Имя материала: Информационное обеспечение управленческой деятельности

Автор: Годин Владимир Викторович

4.3.1. топология локальных сетей

 

Как уже следует из названия, «локальная» — значит не выходящая за ограниченные пределы, т.е. компьютерная сеть, рассредоточенная на сравнительно небольшой территории в радиусе нескольких километров. В основном локальная сеть формируется в пределах одной организации, предприятия или их подразделений и предназначается для сбора, передачи и обработки информации в рамках данной организации (предприятия).

Структурно локальную сеть можно представить в виде множества абонентских систем (рабочих мест или станций), объединенных высокоскоростными каналами передачи данных (передающей средой). Подключение станций к передающей среде осуществляется с помощью сетевых адаптеров, основным назначением которых является обеспечение взаимодействия абонентских систем в рамках локальной сети.

С этой целью адаптеры выполняют ряд функций, одна часть которых не зависит от типа и характера сети, а другая определяется конкретным типом сети. К первым относятся функции по согласованию станций с передающей средой, а именно: преобразование последовательных кодов в параллельные, согласование уровней сигналов и скоростей обмена и т. п. Ко вторым можно отнести кодирование информации и организацию доступа к передающей среде. Конструктивно адаптер может быть реализован в виде платы, встраиваемой в системный блок компьютера, или представлять собой автономное устройство.

Собственно, наличие высокоскоростных каналов передачи до недавнего времени и являлось основной отличительной особенностью локальных сетей. Первоначально скорость передачи в локальных сетях составляла от 1 до 16 Мбит/с, что значительно превышало скорость передачи в глобальных сетях. Например, в широко распространенной сети Ethernet информация может передаваться со скоростью до 10 Мбит/с. Современные локальные сети обеспечивают скорость передачи до 100 Мбит/с.

По общей конфигурации различают: звездообразные, шинные, кольцевые и древовидные топологии локальных сетей.

Звездообразная локальная сеть (рис. 4.1) характеризуется наличием центрального узла коммутации, к которому (или через который) посылаются все сообщения. Центральным узлом коммутации может служить специальный компьютер — сетевой сервер с функциями коммутации и управления работой всей локальной сети. На сетевой сервер кроме основных возлагают дополнительные функции по согласованию скоростей работы станций и преобразованию протоколов обмена, что позволяет в рамках одной сети объединять разнотипные абонентские системы.

 

 

Рис.4.1. Структура звездообразной сети с центральным компьютером

 

Наряду с определенными преимуществами подобные локальные сети обладают и рядом недостатков. Например, при подключении большого числа абонентских систем поддержание высокой скорости коммутации требует значительных аппаратных затрат. Кроме того, значительная функциональная нагрузка центрального узла определяет его сложность, что естественно сказывается на его надежности. В связи с этим в большинстве современных звездообразных сетей функции коммутации абонентских систем и управления сетью разделены между коммутатором и сетевым сервером (рис. 4.2). Последний подключается к коммутатору как абонентская система, но с максимальным приоритетом. В этом случае структура центрального узла существенно упрощается, что в сочетании с высокоскоростными каналами позволяет достичь достаточно высокой скорости передачи данных (до 1,4 Гбит/с).

 

Рис. 4.2. Структура звездообразной сети с распределенным управлением

В локальных сетях с шинной топологией (рис. 4.3) все абонентские системы через сетевые адаптеры подключаются к общей магистрали (шине). В качестве передающей среды чаще всего выступает коаксиальный кабель. Обязательным элементом подобной передающей среды является терминатор, представляющий

 

Рис. 4.3. Шинная топология сети

127

 

собой согласующее сопротивление, с помощью которого устраняется эффект отраженной волны на концах коаксиального кабеля.

В процессе работы сети информация от передающей абонентской системы поступает на адаптеры всех абонентских систем, однако воспринимается только адаптером той системы, которой она адресована. Использование абонентскими системами общей передающей среды предполагает решение задачи организации поочередного доступа к ней. Правило, с помощью которого организуется бесконфликтный доступ абонентских систем к передающей среде, получило название метода доступа. Наиболее характерным представителем сетей с шинной топологией является сеть Ethernet.

Кольцевая локальная сеть (рис. 4.4) характеризуется наличием замкнутого однонаправленного канала передачи данных в виде кольца или петли. В этом случае информация передается последовательно между адаптерами абонентских систем до тех пор, пока не будет принята получателем и затем удалена из сети. Обычно за удаление информации из сети отвечает ее отправитель. Управление работой кольцевой сети осуществляется либо централизованно с помощью специальной мониторной станции, либо децентрализованно за счет распределения функций управления между всеми абонентскими системами. Как и в сетях с шинной топологией, последовательность передачи информации абонентскими системами регулируется с помощью определенного метода доступа.

Один из существенных недостатков кольцевых сетей — выход их из строя при разрыве кольца. Он, как правило, устраняется за счет использования «двойного» кольца. Для этого в состав локальной сети включают дополнительные линии связи и устройства реконфигурации, которые представляют собой специальные переключательные устройства, простые и надежные. В случае необходимости может быть изолирована одна или несколько абонентских систем. При одновременном отказе двух или нескольких несмежных узлов исходная сеть разбивается на две или несколько независимых сетей, однако такая ситуация складывается довольно редко благодаря достаточно высокой надежности устройств реконфигурации.

Следует обратить внимание на то, что звездообразные, шинные и кольцевые сетевые топологии были характерны для первых локальных сетей. Современные же высокоскоростные локальные компьютерные сети широко используют древовидную (рис. 4.5) топологию.

В качестве узлов коммутации чаще всего выступают высокоскоростные коммутаторы — хабы (от английского слова Hub). Наиболее характерным представителем сетей с подобной структурой является сеть 100VG Any Lan. Интересно отметить, что высокоскоростной вариант магистральной сети Ethernet — Fast Ethernet также имеет древовидную структуру.

 

Рис. 4.4. Кольцевая топология сети

 

По сравнению с шинными и кольцевыми сетями древовидные локальные сети обладают более высокой живучестью. Отключение или выход из строя одной из линий или коммутатора, как правило, не оказывает существенного влияния на работоспособность оставшейся части локальной сети.

Кроме того, одна из причин широкого использования сетей с древовидной топологией состоит в том, что эта структура более всего соответствует структуре информационных потоков между абонентами сети.

 

 

 

Рис. 4.5. Древовидная топология сети

Рассмотренные сетевые топологии являются базовыми, на основе которых формируется конкретная структура реальных сетей, как правило, представляющая собой объединение различных базовых топологий. Естественно, что оптимальной будет та структура сети, которая в наиболее полной мере отображает структуру обслуживаемой организации, предприятия. Учитывая это, фирмы-производители сетевого оборудования поставляют на рынок достаточно широкий набор устройств для объединения сетей различных топологий.

 

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 | 65 | 66 | 67 | 68 | 69 | 70 | 71 | 72 | 73 | 74 | 75 | 76 | 77 | 78 | 79 | 80 | 81 | 82 | 83 | 84 | 85 | 86 | 87 | 88 | 89 | 90 | 91 | 92 | 93 |