Виды топологий локальных сетей. Топология локальных сетей. Базовые топологии сети

Существуют пять основных топологий (рис. 4.1):

общая шина (Bus);

кольцо (Ring);

звезда (Star);

древовидная (Tree);

ячеистая (Mesh).

Рис. 4.14 Типы топологий

Общая шина

Общая шина это тип сетевой топологии, в которой рабочие станции расположены вдоль одного участка кабеля, называемого сегментом.

Рис. 4.15 ТопологияОбщая шина

Топология Общая шина (рис. 4.2) предполагает использование одного кабеля, к которому подключаются все компьютеры сети. В случае топологииОбщая шина кабель используется всеми станциями по очереди. Принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать и принимать данные. Все сообщения, посылаемые отдельными компьютерами, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети.Рабочая станция отбирает адресованные ей сообщения, пользуясьадресной информацией. Надежность здесь выше, так как выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособность сети в целом. Поиск неисправности в сети затруднен. Кроме того, так как используется только один кабель, в случае обрыва нарушается работа всей сети. Шинная топология - это наиболее простая и наиболее распространенная топология сети.

Примерами использования топологии общая шина является сеть 10Base–5 (соединение ПК толстым коаксиальным кабелем) и 10Base–2 (соединение ПК тонким коаксиальным кабелем).

Рис. 4.16 ТопологияКольцо

Кольцо – это топология ЛВС, в которой каждая станция соединена с двумя другими станциями, образуя кольцо (рис.4.3). Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кольцу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК, т.е. данные, передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера, он передает их дальше по кольцу, в ином случае они дальше не передаются. Очень просто делается запрос на все станции одновременно. Основная проблема при кольцевой топологии заключается в том, что каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации, и в случае выхода из строя хотя бы одной из них, вся сеть парализуется. Подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, т.к. во время установки кольцо должно быть разомкнуто. Топология Кольцо имеет хорошо предсказуемое время отклика, определяемое числом рабочих станций.

Чистая кольцевая топология используется редко. Вместо этого кольцевая топология играет транспортную роль в схеме метода доступа. Кольцо описывает логический маршрут, а пакет передается от одной станции к другой, совершая в итоге полный круг. В сетях TokenRingкабельная ветвь из центрального концентратора называется MAU (MultipleAccessUnit). MAU имеет внутреннее кольцо, соединяющее все подключенные к нему станции, и используется как альтернативный путь, когда оборван или отсоединен кабель одной рабочей станции. Когда кабель рабочей станции подсоединен к MAU, он просто образует расширение кольца: сигналы поступают к рабочей станции, а затем возвращаются обратно во внутреннее кольцо

Звезда – это топология ЛВС (рис.4.4), в которой все рабочие станции присоединены к центральному узлу (например, к концентратору), который устанавливает, поддерживает и разрывает связи между рабочими станциями. Преимуществом такой топологии является возможность простого исключения неисправногоузла . Однако, если неисправен центральный узел, вся сеть выходит из строя.

В этом случае каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к объединяющему устройству. При необходимости можно объединять вместе несколько сетей с топологией Звезда, при этом получаются разветвленные конфигурации сети. В каждой точке ветвления необходимо использовать специальные соединители (распределители, повторители или устройства доступа).

Рис. 4.17 ТопологияЗвезда

Примером звездообразной топологии является топология Ethernetс кабелем типаВитая пара 10BASE-T, центромЗвезды обычно являетсяHub.

Звездообразная топология обеспечивает защиту от разрыва кабеля. Если кабель рабочей станции будет поврежден, это не приведет к выходу из строя всего сегмента сети. Она позволяет также легко диагностировать проблемы подключения, так как каждая рабочая станция имеет свой собственный кабельный сегмент, подключенный к концентратору. Для диагностики достаточно найти разрыв кабеля, который ведет к неработающей станции. Остальная часть сети продолжает нормально работать.

Однако звездообразная топология имеет и недостатки. Во-первых, она требует много кабеля. Во-вторых, концентраторы довольно дороги. В-третьих, кабельные концентраторы при большом количестве кабеля трудно обслуживать. Однако в большинстве случаев в такой топологии используется недорогой кабель типа витая пара . В некоторых случаях можно даже использовать существующие телефонные кабели. Кроме того, для диагностики и тестирования выгодно собирать все кабельные концы в одном месте. По сравнению с концентраторамиArcNetконцентраторыEthernetи MAUTokenRingдостаточно дороги. Новые подобные концентраторы включают в себя средства тестирования и диагностики, что делает их еще более дорогими.

Теоретические

Понятие топологии сети. Виды топологий сети.

Топология сети - способ соединения компьютеров в сеть.

Виды топологии сети:

1. Топология шина (предполагает использование одного кабеля, к которому подсоединены все рабочие станции. Общий кабель используется всеми станциями по очереди. Все сообщения, посылаемые отдельными рабочими станциями, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Из этого потока каждая рабочая станция отбирает адресованные только ей сообщения.

2. Кольцо – это топология локальной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутое кольцо. Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кругу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК, т.е. данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. простота установки;

3. Звезда – это топология локальной сети, где каждая рабочая станция присоединена к центральному устройству (коммутатору или маршрутизатору). Центральное устройство управляет движением пакетов в сети. Каждый компьютер через сетевую карту подключается к коммутатору отдельным кабелем.При необходимости можно объединить вместе несколько сетей с топологией “звезда” – в результате вы получите конфигурацию сети с древовидной топологией. Древовидная топология распространена в крупных компаниях. Мы не будем ее подробно рассматривать в данной статье.

Технология клиент – сервер. Сетевой сервер. Файловый сервер.

Технология клиент-сервер - это особый способ взаимодействия компьютеров в локальной сети, когда один из компьютеров (сервер) предоставляет свои ресурсы другому компьютеру (клиенту). Согласно этим различают одноранговые и серверные сети.
В одноранговых сетях нет выделенных серверов, каждый компьютер может выполнять функции и клиента, и сервера. Компьютер, который в настоящее время выполняет функции сервера, выделяет часть своих ресурсов в общее пользование всем остальным компьютерам сети. Обычно, одноранговые сети создаются на базе компьютеров с одинаковыми параметрами. Одноранговые сети являются достаточно простыми в настройке и эксплуатации. Поэтому в случае, когда сеть состоит из небольшого количества компьютеров и ее основной функцией является обмен информацией между абонентскими системами, предпочтение отдают одноранговой архитектуре.

