Топология звездно кольцевая: 2.3.4. Гибридные топологии — Компьютерные сети

Топология сети. Многозадачность сети — Технарь

Топология — это физическая конфигурация сети в совокупности с ее логическими характеристиками. Топология — это стандартный термин, который используется при описании основной компоновки сети. Если понять, как используются различные топологии, то можно будет определить, какими возможностями обладают различные типы сетей.

Существует два основных типа топологий:

• физическая
• логическая

Логическая топология описывает правила взаимодействия сетевых станций при передаче данных.

Физическая топология определяет способ соединения носителей данных.

Термин «топология сети» характеризует физическое расположение компьютеров, кабелей и других компонентов сети. Топология сети обуславливает ее характеристики.

Выбор той или иной топологии влияет на:

• состав необходимого сетевого оборудования
• характеристики сетевого оборудования
• возможности расширения сети
• способ управления сетью

Конфигурация сети может быть или децентрализованной (когда кабель «обегает» каждую станцию в сети), или централизованной (когда каждая станция физически подключается к некоторому центральному устройству, распределяющему фреймы и пакеты между станциями). Примером централизованной конфигурации является звезда с рабочими станциями, располагающимися на концах ее лучей. Децентрализованная конфигурация похожа на цепочку альпинистов, где каждый имеет свое положение в связке, а все вместе соединены одной веревкой. Логические характеристики топологии сети определяют маршрут, проходимый пакетом при передаче по сети.

При выборке топологии нужно учитывать, чтобы она обеспечивала надежную и эффективную работу сети, удобное управление потоками сетевых данных. Желательно также, чтобы сеть по стоимости создания и сопровождения получилась недорогой, но в то же время оставались возможности для ее дальнейшего расширения и, желательно, для перехода к более высокоскоростным технологиям связи. Это непростая задача! Чтобы ее решить, необходимо знать, какие бывают сетевые топологии.

Многозначность понятия топологии

Топология сети указывает не только на физическое расположение компьютеров, как часто считают, но, что гораздо важнее, на характер связей между ними, особенности распространения информации, сигналов по сети. Именно характер связей определяет степень отказоустойчивости сети, требуемую сложность сетевой аппаратуры, наиболее подходящий метод управления обменом, возможные типы сред передачи (каналов связи), допустимый размер сети (длина линий связи и количество абонентов) необходимость электрического согласования и многое другое.

Более того, физическое расположение компьютеров, соединяемых сетью, почти не влияет на выбор топологии. Как бы ни были расположены компьютеры, их можно соединить с помощью любой заранее выбранной топологии (Рисунок 1).

В том случае, если соединяемые компьютеры расположены по контуру круга, они могут соединяться, как звезда или шина. Когда компьютеры расположены вокруг некоего центра, их допустимо соединить с помощью топологий шина или кольцо. Наконец когда компьютеры расположены в одну линию, они могут соединяться звездой или кольцом. Другое дело, какова будет требуемая длина кабеля.

Строго говоря, в литературе при упоминании о топологии сети, авторы могут подразумевать четыре совершенно разные понятия, относящиеся к различным уровням сетевой архитектуры:

• физическая топология (географическая схема расположения компьютеров и прокладки кабелей). В этом смысле, например, пассивная звезда ничем не отличается от активной, поэтому ее нередко называют просто звездой.
• логическая топология (структура связей, характер распространения сигналов по сети). Это наиболее правильное определение топологии.
• топология управления обменом (принцип и последовательность передачи права на захват сети между отдельными компьютерами).
• информационная топология (направление потоков информации, передаваемой по сети).

Например, сеть с физической и логической топологией шина может в качестве метода управления использовать эстафетную передачу права захвата сети (быть в этом смысле кольцом) и одновременно передавать всю информацию через выделенный компьютер (быть в этом смысле звездой). Или сеть с логической топологией шина может иметь физическую топологию звезда (пассивная) или дерево (пассивное).

Сеть с любой физической топологией, логической топологией, топологией управления обменом может считаться звездой в смысле информационной топологии, если она построена на основе одного сервера и нескольких клиентов, общающихся только с этим сервером. В данном случае справедливы все рассуждения о низкой отказоустойчивости сети к неполадкам центра (сервера). Точно так же любая сеть может быть названа шиной в информационном смысле, если она построена из компьютеров, являющихся одновременно как серверами, так и клиентами. Такая сеть будет мало чувствительна к отказам отдельных компьютеров.

Ниже представлены наглядные схемы топологий:

Рисунок 2 — Схема топологии сети тип «шина»

Шина проводит сигнал из одного конца сети к другому, при этом каждая рабочая станция проверяет адрес послания, и, если он совпадает с адресом рабочей станции, она его принимает. Если же адрес не совпадает, сигнал уходит по линии дальше. Если одна из подключённых машин не работает, это не сказывается на работе сети в целом, однако если соединения любой из подключенных машин м нарушается из-за повреждения контакта в разъёме или обрыва кабеля, неисправности терминатора, то весь сегмент сети (участок кабеля между двумя терминаторами) теряет целостность, что приводит к нарушению функционирования всей сети.

