ГОУ ВПО

Уфимский  государственный нефтяной технический  университет

Кафедра «Вычислительной техники и инженерной кибернетики»

 
 
 
 
РЕФЕРАТ

по информатике

на тему: Основные виды сетевых топологий.

 
 
 
 
 
 
Выполнила:  
студентка 1-го курса 
механического факультета 
гр. ПБ-10-01 
Кыямова Д. И. 
_______________ 
 (подпись, дата)

Проверил: 
Ст. преподаватель, 
Серебрякова М.Ю. 
________________ 
 (подпись, дата)

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
УФА 2010 г.

   Краткая аннотация

   Все компьютеры в локальной сети соединены  линиями связи. Геометрическое расположение линий связи относительно узлов сети и физическое подключение узлов к сети называется  физической топологией. В зависимости от топологии различают сети: шинной, кольцевой, звездной, иерархической и произвольной структуры. В случае необходимости основные топологии можно комбинировать произвольным образом. Большинство современных технологий локальных сетей не только приветствуют, но даже обязывают использовать творческий подход. Очень важно разбираться в преимуществах и недостатках топологий, влияющих на производительность сети. Кроме того, следует учитывать и такие казалось бы необъективные факторы, как расположение рабочих станций в здании, пригодность кабеля, а также даже тип и способ проводки.

   В конечном счете, основным критерием выбора удачной топологии являются требования пользователей к производительности. Такие факторы, как стоимость, предполагаемая модернизация и ограничения существующих технологий, играют второстепенную роль. Сложнее всего будет перевести устные пожелания пользователей в мегабиты в секунду (Мбит/с) и другие характеристики производительности сети. 

 

      Содержание:

1. Введение        3
2. Топологии сетей ПД      3
3. Шинная топология       4
4. Звездообразная топология      6
5. Кольцевая топология      7
6. Древовидная топология      9
7. Ячеистая топология       10
8. Заключение        11
9. Список использованной литературы    12

 

 

      Введение

На сегодняшний  день невозможно представить деятельность человека без использования им компьютерных сетей.

Компьютерная  сеть - представляет собой систему  распределенной обработки информации, состоящую как минимум из двух компьютеров, взаимодействующих между собой с помощью специальных средств связи.

В зависимости  от удалённости компьютеров и  масштабов, сети условно разделяют  на локальные и глобальные.

Обратим свое внимание на локальные сети, для того чтобы лучше понять архитектуру сетей, способы передачи данных. А для этого надо знать такое понятие, как топология сети.

     Топологии сетей ПД.

     К наиболее важным требованиям, предъявляемым  к СПД, функционирующим в СУ рассредоточенными  объектами (СУРО), относятся:

• обеспечение работы СУ в реальном масштабе времени;
• осуществление информационного обмена с высокой верностью;
• надежное функционирование;

     Выполнение  этих требований существенно зависит  от параметров и характеристик СПД, входящих в состав СУРО.

     Основные  показатели и параметры любой  сети можно разделить на две группы:

• морфологические (структурные характеристики);
• функциональные (параметры качества обслуживания и показатели эффективности ПД).

     При рассмотрении структур сетей ПД, в  виде совокупности терминалов и соединяющих их КС, пользуются термином топология. В данном случае топология сети — геометрическая форма (или физическая связность) сети. Топология сети определяется способом соединения ее узлов каналами (кабелями) связи и характеризует физическое расположение ЭВМ, кабелей и др. компонентов сети.

     При проектировании сетей используется и понятие «архитектура», которая  определяется сводом форматов, последовательностей  действий, интерфейсов, протоколов, логических структур, в совокупности обеспечивающих взаимодействие между аппаратными и программными средствами сети.

     Топология сети влияет на:

• состав необходимого сетевого оборудования;
• возможность расширения сети (наращиваемость);
• способ управления сетью;
• характеристики и параметры сетевого оборудования (надежность, стоимость, задержка, пропускная способность).

     Рассмотрим  основные и наиболее часто используемые топологии сетей ПД. Естественно, что эти топологии носят общий характер и широко используются в ЛВС.

     При рассмотрении ЛВС выделяют три базовые  топологии:

1. шинную (bus);
2. звездообразную (star);
3. кольцевую (ring), на основании которых и строят все ЛВС.

     Шинная  топология

     Шинная топология (магистральная) — топология при которой станции подключаются к шинному магистральному каналу (линейная шина (linear bus)).

     Данная  топология относится к наиболее простым и широко распространенным топологиям ЛВС.

      В сетях с  шинной топологией все терминалы  подключаются к одному кабелю с помощью  приемопередатчиков. Такой кабель часто называют магистралью.

     Канал оканчивается с двух сторон пассивными терминаторами, предназначенными для поглощения падающей электромагнитной волны. 
Терминаторы представляют собой обычные резисторы, включенные между токонесущей жилой и экраном кабеля. Сопротивление терминаторов равно волновому сопротивлению кабеля. Все концы кабеля должны быть к чему-нибудь подключены (например, к компьютеру, к баррел-коннектору для увеличения длины кабеля). К любому свободному концу кабеля должен быть подключен терминатор.

