Termenul „topologie de rețea“, descrie posibila configurarea rețelelor de calculatoare. Specificul tehnologiei de rețea este nevoia de coordonare strictă a tuturor caracteristicilor hardware și software instrumente de rețea pentru comunicații de succes. Astfel hardware capabile să ofere posibilități variate (viteză, fiabilitate și așa mai departe. N.) La transferul de date în funcție de metoda de utilizare a acestor dispozitive existente. Pentru toate aceste caracteristici de operare moduri de echipamente și a introdus noțiunea de „topologie de rețea“. În prezent, două tipuri de topologii utilizate pentru a descrie configurația rețelei: fizică și logică.
Topologia fizică descrie metodele actuale de organizare utilizate pentru conectarea fizică a diferitelor echipamente de rețea (cabluri utilizate, conectori și metode de conectare de echipamente de rețea). Topologiile fizice variază în costuri și funcționalitate. Mai jos vom da o descriere a celor trei topologii fizice cel mai frecvent utilizate, cu avantajele și dezavantajele lor.
autobuz fizică (Bus fizică)
Cea mai simplă formă de topologia autobuz fizic este un cablu principal, terminat pe ambele fețe cu tipuri speciale de conectori - terminatori. La crearea unei astfel de rețele, cablul principal este pus într-o succesiune de la un dispozitiv de rețea la altul. Dispozitivele însele sunt conectate la cablul principal folosind cabluri și conectori în formă de T. Un exemplu de astfel de topologie este prezentată în Fig.
Mai multe forme complexe de topologie bus fizic este un „autobuz distribuit“ (adesea numit „topologie copac“). În această topologie, cablu de bază, pornind de la un singur punct, numit „rădăcina“ (rădăcină), se ramifică în direcții diferite, determinate de locația fizică reală a dispozitivelor de rețea. Spre deosebire de topologia descrisă mai sus la topologia „bus distribuite“ cablu principal are mai mult de două terminale. ramificare de cablu se face folosind conectori speciali. Un exemplu de astfel de topologie este prezentată în Fig.
Stea fizică (fizică Star)
Cea mai simplă formă a topologiei „stea fizică“ constă dintr-o multitudine de cabluri (câte una pentru fiecare dispozitiv de rețea GSM), conectat la un dispozitiv gazdă. Acest aparat central de numit un hub. Un exemplu de topologia fizică a unei stele este tehnologia Ethernet 10Base-T sau Ethernet 100Base-T. În astfel de rețele, fiecare dispozitiv de rețea este conectat la hub-ul folosind un tip de „torsadat“ cablu.
În cazul unei simple topologie „stea fizică“ căi de semnal reale de mișcare nu se poate conforma cu forma de stea. Singurul răspuns descris topologie „stea fizică“ - un mod de conexiune fizică a dispozitivelor de rețea. Un exemplu de topologie foarte simplu „stea fizică“ este prezentată în figură.
În topologia de „stele“ distribuite moduri de dispozitive de conectare pot fi mult mai complicat. În această topologie, dispozitivul central (concentratoarele) suplimentar interconectate.
Inel de conectivitate fizică a "Star" (fizică Star-fir Ring)
În această topologie, toate dispozitivele de rețea sunt conectate la un hub central în același mod ca și atunci când utilizați topologiei „stea fizică.“ Cu toate acestea, fiecare dintre hub-uri organizează în interiorul link-uri fizice care oferă o singură construcție fizică a inelului. Atunci când se utilizează mai multe hub-uri, fiecare dintre inel deschis concentratoarele, hub-uri de ei înșiși și conectate între ele cu ajutorul a două cabluri, aranjarea de închidere a inelului individuale.
topologie de inel fizic este utilizat în rețelele IBM Token-Ring. EXEMPLU topologie descrisă este prezentată în Fig.