В сети с выделенным сервером четкое разделение функций между компьютерами: одни из них постоянно являются клиентами, а другие - серверами. Учитывая разнообразие сервисов, предоставляющих компьютерные сети, существует несколько типов серверов: сетевой, файловый, почтовый, сервер печати и т.д…
Сетевой сервер - это специализированный компьютер, ориентированный на выполнение основного объема вычислительных работ и функций по управлению компьютерной сетью. Этот сервер содержит ядро сетевой операционной системы, под управлением которой осуществляется работа всей локальной сети. Сетевой сервер имеет достаточно высокое быстродействие и большой объем памяти. При такой организации сети функции абонентской системы сводятся к ввода- вывода информации и обмена ею с сетевым сервером.
Файловым сервером называется компьютер, основной функцией которого является сохранение массивов данных, больших по объему, и организация эффективного доступа к ним. Он не обрабатывает и не вносит изменений в файлы, которые он хранит и передает. Сервер вообще может « не знать », содержащий файл: текстовый документ, графическое изображение или электронную таблицу. Всего на файловом сервере даже может не быть клавиатуры и монитора. Все изменения в файлах данных осуществляются с клиентских абонентских систем. Для этого клиенты считывают файлы данных с файлового сервера, вносят в данные необходимые изменения и возвращают файлы данных на файловый сервер. Такая организация является эффективной при работе большого количества пользователей с общей базой данных. В больших сетях может одновременно использоваться несколько файловых серверов.
3. Коммуникационная сеть . Понятие. Назначение.

Коммуникационной сетью называется сеть, основной задачей которой является передача данных. Коммуникационная сеть, именуемая также сетью передачи данных, является ядром информационной сети, обеспечивающим передачу и некоторые виды обработки данных. На базе одной коммуникационной сети можно создать несколько информационных сетей. Задачей коммуникационной сети является доставка адресатам блоков данных, которые при этом не должны терять своей целостности, доставляться без ошибок и искажения. Важными в сети являются также операции по предотвращению больших очередей и переполнения буферов систем, Коммуникационные сети делятся на три класса: сети с маршрутизацией данных, сети с селекцией данных и смешанные сети.

Наряду с сетями, каждая из которых функционирует в соответствии с принятым протоколом, появились многопротокольные сети. Их создание требует больших капиталовложений. Однако затраченные средства быстро окупаются гибкостью работы этих сетей. Высокопроизводительные коммуникационные сети стали именоваться базовыми сетями. Примером такой сети является сеть TWBNET. Высокие скорости обеспечивают сети ретрансляции кадров

4.Аналоговая сеть. Понятие. Назначение.

Аналоговая сеть - коммуникационная сеть, передающая и обрабатывающая аналоговые сигналы. Необходимость передачи звука, речи и изображений привела к созданию аналоговых сетей, в которых носителем данных является аналоговый сигнал. Для передачи речи были созданы телефонные сети.

Как и любая сеть с маршрутизацией данных, телефонная состоит из узлов коммутации, именуемых Автоматическими телефонными станциями (АТС). АТС обеспечивают коммутацию каналов, а в качестве абонентских систем, в первую очередь, используются телефонные аппараты. Чаще всего, телефонная сеть опирается на кабельную сеть. Вместе с этим, используются и телефонные радиосети. Первоначально телефонная сеть, обеспечивая телекоммуникации, передавала аналоговые сигналы и поэтому была аналоговой сетью. Это было связано с тем, что акустический сигнал имеет непрерывную форму. Соответственно речи Человека частотный диапазон в аналоговой телефонной сети был выбран от 300 до 3400 Гц. Это позволяет передавать понятную речь и даже узнавать говорящего.

В настоящее время телефонная сеть быстро переходит на дискретные сигналы. Это дает возможность использовать многопрофильные коммуникационные сети, строить работу телефонных станций на базе микропроцессоров, расширять виды предоставляемых сетевых служб, повышать качество передачи информации. Дискретная телефонная сеть надежна в работе и обеспечивает высокую помехоустойчивость связи.

Виды коммуникационных сетей

Выделяюттри вида коммуникационных сетей:открытые, замкнутые и комбинированные.

В открытых сетях движение информации может быть остановлено, потому что оно попадает к элементу структуры управления, находящемуся в конце канала, оно может также наткнуться на «посредника» или «контролера» (промежуточное звено в сети коммуникации), который по каким-то причинам этому движению препятствует и которого нельзя минуть (Сеть типа «Змея», «Звезда», «Шпора», «Тент», «Палатка»).

В замкнутых сетях тупики и контролеры либо отсутствуют, либо могут быть обойдены. (Сеть типа «Дом», «Круг», «Колесо»).

Комбинированные сети сочетают в себе оба принципа построения и присущи больше крупным многоуровневым организациям.

Наиболее простой вид открытой коммуникационной сети - сеть типа «Змея». Элементы структуры управления, которые она соединяет, находятся в тупиках, а элемент находящийся о середине выполняет роль не только посредника коммуникаций, но может контролировать их. Такая сеть соединяет работников одного уровня управления, имея чаще всего неформальный характер, или является элементом более сложной сети.

Устройства передачи данных

Для подключения компьютеров к среде передачи используются специализированные устройства. Основными функциями этих устройств является физическое кодирование и декодирование данных, а также синхронизация приема и передачи. Наряду с этим современные устройства могут решать задачи логической организации передачи, относящиеся к канальному уровню модели OSI . Наиболее известными в настоящее время устройствами являются модемы и сетевые адаптеры .

Модем (МОдулятор/ДЕМодулятор, Modem) представляет собой устройство, осуществляющее физическое кодирование данных методом модуляции. Существуют различные типы модемов для подключения к сетям по разным физическим каналам, как правило, не предназначенным для построения компьютерных сетей. Так, для подключения по телефонным линиям используются телефонные модемы (или - просто модемы, поскольку исторически под этим термином понималось устройство для подключения по телефонным линиям), для подключения по кабельным каналам - кабельные модемы, для подключения по радиоканалам - радиомодемы. Технические характеристики используемого канала накладывают ограничения на правила формирования сигналов (модуляции).

Обычно модемы используются для взаимодействия в сетях типа "точка-точка". В таких сетях не требуется сложной логической организации передачи, поскольку нет необходимости упорядочивать взаимодействие нескольких пар абонентов. К числу дополнительных функций, связанных с организацией передачи, можно отнести сжатие передаваемых данных и обнаружение и исправление ошибок с целью повышения эффективности и надежности передачи по низкокачественным каналам, например, телефонных (подробнее см. раздел "Канальный уровень").

Сетевой адаптер (сетевая плата, плата сетевого интерфейса, Network Interface Card) - это устройство, которое предназначено для подключения компьютера к высококачественным физическим каналам компьютерных сетей. Поэтому для физического кодирования передаваемых данных используются различные типы цифрового кодирования.

Поскольку компьютерные сети могут иметь сложные топологии? и в них одновременно могут осуществлять взаимодействие несколько пар абонентов, то требуется решать достаточно сложные задачи по упорядочиванию этого взаимодействия. Поэтому сетевые адаптеры реализуют также определенное число логических функций организации взаимодействия, например, адресации абонентов и упорядочивания одновременного доступа нескольких к общей физической линии и т.д. (подробнее см. раздел "Канальный уровень").

