Виды компьютерных сетей

5. Шинная топология

В шинной топологии  сообщения от передающей станции  поступают на адаптеры  всех рабочих  станций, но воспринимается только адаптером  той станции, которой она адресована. В каждый текущий момент времени  передачу данных может вести только одна станция. В противном случае информация будет искажаться в результате наложения (конфликтов, коллизий, столкновений) передаваемых сигналов. Говорят, что  в шине реализуется режим полудуплексного (half duplex)  обмена, при котором информация передается в обоих направлениях, но поочередно. Поскольку сигнал посылается по всей сети, он достигает концов кабеля, соединяющего компьютеры. При достижении конца кабеля возникает отраженный сигнал, который, распространяясь по кабелю, не позволяет станциям начать передачу после завершения работы станции, породившей этот сигнал. Кроме того, возможны коллизии (collision), т.е. столкновение передаваемого и отраженного сигналов: обнаружив отраженный сигнал (collision detection), передающая рабочая станция воспринимает его как сигнал другой станции и прекращает передачу. Следовательно, должны быть приняты меры по устранению возможности распространения отраженного сигнала по сети.  Для поглощения отраженного от концов кабеля сигнала применяется устройство, которое устанавливается на концах кабеля. Это устройство представляет собой резистор, сопротивление которого равно волновому сопротивления кабеля, и называется – терминатор (terminator – ограничитель, гаситель). Один из терминаторов обязательно заземляется. При наличии терминаторов отраженный сигнал поглощается и после окончания работы передающей станции кабель освобождается для работы других станций. Шина – пассивная топология. Компьютеры на шине только «слушают» передаваемые по сети данные. Они не участвуют в перемещении данных от одного компьютера к другому.  Распространение сигнала по линии связи сопровождается его ослаблением. При этом станции сети могут получать сигналы разного уровня, в зависимости от расстояния до передающей станции. Это предъявляет дополнительные требования к приемным узлам сетевого оборудования, что приводит к усложнению этих узлов. Для увеличения длины сети с шинной топологией сеть делят на сегменты (каждый из которых представляет общую шину), соединяемые с помощью репитеров (повторителей) – устройств для восстановления сигналов.

Такое наращивание  не может быть бесконечным, так как  существуют ограничения, связанные  с конечной скоростью распространения  сигнала по линиям связи. Подробнее  эти ограничения будут рассмотрены  позже.

Достоинства шинной топологии

1. Добавление новых абонентов в шину довольно просто и возможно даже во время работы сети.

2. Если любой из компьютеров выходит из строя, это не приводит к выходу из строя («падению») сети. Остальные компьютеры продолжают работать.

3. Отсутствие центрального узла, через который передается вся информация, повышает надежность сети (при отказе  любого центра перестает работать любая управляемая им система).

4. Как правило, шинная топология требует минимальное количество соединительного кабеля по сравнению с другими топологиями

Недостатки шинной топологии 

1. При передаче данных информаци¬онные сигналы ослабляются и никак не восстанавливаются, что наклады¬вает жесткие ограничения на суммарную длину линий связи, кроме того, каждый абонент может получать из сети сигналы разного уровня в зави¬симости от расстояния до передающего абонента. Это приводит к усложнению приемных узлов сетевого оборудования.

2. Разрыв кабеля приводит к тому, что на шине «теряется», по крайней мере, один терминатор. Это создает условие для возникновения отраженного сигнала, а, значит, сеть выходит из строя.

3. При нарушении контакта  кабеля  трудно определить место неисправности.

4. Общая передающая среда не позволяет станциям одновременно передавать сообщения, что приводит к замедлению работы сети при большом числе активных (работающих) станций.