Что такое топология пассивная звезда: 2.3.2. Топология «звезда» — Компьютерные сети

Главная страница‎ > ‎I. Лекции по компьютерным сетям‎ > ‎2. Локальные сети‎ > ‎2.3. Топология локальных сетей‎ > ‎

2.3.2. Топология «звезда»

следующий → ← предыдущая

Звездообразная топология, иногда называемая звездообразной сетью, — это топология сети, в которой каждое устройство подключено к центральному концентратору. Это одна из самых распространенных конфигураций компьютерных сетей и, безусловно, самая популярная сетевая топология. В этом сетевом расположении все устройства, подключенные к центральному сетевому устройству, отображаются звездочкой.

В отличие от топологии Mesh, устройство не может обеспечить прямую связь между устройствами в топологии звезда; он должен общаться с помощью концентратора. Периферийные устройства работают как клиенты, а центральное сетевое устройство служит сервером. В зависимости от типа сетевой карты, установленной в каждом компьютере, используется кабель RJ-45 или коаксиальный кабель в звездообразной топологии. Подобно шинной топологии, создание компьютерной сети, использующей звездообразную топологию, очень просто и просто.

Существует множество примеров звездообразной топологии и в реальной жизни, и вы можете увидеть примеры топологии звездообразной сети в аэропортах, больницах, банках и учебных заведениях. Коммутатор также можно использовать в качестве центрального устройства вместо концентратора. Соединительные кабели будут использоваться для подключения клиента, серверов и другой сети к центральному концентратору. В звездообразной топологии все подключенные устройства полностью зависят от центрального устройства; связь через всю компьютерную сеть терпит неудачу, если у центрального устройства возникают какие-либо проблемы.

На изображении выше показан пример звездообразной топологии, который поможет вам четко понять звездообразную топологию. Вы можете видеть, что концентратор — это центральное устройство, через которое подключены все остальные узлы (клиенты, серверы и другие сети). Каждый узел на этой диаграмме имеет прямое соединение «точка-точка» с центральным устройством, но ни один узел не может напрямую связываться с другими узлами. Следовательно, прежде чем достичь пункта назначения, каждое сообщение должно пройти через это центральное устройство (концентратор или коммутатор).

Топология «звезда» может быть активной или пассивной на основе следующего, приведенного ниже:

• Если передача данных активно контролируется сетью.
• Если источники электроэнергии требуются сети.
• Если такие процессы, как усиление данных или регенерация, выполняются центральным узлом.

Кроме того, беспроводной маршрутизатор, Ethernet/кабельные структуры и другие компоненты также могут использоваться для реализации звездообразных топологий.

Применение звездообразной топологии

В сетях звездообразная топология может использоваться в различных местах. Вы можете найти его применение повсюду благодаря его легкой доступности и дешевому оборудованию звездной топологии. Однако некоторые варианты использования звездообразной топологии следующие:

• Большинство компьютерных классов в учебных заведениях используют этот дизайн для соединения узлов в лаборатории.
• Наши домашние сети четко настроены в этой топологии сети.
• Другим вариантом использования топологии «звезда» является банковский сектор, где все пользователи банковских услуг связаны друг с другом с помощью этого типа топологии.

Характеристики звездообразной топологии

Особенности или характеристики звездообразной топологии следующие:

• Простая в установке топология «звезда» может использоваться практически в любой компьютерной сети, будь то малая, средняя или большая.
• По сравнению с шинной топологией, звездообразная топология требует больше кабеля. Кроме того, в этом типе подключенной сети нет зависимости.
• В звездообразной топологии для расширения всей сети можно использовать гирляндную цепочку.
• По сравнению с другими видами топологических структур структура звездообразной топологии более безопасна с точки зрения потери данных.
• Дает преимущество; вся сеть не мешает, если убрать или подключить устройства.

Оборудование для топологии «звезда»

Для звездообразной топологии требуется определенное количество оборудования. Однако тип необходимого аппаратного оборудования полностью зависит от компьютерной сети, которую вы собираетесь построить.