Протоколы TCP, ICMP, UDP

TCP (Transmission Control Protocol) осуществляет обмен данными между двумя компьютерами с предварительно установленной логической связью. Он постоянно используется в Интернете, поскольку надежность соединения и универсальность в этом случае играют очень большую роль. Кроме того, TCP обеспечивает надежность доставки сообщений, принимая подтверждение доставки каждой его порции путем подтверждающих пакетов, каждый раз присылаемых в ответ на полученное сообщение. При этом в самом начале устанавливается логическая связь между компьютером-отправителем и компьютером-получателем, что уже гарантирует доставку пакетов.

ICMP (Internet Control Message Protocol) контролирует протокол IP, отслеживает любые изменения, влияющие на процесс маршрутизации. При возникновении каких-либо ошибок об этом узнают и отправитель, и получатель. При этом в сообщении указывается причина сбоя.

UDP (User Datagram Protocol) – при использовании этого протокола не нужно иметь установленное логическое соединение двух компьютеров. Когда передаются данные другому компьютеру, предполагается, что он где-то есть, то есть подключен к сети. В этом случае нет никакой гарантии, что обмен данными произойдет. При этом к отсылаемому пакету просто добавляется IP-адрес машины, которой нужно отослать сообщение. Если сообщение принято, присылается подтверждение об этом, иначе отсылка данных повторяется через некоторый промежуток времени.

Классы IP-адресов

Существует 5 классов IP-адресов – A, B, C, D, E. Принадлежность IP-адреса к тому или иному классу определяется значением первого октета (W).

IP-адреса первых трех классов предназначены для адресации отдельных узлов и отдельных сетей. Такие адреса состоят из двух частей – номера сети и номера узла.

Компьютеры, входящие в одну и ту же сеть должны иметь IP-адреса с одинаковым номером сети.

Маска сети - это битовая маска, которая в результате применения побитовой конъюнкции (логической операции И) к IP-адресу узла позволяет указать, какая часть этого IP-адреса относится к адресу сети, а какая - к адресу самого узла в этой сети, и определяет максимально возможное количество узлов в этом сетевом пространстве (фактически указывает размер сети).

Виды беспроводных сетей

Wi-Fi (Wireless Fidelity ) - это промышленное название технологии беспроводного обмена данными, относящееся к группе стандартов организации беспроводных сетей IEEE 802.11 или просто 802.11. Сегодня термин Wi-Fi в равной степени относится к любому из стандартов 802.11b, 802.11a, 802.11g и 802.11n.

Радиус действия со штатными антеннами можно примерно оценить в 150м на открытой местности и 50м в помещении.

GPRS (General Packet Radio Service - пакетная радиосвязь общего назначения) - сервис, не связанный с передачей речи, который обеспечивает передачу пакетов протокола IP в существующих мобильных телефонных сетях, обеспечивая доступ к интернету с мобильных телефонов.

IrDA (Infrared Data Association) - технология для беспроводного соединения компьютеров и внешних устройств. Принцип этой технологии в том, что она преобразует информацию в инфракрасное излучение и передает ее от одного компонента устройства к другому.

Bluetooth - производственная спецификация Wireless Personal Area Network - WPAN (беспроводных персональных сетей). Bluetooth обеспечивает обмен информацией между такими устройствами как персональные компьютеры, мобильные телефоны, принтеры, цифровые фотоаппараты, мышки, клавиатуры, наушники, гарнитуры на сверхвысокой радиочастоте 2.4 ГГц для ближней связи. Bluetooth позволяет этим устройствам сообщаться, когда они находятся в радиусе до 100 метров друг от друга (дальность сильно зависит от преград и помех), даже в разных помещениях.

12. Аппаратура линий связи

Аппаратура передачи данных , в компьютерных сетях непосредственно присоединяет компьютеры или локальные сети пользователя к линии связи и является. таким образом, пограничным оборудованием. Примерами DCE являются модемы, терминальные адаптеры сетей ISDN, устройства подключения к цифровым каналам. Обычно DCE работает на физическом уровне, отвечая за передачу информации в физическую среду (в линию) и прием из нее сигналов нужной формы и мощности.

Аппаратура пользователя линии связи, вырабатывающая данные для передачи по линии связи и подключаемая непосредственно к аппаратуре передачи данных, носит обобщенное название оконечное оборудование данных , или ООД (Data Terminal Equipment, DTE). Примером DTE могут служить компьютеры, коммутаторы или маршрутизаторы.

Промежуточная аппаратура обычно используется на линиях связи большой протяженности. Она решает две основные задачи:

улучшение качества сигнала;
создание постоянного составного канала связи между двумя абонентами сети.

В локальных сетях промежуточная аппаратура может совсем не использоваться. А вот в глобальных сетях необходимо обеспечить качественную передачу сигналов на расстояние в сотни и тысячи километров. Поэтому без усилителей (повышающих мощность сигналов) и регенераторов (наряду с повышением мощности восстанавливающих форму импульсных сигналов, исказившихся при передаче на большое расстояние), установленных через определенное расстояние, построить территориальную линию невозможно. В глобальной сети необходима также и промежуточная аппаратура другого рода - мультиплексоры, демультиплексоры и коммутаторы.

Промежуточная аппаратура канала связи прозрачна для пользователя, он ее не замечает и не учитывает в своей работе.

13. Плата сетевого адаптера. Понятие. Назначение.

Плата сетевого адаптера выступает в качестве физического интерфейса или соединения между компьютером и сетевым кабелем. Платы вставляются в слоты расширения системной шины всех сетевых компьютеров и серверов. Назначение платы сетевого адаптера:

подготовка данных, поступающих от компьютера, к передаче по сетевому кабелю;
передача (или прием) данных другому компьютеру;
управление потоком данных между компьютером и кабельной системой.

Подготовка данных. Плата сетевого адаптера принимает циркулирующие по системной шине параллельные данные, организует их для последовательной (побитовой) передачи. Этот процесс завершается переводом цифровых данных компьютера в электрические или оптические сигналы, которые и передаются по сетевым кабелям. Отвечает за это преобразование трансивер.
Сетевой адрес. Помимо преобразования данных плата СА должна указать свой адрес, чтобы ее можно было отличить от других плат. За каждым производителем СА закреплен стандартом IEEE некоторый интервал адресов. Производители "прошивают" эти адреса в микросхеме плат. Благодаря этому, каждый СА и, следовательно, каждый сетевой компьютер имеет уникальный адрес в сети. При передаче данные из памяти компьютера через системную шину поступают в СА. Обычно они поступают быстрее, чем их способна передать плата СА, поэтому она должна иметь буфер для их временного хранения. Это позволяет согласовать скорости передачи по шине без потерь производительности и искажения данных.
Передача и управление данными. Перед посылкой данных по сети плата СА проводит "электронный диалог" с принимающим СА, во время которого они "оговаривают":

максимальный размер блока передаваемых данных;
объем данных, передаваемый без подтверждения о получении;
интервалы между передачами блоков;
объем данных, который может принять СА, не переполняясь;
скорость передачи данных.

14. Сетевые устройства и средства коммуникаций

Для соединения устройств в сети используется специальное оборудование:

1. Сетевая карта - это устройство, устанавливаемое в компьютер и предоставляющее ему возможность взаимодействия с сетью. В настоящее время выпускается большое количество разнообразных сетевых карт.

