3. Топология вычислительных сетей
ТОПОЛОГИЯ СЕТИ – логическая схема соединений узлов сети.
Топология сети характеризует физическое расположение компьютеров, узлов коммуникации и каналов связи в сети.
Все сети строятся на основе трех базовых топологий: «звезда», «кольцо», «шина». Любую компьютерную сеть можно рассматривать как совокупность узлов.
УЗЕЛ – любое устройство, непосредственно подключенное к передающей среде сети.
Т
опология
ЗВЕЗДА
(рисунок 5) характерна тем, что в ней
все узлы соединены с одним центральным
узлом.
Вся информация передается через центральный узел, который ретранслирует. Переключает и маршрутизирует информационные потоки в сети.
Достоинства: экономичность (возможность использования более простых сетевых адаптеров) и удобство с точки зрения организации управления взаимодействием компьютеров, высокая расширяемость (нужен только новый канал связи).
Недостаток: низкая надежность (при отказе центрального узла выходит из строя вся сеть).
Т
опология
КОЛЬЦО
(рисунок 6) предусматривает соединение
узлов сети замкнутой кривой – кабелем
передающей среды.
Выход одного узла сети соединяется со входом другого. Информация по кольцу передается от узла к узлу. Узлы (компьютеры) подключаются к повторителям (репитерам) сигналов, связанным в однонаправленное кольцо. Репитеры ретранслируют сообщение. Принимающий узел распознает и получает только адресованные ему сообщения.
Достоинства: равенство компьютеров по доступу к сети и высокая расширяемость, повышенная надежность ввиду отсутствия центрального узла. В качестве передающей среды может быть любой тип кабеля.
Недостатки: выход из строя всей сети при выходе из строя одного повторителя, остановка работы сети при изменении ее конфигурации.
В
топологии ШИНА
(рисунок 7), широко применяемой в
локальных сетях, в качестве передающей
среды используется коаксиальный кабель.
Все компьютеры подключены к единому каналу связи с помощью трансиверов (приемопередатчиков). Данные от передающего компьютера распространяются по шине в обе стороны, поступают на все компьютеры сети, однако воспринимаются только тем компьютером, адрес которого указан в передаваемом сообщении.
Достоинства: высокое быстродействие, устойчивость к возможным неисправностям отдельных узлов, высокая расширяемость и экономичность в организации каналов связи.
Недостатки: малая протяженность, уменьшение пропускной способности сети при значительных объемах данных, невозможность использования различных типов кабеля в пределах сети.
В реальных вычислительных сетях используются более сложные топологии, комбинирующие базовые: звезда – шина, звезда – кольцо, иерархические.
4. Модели взаимодействия пользователей с рабочими станциями в вычислительных сетях
В зависимости от задач, решаемых с помощью сетевого компьютера, он может выступать в роли сервера или клиента.
Компьютер-клиент обычно не предоставляет пользователям сети свои локальные ресурсы. Он посылает запрос на сервер для получения доступа к сетевым ресурсам или услугам (чтение файла, поиск информации в базе данных и т. д.) и обрабатывает полученный ответ, представляя результаты обработки в виде, удобном для пользователя.
Компьютер-сервер обеспечивает хранение и совместный доступ к данным общего пользования, обслуживает определенный сетевой сервис. При получении запроса от клиента сервер выполняет его и отправляет результаты выполнения к клиенту.
В ЛВС каждая ЭВМ может выполнять функции, как рабочей станции (клиента), так и сервера, поэтому можно не приобретать специальные ПЭВМ для серверов и сетевое ПО. В ЛВС с развитой архитектурой функции управления выполняет сетевая ОС. Существуют две модели взаимодействия пользователей в сетях.
Первая модель носит название файл-сервер.
В сети выделен файловый сервер (или несколько), на котором установлена сетевая ОС и хранятся все БД. Остальные ПК являются рабочими станциями. Основными ресурсами, предоставляемыми в совместное пользование, являются дисковая память сервера и информация. При запросе клиента передается вся информация, а клиент решает, какую выбрать (в результате может возникнуть перегрузка сети).
Недостатки: нужны мощные серверы, не обеспечена сохранность данных.
Вторая модель носит название клиент-сервер.
Программное обеспечение расположено и на сервере и на ПК клиента. Программное обеспечение клиента формирует запрос. Основная обработка данных производится мощным сервером, а на ПК клиента посылается только результаты запроса (в глобальных сетях эта концепция является основной).