Тип кабеля в звездообразной топологии

Существует возможность использования различных кабелей в звездообразной топологии, если вы собираетесь устанавливать сеть по проводам. В этой сети можно использовать кабель, коаксиальный кабель или витую пару. Коаксиальный кабель раньше использовался сетевыми инженерами. Но наиболее распространенным вариантом кабеля является кабель «витая пара». Кроме того, вы можете использовать оптоволоконный кабель, если хотите создать высокоскоростную компьютерную сеть.

Как работает топология «звезда»?

Очень легко и просто понять работу звездной топологии. Этот тип топологии сети не допускает прямой связи между различными узлами; они могут общаться друг с другом с помощью центрального устройства, доступного в сети. Это центральное устройство, которым может быть пассивный концентратор, активный концентратор или коммутатор, отвечает как за получение, так и за доставку сообщений от отправителя. Процесс работы центрального устройства отличается в каждом сценарии. Таким образом, звездообразная топология подразделяется на три категории на основе механизма работы, а именно: 9.0006

1. Топология пассивной звезды
2. Топология «активная звезда»
3. Топология «звезда» с использованием коммутатора

Однако расположение звездообразной топологии в каждом из сценариев будет одинаковым. Но рабочий механизм каждого делает их разными. Ниже даны пояснения по каждому из них.

Топология пассивной звезды

Топология пассивной звезды создается с использованием пассивного концентратора, который является центральным устройством сети. Это центральное устройство в компьютерной сети получает сигнал от отправителя и отправляет его на другие станции. Пассивный концентратор позволяет сигналу проходить без какого-либо вмешательства. Другими словами, сигналы связи не могут быть регенерированы или повторно обработаны пассивным концентратором.

Если вы проектируете звездообразную сеть с использованием пассивного концентратора, пассивный концентратор будет действовать как центральное устройство, которое получает сообщение с данными от отправителя и передает его всем подключенным узлам к центральному устройству. После получения сообщения данных все связанные узлы принимают проверки адреса назначения. Если адрес узла и адрес назначения совпадают, соответствующий узел сохраняет сообщение. Узел отбрасывает сообщение данных, если адрес узла и адрес назначения не совпадают. Этот тип сети не подходит для больших компьютерных сетей и сетей дальней связи.

Топология «активная звезда»

В качестве центрального устройства активный концентратор присутствует в топологии активной звезды. В части передачи сигналов связи этот Хаб выполняет дополнительные функции. Активный концентратор, в отличие от пассивного концентратора, может повторно обрабатывать или регенерировать сигналы связи. После обновления сигналов связи отправителя он транслирует их всем другим узлам в компьютерной сети. В результате активный концентратор также служит повторителем.

Как было описано, он восстанавливает связь сигнала, что приводит к силе сигнала связи. И остальная часть рабочего процесса активного концентратора такая же, как и пассивного концентратора. Если вы создаете звездообразную сеть с помощью Active Hub, она больше подходит для длинных кабелей и большего количества узлов.

Топология «звезда» с использованием коммутатора

можно использовать вместо концентратора в качестве центрального устройства в звездообразной архитектуре. Звездообразная сеть, построенная с использованием Switch, также может называться Switcher Star Network Topology. Вместо активного концентратора или пассивного концентратора интеллектуальное устройство (коммутатор) служит основным устройством в сети этого типа. В качестве интеллектуального концентратора коммутатор может выполнять множество функций, но не может передавать сигнал связи. Коммутатор передает сообщение с данными предполагаемому получателю после считывания адреса получателя сообщения с данными, в том числе также выполняя некоторые дополнительные функции:

• Маршрутизация
• Обработка или регенерация сигнала
• Мост
• Управление сетью

Подобно концентратору, коммутатор принимает сообщение с данными от отправителя. Но он не передает сообщение данных после получения сообщения, сначала он сам проверяет адрес получателя, а затем отправляет сообщение конкретному получателю. Этот вид передачи известен как Uni-cast. С точки зрения идентификации пункта назначения, маршрутизации и регенерации коммутатор является интеллектуальным устройством. Таким образом, создание сети с топологией звезды с использованием коммутатора должно быть вашим первым выбором.

