Апаратні засоби комп'ютерних мереж

Апаратні засоби комп'ютерних мереж. Топології локальних обчислювальних мереж

Всі комп'ютери абонентів (користувачів), що працюють в рамках локальної обчислювальної мережі повинні мати можливість взаємодіяти один з одним, тобто бути пов'язаними між собою. Спосіб організації таких зв'язків істотно впливає на характеристики локальної обчислювальної мережі і називається її топологією (архітектурою, конфігурацією). Розрізняють фізичну і логічну топології. Під фізичною топологією локальної обчислювальної мережі розуміють фізичне розміщення комп'ютерів, що входять до складу мережі і спосіб їх з'єднання один з одним провідниками. Логічна топологія визначає спосіб проходження інформації і дуже часто не збігається з обраної фізичної топологією з'єднання абонентів локальної обчислювальної мережі. p align="justify"> Фізичні топології локальних обчислювальних мереж
Існує чотири основних фізичних топології, що використовуються при побудові локальних обчислювальних мереж.



В 
Топологія шина (рис.1) передбачає підключення всіх комп'ютерів до одного спільного провідника. На обох кінцях такого провідника розміщуються спеціальні узгоджувальні пристрої, звані терминаторами. Основні переваги даної топології - дешевизна і простота монтажу. До недоліків відносяться проблематичність локалізації місця несправності і низька надійність: пошкодження кабелю в будь-якому місці призводить до припинення обміну інформацією між усіма комп'ютерами, що входять у мережу. Через особливості поширення електричного сигналу, навіть якщо два комп'ютери, які намагаються здійснити обмін інформацією, фізично з'єднані один з одним, за відсутності термінатора на одному кінці такого В«обривкаВ» шини зв'язок між ними буде неможлива. p align="justify"> У топології кільце (рис. 2) кожен абонент мережі пов'язаний з двома довколишніми абонентами. Переваги і недоліки аналогічні розглянутим для топології шина. br/>В 

Топологія зірка передбачає прокладку для кожного комп'ютера в мережі окремого кабелю, що з'єднує всіх абонентів мережі з певним центром. У якості центру зірки може виступати комп'ютер або спеціальне з'єднувальний пристрій, зване концентратором (рис. 3). Гідність даної топології - більш висока надійність. Обрив будь-якого провідника В«відключаєВ» тільки одного абонента. В«Вузьким місцемВ» цієї топології є концентратор. При його поломки блокується робота всієї мережі. Недоліком є ​​більш висока вартість обладнання (враховуючи збіль...шення загальної довжини провідників, у порівнянні з попередніми топологиями, а також вартість додаткового обладнання - концентратора). p align="justify"> З точки зору надійності і швидкості обміну інформацією найкращими характеристиками володіє повнозв'язна топологія (рис. 4). У цьому випадку абонентам мережі надається окремий канал зв'язку з кожним з інших абонентів. Однак за вартістю дана топологія програє всім іншим варіантам. p align="justify"> Перераховані топології є базовими. Більшість локальних обчислювальних мереж, створюваних у різних організаціях, мають більш складну структуру і є різними варіантами комбінування вищезазначених топологій. p align="justify"> Логічні топології локальних обчислювальних мереж
Логічна топологія визначає характер поширення інформації з комп'ютерної мережі. При передачі інформації від одного абонента мережі до іншого абоненту ця інформація належним чином В«оформляєтьсяВ». Передані дані оформляються в стандартні фрагменти (пакети, дейтаграми). Крім власне переданих даних (чисел, текстів, малюнків і т.п.) до складу пакету додається адресу (приймача інформації або та приймачі і передавача), контрольна інформація (щоб можна було перевірити, пакет прийнято повністю або тільки його частина) і ряд іншої інформації. Розглянемо три основні варіанти логічних топологій локальних обчислювальних мереж. p align="justify"> Логічна шина визначає рівноправний доступ до мережі всіх абонентів. У цьому випадку передавач виставляє в мережу пакет інформації, а всі інші абоненти В«почувшиВ» передану інформацію аналізують її. Якщо у складі пакету абонент знаходить свою адресу, він цю інформацію В«залишаєВ» собі, якщо адреса виявився чужим - ігнорує. Якщо в момент передачі інформації одним абонентом В«вклинюється в розмовуВ» інший абонент, відбувається накладення пакетів, зване колізією. Колізії призводять до В«перемішуваннюВ» пакетів і неможливості розібратися В«хто що сказавВ». Виявивши колізію, що передає абонент В«замовкаєВ» на інтервал часу випадкової тривалості, після чого повторює спробу передачі інформації. При дуже великій кількості абонентів у мережі ймовірність колізій різко зростає, і мережа стає непрацездатною. p align="justify"> Логічне кільце припускає, що інформація проходить повний В«колоВ» і приходить до джерела, тобто в точку з якої була відправлена. При цьому кожен абонент порівнює адресу В«одержувачаВ» зі своїм власним. Якщо адреси збіглися, інформація копіюється в буфер, пакет позначається як В«дійшов до адресатаВ» і передається наступному абонентові. Якщо адреси не співпали, пакет передається без усяких позначок. Коли абонент отримав пакет відправлений В«власноручВ» та з позначкою В«прийнятоВ», він його далі не передає і в роботу може вступити інший абонент мережі. p align="justify"> Логічна топологія зірка (і її версія - дерево) орієнтована на встановлення каналу зв'язку між приймачем і передавачем засобами комутаторів. Тобто за відсутності комутатор...а неможливо зв'язатися між собою навіть двом абонентам мережі. При передачі даних від одного абонента до іншого, всі інші чекають закінчення передачі