситуации, когда их использование может оказаться неуместным. Выскажем некоторые замечания относительно одноранговых сетей, которые Вы должны иметь в виду, выбирая тип сети. Администрирование. Сетевое администрирование (administration) решает ряд задач, в том числе: управление работой пользователей и защитой данных; обеспечение доступа к ресурсам; поддержка приложений и данных; установка и модернизация прикладного программного обеспечения. В типичной одноранговой сети системный администратор, контролирующий всю сеть, не выделяется. Каждый пользователь сам администрирует свой компьютер. Разделяемые ресурсы. Все пользователи могут «поделиться» своими ресурсами с другими. К совместно используемым ресурсам относятся файлы, принтеры, факс-модемы и т.п. Требования к серверу. В одноранговой сети каждый компьютер должен: большую часть своих вычислительных ресурсов предоставлять локальному пользователю (сидящему за этим компьютером); для поддержки доступа к ресурсам удаленного пользователя (обращающегося к серверу по сети) подключать дополнительные вычислительные ресурсы. Сеть на основе сервера требует более мощных серверов, поскольку они должны обрабатывать запросы всех клиентов сети. Защита. Элементарная защита подразумевает установку пароля на разделяемый ресурс, например на каталог. Централизованно управлять защитой в одноранговой сети очень сложно, так как каждый пользователь устанавливает ее самостоятельно, да и ``общие'' ресурсы могут находиться на всех компьютерах, а не только на центральном сервере. Такая ситуация представляет серьезную угрозу для всей сети, кроме того, некоторые пользователи могут вообще не установить защиту. Если для Вас вопросы конфиденциальности являются принципиальными, рекомендуем выбрать сеть на основе сервера. Подготовка пользователя. Поскольку в одноранговой сети каждый компьютер функционирует и как клиент, и как сервер, пользователи должны обладать достаточным уровнем знаний, чтобы работать и как пользователи, и как администраторы своего компьютера. Сети с выделенным серверомЕсли к сети подключено более 10 пользователей, то одноранговая сеть, где компьютеры выступают в роли и клиентов, и серверов, может оказаться недостаточно производительной. Поэтому большинство сетей использует выделенные серверы. Выделенным называется такой компьютер, который функционирует только как сервер. Они специально оптимизированы для быстрой обработки запросов от сетевых клиентов и для управления файлами и каталогами. Сети на основе серверов в настоящее время являются промышленным стандартом. С увеличением размеров сети и объема сетевого трафика необходимо увеличивать количество серверов. Распределение задач среди нескольких серверов гарантирует, что каждая задача будет выполняться самым эффективным способом из всех возможных. Специализированные серверы. Круг задач, которые должны выполнять серверы, многообразен и сложен. Чтобы приспособиться к возрастающим потребностям пользователей, серверы в больших сетях специализируются. Файл-серверы и принт-серверы. Файл-серверы и принт-серверы управляют доступом пользователей соответственно к файлам и принтерам. Файл-сервер предназначен для хранения файлов и данных, а также предоставления доступа пользователям к ним. Серверы приложений. На серверах приложений выполняются прикладные части клиент-серверных приложений, а также находятся данные, доступные клиентам. Например, чтобы упростить извлечение данных, серверы хранят большие объемы информации в структурированном виде. Эти серверы отличаются от файл- и принт-серверов. В последних файл или данные целиком копируются на запрашивающий компьютер. А в сервере приложений) на запрашивающий компьютер пересылаются только результаты запроса. Приложение-клиент на удаленном компьютере получает доступ к данным, хранимым на сервере приложений. Однако вместо всей базы данных на Ваш компьютер с сервера загружаются только результаты запроса. Почтовые серверы. Почтовые серверы управляют передачей электронных сообщений между пользователями сети. Факс-серверы. Факс-серверы управляют потоком входящих и исходящих факсимильных сообшений через один или несколько факс-модемов. Коммуникационные серверы (серверы удаленного доступа). Коммуникационные серверы управляют потоком данных и почтовых сообщений между этой сетью и другими сетями, мэйнфреймами или удаленными пользователями через сетевые соединения. В современной корпоративной сети использование серверов разных типов приобретает особую актуальность. Необходимо поэтому учитывать все возможные нюансы, которые могут проявиться при разрастании сети, с тем чтобы изменение роли определенного сервера в дальнейшем не отразилось на работе всей сети. Разделение ресурсов. Сервер спроектирован так, чтобы предоставлять доступ большому числу клиентов к ресурсам, обеспечивая при этом высокую производительность и защиту. Администрирование и управление доступом к данным осуществляется централизованно. Ресурсы, как правило, расположены также централизованно, что повышает их безопасность и облегчает их обслуживание и поддержку. Защита. Одним из основных аргументов выбора сети на основе сервера является, как правило, безопасность данных. Резервное копирование данных. Поскольку жизненно важная информация расположена централизованно, т.е. сосредоточена на одном или нескольких серверах, несложно обеспечить ее регулярное резервное копирование (backup). Избыточность. Данные дублируются в реальном времени аппаратно-программными средствами сервера. Это гарантирует, что в случае повреждения основной области хранения данных информация не будет потеряна. Количество пользователей. Вычислительная мощность специализированного сервера может достигать такой величины, что сеть на основе серверов оказывается в состоянии эффективно обслуживать десятки тысяч пользователей, в то время как одноранговые сети строятся на основе рабочих станций и персональных компьютеров, ориентированных более на локальное взаимодействие с одним пользователем, нежели на обслуживание внешних запросов. Аппаратное обеспечение. Поскольку компьютеры пользователей не выполняют сервисных функций для других пользователей сети, требования к аппаратно-программному обеспечению могут быть снижены. В сети, объединяющей сотни и тысячи пользователей, разделение ресурсов пользователями потребовало бы огромных затрат на управление ими. Комбинированные сети. Существуют и комбинированные типы сетей, совмещающие лучшие качества одноранговых сетей и сетей на основе сервера. Как правило, в сетях на основе выделенных серверов пользователи могут и самостоятельно предоставлять друг другу доступ к своим локальным ресурсам время от времени. Многие администраторы считают, что комбинированная сеть наиболее полно удовлетворяет их пользователей, однако с точки зрения безопасности наличие однорангового сервиса является недопустимым, и может быть оправдано в некоторых исключительных случаях для серверов вывода. Тем не менее, комбинированные сети - наиболее распространенный тип сетей, но для их правильной реализации и надежной защиты необходимы определенные знания и навыки планирования. 