Преимущества топологии «звезда»

Когда вы находитесь в середине процесса установки, есть несколько преимуществ звездообразной топологии, которые стоит учитывать, а именно:

Отказоустойчивость

Звездообразная топология влияет только на один узел, если на нем произошел сбой сетевой карты или обрезан кабель. Поскольку каждое устройство независимо подключается к центральному ядру; следовательно, он предлагает пользователям преимущество с точки зрения отказа сети. Узлы соединены друг с другом одним кабелем. Однако, по сравнению с другими конструкциями, эта конструкция может быть дорогостоящей. Но из-за его выгоды, как правило, вопросы стоимости перевешивают. Компрометация центрального ядра — единственный способ вывести из строя все узлы за один раз. Это безопасная сеть, недоступная обычному человеку. Кроме того, эта сеть может использоваться предприятиями любого размера для удовлетворения своих требований.

Масштабируемость

Может быть несколько причин для добавления нового устройства в сеть. В сети с топологией «звезда» добавление нового устройства — простой процесс. Для этого вам нужно только подключить новое устройство к центральной ядре с помощью кабелей. Это дает вам преимущество в ситуации, когда вам нужно подключить несколько устройств с одним ядром. Это позволяет вам расширять сеть, добавляя новые устройства, и помогает вам продолжать пользоваться преимуществами этой структуры.

Вся сеть зависит от центральной точки подключения, поскольку устройства добавляются или удаляются из центрального устройства. Следовательно, такие сети хорошо масштабируются и помогают поддерживать уровень производительности за счет замены неисправного устройства.

Подключение нескольких типов устройств

Star позволяет пользователям подключать несколько типов устройств. Эта сеть — лучший вариант с точки зрения разнообразия приложений, если у вас есть концентратор или коммутатор, который имеет возможность пересылать пакет данных на несколько типов оборудования. Топология «звезда» также используется большинством предприятий для подключения компьютеров к различным принтерам и другим станциям.

Кроме того, вы также можете максимизировать охват каждого подключенного устройства в звездообразной топологии через доступный сервер, который подключается к центральному концентратору. Кроме того, вы можете быстро связать весь офис с этой конфигурацией, пока оборудование не будет совместимо с программным или аппаратным обеспечением центрального концентратора, а также с используемым сетевым подключением.

Низкая вероятность коллизии данных

В звездообразной топологии, поскольку все узлы подключаются к центральному ядру собственным кабелем, это приводит к снижению вероятности коллизий данных. Кроме того, он может обрабатывать ситуацию, когда возникают конфликты данных, и не создает узких мест. Это означает, что по сравнению с другими сетевыми проектами уровни производительности этой сетевой топологии исключительно высоки. Однако из-за высокого уровня трафика в некоторых условиях он может работать медленно.

Несколько подходов

При топологии «звезда» можно использовать несколько подходов. Это означает, что вы можете выбрать активный концентратор, пассивный концентратор или коммутатор во время проектирования сети с топологией звезды. Если вы решите использовать пассивный концентратор, ему не потребуется время модификации пакетов данных. И сигналы проходят без какого-либо вмешательства в сеть топологии звезды, разработанную с пассивным концентратором.

Кроме того, в дополнение к своим основным обязанностям сеть, разработанная с использованием активного концентратора, выполняет дополнительные функции, которые делают ее способной действовать как ретранслятор. Если вы проектируете сеть с топологией звезды с помощью коммутатора, он будет передавать сообщение с данными предполагаемому получателю, когда считывает адрес назначения пакетов данных.

Избегает соединений точка-точка

Топология «звезда» поддерживает быструю связь, поскольку создает более рациональный подход. Однако в других топологиях можно получить высокий уровень надежности. Он предлагает больше гибкости; вы можете уверенно установить его в своей компании. А благодаря наличию центрального концентратора вам не нужно беспокоиться о связи ваших устройств друг с другом. Таким образом, сети практически любого размера могут легко использовать сеть с топологией «звезда» и получать ее преимущества. Он предоставляет пользователям точечные соединения и одноадресную связь, которая создает безопасный способ передачи пакета данных. Кроме того, в сети такого типа отсутствует риск отражения сигнала. Следовательно, это помогает избежать соединений точка-точка.