În această topologie, toate concentratoare sunt dispozitive „inteligente“. În caz de rupere la orice nod de rețea punct de inel fizic detectează automat și recuperează decalajul inel prin circuitul din interiorul porturilor respective. Figura prezintă un exemplu de un astfel de inel de recuperare (hub A).
În prezent, cea mai populară topologie stele, deoarece oferă cel mai simplu mod de a conecta dispozitive noi la rețea. În cele mai multe cazuri, includerea noului dispozitiv în rețea constă numai în de stabilire a unui segment de cablu care unește dispozitiv de rețea conectabil cu hub-ul.
topologie logică determină calea reală a semnalelor de mișcare atunci când transferul de date pe topologia fizică utilizată. Astfel, topologia logică descrie modul în care transmiterea de fluxuri de date între dispozitive de rețea. Acesta definește regulile de transmitere a datelor în mediul existent care garantează absența interferențelor care afectează corectitudinea datelor.
Deoarece topologia logică descrie modul și direcția de transmitere a datelor, acesta este strâns legată de nivelul modelului MAC (Media Access Control) OSI (nivelul legăturii de date sub-strat). Pentru fiecare dintre topologii logice existente există metode pentru a controla accesul la mediul de transmisie (MAC), care permite să monitorizeze și să controleze procesul de transfer de date. Aceste metode vor fi discutate, împreună cu topologia corespunzătoare.
În prezent, există trei topologie logică „autobuz logic“ de bază „inel logic“ și „logic stea“ (comutare). Fiecare dintre aceste topologii oferă beneficii în funcție de utilizare. Folosind cifrele discutate anterior consacrate topologiei fizice, amintim întotdeauna că topologia logică determină direcția și metoda de transmisie, nu și fizice conductoarele și dispozitivele de circuit de conectare.
Mediul de transmisie topologie „bus logic“ folosit în comun și simultan de către toate dispozitivele de comunicații de date. Pentru a preveni interferențele atunci când se încearcă transmiterea simultană de către mai multe stații, doar o singură stație de la un moment dat are dreptul de a transmite date. Astfel, trebuie să existe o metodă de determinare care post de televiziune are dreptul de a transmite date la un moment dat în timp. În conformitate cu aceste cerințe au fost stabilite metode pentru a controla accesul la mediul de transmisie, pe care am revizuit de supraveghere în „schimbul de date de proces.“
Cel mai frecvent utilizate în organizarea topologia logică a autobuzului prin controlul accesului la mediul de transmisie este CSMA / CD - „metoda de ascultare a transportatorului cu organizarea de acces multiplu și detectarea coliziunilor“ (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detection). Această metodă de acces este foarte similar cu conversația de mai multe persoane într-o singură cameră. Pentru a nu interfera unele cu altele, la un moment dat doar o singură persoană vorbește și ceilalți ascultă. Un oricine de start poate spune doar, asigurându-se că era liniște în cameră. În același mod rețeaua funcționează. Atunci când o stație este de gând să transmită date, acesta mai întâi „ascultă“ de date (carrier sense), mass-media, în scopul de a detecta orice date deja transmiterea de stație. Dacă o stație este în prezent efectuează transferul, stația de așteptare pentru sfârșitul procesului de transfer. În cazul în care mediul este eliberat, așteptându-se o stație va începe difuzarea datelor sale. Dacă în acest moment începe transferul de încă una sau mai multe stații au fost, de asemenea, în așteptarea eliberării mediului de transmisie, există un „conflict“ (coliziune). Toate stație de emisie detectează o coliziune și trimite un semnal special pentru a informa toate stațiile din rețeaua unei coliziuni a avut loc. Apoi, toate stațiile de tăcut pentru o perioadă aleatorie de timp înainte de a reîncerca de transmitere a datelor. După aceea, algoritmul începe prima.