Для соединения сетевой карты и среды передачи данных применяются разъемы, зависящие от используемой среды передачи данных. Например, для тонкого коаксиального кабеля используются разъемы BNC, для витой пары пятой категории - разъемы RJ-45.

2.Коннекторы представляют собой разъемы, состоящие из двух частей - вилки и розетки, предназначенные для соединения отрезков кабеля или подсоединения кабеля к какому-либо устройству. Существующие типы коннекторов:

3. Трансивер - это специальное устройство, используемое для подключения PC к локальной компьютерной сети Ethernet , создаваемой на толстом кабеле . Такая сеть обладает гораздо лучшей защитой от электромагнитного излучения, чем сеть на тонком кабеле, и может иметь длину до 2,5 км (при использовании дополнительных устройств).

4. Хаб (Концентратор) является центральным устройством сети на витой паре, от него зависит ее работоспособность. Его необходимо подключать к сети электропитания и располагать в легкодоступном месте, чтобы можно было без проблем подключать кабели и следить за индикацией. Концентраторы выпускаются на разное количество портов, чаще всего на 8, 12, 16, 24.

5. Коммутатор (фактически переключающий концентратор) - по схеме включения устройство, аналогичное концентратору, но имеет некоторые существенные отличия:

· между любыми двумя станциями в сети нет ограничения четырьмя устройствами;

· управляемый коммутатор может использоваться в закольцованной сети;

· в управляемом коммутаторе можно управлять каждым портом в отдельности (ограничение пропускной способности, запрещение коммутации отдельных портов и пользователей);

6. Репитеры - это устройства, используемые для "удлинения" локальных компьютерных сетей.

Определить физический (MAC) адрес адаптера

Для этого в Windows XP (или Windows 7) выполните команду Пуск-Все программы-Стандартные-Командная строка и введите команду ipconfig/all.

Интерфейс программы Netemul

Интерфейс состоит из:

 Главного меню программы;

 Панели устройств (на рисунке панель отмечена цифрой 1);

 Панели параметров (на рисунке панель отмечена цифрой 2)

 Сцены – рабочей области программы.

Главное меню программы NetEmul служит для настройки работы самой программы. Главное меню состоит из пунктов: Файл, Правка, Вид, Объект, Сервис, Скрипты, Помощь .

 С помощью пункта Файл можно создать новый проект, сохранить или загрузить его, а также запустить предпросмотр получившейся модели сети и распечатать ее;

 Пункт Правка служит для отмены или возврата действия пользователя.

 Пункт Вид используется для включения или отключения панелей программы;

 Пункт Объект полностью копирует функции контекстного меню, которое вызывается по нажатию правой кнопки мыши. Важно отметить, что данный пункт становится активным лишь после того, как будет выделен какой-либо из объектов на сцене;

 Пункт Сервис позволяет просмотреть общую статистику для всей сети, в которой указывается количество каждого из устройств и общий трафик;

 Пункт Помощь содержит сведения об авторах и краткую справку по использованию программы NetEmul.

С помощью программы NetEmul необходимо построить одноранговую локальную сеть, добавив на рабочую область два компьютера и один концентратор. Задайте имя устройству «Концентратор» с помощью заметок. Проверить работоспособность сети.

На панели устройств выберите объект «Компьютер», и щелкните левой кнопкой мыши на свободные клетки поля, чтобы добавить устройства;

Таким же образом добавьте на рабочую область устройство «Концентратор».

Для присвоения компьютерам IP-адресов:

 Выделите компьютер, щелкнув на него левой кнопкой мыши;

 В появившемся окне в строке «IP-Адрес» введите IP-адрес 192.168.0.1 и нажмите кнопку «ОК»;

 Таким же образом присвойте IP-адрес 192.168.0.2 второму компьютеру.

Для соединения устройств:

 Наведите курсор мыши на устройство «Концентратор», и зажав левую кнопку мыши проведите линию до первого компьютера, после чего отпустите левую кнопку мыши;

 В появившемся диалоговом окне настроек интерфейсов выберите в левой колонке пункт «LAN1», а во второй «eth0», и нажмите кнопку «Соединить»;

 Таким же образом соедините концентратор со вторым компьютером, выбрав в диалоговом окне настроек интерфейсов в левой колонке пункт «LAN2».

Для того, чтобы задать собственное имя устройству:

 Нажмите левую кнопку мыши над концентратором на рабочей области;

 В появившемся поле желтого цвета задайте имя «Концентратор»;

Для проверки работоспособности сети:

 Наведите курсор мыши на первый компьютер и нажмите левую кнопку;

 В появившемся диалоговом окне «Отправка» выберите TCP протокол для передачи данных и установите необходимый объем для передачи, после чего нажмите кнопку «Далее»;

В случае верной настройки сети, по линиям, которые соединяют устройства, начнется передача данных, которые представлены в программе в виде точек.

С помощью программы NetEmul необходимо построить локальную сеть, которая разделена на три виртуальных подсети. (Приложение Ф)Проверить работоспособность сети.

Д ля добавления устройств на рабочую область:

 На панели устройств выберите объект «Компьютер», и щелкните левой кнопкой мыши на свободные клетки поля, чтобы добавить устройства;

 Таким же образом добавьте на рабочую область устройства «Коммутатор» и «Маршрутизатор»;

 Разместите устройства так, чтобы по центру рабочей области находился маршрутизатор, слева, справа и снизу от него располагались коммутаторы, а рядом с каждым коммутатором находилось по 2 компьютера.

2. Для того, чтобы задать собственное имя подсетям:

 На панели инструментов выберите объект «Текстовая надпись»;

 Нажмите левую кнопку мыши над коммутатором слева на рабочей области;

 В появившемся поле желтого цвета задайте имя «LAN1»;

 Таким же образом задайте имя «LAN2» для второй подсети (справа) и для третьей подсети (внизу).

3. Для организации подсетей:

 Организация первой подсети

a. Выделите первый компьютер в подсети LAN1, щелкнув на него левой кнопкой мыши;

c. В появившемся окне в строке «IP-Адрес» введите IP-адрес 110.110.110.2 и нажмите кнопку «ОК»;

d. Таким же образом присвойте IP-адрес 110.110.110.3 второму компьютеру в подсети LAN1;

 Организация второй подсети

a. Выделите первый компьютер в подсети LAN2, щелкнув на него левой кнопкой мыши;

b. На панели параметров выберите пункт «Редактировать интерфейсы»;

c. В появившемся окне в строке «IP-Адрес» введите IP-адрес 120.120.120.2 и нажмите кнопку «ОК»;

d. Таким же образом присвойте IP-адрес 110.110.110.3 второму компьютеру в подсети LAN2;

 Организация третьей подсети

a. Выделите первый компьютер в подсети LAN3, щелкнув на него левой кнопкой мыши;

b. На панели параметров выберите пункт «Редактировать интерфейсы»;

c. В появившемся окне в строке «IP-Адрес» введите IP-адрес 130.130.130.2 и нажмите кнопку «ОК»;

d. Таким же образом присвойте IP-адрес 130.130.130.3 второму компьютеру в подсети LAN1;

4. Для соединения устройств:

 На панели инструментов выберите объект «Кабель»;

 Наведите курсор мыши на устройство «Коммутатор» из подсети LAN1, и зажав левую кнопку мыши проведите линию до первого компьютера из подсети LAN1, после чего отпустите левую кнопку мыши;

 Таким же образом соедините все компьютеры подсетей LAN2 и LAN3 с соответствующими коммутаторами;

 После соединения компьютеров с коммутаторами, соедините маршрутизатор с коммутаторами из всех трех подсетей.