Недостатки звездообразной топологии

Хотя топология «звезда» предлагает пользователям множество преимуществ, она также имеет некоторые недостатки, а именно:

Отказ центрального сердечника

В звездообразной топологии вся система зависит от центрального устройства (концентратора или коммутатора), которое является наиболее важной точкой сети. Если центральное ядро ​​выйдет из строя, это повлияет на всю систему, и даже вы не сможете использовать компьютерную сеть. Хотя в этой ситуации вы можете работать в автономном режиме; могут быть шансы немедленно сократить возможности для сотрудничества. Если по какой-либо причине произойдет сбой, вам может потребоваться заменить весь концентратор, что может быть критическим предложением.

Дорогой

«звезда» очень дорога в установке и расширении, так как требует прокладки кабелей для устройств или систем. По сути, самый дорогой аспект этой топологии заключается в том, что ей нужны дополнительные концентраторы или коммутаторы, больше разъемов и кабелей. В сети с топологией «звезда» каждое устройство должно быть напрямую подключено к центральному концентратору. Однако его конструкция намного надежнее. Самая дорогая топология — основная причина, по которой некоторые малые предприятия ищут альтернативы этой сети.

Несмотря на то, что он более дорогой, он повышает производительность сети и сокращает время, необходимое для отслеживания проблем с обслуживанием, что приводит к экономии средств. Кроме того, обычно происходит меньше времени простоя, потому что при отключении любого устройства от сети вам необходимо каким-то образом скомпрометировать кабель, поскольку все устройства подключаются с помощью кабеля.

Потребность в дополнительном оборудовании

Поскольку для работы звездообразной топологии требуется центральное ядро, центральное ядро ​​может быть коммутатором или концентратором. Если вам нужно запускать разные звезды, вам также понадобится центральное ядро ​​для каждой из них. Эта установка увеличивает стоимость, а также создает многочисленные уязвимости в некоторых конструкциях. Если вы удалите основной концентратор из многозвездной установки, вы сможете изменить основное средство связи. У всех систем больше не будет доступа к центральной базе данных для совместной работы, но они по-прежнему смогут взаимодействовать друг с другом.

Влияние на подвижность

Большинство людей по-прежнему зависят от проводных соединений, даже если в наше время доступны беспроводные системы топологии «звезда». Когда люди используют проводное соединение для своей сети, ограниченная длина кабеля ограничивает их движения. Чтобы оставаться продуктивными, они не смогут брать с собой свои рабочие станции. Кроме того, они должны покинуть свою рабочую станцию, чтобы получить элемент, если они хотят напечатать что-то в сети, поскольку вы привязаны к определенному расстоянию от центрального узла, что со временем приводит к снижению уровня производительности.

Проблемы с подключением мобильных устройств

Хотя добавление дополнительных устройств в топологию «звезда» не представляет сложности, подключение смартфона или другого мобильного устройства может быть затруднено. Кроме того, на некоторых компьютерах нет возможности подключения к этой сети. Большая часть центрального концентратора не имеет порта, позволяющего использовать Интернет с этой системой.

Таким образом, вы можете полагаться на Wi-Fi или сотовую связь, чтобы оставаться в сети. Это означает, что если у вас есть сотрудники в мобильных или удаленных офисах, вы можете столкнуться со многими проблемами, и даже вам будет очень сложно сотрудничать в проектах. Люди, пытающиеся подключиться к вашей локальной сети без внутреннего доступа, столкнутся с теми же проблемами, что и те, кто использует кабельное соединение для связи за пределами вашей организации.

Кабели, подверженные повреждениям

Кабель или провод, используемые для создания системы топологии «звезда», могут быть подвержены повреждениям. Лучший способ для кабеля добраться до предполагаемых рабочих станций или периферийных устройств — он должен проходить под полом, за стенами или через другие препятствия. Более того, при изменении погодных условий или воздействии на живую природу он может стать уязвимым в условиях, когда ЛВС требует проведения монтажных работ на внешней стороне здания. Эти проблемы могут повлиять на надежность некоторых сетей с топологией «звезда». Хотя всегда могут произойти некоторые несчастные случаи, вы можете избежать этих проблем, добавив защитный барьер вокруг кабелей.