Рисунок 3 — Схема топологии сети типа «звезда»

Топология «Звезда» — схема соединения, при которой каждый компьютер подсоединяется к сети при помощи отдельного соединительного кабеля. Один конец кабеля соединяется с гнездом сетевого адаптера, другой подсоединяется к центральному устройству, называемому концентратором (hub). 

Устанавливать сеть топологии «Звезда» легко и недорого. Число узлов, которые можно подключить к концентратору, определяется возможным количеством портов самого концентратора, однако имеются ограничения по числу узлов (максимум 1024). Рабочая группа, созданная по данной схеме может функционировать независимо или может быть связана с другими рабочими группами

Рисунок 4 — Схема топологии сети типа «дерево»

Топологию «дерево» (tree), можно рассматривать как объединение нескольких «звезд». Именно эта топология сегодня является наиболее популярной при построении локальных сетей. В древовидной топологии есть корень дерева, от которого произрастают ветви и листья.

Дерево может быть активным или истинным и пассивным. При активном дереве в центрах объединения нескольких линий связи находятся центральные компьютеры, а при пассивном — концентраторы (хабы).

Рисунок 5 — Схема комбинированной топологии сети типа «star-bus»

Довольно часто применяются комбинированные топологии, среди них наиболее распространены звездно-шинная и звездно-кольцевая. В звездно-шинной (star-bus) топологии используется комбинация шины и пассивной звезды.

К концентратору подключаются как отдельные компьютеры, так и целые шинные сегменты. На самом деле реализуется физическая топология шина, включающая все компьютеры сети. В данной топологии может использоваться и несколько концентраторов, соединенных между собой и образующих так называемую магистральную, опорную шину. К каждому из концентраторов при этом подключаются отдельные компьютеры или шинные сегменты. В результате получается звездно-шинное дерево. Таким образом, пользователь может гибко комбинировать преимущества шинной и звездной топологий, а также легко изменять количество компьютеров, подключенных к сети. С точки зрения распространения информации данная топология равноценна классической шине.

Рисунок 6 — Схема комбинированной топологии сети типа «star-ring»

В случае звездно-кольцевой (star-ring) топологии в кольцо объединяются не сами компьютеры, а специальные концентраторы, к которым в свою очередь подключаются компьютеры с помощью звездообразных двойных линий связи.

В действительности все компьютеры сети включаются в замкнутое кольцо, так как внутри концентраторов линии связи образуют замкнутый контур. Данная топология дает возможность комбинировать преимущества звездной и кольцевой топологий. Например, концентраторы позволяют собрать в одно место все точки подключения кабелей сети. Если говорить о распространении информации, данная топология равноценна классическому кольцу.

Рисунок 7 — Схема сеточной топологии сети

Наконец, следует упомянуть о сетчатой, или сеточной (mesh) топологии, в которой все либо многие компьютеры и другие устройства соединены друг с другом напрямую.

Такая топология исключительно надежна — при обрыве любого канала передача данных не прекращается, поскольку возможно несколько маршрутов доставки информации. Сеточные топологии (чаще всего не полные, а частичные) используются там, где требуется обеспечить максимальную отказоустойчивость сети, например, при объединении нескольких участков сети крупного предприятия или при подключении к Интернету, хотя за это, конечно, приходится платить: существенно увеличивается расход кабеля, усложняется сетевое оборудование и его настройка.

В настоящее время, подавляющее большинство современных сетей используют топологию «звезда» или гибридную топологию, представляющую собой объединение нескольких «звезд» (например, топологию типа «дерево»), и метод доступа к среде передачи CSMA/CD (множественный доступ с контролем несущей и обнаружением столкновений).

Метки: Многозадачность сетиМногозначность понятия топологииСхема комбинированной топологии сети типа «star-ring»Схема сеточной топологии сетиСхема топологии сети тип «шина»Схема топологии сети типа «дерево»Схема топологии сети типа «звезда»Топология сети

ЛВС.

Топологии «кольцо» и «звезда». Untitled
Топология звезда имеет чётко выделенный центральный элемент — один компьютер отвечает за управление. Это упрощает взаимодействие, практически исключает конфликты, но опасно утратой управления. Этот компьютер обычно является наиболее сложным и дорогим, т.к. имеет наибольшую загрузку. Сеть малочувствительна к отказам компьютеров, т.к. из строя выходит только один компьютер. Число подсоединённых компьютеров не больше 16 если необходимо больше то переходят к древовидной структуре.