Rețeaua, bazată pe topologia logică a magistralei se poate utiliza, de asemenea, tehnologia „jeton de transfer“ (trecere token) pentru a controla accesul la mediul de transmisie. Folosind această metodă, controlul fiecărei stații îi este atribuit un număr de serie indicând ordinea transferului de date. După ce stația de transmitere a datelor cu numărul maxim, coada este returnat la prima stație. Numerele ordinale sunt atribuite stațiilor pot să nu reflecte secvența reală conexiune fizică a stațiilor la mediul de transmisie. Pentru a controla ce fel de stație la ora actuală au dreptul de a transfera datele, folosind cadru de date de control, numit „jeton de acces.“ Acest token este trecut de la o stație la alta într-o secvență care corespunde cu numerele lor de secvență. Stația primește token-ul, are dreptul de a transmite datele lor. Cu toate acestea, fiecare stație de emisie este limitată la timpul în care este permis să transmită date. După acest timp, postul este necesar pentru a trece token-ul la următoarea stație.
Funcționarea unei astfel de rețele începe cu faptul că prima stație care are un indicativ de acces, transmite datele sale și de a obține răspunsuri la ele pentru o perioadă limitată de timp (interval de timp). Dacă stația completează comunicarea de date alocat în prealabil timp de închidere, acesta trece pur și simplu token-ul la numărul de serie următoarea stație. Apoi procesul se repetă. Un astfel de proces secvențial care trece jeton continuă în mod continuu, care să permită fiecare stație printr-o perioadă bine definită de timp pentru a obține posibilitatea de a transmite date.
Topologiei topologie „bus logic“ se bazează pe utilizarea de „autobuz fizice“ și „stea fizică.“ Metoda de control al accesului și tipurile de topologii fizice sunt alese în funcție de cerințele rețelei planificate. De exemplu, fiecare dintre rețelele: Ethernet, 10Base-T Ethernet și ARCnet® folosit topologie "bus logic." Cabluri într-o rețea Ethernet (cablu coaxial subțire) conectat cu topologia de „autobuz fizice“, și rețeaua 10Base-T Ethernet și ARCnet pe baza topologiei de „stea fizică.“ Cu toate acestea, rețea Ethernet (autobuz fizic) și 10Base-T Ethernet (stea fizică) folosind CSMA / CD-ul ca metodă de control a accesului la un mediu de date, și în ARCnet (stea fizică) se aplică jeton de acces.
Prima figură se prezintă rețeaua Ethernet (autobuz fizic, autobuz logic), iar al doilea - ilustrată rețea 10Base-T Ethernet (stea fizică, autobuz logic). În ambele figuri, rețineți că semnalul (indicat prin săgeți), pornește de la o stație (care transmite în prezent) și este distribuit în toate direcțiile de mediu de transmisie existent.
Metoda de control al accesului la mediul de transmisie în astfel de rețele se bazează întotdeauna pe tehnologia „token-uri“. Totuși, secvența de a obține dreptul de a transmite date (markerul urmeze calea) nu poate corespunde întotdeauna secvența reală a le conecta la inelul fizic. IBM Token-Ring este un exemplu de topologie de rețea care utilizează „inel logic“, bazată pe steaua „fizic de tip inel de conectivitate“ „“.
stea logice (de comutare)
Se folosește metoda de comutare topologie „stea logică“, oferind o limitare de propagare a semnalului într-un mediu de transmisie într-o anumită parte a acesteia. Mecanismul de astfel de restricții este fundamentală pentru topologie „stea logic“.
În formă pură, acesta oferă un izolat de comutare linia de date de fiecare stație. Atunci când o stație transmite un alt post conectat la același comutator, comutatorul transmite un semnal numai într-un mediu de comunicații care leagă aceste două stații. Figura prezintă metoda de transmitere a datelor între două stații conectate la același comutator. Cu această abordare permite transferul de date simultan între mai multe perechi de mașini, precum și datele transmise între oricare două stații rămân „invizibile“ pentru alte perechi de stații.