5. Для настройки маршрутизатора:

 Выделите первый маршрутизатор, щелкнув на него левой кнопкой мыши;

 На панели параметров выберите пункт «Редактировать интерфейсы»;

 В появившемся окне в «Интерфейс» перейдите на вкладку LAN1 и в строке «IP-адрес» введите 110.110.110.1;

 Перейдите на вкладку LAN2 и таким же образом задайте IP-адрес 120.120.120.1;

 Перейдите на вкладку LAN3 и таким же образом задайте IP-адрес 130.130.130.1;

 Нажмите кнопку «ОК» для закрытия окна и сохранения изменений.

 Выделите маршрутизатор, щелкнув на него правой кнопкой мыши, и в контекстном меню выберите пункт «Свойства»;

 Поставьте флажок напротив пункта «Включить маршрутизацию», и нажмите кнопку «ОК» для сохранения изменений.

6. Для проверки работоспособности сети:

 На панели устройств выберите объект «Отправить данные»;

13. С помощью программы NetEmul необходимо построить локальную сеть по образцу (Приложение Х).Разбить сеть на 2 подсети: 192.168.1.0-192.168.1.127 (слева) и 192.168.1.128-192.168.1.255 (справа) с маской 255.255.255.128.Проверить работоспособность сети.

Добавить на рабочую область маршрутизатор, 2 коммутатора, 8 компьютеров. Соеденить их с помощью линий. Для настройки ip-адреса интерфейса ПК из меню правой кнопки мыши открываем окно Интерфейсы и для левой (первой), подсети выставляем ip-адреса от 192.168.1.1 до 192.168.1.5 и маску подсети 255.255.255.128. Затем для правой (второй) подсети выставляем ip-адреса от 192.168.1.129 до 192.168.1.133 и маску подсети 255.255.255.128. После нажатия на кнопку "ОК" или "Применить", мы можем наблюдать, как индикатор поменял цвет с желтого на зеленый и от нашего устройства, которому сейчас дали адрес, побежал кадр Arp-протокола. Это нужно для того, чтобы выявить, нет ли в нашей сети повторения адресов. В поле "Описание" необходимо имя каждому компьютеру. Оно в дальнейшем будет всплывать в подсказке при наведении мыши на устройство, а также при открытии журнала для устройства заголовок будет содержать именно это описание.

Настройка маршрутизатора

14. С помощью программы NetEmul необходимо построить локальную сеть по образцу (Приложение Ц).Разбить сеть на 2 подсети: 192.168.1.0-192.168.1.127 (слева) и 192.168.1.128-192.168.1.255 (справа) с маской 255.255.255.128.Проверить работоспособность сети.

Настройка компьютеров

Добавить на рабочую область хаб, коммутатор, роутер, 8 компьютеров, соеденить их с помощью линий.

Для настройки ip-адреса интерфейса ПК из меню правой кнопки мыши открываем окно Интерфейсы и для левой (первой), подсети выставляем ip-адреса от 192.168.1.1 до 192.168.1.5 и маску подсети 255.255.255.128. Затем для правой (второй) подсети выставляем ip-адреса от 192.168.1.129 до 192.168.1.133 и маску подсети 255.255.255.128. После нажатия на кнопку "ОК" или "Применить", мы можем наблюдать, как индикатор поменял цвет с желтого на зеленый и от нашего устройства, которому сейчас дали адрес, побежал кадр Arp-протокола. Это нужно для того, чтобы выявить, нет ли в нашей сети повторения адресов. В поле "Описание" необходимо имя каждому компьютеру. Оно в дальнейшем будет всплывать в подсказке при наведении мыши на устройство, а также при открытии журнала для устройства заголовок будет содержать именно это описание.

Настройка маршрутизатора

Пока послать сообщения из одной такой подсети в другую мы не можем. Необходимо дать IP адреса каждому интерфейсу маршрутизатора, а на конечных узлах установить шлюзы по умолчанию. В подсети левее маршрутизатора у всех узлов должен быть шлюз 192.168.1.126, правее - 192.168.1.254

Для проверки работоспособности сети необходимо нажать на значок

При наведении мыши на рабочую область вы увидите оранжевый кружок, это значит, что надо указать от какого компьютера данные будут отправлены. Необходимо отправить данные с компьютера одной подсети на компьютер другой подсети.

Маршрутизаторы

Маршрутизаторы используется для поиска оптимального маршрута передачи данных на основании специальных алгоритмов маршрутизации, например выбор маршрута (пути) с наименьшим числом транзитных узлов.

Работают на сетевом уровне модели OSI.

Коммутаторы

Коммутаторы - это устройства, работающие на канальном уровне модели OSI и предназначенные для объединения нескольких узлов в пределах одного или нескольких сегментах сети. Передаёт пакеты коммутатор на основании внутренней таблицы - таблицы коммутации, следовательно трафик идёт только на тот MAC-адрес, которому он предназначается, а не повторяется на всех портах (как на концентраторе).

Концентраторы

Концентратор повторяет пакет, принятый на одном порту на всех остальных портах.

Беспроводные устройства

Беспроводные технологии Wi-Fi и сети на их основе. Включает в себя точки доступа.

Линии связи

С помощью этих компонентов создаются соединения узлов в единую схему.

Packet Tracer поддерживает широкий диапазон сетевых соединений.

В программе Cicso Packet Tracer построить схему сети по образцу (Приложение И). Проверить работу сети.

В программе Cicso Packet Tracer построить схему сети по образцу (Приложение К). Проверить работу сети.

Запустить программу Cicso Packet Tracer. Добавить на рабочую область элементы согласно образцу. Соединить элементы с помощью линий. Присвоить компьютерам ip – адрес и маску сети, для этого необходимо кликнуть на компьютер – перейти на вкладку – config – FastEthernet. В поле IP Address ввести адрес компьютера (число указанное под компьютером например: 192.168.0.2), затем навести курсор на поле Subnet Mask – маска появится автоматически.

Для проверки работоспособности сети необходимо нажать комбинации клавиш Shift+S, откроется «Панель моделирования». Затем необходимо нажать на . После чего, навести курсор с одного компьютера на другой, нажать Auto Capture/Play . Информация в виде конвертов будет передаваться с одного компьютера на другой.

В программе Cicso Packet Tracer построить схему сети по образцу (Приложение Л). Проверить работу сети.

