6.2. БАЗОВЫЕ ТОПОЛОГИИ ЛОКАЛЬНЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЕЙ

Термин топология сетей характеризует физическое располо­жение компьютеров, узлов коммутации и каналов связи в сети.

Проблема синтеза структуры (топологии) сети является од­ной из важнейших, но до конца не решенной, в связи с чем при решении задач определения числа и взаимосвязи компонентов сети используются приближенные, эмпирические методы.

Все сети строятся на основе трех базовых топологий [40]: "звез­да" (star), "кольцо" (ring), "шина" (bus).

Звезда. Топология звезда характерна тем, что в ней все узлы соединены с одним центральным узлом (рис. 6.1).

Достоинства подобной структуры заключаются в эконо­мичности и удобстве с точки зрения организации управления вза­имодействием компьютеров (абонентов). Звездообразную сеть легко расширить, поскольку для добавления нового компьютера нужен только один новый канал связи. Существенным недостат­ком звездообразной топологии является низкая надежность: при отказе центрального узла выходит из строя вся сеть.

Кольцо. В топологии кольцо компьютеры подключаются к по­вторителям (репитерам) сигналов, связанных в однонаправлен­ное кольцо (рис. 6.2).

По методу доступа к каналу связи (среде передачи данных) различают два основных типа кольцевых сетей: маркерное и так­тированное кольца.

В маркерных кольцевых сетях по кольцу передается специаль­ный управляющий маркер (метка), разрешающий передачу сооб­щений из компьютера, который им "владеет".

Если компьютер получил маркер и у него есть сообщение для передачи, то он "захватывает" маркер и передает сообщение в кольцо. Данные проходят через все повторители, пока не ока­жутся на том повторителе, к которому подключен компьютер с адресом, указанным в данных. Получив подтверждение, переда­ющий компьютер создает новый маркер и возвращает его в сеть. При отсутствии у компьютера сообщения для передачи он про­пускает движущийся по кольцу маркер.

В тактированном кольце по сети непрерывно вращается замк­нутая последовательность тактов — специально закодированных интервалов фиксированной длины. В каждом такте имеется бит — указатель занятости. Свободные такты могут заполняться пере­даваемыми сообщениями по мере необходимости либо за каж­дым узлом могут закрепляться определенные такты.

Достоинствами кольцевых сетей являются равенство ком­пьютеров по доступу к сети и высокая расширяемость. К н е д о - статка м можно отнести выход из строя всей сети при выходе из строя одного повторителя и остановку работы сети при изме­нении ее конфигурации.

7-1909

Канал оканчивается с двух сторон пассивными терминатора­ми, поглощающими передаваемые сигналы. Данные от передаю­щего компьютера передаются всем компьютерам сети, однако воспринимаются только тем компьютером, адрес которого ука­зан в передаваемом сообщении. Причем в каждый момент только один компьютер может вести передачу. "Шина" — пассивная топология. Это означает, что компьютеры только "слушают" передаваемые по сети данные, но не перемещают их от отправи­теля к получателю. Поэтому если один компьютер выйдет из строя, это не скажется на работе остальных, что является достоин- шинной топологии. В активных топологиях компьюте­ры регенерируют сигналы и передают их по сети (как повторите­ли компьютеров в кольцевой топологии). Другими достоинства­ми этой технологии являются высокая расширяемость и экономичность в организации каналов связи. К недостаткам шин­ной организации сети относится уменьшение пропускной спо­собности сети при значительных объемах трафика (трафик — объем данных).

В настоящее время часто используются топологии, комбини­рующие базовые: "звезда — шина", "звезда — кольцо".

Топология звезда — шина чаще всего выглядит как объедине­ние с помощью магистральной шины нескольких звездообразных сетей (рис. 6.4).

При топологии звезда — кольцо несколько звездообразных сетей соединяется своими центральными узлами коммутации в кольцо (рис. 6.5).

г¹" а

Рис. 6.5. Топология звезда — кольцо