32) Базовые топологии локальных компьютер­ных сетей.

Вычислительные машины, входящие в состав ЛВС, могут быть распо­ложены са­мым разным образом. Для способа обращения к передающей среде и для методов управления сетью небезразлично как расположены пользова­тельские ПК. Поэтому го­ворят о топологии ЛВС (топология - от греч. topos - ме­сто и ... логия). Все локальные сети стро­ятся на основе трех ба­зовых топо­логий: «звезда», «кольцо», «шина». Топология сети характери­зует физиче­ское располо­жение ком­пью­теров, узлов комму­та­ции и кана­лов связи в сети (это усредненная геометриче­ская схема соединений узлов сети).

Топология звезда характерна тем, что в ней все узлы (каждый компью­тер, в том числе и сервер) соединены сегментом кабеля с одним цен­траль­ным узлом (центром сети является специальное устройство - концентра­тор: HUB или SWITCH). Основным преимуществом такой топологии явля­ется ее устойчи­вость к сбоям, возникающим вследствие неполадок на от­дельных ПК или из-за повреж­дения сетевого кабеля (в этом случае только компьютер, находя­щийся в неис­правном сегменте, не может участвовать в обмене данными по сети, а на ра­боту остальных машин этот отказ не по­влияет, однако при отказе централь­ного узла из строя выходит вся сеть). Другим преимущест­вом данной схемы яв­ля­ется ее большая производитель­ность, обусловленная высокой скоростью пере­дачи ин­формации. Звездооб­разную сеть легко рас­ширить (поскольку для добавле­ния но­вого компьютера нужен только один но­вый канал связи). Однако расходы на созда­ние сети с такой топологией существенно вы­сокие (для соеди­нения компьютера с цен­тральным узлом не­обходимо каждый раз прокладывать от­дельный ка­бель, что приводит к уве­ли­чению суммарных рас­ходов на установку ЛВС).

Топология кольцо предусматривает объединение компьютеров с по­мо­щью ка­бельной системы, имеющей форму замкнутого круга, т.е. компьютеры под­ключа­ются к по­вторителям, или репите­рам сигналов, связанным в одно­направ­лен­ное кольцо (повторитель – устрой­ство, обеспечивающее сохране­ние формы и ам­плитуды сигнала при передачи его на большое расстояние). Информация по кольцу передается от узла к узлу. Каждый узел распо­знает и получает только ему адресован­ные сообщения. Кольцевая топология явля­ется идеальной для сетей, зани­мающих сравнительно небольшое простран­ство. Их достоинствами являются равен­ство компьютеров по дос­тупу к сети, простота раз­вертывания и высокая расширяе­мость сети. К недос­таткам можно отнести выход из строя всей сети при выходе из строя одного по­вто­рителя и остановку работы сети при изменении ее конфигурации (любое по­вреждение кабеля на участке между двумя компьютерами в ЛВС приво­дит к выходу из строя всей кольцеобразной сети).

Топология шина, наиболее простая из всех топологий ЛВС и весьма распространенная. Компьютеры в ней под­клю­чены к единому каналу (маги­страли) связи через трансиверы - приемопередат­чики. Данные от пе­редаю­щего компью­тера поступают ко всем ком­пь­ютерам сети, однако восприни­мает их только тот, ад­рес ко­торого указан в переда­ваемом сообщении. В ка­ждый момент времени передачу может вести только один компью­тер. По­этому производи­тельность такой сети зависит от количества компью­теров, подключенных к шине. Шина - пас­сивная тополо­гия. Выход одного или не­скольких компью­теров из строя ни­как не сказыва­ется на работе всей сети. Электрические сиг­налы распространя­ются по шине - от одного конца к дру­гому. Сигналы, достигшие концов шины, отра­жаются от них. Возни­кает на­ложение сигна­лов, и, как следствие, их иска­жение и ослабле­ние. Поэтому сиг­налы, достигшие конца шины, следует по­гасить. Для этого на концах ус­танавли­вают термина­торы. При разрыве шины или от­сутст­вии терминаторов функ­ционирование сети прекра­щается. Шинная то­поло­гия (благодаря своей простате) снижает рас­ходы на оборудова­ние ЛВС, к тому же удобна к рас­ши­рению. К недостат­кам шин­ной организа­ции сети относится не очень вы­сокая надежность и умень­шение пропу­скной спо­собности сети при значитель­ных объемах дан­ных (не­зна­чи­тельный де­фект кабеля может па­рализовать ра­боту всей сети).

В настоящее время часто используются топологии, комбинирующие ба­зовые: «звезда-шина», «звезда-кольцо». Топология «звезда - шина» чаше всего выглядит как объединение с помощью магистральной шины несколь­ких звездообразных се­тей. При топологии «звезда - кольцо» несколько звез­дообразных сетей соединяются своими центральными узлами коммутации в кольцо.

Итак, локальные сети позволяют организовать совместное использова­ние доро­гостоящей аппаратуры, а также распределенную обработку данных на нескольких компьютерах. Это дает значительную экономию материаль­ных средств и ускорение процесса обмена информацией.