Низкая скорость передачи данных

Беспроводная топология «звезда» не подходит для сети с большой нагрузкой, поскольку скорость передачи данных в ней низкая. Вам следует выбрать проводную сеть с топологией звезды, если вам нужна сеть, способная выдерживать большие нагрузки. Риск узких мест с WLAN возрастает, и он всегда движется медленно. Если вы хотите реализовать ограничения в сети, вам необходимо выполнить ручные настройки. Это означает, что вместо продуктивной работы над новым проектом вы тратите больше времени на систему. Кроме того, обнаружение и диагностика проблемы в беспроводной сети могут быть затруднены. По этой причине иногда инвестиции в кабель стоят больше, чем в проводную сеть.

Что такое расширенная звездообразная топология?

По мере роста бизнеса с точки зрения вычислительных ресурсов; поэтому гибкость компьютерных сетей очень важна. Чтобы предложить возможность совместного использования всем вашим сотрудникам, вам придется расширить свою сеть с этим увеличением. Существует несколько концентраторов или коммутаторов, необходимых для построения расширенной топологии «звезда», которая взаимосвязана в сети и обеспечивает гибкость для подключения большего количества узлов.

Инцидент топологии расширенной звезды не сложен. Например, у вас есть коммутатор или концентратор с четырьмя портами, что означает, что в этой компьютерной сети вы можете подключить максимум четыре устройства. Если по какой-либо причине вам нужно подключить шесть устройств, вам необходимо купить дополнительный концентратор или коммутатор, который может работать с шестью пользователями. К первому центральному устройству (называемому А) можно подключить только три устройства. Как и со вторым центральным устройством, ко второму центральному устройству (называемому B) можно подключить только три устройства. Помните, что в каждом центральном устройстве имеется пустой порт. Следовательно, пустой порт A будет соединен с пустым портом B.

Для расширения этой инфраструктуры потребуется больше узлов. С помощью этого способа вы можете расширить сеть, чтобы полностью удовлетворить растущие потребности пользователей, и можете продолжать подключать концентраторы или коммутаторы. Его также обычно называют гирляндной цепочкой. Концепция, которую мы используем с USB-устройствами, также следует той же. Эта топология не только намного проще, но и очень выгодна по сравнению с шинной топологией. Для вывода ответвительных линий не требуется протыкать кабели. В Хабе или Свитче нужно только найти свободный порт для расширения сети.

Различия между топологией «звезда» и топологией «шина»

Существует несколько различий между топологиями «звезда» и «шина». Таблица со всеми различиями между топологией «звезда» и топологией «шина» показана ниже:

ТОПОЛОГИЯ ЗВЕЗДА	ТОПОЛОГИЯ ШИНЫ
Топология «звезда» — это топология сети, в которой все устройства подключены к одному центральному концентратору или коммутатору.	Шинная топология — это топология сети, в которой все устройства соединены одним центральным соединением.
В звездообразной топологии, если центральное ядро ​​выйдет из строя, пострадает вся система, и даже вы не сможете использовать компьютерную сеть.	В шинной топологии, если сетевой кабель выйдет из строя, вся сеть также выйдет из строя.
Производительность и управление большим трафиком сети зависят от центрального концентратора в звездообразной топологии.	Когда в сети с шинной топологией много трафика, производительность сети снижается. В результате он не может адекватно управлять большим объемом трафика.
Любой терминатор не входит в топологию звезда.	На обоих концах сети терминаторы включены в топологию шины.
Из-за необходимости дополнительных проводов и центрального концентратора для подключения стоимость реализации звездообразной топологии высока.	По сравнению со звездообразной топологией шинная топология менее затратна.
В звездообразной топологии скорость передачи данных высока.	Скорость передачи данных в шинной топологии ниже, чем в звездообразной.
Узлы в звездообразной архитектуре взаимодействуют через центральный концентратор. Сообщение пересылается узлу-получателю после того, как оно поступает в центральный концентратор от отправителя.	Процесс передачи данных в звездообразной топологии несколько иной. В шинной топологии сообщение отправителя отправляется непосредственно получателю.

Следующая темаЧто такое сенсорный экран

← предыдущая следующий →