В программе Cicso Packet Tracer построить схему сети по образцу (Приложение М). Проверить работу сети.

Термин топология сети означает способ соединения компьютеров в сеть. Вы также можете услышать другие названия – структура сети или конфигурация сети (это одно и то же). Кроме того, понятие топологии включает множество правил, которые определяют места размещения компьютеров, способы прокладки кабеля, способы размещения связующего оборудования и многое другое. На сегодняшний день сформировались и устоялись несколько основных топологий. Из них можно отметить “шину ”, “кольцо ” и “звезду ”.

Топология “шина”

Топология шина (или, как ее еще часто называют общая шина или магистраль ) предполагает использование одного кабеля, к которому подсоединены все рабочие станции. Общий кабель используется всеми станциями по очереди. Все сообщения, посылаемые отдельными рабочими станциями, принимаются и прослушиваются всеми остальными компьютерами, подключенными к сети. Из этого потока каждая рабочая станция отбирает адресованные только ей сообщения.

Достоинства топологии “шина”:

простота настройки;
относительная простота монтажа и дешевизна, если все рабочие станции расположены рядом;
выход из строя одной или нескольких рабочих станций никак не отражается на работе всей сети.

Недостатки топологии “шина”:

неполадки шины в любом месте (обрыв кабеля, выход из строя сетевого коннектора) приводят к неработоспособности сети;
сложность поиска неисправностей;
низкая производительность – в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть, с увеличением числа рабочих станций производительность сети падает;
плохая масштабируемость – для добавления новых рабочих станций необходимо заменять участки существующей шины.

Именно по топологии “шина” строились локальные сети на коаксиальном кабеле . В этом случае в качестве шины выступали отрезки коаксиального кабеля, соединенные Т-коннекторами. Шина прокладывалась через все помещения и подходила к каждому компьютеру. Боковой вывод Т-коннектора вставлялся в разъем на сетевой карте. Вот как это выглядело:Сейчас такие сети безнадежно устарели и повсюду заменены “звездой” на витой паре, однако оборудование под коаксиальный кабель еще можно увидеть на некоторых предприятиях.

Топология “кольцо”

Кольцо – это топология локальной сети, в которой рабочие станции подключены последовательно друг к другу, образуя замкнутое кольцо. Данные передаются от одной рабочей станции к другой в одном направлении (по кругу). Каждый ПК работает как повторитель, ретранслируя сообщения к следующему ПК, т.е. данные передаются от одного компьютера к другому как бы по эстафете. Если компьютер получает данные, предназначенные для другого компьютера – он передает их дальше по кольцу, в ином случае они дальше не передаются.

Достоинства кольцевой топологии:

простота установки;
практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети.

Однако “кольцо” имеет и существенные недостатки:

каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации; в случае выхода из строя хотя бы одной из них или обрыва кабеля – работа всей сети останавливается;
подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, поскольку во время установки нового ПК кольцо должно быть разомкнуто;
сложность конфигурирования и настройки;
сложность поиска неисправностей.

Кольцевая топология сети используется довольно редко. Основное применение она нашла в оптоволоконных сетях стандарта Token Ring.

Топология “звезда”

Звезда – это топология локальной сети, где каждая рабочая станция присоединена к центральному устройству (коммутатору или маршрутизатору). Центральное устройство управляет движением пакетов в сети. Каждый компьютер через сетевую карту подключается к коммутатору отдельным кабелем. При необходимости можно объединить вместе несколько сетей с топологией “звезда” – в результате вы получите конфигурацию сети с древовидной топологией. Древовидная топология распространена в крупных компаниях. Мы не будем ее подробно рассматривать в данной статье.

Топология “звезда” на сегодняшний день стала основной при построении локальных сетей. Это произошло благодаря ее многочисленным достоинствам:

выход из строя одной рабочей станции или повреждение ее кабеля не отражается на работе всей сети в целом;
отличная масштабируемость: для подключения новой рабочей станции достаточно проложить от коммутатора отдельный кабель;
легкий поиск и устранение неисправностей и обрывов в сети;
высокая производительность;
простота настройки и администрирования;
в сеть легко встраивается дополнительное оборудование.

Однако, как и любая топология, “звезда” не лишена недостатков:

выход из строя центрального коммутатора обернется неработоспособностью всей сети;
дополнительные затраты на сетевое оборудование – устройство, к которому будут подключены все компьютеры сети (коммутатор);
число рабочих станций ограничено количеством портов в центральном коммутаторе.

Звезда – самая распространенная топология для проводных и беспроводных сетей. Примером звездообразной топологии является сеть с кабелем типа витая пара, и коммутатором в качестве центрального устройства. Именно такие сети встречаются в большинстве организаций.

Тема 1.4: Основы локальных сетей

Тема 1.5: Базовые технологии локальных сетей

Тема 1.6: Основные программные и аппаратные компоненты ЛВС

Локальные сети

1.4. Основы локальных сетей

1.4.3. Сетевые топологии

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.

Различают физическую и логическую топологию. Логическая и физическая топологии сети независимы друг от друга. Физическая топология - это геометрия построения сети, а логическая топология определяет направления потоков данных между узлами сети и способы передачи данных.

В настоящее время в локальных сетях используются следующие физические топологии:

физическая "шина" (bus);
физическая “звезда” (star);
физическое “кольцо” (ring);
физическая "звезда" и логическое "кольцо" (Token Ring).

Шинная топология

Сети с шинной топологией используют линейный моноканал (коаксиальный кабель) передачи данных, на концах которого устанавливаются оконечные сопротивления (терминаторы). Каждый компьютер подключается к коаксиальному кабелю с помощью Т-разъема (Т - коннектор). Данные от передающего узла сети передаются по шине в обе стороны, отражаясь от оконечных терминаторов. Терминаторы предотвращают отражение сигналов, т.е. используются для гашения сигналов, которые достигают концов канала передачи данных.

Таким образом, информация поступает на все узлы, но принимается только тем узлом, которому она предназначается. В топологии логическая шина среда передачи данных используются совместно и одновременно всеми ПК сети, а сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления по среде передачи. Так как передача сигналов в топологии физическая шина является широковещательной, т.е. сигналы распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной.

Рис. 1.

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой Ethernet (классы 10Base-5 и 10Base-2 для толстого и тонкого коаксиального кабеля соответственно).

Преимущества сетей шинной топологии:

отказ одного из узлов не влияет на работу сети в целом;
сеть легко настраивать и конфигурировать;
сеть устойчива к неисправностям отдельных узлов.

Недостатки сетей шинной топологии:

разрыв кабеля может повлиять на работу всей сети;
ограниченная длина кабеля и количество рабочих станций;
трудно определить дефекты соединений.

Топология типа “звезда”

В сети построенной по топологии типа “звезда” каждая рабочая станция подсоединяется кабелем (витой парой) к концентратору или хабу (hub) . Концентратор обеспечивает параллельное соединение ПК и, таким образом, все компьютеры, подключенные к сети, могут общаться друг с другом.

Рис. 2.

