Топології мережі: основні характеристики

Термін мережеві топології мало кому знаком, але поняття про локальної мережі у рядового користувача комп’ютерної техніки все ж є. Так ось мережеві топології – це інструменти, які обумовлюють роботу створюваних комп’ютерних мереж, що дозволяють оперувати одночасно інформацією через кілька машин.

Давайте докладніше розглянемо поняття мережевих топологій в цій статті, а також з’ясуємо, для чого вони потрібні, де і як їх використовувати правильно, які типи даного інструментарію існують, якими позитивними і негативними характеристиками вони наділені.

Мережеві топології – введення

Локальні комп’ютерні мережі не можуть працювати без спеціальних мережевих пристроїв. Найчастіше в одній мережі задіяно більше двох комп’ютерів, часто – п’ять, десять, двадцять, бувають мережі, що об’єднують цілі корпорації. Вони з’єднані між собою якоїсь лінією зв’язку. Взаємодія включених в мережу машин може бути різним. Об’єднати декілька пристроїв в одне ціле вдається за рахунок створення декількох видів мереж:

  • кільцевої;
  • зоряної;
  • шинної;
  • ієрархічної;
  • довільної.

У середовищі ІТ-фахівців створення подібних мереж і називається топологиями. Це фізичний інструментарій, який можна застосувати для створення локальних мереж. Крім цього є ще й логічні топології.

Фізичні та логічні топології працюють самостійно і не перегукуються. Якщо фізичні відповідають за геометрію роботи мережі, то логічні задіяні в перерозподілі потоків даних між різними вузлами створеної мережі і визначають найефективніший метод передачі даних.

І фізичні топології, і логічні мають як переваги, так і недоліки, тому вони в сучасний час застосовуються нарівні. Нижче розглянемо основні характеристики кожного виду мережевих топологій і з’ясуємо, в чому ж полягає їх основна суть.

Характеристика шинної топології: принцип роботи

Якщо при передачі електронних даних від одного комп’ютера іншому застосуємо лінійкові моноканал, то це означає, що в роботі задіяна шинна топологія мережі. Саме на кінцях моноканала встановлюються спеціальні так звані термінатори. Беруть участь в мережі персональні комп’ютери підключаються до загальної мережі через Т-подібний роз’єм, що контактує із загальним лінійкові моноканалом.

Електронні дані надходять в термінатори, причому вони надходять одночасно на всі вузлові точки мережі, але прийняти для розгляду електронні документи може лише той комп’ютер, якому і призначалося послання. Основний сигнал передачі даний вловлює кожна комп’ютерна машина, задіяна в мережі, отже, середовище передачі електронний даний є спільною складової мережі.

Шинна топологія отримала широку популярність з розширеними можливостями Ethernet архітектури.

Основні переваги шинної топології полягають в наступному:

  • простота виконання налаштувань, зрозуміла конфігурація створюваної мережі;
  • мережа не переривається, якщо кілька включених в неї комп’ютерів виходять з ладу, а це означає, що вона стійка до всіляких неполадок комп’ютерної техніки.

Основні недоліки шинної типології такі:

  • довжина прокладається мережевого кабелю обмежена, також обмежена кількість включаються в мережу одиниць комп’ютерної техніки;
  • вся мережа залежить від справності моноканала, якщо він страждає – страждає вся мережа, часто дуже складно в шинній мережі знайти точку несправності, особливо коли всі її складові ізольовані.

Характеристика зоряної топології: принцип роботи

При створенні мережі зіркового типу кожен окремо персональний комп’ютер приєднується до так званого хабу або концентратора. За рахунок цього створюється паралельне з’єднання всіх вхідних в мережу комп’ютерних одиниць. Ці складові є основними сполучними ланками, що дозволяють виконувати спілкування між комп’ютерами, включеними в мережу.

У цій мережі також використовує загальне інформаційне поле, тобто інформація надсилається в усі вузли зв’язку, але прийняти може лише одну ділянку, для якого вона і спочатку відсилалася.

