Топология компьютерных сетей. Базовые топологии.

Топологи компьютерных сетей определяет физическое расположение компьютеров, линии связи и других компонентов сети. Топология сети определяет её основные характеристики: состав сетевого оборудования, способ управления сетью, возможности расширения сети.

Различные способы конфигурации соединения кабелей для объединения компьютеров в ЛВС называются топологиями. Они зависят от типа употребляемого кабеля и поддерживающего протокола. Базовыми топологиями являются шина, звезда и кольцо. Однако наиболее распространены следующие топологии:

-Шина. Шинная топология, реализуемая кабелем, прокладываемым от одного компьютера к другому в виде последовательной цепочки, напоминающей гирлянду на новогодней елке. Все сигналы, предаваемые любым компьютером в сеть, идут по шине в обоих направлениях ко всем остальным компьютерам. Два конца шины должны быть закрыты при помощи электрических сопротивлений, обнуляющих напряжения, приходящие на эти концы, для того, чтобы, сигналы не отражались и не уходили в обратном направлении. Основной недостаток шинной топологии состоит в том, что, подобно елочной гирлянде, дефект кабеля в любом месте его протяженности делит сеть на две части, не способные общаться между собой. Большая часть сетей, построенных на коаксиальных кабелях, таких как сети Internet используют шинную архитектуру.

-Звезда. Топология звезда использует отдельный кабель для каждого компьютера, проложенный от центрального устройства, называемого хабом или концентратором. Концентратор транслирует сигналы, поступающие на любой из его портов, на все остальные порты: в результате чего сигналы, посылаемые одним узлом, достигают остальных компьютеров. Сеть на основе звезды более устойчива к повреждениям, нежели сеть на базе шинной архитектуры, так как повреждение кабеля затрагивает непосредственно только тот компьютер, к которому он подсоединен, а не всю сеть. Кабельное соединение довольно простое, так как каждая рабочая станция связана с узлом. Затраты на прокладку кабелей высокие, особенно когда центральный узел географически расположен не в центре топологии. При расширении вычислительных сетей не могут быть использованы ранее выполненные кабельные связи: к новому рабочему месту необходимо прокладывать отдельный кабель из центра сети. Топология в виде звезды является наиболее быстродействующей из всех топологий.

-Кольцо. При кольцевой топологии сети компьютеры связаны один с другим по кругу, т.е. компьютер 1 с компьютером 2, компьютер З с компьютером 4 и т.д. Последний компьютер связан с первым. Коммуникационная связь замыкается в кольцо. Прокладка кабелей от одного компьютера до другого может быть довольно сложной и дорогостоящей, особенно если географически компьютеры расположены далеко от кольца. Сообщения циркулируют регулярно по кругу.

Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что в случае выхода из строя хотя бы одного из компьютеров вся сеть парализуется. Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, так как во время установки кольцо должно быть разомкнуто.

-Логическое кольцо. Фактически сеть представляет собой звезду, но при этом специальный концентратор реализует логическое кольцо путем пересылки входящего сигнала только через следующий нисходящий порт (вместо передачи через все порты, как это делает концентратор при топологии звезда). Каждый компьютер, получив входящий сигнал, обрабатывает его (если это необходимо) и посылает обратно концентратору для передачи следующей рабочей станции а сети. В соответствии с данным принципом работы, система, передающая сигнал в сеть, должна также удалить его после того, как он обошел все кольцо полностью.

-Шина – звезда, данная топология – один из способов расширения одиночной звезды. Эта схема формируется из множества звезд, концентраторы которых соединяются отдельными сегментами общей шины. Каждый компьютер по-прежнему может связываться с любым другим в сети, поскольку связанный с ним концентратор передает входящий трафик через порты звезды. Разработанная для расширения сетей Ethernet 10aset, архитектура шина-звезда сейчас мало распространена в связи с ограничениями информационной емкости шин на коаксиальном кабеле. Коаксиальный кабель становится «узким местом» подобной сетевой организации, снижая скорость передачи данных в быстрых сетях, собранных на основе топологии звезда, таких как Fast Ethernet.

 

48 Работа компьютерных сетей. Модель OSI.

При передаче данных от одного ПК к другому необходимо:

1.Распознать данные.

2.Разбиение данных на управляемые группы.

З Добавление адресной информации к каждому блоку.

4.Добавление в адресный блок синхронизирующей информации и информации для проверки ошибок

5.Помещение информации в сеть

6. Передача информации

Приём:

1.Принять

2.Распознать

З.Обработать каждый блок, проверить на наличие ошибок

4.Преобразовать данные к исходному виду

Для единого предоставления данных в сетях с неоднородными устройствами и программным обеспечением международная организация по стандартам ISO разработала базовую эталонную модель взаимодействия открытых систем OSI. Эта модель описывает правила и процедуры передачи данных в различных сетевых средах при организации сеанса связи. Основными элементами модели являются уровни, прикладные процессы и физические средства соединения. Каждый уровень модели OSI выполняет определенную задачу в процессе передачи данных по сети. Базовая модель является основой для разработки сетевых протоколов OSI, разделяет коммуникационные функции в сети на семь уровней, каждый из которых обслуживает различные части процесса области взаимодействия открытых систем.

Информация на компьютере—отправителе должна пройти через все уровни. Затем она передается по физической среде до компьютера—получателя и опять проходит сквозь все слои, пока не доходит до того же уровня, с которого она была послана на компьютере-отправителе.

Каждый уровень модели выполняет свою функцию. Чем выше уровень, тем более сложную задачу он решает.

Прикладной уровень — это набор разнообразных протоколов, с помощью которых пользователи сети получают доступ к разделяемым ресурсам, таким как файлы, принтеры и др.

Уровень представления данных или представительский уровень представляет данные, передаваемые между прикладными процессами, в нужной форме. Этот уровень обеспечивает то, чтобы информация, передаваемая прикладным уровнем, была понятна прикладному уровню в другой системе.

 Сеансовый уровень обеспечивает управление диалогом для того, чтобы фиксировать, какая из сторон является активной в настоящий момент, а также предоставляет средства синхронизации, координирует прием, передачу и выдачу одного сеанса связи, имеет функции управления паролями, диалогом.

Транспортный уровень предназначен для передачи пакетов через коммуникационную сеть. На транспортном уровне пакеты разбиваются на блоки. Работа транспортного уровня заключается в том, чтобы обеспечить приложениям или верхним уровням модели (прикладному и сеансовому) передачу данных с определенной степенью надежности.

Сетевой уровень обеспечивает выбор маршрута наиболее быстрого и надежного пути, устанавливает связь в вычислительной сети между двумя системами и обеспечивает прокладку виртуальных каналов между ними.

Единицей информации канального уровня являются кадры (frame). Кадры — это логически организованная структура, в которую можно помещать данные. Задача канального уровня - брать пакеты, поступающие с сетевого уровня и готовить их к передаче, укладывая в кадр соответствующего размера. Этот уровень обязан определить, где начинается и где заканчивается блок, а также обнаруживать ошибки передачи.

Физический уровень предназначен для сопряжения с физическими средствами соединения. Физический уровень получает пакеты данных от вышележащего канального уровня и

преобразует их в оптические или электрические сигналы, соответствующие 0 и 1 бинарного потока.

 

⇐ Предыдущая123456

Поделиться: