Лекция: Понятие топологии сети и базовые топологии

Еще одним важным понятием физического уровня является способ соединения компьютеров с помощью физической среды или топология сети. Если сеть состоит всего из двух компьютеров, то они соединяются «напрямую». Такой способ соединения получил название «точка-точка» («point-to-point»).

Соединение типа «точка-точка»

Для обеспечения связи более чем двух компьютеров может использоваться последовательность соединений типа «точка-точка».

Последовательность соединений типа «точка-точка»

Однако такой подход требует установки на большую часть компьютеров нескольких устройств передачи данных.

В качестве альтернативного подхода возможно использование более сложных топологий, позволяющих подключить к общей среде сразу несколько компьютеров, имеющих по одному устройству передачи данных. Выделяют три базовые топологии: «Шина» («bus»), «Кольцо» («ring»), «Звезда»(«star»).

Топология «Шина»

Топология «Шина»

Эта топология использует один передающий канал на базе коаксиального кабеля, называемый «шиной». Все сетевые компьютеры присоединяются напрямую к шине. На концах кабеля-шины устанавливаются специальные заглушки — «терминаторы» (terminator). Они необходимы для того, чтобы погасить сигнал после прохождения по шине. К недостаткам топологии «Шина» следует отнести следующее:

данные, предаваемые по кабелю, доступны всем подключенным компьютерам;

в случае повреждения «шины» вся сеть перестает функционировать.

Топология «Кольцо»

Топология «Кольцо»

Для топологии кольцо характерно отсутствие конечных точек соединения; сеть замкнута, образуя неразрывное кольцо, по которому передаются данные. Эта топология подразумевает следующий механизм передачи: данные передаются последовательно от одного компьютера к другому, пока не достигнут компьютера-получателя. Недостатки топологии «кольцо» те же, то и у топологии «шина»:

общедоступность данных;

неустойчивость к повреждениям кабельной системы.

Топология «Звезда»

Топология «Звезда»

В сети с топологией «звезда» все компьютеры соединены со специальным устройством, называемым сетевым концентратором или «хабом» (hub), который выполняет функции распределения данных. Прямые соединения двух компьютеров в сети отсутствуют. Благодаря этому, имеется возможность решения проблемы общедоступности данных, а также повышается устойчивость к повреждениям кабельной системы. Однако функциональность сети зависит от состояния сетевого концентратора.

Физическая и логическая топологии

Следует отметить, что термин топология может употребляться для обозначения двух понятий – физической топологии и логической топологии. Физическая топология – способ физического соединения компьютеров с помощью среды передачи, например, участками кабеля. Логическая топология определяет маршруты передачи данных в сети. Во многих случаях, физическая топология однозначно определяет логическую топологию. Однако существуют такие конфигурации, в которых логическая топология отличается от физической. Например, сеть с физической топологией «звезда» может иметь логическую топологию «шина» – все зависит от того, каким образом устроен сетевой концентратор.