4. Топология физических связей Под термином «топология физических связей» понимают способ организации физических связей, то есть топологию. Под топологией вычислительной сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети (иногда и другое оборудование, например концентраторы), а ребрам – физические связи между ними. Компьютеры, подключенные к сети, часто называют станциями или узлами сети. Заметим, что конфигурация физических связей определяется электрическими соединениями компьютеров между собой и может отличаться от конфигурации логических связей между узлами сети. Логические связи представляют собой маршруты передачи данных между узлами сети и образуются путем соответствующей настройки коммуникационного оборудования. Полносвязная топология Полносвязная топология (рис. 1, а) соответствует сети, в которой каждый компьютер связан с каждым компьютером сети. Несмотря на логическую простоту, этот вариант оказывается громоздким и неэффективным. Действительно, каждый компьютер в сети должен иметь большое количество коммуникационных портов, достаточное для связи с каждым из остальных компьютеров сети. Для каждой пары компьютеров должна быть выделена отдельная электрическая линия связи. Полносвязная топология применяется крайне редко, например, в многомашинных вычислительных комплексах. Все другие варианты основаны на неполносвязных топологиях, когда для обмена данными между двумя компьютерами может потребоваться промежуточная передача данных через другие узлы сети. Ячеистая топология Ячеистая топология (англ. Mesh Topology) может быть получена из полносвязной путем удаления некоторых избыточных связей (рис. 1, б). В сети с ячеистой топологией непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными, а для обменаданными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы, Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна для глобальных сетей. Топология «общая шина» Общая шина (рис.1, в) образуется при подключении всех компьютеров сети к единому каналу передачи данных и до недавнего времени была самой распространенной топологией локальных сетей. Основными преимуществами такой схемы являются дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям. Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкойнадежности: любой дефект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов подключения полностью парализует всю сеть. Еще одним недостатком общей шины является ее невысокая производительность, так как при использовании единого канала в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть. Топология «звезда» Топология звезда (рис.6, г) образована подключением каждого из компьютеров к общему устройству, называемому концентратором (англ. Hub – узел) или коммутатором (англ. Switch – переключатель), при помощи отдельного кабеля. В функции концентратора (коммутатора) входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. Главные преимущества топологии «звезда» перед топологией «общая шина»: большая надежность за счет использования индивидуальных линий связи при подключении каждого из сетевых узлов (нарушение одного кабеля приводит к отключению от сети лишь одного компьютера, и только неисправность концентратора (коммутатора) может вывести из строя всю сеть); более высокая скорость передачи данных между узлами сети (за счет использования индивидуальных линий связи). К недостаткам топологии типа звезда относятся более высокая общая протяженность (и стоимость) используемых кабелей и более высокая стоимость сетевого оборудования, так как требуется приобретение концентратора (коммутатора). Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети в некоторой степени ограничиваются количеством портов концентратора. Топология «кольцо» В сетях с кольцевой топологией (рис.1, д) данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому, как правило, в одном направлении. Если компьютер распознает данные как «свои», то он копирует их себе во внутренний буфер. Кольцо представляет собой очень удобную конфигурацию для организации обратной связи – данные, сделав полный оборот, возвращаются к узлу-источнику. Поэтому этот узел может контролировать процесс доставки данных адресату. Часто это свойство кольца используется для тестирования связности сети и поиска узла, работающего некорректно. Достоинства и недостатки топологии «кольцо» такие же как и для топологии «общая шина» и объясняются использованием единого канала передачи данных.  Рис. 1. Базовые топологии компьютерной сети: а) полносвязная, б) ячеистая, в) общая шина, г) звезда, д) кольцо Составные топологии При построении сетей, более сложных, чем сети отделов, используются так называемые составные (смешанные) топологии связей. Возможно использование практически любой составной топологии, полученной на основе рассмотренных выше базовых технологий. Среди составных топологий наиболее актуальна так называемая древовидная топология, которая на данный момент является наиболее распространенной топологией для локальных сетей предприятий. Если рассматривать структуру глобальной сети Интернет в значительных масштабах (сотни километров), также можно заметить сходство с древовидной топологией. В локальных сетях древовидная топология реализуется иерархической структурой на основе концентраторов или коммутаторов. Корню графа соответствует корневой концентратор (коммутатор). К корневому концентратору непосредственно подключаются концентраторы этажей (отделов), к которым подключены конечные пользователи сети. Серверы предприятия располагаются как можно ближе к корню графа, а серверы отделов – к концентраторам отделов. |