     Шинные  сети имеют довольно ограниченные возможности по наращиванию в силу затухания сигналов в КС. Каждая врезка и каждый соединитель несколько изменяют характеристики физической среды передачи.

     Подключение новых узлов осуществляется весьма просто с помощью пассивных врезок. Легко осуществляется и трассировка кабелей шины. 
В большинстве реализаций несколько оконечных систем могут подключаться к шине через общий приемопередатчик.

     При такой топологии сообщения, посылаемые каждой станцией, передаются в широковещательном  режиме всем сетевым станциям.

     Пропускная способность и задержка в шинных сетях определяются большим числом параметров: методом доступа, числом узлов сети, длиной сообщений и др.

     Увеличение  участка, охватываемого сетью, вызывает необходимость ее расширения. В сети с топологией «шина» кабель обычно удлиняется двумя способами.

1. Для соединения двух отрезков кабеля можно воспользоваться баррел- коннектором (barrel connector).

     Но  злоупотреблять ими не стоит, так  как сигнал при этом ослабевает. 
Лучше купить один длинный кабель, чем соединять несколько коротких отрезков. При большом количестве «стыковок» нередко происходит искажение сигнала.

     2. Для соединения двух отрезков  кабеля служит репитер (repeater). В отличие от коннектора, он  усиливает сигнал перед передачей  его в следующий сегмент. Поэтому предпочтительнее использовать репитер, чем баррел- коннектор или даже один длинный кабель: сигналы на большие расстояния пойдут без искажений.

     Преимущества:

• минимальная длина ЛС;
• легко расширяется;
• высокая скорость обмена данными между пользователями;
• шина пассивная топология. Это означает, что компьютеры только «прослушивают» передаваемые по сети данные, но не продвигают их от отправителя к получателю. Поэтому если один из компьютеров выходит из строя, это не сказывается на работе остальных. В активных топологиях происходит регенерация сигналов в компьютерах и последующая их передача в сеть.

     Недостатки:

• низкая надежность (разрыв ЛС нарушает связь между станциями); при неисправности станции, проявляющейся в том, станция начинает непрерывную передачу, сеть также становится неработоспособной;
• трудность локализации отказов с точностью до отдельного компонента, подключенного к шине;
• разрыв кабеля или отсоединение одного из концов приводит к прекращению функционирования сети (Сеть «падает»);
• если разделение каналов производится не по частоте, а по времени, то всегда имеется задержка между моментом появления данных для передачи и моментом времени, когда эти данные могут быть переданы. Причем эта задержка при большом количестве станций и длинных сообщениях может достигать значительных величин. В этом случае, для управления в реальном масштабе времени необходимо либо увеличивать скорость передачи данных, что может потребовать больших затрат, либо ограничивать длину пакетов, которыми обмениваются станции.

     Звездообразная топология

     В настоящее время различают:

1. звездообразную сеть с коммутацией, когда центральный узел отвечает за маршрутизацию и выполняет функции пересылки с промежуточным хранением или коммутационные функции без промежуточного хранения. В последнем случае сети строятся на базе метода коммутации каналов. Когда перед началом передачи вызывающая станция запрашивает у центрального узла установление физического или логического соединения с вызываемой станцией (узлом). После установления соединения соответствующий физический или логический путь монопольно используется абонентами-партнерами для обмена данными. По окончании обмена один из абонентов запрашивает у центрального узла разъединения.
2. широковещательную звездообразную сеть, предусматривающую использование центрального узла как безбуферного повторителя, который направляет все приходящие сигналы во все исходящие из него линии.

     Преимущества  топологии:

• разрыв кабеля в сети с обычной топологией «линейная шина» приведет к «падению» всей сети. Разрыв кабеля, подключенного к концентратору, нарушит работу только данного сегмента. Остальные сегменты останутся работоспособными.
• простота изменения или расширения сети: достаточно просто подключить еще один компьютер или концентратор;
• использование различных портов для подключения кабелей разных типов:
• централизованный контроль за работой сети и сетевым трафиком: во многих сетях активные концентраторы наделены диагностическими возможностями, позволяющими определить работоспособность соединения;
• централизованное управление.

     Недостатки:

• пропускная способность сети ограничивается пропускной способностью центрального узла;
• выход из строя центрального узла приводит к отказу всей сети. Поэтому часто требуется резервирование наиболее важных устройств центрального узла.
• расширяемость сети ограничивается возможностями центрального узла по подключению КС с оконечными системами.
• центральный узел является довольно дорогим устройством, поскольку выполняет все основные функции по управлению сетью.
• максимальная суммарная длина ЛС, поэтому стоимость кабелей и стоимость их прокладки выше, чем при других топологиях с таким же числом узлов.