Данные от передающей станции сети передаются через хаб по всем линиям связи всем ПК. Информация поступает на все рабочие станции, но принимается только теми станциями, которым она предназначается. Так как передача сигналов в топологии физическая звезда является широковещательной, т.е. сигналы от ПК распространяются одновременно во все направления, то логическая топология данной локальной сети является логической шиной.

Данная топология применяется в локальных сетях с архитектурой 10Base-T Ethernet.

Преимущества сетей топологии звезда:

легко подключить новый ПК;
имеется возможность централизованного управления;
сеть устойчива к неисправностям отдельных ПК и к разрывам соединения отдельных ПК.

Недостатки сетей топологии звезда:

отказ хаба влияет на работу всей сети;
большой расход кабеля.

Топология “кольцо”

В сети с топологией кольцо все узлы соединены каналами связи в неразрывное кольцо (необязательно окружность), по которому передаются данные. Выход одного ПК соединяется со входом другого ПК. Начав движение из одной точки, данные, в конечном счете, попадают на его начало. Данные в кольце всегда движутся в одном и том же направлении.

Рис. 3.

Принимающая рабочая станция распознает и получает только адресованное ей сообщение. В сети с топологией типа физическое кольцо используется маркерный доступ, который предоставляет станции право на использование кольца в определенном порядке. Логическая топология данной сети - логическое кольцо. Данную сеть очень легко создавать и настраивать.

К основному недостатку сетей топологии кольцо является то, что повреждение линии связи в одном месте или отказ ПК приводит к неработоспособности всей сети.

Как правило, в чистом виде топология “кольцо” не применяется из-за своей ненадёжности, поэтому на практике применяются различные модификации кольцевой топологии.

Топология Token Ring

Эта топология основана на топологии "физическое кольцо с подключением типа звезда". В данной топологии все рабочие станции подключаются к центральному концентратору (Token Ring) как в топологии физическая звезда. Центральный концентратор - это интеллектуальное устройство, которое с помощью перемычек обеспечивает последовательное соединение выхода одной станции со входом другой станции.

Другими словами с помощью концентратора каждая станция соединяется только с двумя другими станциями (предыдущей и последующей станциями). Таким образом, рабочие станции связаны петлей кабеля, по которой пакеты данных передаются от одной станции к другой и каждая станция ретранслирует эти посланные пакеты. В каждой рабочей станции имеется для этого приемо-передающее устройство, которое позволяет управлять прохождением данных в сети. Физически такая сеть построена по типу топологии “звезда”.

Концентратор создаёт первичное (основное) и резервное кольца. Если в основном кольце произойдёт обрыв, то его можно обойти, воспользовавшись резервным кольцом, так как используется четырёхжильный кабель. Отказ станции или обрыв линии связи рабочей станции не вличет за собой отказ сети как в топологии кольцо, потому что концентратор отключет неисправную станцию и замкнет кольцо передачи данных.

Рис. 4.

В архитектуре Token Ring маркер передаётся от узла к узлу по логическому кольцу, созданному центральным концентратором. Такая маркерная передача осуществляется в фиксированном направлении (направление движения маркера и пакетов данных представлено на рисунке стрелками синего цвета). Станция, обладающая маркером, может отправить данные другой станции.

Для передачи данных рабочие станции должны сначала дождаться прихода свободного маркера. В маркере содержится адрес станции, пославшей этот маркер, а также адрес той станции, которой он предназначается. После этого отправитель передает маркер следующей в сети станции для того, чтобы и та могла отправить свои данные.

Один из узлов сети (обычно для этого используется файл-сервер) создаёт маркер, который отправляется в кольцо сети. Такой узел выступает в качестве активного монитора, который следит за тем, чтобы маркер не был утерян или разрушен.

Преимущества сетей топологии Token Ring:

топология обеспечивает равный доступ ко всем рабочим станциям;
высокая надежность, так как сеть устойчива к неисправностям отдельных станций и к разрывам соединения отдельных станций.

Недостатки сетей топологии Token Ring: большой расход кабеля и соответственно дорогостоящая разводка линий связи.

На скорость передачи данных в сети, на надежность обслуживания запросов клиентов, на устойчивость сети к отказам оборудования, на стоимость создания и эксплуатации сети значительное влияние оказывает ее топология.

Под топологией компьютерной сети понимается способ соединения ее отдельных компонентов (компьютеров, серверов, принтеров и т.д.). Различают следующие основные топологии:

· топология типа звезда;

· топология типа кольцо;

· топология типа общая шина;

· древовидная топология;

· полносвязная сеть.

Рассмотрим данные топологии сетей.

Топология типа звезда . При использовании топологии типа звезда информация между клиентами сети передается через единый центральный узел (Рис. 11). В качестве центрального узла может выступать сервер или специальное устройство – концентратор (Hub).

Рис. 11. Топология типа звезда

В топологии звезда могут использоваться активные и пассивные концентраторы. Активные концентраторы принимают и усиливают передаваемые сигналы. Пассивные концентраторы пропускают через себя сигналы, не усиливая их. Пассивные концентраторы не требуют подключения к источнику питания.

Преимущества топологии звезда состоят в следующем:

1. Высокое быстродействие сети, так как общая производительность сети зависит только от производительности центрального узла.

2. Отсутствие столкновения передаваемых данных, так как данные между рабочей станцией и сервером передаются по отдельному каналу, не затрагивая другие компьютеры.

Однако помимо достоинств у данной топологии есть и недостатки:

1. Низкая надежность, так как надежность всей сети определяется надежностью центрального узла. Если центральный узел (сервер или концентратор) выйдет из строя, то работа всей сети прекратится.

2. Высокие затраты на подключение компьютеров, так как к каждому новому абоненту необходимо ввести отдельную линию.

3. Отсутствие возможности выбора различных маршрутов для установления связи между абонентами.

Данная топология в настоящее время является самой распространенной.

Топология типа кольцо . При топологии кольцо все компьютеры подключаются к кабелю, замкнутому в кольцо. Сигналы передаются по кольцу в одном направлении и проходят через каждый компьютер (рис. 12).

Рис. 12. Топология типа кольцо

Передача информации в данной сети происходит следующим образом. Маркер (специальный сигнал) последовательно, от одного компьютера к другому, передается до тех пор, пока его не получит тот, который хочет передать данные. Получив маркер, компьютер создает так называемый пакет, который используется для передачи данных. В пакет помещается адрес получателя и данные, а затем он отправляется по кольцу. Пакет проходит через каждый компьютер, пока не окажется у того, чей адрес совпадает с адресом получателя. После этого принимающий компьютер посылает источнику информации подтверждение факта получения пакета. Получив подтверждение, передающий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть.

Преимущества топологии типа кольцо состоят в следующем:

1. Пересылка сообщений является очень эффективной, т.к. можно отправлять несколько сообщений друг за другом по кольцу. Т.е. компьютер, отправив первое сообщение, может отправлять за ним следующее сообщение, не дожидаясь, когда первое достигнет адресата.

