Иерархия и топологии в инфокоммуникационных сетях связи.

В зависимости от территориального расположения абонентских систем вычислительные сети можно разделить на три основных класса:

- глобальные (WAN - Wide Area Network);

- региональные (MAN - Metropolitan Area Network);

- локальные (LAN - Local Area Network).

Глобальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в различных странах, на различных континентах. Взаимодействие между абонентами такой сети может осуществляться на базе телефонных линий связи, радиосвязи и систем спутниковой связи. Глобальные вычислительные сети позволят решить проблему объединения информационных ресурсов всего человечества и организации доступа к этим ресурсам.

Региональная вычислительная сеть связывает абонентов, которые находятся на значительном расстоянии друг от друга. Она может включать абонентов внутри большого города, экономического региона, отдельной страны. Обычно расстояние между абонентами региональной вычислительной сети составляет десятки и сотни километров.

Локальная вычислительная сеть объединяет абонентов, расположенных в пределах небольшой территории. В настоящее время не существует четких ограничений на территориальный разброс абонентов локальной вычислительной сети. Обычно такая сеть привязана к конкретному месту. К классу локальных вычислительных относятся сети отдельных предприятий, фирм, банков, офисов и т.д. Протяженность такой сети можно ограничить пределами 2 - 2, 5 км.

Объединение глобальных, региональных и локальных вычислительных сетей позволяет создавать многосетевые иерархии. Они обеспечивают мощные, экономически целесообразные средства обработки огромных информационных массивов и доступ к неограниченным информационным ресурсам. На рис. 5 приведена одна из возможных иерархий вычислительных сетей. Локальные вычислительные сети могут входить как компоненты в состав региональной сети, региональные сети - объединяться в составе глобальной сети и, наконец, глобальные сети могут также образовывать сложные структуры.

 

Топология физических связей.

Объединяя в сеть несколько (больше двух) компьютеров, необходимо решить, каким образом соединить их друг с другом, другими словами, Выбрать конфигу­рацию физических связей, или топологию.

Под топологией сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют конечные узлы сети (например, компьютеры) и коммуникационное оборудование (например, маршрутизаторы), а ребрам — физические или информационные связи между вершинами.

Число возможных вариантов конфигураций резко возрастает при увеличении числа связываемых устройств. Так, если три компьютера мы можем связать дву­мя способами (рис. 3.1, а), то для четырех можно предложить уже шесть топологически разных конфигураций ( при условии неразличимости компьютеров), что и иллюстрирует рис. 3.1, б.

 

 

Рис. 3.1. Варианты связи компьютеров

Среди множества возможных конфигураций различают полносвязные и непол­носвязные.

Полносвязная топология (рис. 3.2, а) соответствует сети, в которой каждый ком­пьютер непосредственно связан со всеми остальными. Несмотря на логическую простоту, этот вариант оказывается громоздким и неэффективным. Действи­тельно, в таком случае каждый компьютер в сети должен иметь большое количе­ство коммуникационных портов, достаточное для связи с каждым из остальных компьютеров сети. Для каждой пары компьютеров должна быть выделена от­дельная физическая линия связи. (В некоторых случаях даже две, если невоз­можно использование этой линии для двусторонней передачи.) Полносвязные топологии в крупных сетях применяются редко, так как для связи N узлов требу­ется N(N - 1)/2 физических дуплексных линий связей, то есть имеет место квад­ратичная зависимость от числа узлов. Чаще этот вид топологии используется в многомашинных комплексах или в сетях, объединяющих небольшое количество компьютеров.

Рис. 3.2. Типовые топологии сетей

Все другие варианты основаны на неполносвязных топологиях, когда для обме­на данными между двумя компьютерами может потребоваться транзитная пере­дача данных через другие узлы сети.

Ячеистая топология получается из полносвязной путем удаления некоторых связей (рис. 3.2, б). Ячеистая топология допускает соединение большого количе­ства компьютеров и характерна, как правило, для крупных сетей.

В сетях с кольцевой топологией (рис. 3.2, в) данные передаются по кольцу от од­ного компьютера к другому. Главным достоинством кольца является то, что оно по своей природе обеспечивает резервирование связей. Действительно, любая пара узлов соединена здесь двумя путями — по часовой стрелке и против нее. Кольцо представляет собой очень удобную конфигурацию и для организации обратной связи— данные, сделав полный оборот, возвращаются к узлу-источни­ку. Поэтому источник может контролировать процесс доставки данных адресату. Часто это свойство кольца используется для тестирования связности сети и по­иска узла, работающего некорректно. В то же время в сетях с кольцевой тополо­гией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какого-либо компьютера не прерывался канал связи между ос­тальными узлами кольца.

Звездообразная топология (рис. 3.2, г) образуется в случае, когда каждый компью­тер подключается непосредственно к общему центральному устройству, называе­мому концентратором. В функции концентратора входит направление переда­ваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. В качестве концентратора может выступать как универсальный компьютер, так и специализированное устройство. К недостаткам топологии типа звезда от­носится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения специализированного центрального устройства. Кроме того, воз­можности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количест­вом портов концентратора. Иногда имеет смысл строить сеть с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда (рис. 3.2, д). Получаемую в результате структуру называют иерархиче­ской звездой, а также деревом. В настоящее время дерево является самой рас­пространенной топологией связей как в локальных, так и глобальных сетях.

Особым частным случаем звезды является конфигурация общая шина (рис. 3.2, е). Здесь в качестве центрального элемента выступает пассивный кабель, к которо­му по схеме «монтажного ИЛИ» подключается несколько компьютеров (такую же топологию имеют многие сети, использующие беспроводную связь — роль общей шины здесь играет общая радиосреда). Передаваемая информация рас­пространяется по кабелю и доступна одновременно всем компьютерам, присое­диненным к этому кабелю. Основными преимуществами такой схемы являются ее дешевизна и простота присоединения новых узлов к сети, а недостатками — низкая надежность (любой дефект кабеля полностью парализует всю сеть) и не­высокая производительность (в каждый момент времени только один компью­тер может передавать данные по сети, поэтому пропускная способность делится здесь между всеми узлами сети).

В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию — звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произ­вольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией (рис. 3.3).

 

Рис. 3.3. Смешанная топология.

 

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. XI. Топологии интегральных микросхем
2. Блок 15. Сложное предложение с различными видами связи. Знаки препинания в сложных синтаксических конструкциях. Сочетание знаков и последовательность их расположения
3. Варново-кастовая социальная иерархия
4. Глава 16 РАБОТА В ДОШНИКАХ, КОЛОДЦАХ И ДРУГИХ ВОДОПРОВОДНЫХ И КАНАЛИЗАЦИОННЫХ СООРУЖЕНИЯХ И СЕТЯХ
5. Глава 74. ПРАВО НА ТОПОЛОГИИ ИНТЕГРАЛЬНЫХ МИКРОСХЕМ
6. До 1 кВ в сетях с изолированной нейтралью
7. Дуговые перенапряжения в сетях с различным способом заземления нейтралей и их ограничение
8. Защитное заземление в заземленных электрических сетях
9. Иерархия и декомпозиция целей.
10. Иерархия целей и задач. Системный подход
11. Иерархия церковно-правовых норм.