Cele mai multe tehnologii de comutare se bazează pe standardele de rețea existente, aducându-le un nou nivel de funcționalitate. De exemplu, discutate anterior standardele de rețea 10Base-T (metoda de control CSMA / CD), permite comutarea.
Unele switch-uri sunt proiectate pentru a sprijini utilizarea simultană a mai multor standarde de rețea. De exemplu, un comutator poate avea porturi pentru stațiile de conectare ambele Ethernet standard 10Base-T și FDDI (Fiber Distributed Data Interface).
Switch-au construit în logica care le permite să gestioneze inteligent transferul de date între mașini. comutatoare logice interne tind să mare viteză, adică. K. Acestea trebuie să fie capabile de transmitere de date simultan la o rată maximă între fiecare pereche de porturi. Astfel, utilizarea de switch-uri pot crește în mod semnificativ performanța rețelei.
Switching ilustrează faptul că topologia logică este determinată nu numai prin controlul accesului la mediu de transmisie, dar, de asemenea, o varietate de alte aspecte ale compușilor circuitelor electronice (comutatorul este un dispozitiv electronic destul de complicată și costisitoare). Prin combinarea noua tehnologie de comutare cu circuitele logice de conectare existente, inginerii sunt capabili de a crea un nou topologii logice.
Mai multe switch-uri pot fi interconectate folosind una sau mai multe topologii fizice. Switch-uri pot fi utilizate nu numai pentru conectarea stațiilor individuale, dar stațiile și grupuri. Astfel de grupuri sunt denumite „segmente de rețea“. Astfel, pentru o varietate de motive pentru comutare poate îmbunătăți semnificativ performanța rețelei.
Conectarea la o rețea simplă
Acum, că am discutat aspecte legate de punerea în aplicare a diferitelor componente hardware ale rețelei și a înțeles diferența dintre topologie logică și fizică, ia în considerare modalități de a conecta echipamentul într-o rețea simplă. Figura prezintă unele dintre dispozitivele de rețea discutate anterior conectate la o rețea de calculatoare simplu.
Rețeaua ilustrată este alcătuit din următoarele componente: trei calculatoare conectate la același hub 10Base-T folosind perechi răsucite neecranat. Instalat pe fiecare rețea de calculatoare 10Base-T Ethernet carte. Pentru unul dintre calculatoarele este, de asemenea, conectat imprimanta laser.
Calculatorul în partea centrală inferioară a figurii este serverul și efectuează controlul asupra întregii rețele. Două calculator rămase - o stație de lucru. Stații de lucru care utilizează rețeaua controlată de server. O stație de lucru - este un tip calculator personal IBM PC, celălalt -Computer Apple® Macintosh.
Hub 10Base-T asigură conexiunea fizică a tuturor celor trei calculatoare. El poartă, de asemenea, o funcție de semnal repetor.
Liniile dintre diferitele componente ale rețelei indică mediul de transmisie: torsadat. Această topologie de rețea utilizează „stea fizică“, ci se bazează pe topologie logică „bus logic.“
Imprimanta în rețea este conectată direct la server folosind portul paralel al calculatorului. Această conexiune este standard pe majoritatea imprimantelor. Serverul primește documentele de imprimare de locuri de muncă primite de la fiecare dintre stațiile de lucru. lucrările de imprimare primite au primit în continuare la o imprimantă prin intermediul unui port paralel al unui server de cablu corespunzător. În ciuda faptului că această metodă este cea mai simplă pentru a permite mai multe stații pentru a imprima documente pe o imprimantă, cu toate acestea, există și alte modalități de a conecta la o imprimantă de rețea. Puteți, de exemplu, pentru a conecta imprimanta la un server de imprimare specific sau un calculator cu un software special. Acesta oferă posibilitatea de a servi simultan ca stație de lucru și serverul de imprimare. Acum, mai multe imprimante disponibile cu placă de interfață de rețea încorporată, prin urmare, a imprimantei poate fi conectat direct la mediul de transmisie, în orice punct al rețelei.