2. Протяженность сети может быть значительной. Т.е. компьютеры могут подключаться к друг к другу на значительных расстояниях, без использования специальных усилителей сигнала.

3. Отсутствие коллизий (см. тему №3, раздел 2) и столкновения данных, так как передачу в каждый момент времени ведет только один компьютер.

К недостаткам данной топологии относятся:

1. Низкая надежность сети, так как отказ любого компьютера влечет за собой отказ всей системы.

2. Для подключения нового клиента необходимо прервать работу в сети.

3. При большом количестве клиентов скорость работы в сети замедляется, так как вся информация проходит через каждый компьютер, а их возможности ограничены.

4. Общая производительность сети определяется производительностью самого медленного компьютера .

Данная топология выигрывает в том случае, если в организации создается система распределенных центров обработки информации, расположенных на значительном расстоянии друг от друга.

Топология типа общая шина . При шинной топологии все клиенты подключены к общему каналу передачи данных (рис. 13). При этом они могут непосредственно вступать в контакт с любым компьютером, имеющимся в сети.

Рис.13. Топология типа общая шина

Передача информациипроисходит следующим образом. Данные в виде электрических сигналов передаются всем компьютерам сети. Однако информацию принимает только тот, адрес которого соответствует адресу получателя. Причем в каждый момент времени только один компьютер может вести передачу.

Преимущества топологии общая шина:

1. Вся информация находится в сети и доступна каждому компьютеру. Т.е. с любого персонального компьютера можно получить доступ к информации, которая храниться на любом другом компьютере.

2. Рабочие станции можно подключать независимо друг от друга. Т.е. при подключении нового абонента нет необходимости останавливать передачу информации в сети.

3. Построение сетей на основе топологии общая шина обходится дешевле, так как отсутствуют затраты на прокладку дополнительных линий при подключении нового клиента.

4. Сеть обладает высокой надежностью, т.к. работоспособность сети не зависит от работоспособности отдельных компьютеров.

Последнее преимущество определяется тем, что шина является пассивной топологией. Т.е. компьютеры только принимают передаваемые данные, но не перемещают их от отправителя к получателю. Поэтому, если один из компьютеров выйдет из строя, это не скажется на работе остальных.

К недостаткам топологии типа общая шина относятся:

1. Низкая скорость передачи данных, так как вся информация циркулирует по одному каналу (шине).

2. Быстродействие сети зависит от числа подключенных компьютеров. Чем больше компьютеров подключено к сети, тем больше загружена шина и тем медленнее идет передача информации от одного компьютера к другому.

3. Для сетей, построенных на основе данной топологии, характерна низкая безопасность, так как информация на каждом компьютере может быть доступна с любого другого компьютера.

Древовидная топология . В сетях с древовидной топологией компьютеры непосредственно связаны с центральными узлами сети – серверами (Рис. 14).

Рис.14. Древовидная топология

Древовидная топология представляет собой комбинацию топологии типа звезда и топологии типа общая шина. Поэтому ей в основном присущи те же преимущества и недостатки, которые были указаны для данных топологий.

Полносвязная вычислительная сеть . В полносвязной сети каждый компьютер соединен со всеми другими компьютерами отдельными линиями (рис. 15).

Рис.15. Полносвязная вычислительная сеть

Преимущества полносвязной сети:

1. Высокая надежность, так как при отказе любого канала связи будет найден обходной путь для передачи информации.

2. Высокое быстродействие, так как информация между компьютерами передается по отдельным линиям.

Недостатки данной топологии:

1. Данная топология требует большого числа соединительных линий, т.е. стоимость создания подобной сети очень высокая.

2. Трудность построения сети при большом количестве компьютеров, так как от каждого компьютера к остальным необходимо прокладывать отдельные линии.

Топология полносвязной сети обычно применяется для малых сетей с небольшим количеством компьютеров, которые работают с полной загрузкой каналов связи.

Для крупных вычислительных сетей (глобальных или региональных) обычно применяется комбинация различных топологией для разных участков.

Модели ЛВС

Существует две модели локальных вычислительных сетей:

· одноранговая сеть;

· сеть типа клиент-сервер.

В одноранговой сети все компьютеры равноправны между собой. При этом вся информация в системе распределена между отдельными компьютерами. Любой пользователь может разрешить или запретить доступ к своим данным. В таких сетях на всех компьютерах устанавливаются однотипные операционные системы (ОС), которые предоставляет всем компьютерам в сети потенциально равные возможности.

Достоинстваданной модели:

1. Простота реализации. Для реализации данной сети достаточно наличия в компьютерах сетевых адаптеров и кабеля, которых их соединит.

2. Низкая стоимость создания сети. Так как отсутствуют затраты, связанные с покупкой дорогостоящего сервера, дорогой сетевой операционной системы и т.д.

Недостатки модели:

1. Низкое быстродействие при сетевых запросах. Рабочая станция всегда обрабатывает сетевые запросы медленнее, чем специализированный компьютер – сервер. Помимо этого на рабочей станции всегда выполняются различные задачи (набор текста, создание рисунков, математические расчеты и др.), которые замедляют ответы на сетевые запросы.

2. Отсутствие единой информационной базы, так как вся информация распределена по отдельным компьютерам. При этом приходиться обращаться к нескольким компьютерам для получения необходимой информации.

3. Отсутствие единой системы безопасности информации. Каждый персональный компьютер защищает свою информацию посредством операционной системы. Однако операционные системы персональных компьютеров, как правило, обладают меньшей защищенностью, чем сетевые операционные системы для серверов. Поэтому "взломать" такую сеть значительно проще.

4. Зависимость наличия в системе информации от состояния компьютера. Если какой-то компьютер будет выключен, то информация, хранимая на нем, будет недоступна другим пользователям.

В сети типа клиент-сервер имеется один или несколько главных компьютеров - серверов. В таких системах всей основной информацией управляют серверы.

Сеть типа клиент-сервер является функционально не симметричной: в ней используются два типа компьютеров - одни ориентированны на выполнение серверных функций и работают под управлением специализированных серверных ОС, а другие - выполняют клиентские функции и работают под управлением обычных ОС. Функциональная несимметричность вызывает и несимметричность аппаратуры - для выделенных серверов используются более мощные компьютеры с большими объемами оперативной и внешней памяти.

Достоинствами данной модели являются:

1. Высокое быстродействие сети, так как сервер быстро обрабатывает сетевые запросы и не загружен другими задачами.

2. Наличие единой информационной базы и системы безопасности. Взломать сервер можно, но это значительно сложнее, чем рабочую станцию.

3. Простота управления все сетью. Так как управление сетью заключается в основном в управлении только сервера.

Недостаткимодели:

1. Высокая стоимость реализации, так как требуется покупать дорогостоящий сервер и сетевую операционную систему для сервера.

2. Зависимость быстродействия сети от сервера. Если сервер будет не достаточно мощным, то работа в сети может сильно замедляться.

3. Для правильной работы сети требуется наличие дополнительного обслуживающего персонала, т.е. в организации должна быть введена должность администратор сети.