Топология кольцо разработана фирмой IBM. Все компьютеры являются ретротрансляторами получаемой информации. Расстояние между ними большое. В кольце постоянно циркулирует маркер, который может быть либо свободным, либо занятым. Станция, имеющая кадр для передачи ждёт подхода свободного маркера, захватывает его, изменяет его состояние на занятый и добавляет к нему кадр. Маркер перемещается по кольцу и возвращается к станции — отправителю, причём при прохождении через узел назначения снимается копия кадра.

Станция удаляет свой кадр, изменяет состояние маркера на свободный и передаёт его дальше по кольцу.

В ЛВС с топологией типа «звезда» в центре находится пассивный соединитель или активный повторитель -достаточно простые и надежные устройства. Для защиты от нарушений в кабеле используется центральное реле, которое отключает вышедшие из строя кабельные лучи.

В последовательных конфигурациях, характерных для сетей с маршрутизацией информации, передача данных осуществляется последовательно от одной PC к соседней, причем на различных участках сети могут использоваться разные виды физической передающей среды.

К передатчикам и приемникам здесь предъявляются более низкие требования, чем в широковещательных конфигурациях. К последовательным конфигурациям относятся: произвольная (ячеистая), иерархическая, кольцо, цепочка, звезда с интеллектуальным центром, снежинка. В ЛВС наибольшее распространение получили кольцо и звезда, а также смешанные конфигурации — звездно-кольцевая, звездно-шинная.

В ЛВС с кольцевой топологией сигналы передаются только в одном направлении, обычно против часовой стрелки. Каждая PC имеет память объемом до целого кадра. При перемещении кадра по кольцу каждая PC принимает кадр, анализирует его адресное поле, снимает копию кадра, если он адресован данной PC, ретранслирует кадр. Естественно, что все это замедляет передачу данных в кольце, причем длительность задержки определяется числом PC. Удаление кадра из кольца производится обычно станцией-отправителем. В этом случае кадр совершает по кольцу полный круг и возвращается к станции-отправителю, который воспринимает его как квитанцию — подтверждение получения кадра адресатом. Удаление кадра из кольца может осуществляться и станцией-получателем, тогда кадр не совершает полного круга, а станция-отправитель не получает квитанции-подтверждения.

Кольцевая структура обеспечивает довольно широкие функциональные возможности ЛВС при высокой эффективности использования моноканала, низкой стоимости, простоте методов управления, возможности контроля работоспособности моноканала.

СОДЕРЖАНИЕ

Используются технологии uCoz

Разница между топологией «звезда» и «кольцо»

Написать статью

• Написать интервью
• Разница между топологией «звезда» и топологией «кольцо»
• Разница между топологией «звезда» и топологией «шина»
• Разница между топологией «звезда» и топологией «звезда»

  6 и ячеистая топология

• Разница между топологией «кольцо» и топологией «шина» в компьютерных сетях
• Разница между топологией «звезда» и топологией «дерево»
• Различия между топологией дерева и топологией шины
• Различия между виртуальными цепями и сетями дейтаграмм
• Типы топологии сети
• Типы локальных сетей — LAN, MAN и WAN
• Телекоммуникационные сети
• Уровни сетей доступа

• Модель TCP/IP
• Протоколы на прикладном уровне
• Простой протокол передачи почты (SMTP)
• Система доменных имен (DNS) на прикладном уровне
• Почему DNS использует UDP, а не TCP?
• Разрешение адресов в DNS (сервер доменных имен)
• Спуфинг DNS или отравление кэша DNS
• Типы DNS-атак и тактика безопасности
• Разница между http:// и https://
• Разница между HTML и HTTP
• В чем разница между Интернетом и Вебом?
• Простой протокол управления сетью (SNMP)

Написать статью

• Написать интервью Опыт
• Основы компьютерных сетей
• Шифр ​​Цезаря в криптографии
• Сетевые устройства (концентратор, повторитель, мост, коммутатор, маршрутизатор, шлюзы и маршрутизатор)

Улучшить статью

Сохранить статью

• Последнее обновление: 19 янв, 2023

Читать

Обсудить

Улучшить статью

Сохранить статью

Предварительное условие — сетевые топологии

Топология «звезда»: В топологии «звезда» узлы подключены к центральному концентратору или маршрутизатору, в котором информация передается от центрального концентратора или маршрутизатора ко всем узлам.

В топологии «звезда» есть n звеньев, если есть n узлов. Узлы полностью связаны через выделенный канал, по которому информация перемещается от узла к узлу. К центральному концентратору добавляется новый кабель, чтобы добавить новый узел в звездообразную топологию.
 
Кольцевая топология: В кольцевой топологии каждый узел соединен со своими левыми и правыми боковыми узлами, в которых информация перемещается от узла к узлу по кольцу в одном направлении. В кольцевой топологии, такой как звездообразная топология, также имеется n звеньев, если присутствует n узлов. В кольцевой топологии для добавления нового узла необходимо разорвать все соединение.
 