Основні переваги зіркової мережі:

  • легка в настройках і підключенні нової комп’ютерної техніки;
  • як і шинна мережа стійка до поломок включених в мережу комп’ютерів;
  • дозволяє здійснювати централізоване управління всіма підключеними одиницями.

Основні недоліки зоряної типології:

  • велика витрата мережевого кабелю при монтажі;
  • несправність одного хаба або концентратора призводить до збою роботи всього ланцюжка передачі електронних даних.

Зоряна мережа може грунтуватися ще й на центральному концентраторі. Він має на увазі під собою інтелектуальний інструмент, який виконує з’єднання певних комп’ютерних одиниць, включених мережу. Принцип роботи виходу-входу дає можливість не використовувати загальне інформаційне поле для всіх одиниць, а конкретизувати пересилання інформації від однієї точки інший, третє, четвертої … Виходить, що кожен комп’ютер крім хабів, підключений ще й до центрального концентратора, якщо відбувається поломка всередині мережі, то вся мережа не страждає. При поломці, точка несправності мимовільно відключається від мережі, що дозволяє швидко її знайти і усунути всі дефекти роботи.

Прокладка такої мережі вимагає великої кількості мережевого кабелю, але ефективність її роботи цього варто.

Зоряна типологія може також являти собою якесь дерево, що представляє собою комбінацію з декількох зірок. Залежно від переплетень виділяють активний стан мережі, пасивне або істинне. Залежно від стану використовуються для створення зв’язку між комп’ютерними одиницями, включеними в мережу, або хаби з концентраторами, або центральні комп’ютери.

Якщо вибирається центральний комп’ютер, то можна створити дійсно надійну і продуктивну мережу, але не дешевого порядку. Якщо використовувати хаби з концентраторами – обійдеться в рази дешевше, але показник ефективності роботи буде значно нижче.

Характеристика кільцевої топології: принцип роботи

Кільцева топологія передбачає безпосереднє з’єднання всіх каналів мережі в одну нерозривну ланцюжок. Це не означає, що вона являє собою типову окружність. Суть кільцевої мережі в тому, що для передачі електронних даних використовується вихід однієї комп’ютерної одиниці і вхід інший. Рух інформації відбувається в одному потоці. Якщо на виході інформація є, і вона не отримана на вході, то вона знову повертається на вихід з подальшою спробою достукатися до входу. Тобто інформація весь час рухається по одному маршруту від відправника до одержувача і назад.

Логічне кільце має властивість замикатися. Основна перевага кільцевої мережі – її дуже просто налаштувати. Але вона не є надійною щодо непередбачених поломок. Якщо в ланцюзі є дефект, то кільце передачі даних переривається. Найчастіше на практиці ІТ-фахівці впроваджують проекти модифікованої кільцевої типології.

Комбіновані рішення при створенні локальних комп’ютерних мереж

Для забезпечення надійності мереж часто на практиці використовують комбінації основних мережевих топологій. Найчастіше застосовні зоряно-шинні або зоряно-кільцеві топології. Що дає в підсумку об’єднання декількох інструментаріїв при прокладці локальних комп’ютерних мереж? Відповідь тут однозначна – забезпечення надійності мережі, стійкість до поломок і відсутність обов’язкового дотримання принципу передачі інформації по ланцюжку, що спрощує роботу при виникненні дефектів в мережі.

При цьому спрощується і принцип роботи самої мережі і процес її монтажу.

Підведемо підсумки

Тепер вам відомі основні різновиди мережевих топологій. Представлені варіанти в цій статті є найтиповішими і використовуваними при монтажі сучасних локальних комп’ютерних мереж. Але це не означає, що не застосовуються більш вдосконалені топології, часто такі розробляються під конкретні об’єкти обслуговування, наприклад, під наукові або військові. А ось для типового цивільного застосування цілком достатніми є розглянуті тут мережеві топології.

Існуючі топології створювалися не одне десятиліття, тому є сенс їх широкого застосування.

Ссылка на основную публикацию