Разница между топологией «звезда» и «кольцо»:

S. №	Топология «звезда»	Кольцевая топология
1.	В звездообразной топологии узлы подключаются к центральному концентратору или маршрутизатору.	В кольцевой топологии каждый узел соединен со своими левыми и правыми узлами.
2.	В звездообразной топологии единственным концентратором является точка отказа.	Топология «кольцо», каждый узел является точкой отказа.
3.	Стоимость звездообразной топологии высока.	Стоимость кольцевой топологии низкая.
4.	В звездообразной топологии информация передается от центрального концентратора или маршрутизатора ко всем узлам.	В кольцевой топологии информация перемещается от узлов к узлам по кольцу в одном направлении.
5.	Кабели требуются в звездообразной топологии больше, чем в кольцевой.	В кольцевой топологии требуется меньше кабелей, чем в звездообразной.
6.	В топологии звезда имеется n звеньев, если имеется n узлов.	В кольцевой топологии также имеется n каналов, если присутствует n узлов.
7.	Новый кабель добавляется к центральному концентратору для добавления нового узла.	В то время как для добавления нового узла в кольцевой топологии соединение должно быть разорвано.
8.	В топологии «звезда» добавление и удаление новых узлов довольно сложно.	Кольцевая топология, добавление и удаление новых узлов затруднены.
9.	Топология «звезда» используется для локальной сети	Топология «кольцо» используется для глобальной сети
10.	Топология «звезда» обеспечивает высокую скорость доступа.	Низкая скорость доступа к кольцевой топологии.
11.	Скорость передачи по топологии «звезда» высокая.	Низкая скорость передачи по кольцевой топологии.
12.	Приложения- Высокоскоростные локальные сети. Обычно используется в небольших сетях и т. д.	Приложения- Используется в кольцах SONET (синхронных оптических сетях). Развернуто в LAN и MAN и т.д.

Следующий

Разница между топологией «звезда» и топологией «шина»

Статьи по теме

Что нового

Мы используем файлы cookie, чтобы обеспечить вам максимальное удобство просмотра нашего веб-сайта. Используя наш сайт, вы подтверждаете, что вы прочитали и поняли наши Политика в отношении файлов cookie & Политика конфиденциальности

В чем разница между конфигурациями сети «кольцо», «звезда» и «шина»?

Вы здесь: Домашняя страница / Часто задаваемые вопросы + основы / В чем разница между конфигурациями сети «кольцо», «звезда» и «шина»?

15 октября 2019 г. By Miles Budimir Оставить комментарий

Промышленные сети многочисленны и разнообразны. Их можно отличить друг от друга различными способами, одним из которых является топология сети; другими словами, как устройства в сети связаны друг с другом и как они обмениваются информацией и взаимодействуют друг с другом.

Существует также различие между двумя видами топологии; физические и логические. Физическая топология относится к тому, как физические устройства размещаются и соединяются кабелями. Напротив, логическая топология описывает, как данные и информация передаются в сети. Два типа топологий могут перекрываться, но не обязательно.

Существует несколько типов топологии, но здесь мы сосредоточимся на трех наиболее распространенных в мире промышленности/управления движением; кольцевая, звездообразная и шинная топологии. (Другие типы включают двухточечный, сетчатый и гибриды этих типов.)

Кольцо — каждый узел в кольцевой топологии соединяется ровно с двумя другими узлами. Это формирует единый путь для сигналов через каждый узел сети, который напоминает кольцо. Сообщения или кадры проходят по всему кольцу и теоретически могут быть получены и/или прочитаны любым устройством в кольце.

Типичная кольцевая топология сети.

Среди преимуществ кольцевых топологий — отсутствие центрального контроллера для управления обменом сообщениями между устройствами. Также легко найти и локализовать неисправность в сети, а реконфигурировать или добавить устройства относительно просто. С другой стороны, большее количество устройств в сети может снизить скорость передачи и вызвать задержки. Кроме того, ее сложнее настроить, чем другие сетевые топологии, такие как звездообразная сеть.

Иллюстрация топологии звезды с центральным концентратором и подключенными к нему узлами. (Изображение из Википедии)

Звезда — Также известная как конфигурация луча и концентратора, в этой настройке устройства подключаются не друг к другу, а скорее к центральному мастеру/контроллеру или концентратору. Таким образом, сообщения не могут передаваться с одного устройства на другое напрямую, а должны проходить через центральный мастер/контроллер.

Наиболее значительным преимуществом звездообразных топологий является то, что выход из строя одного узла не влияет на остальную часть сети. Также проще добавлять устройства в сеть, поскольку единственное подключение — к центральному концентратору.