Similar presentations:
Сетевые топологии
1. Образовательный комплекс Компьютерные сети
Лекция 6Сетевые топологии
2. Содержание
Сетевые топологиишина
звезда
кольцо
Компьютерные сети
Введение
2 из 34
3. Сетевые топологии
4. Сетевые топологии
Топология сети – это физическоерасположение компонентов сети
(компьютеров, кабелей, других
устройств)
Выбор топологии сети влияет на состав
необходимого оборудования, методы
управления сетью и поиска
неисправностей, возможность
расширения сети в будущем
Компьютерные сети
Введение
4 из 34
5. Сетевые топологии Базовые топологии
Существует большое количествотопологий, но все они строятся как
сочетание трех базовых топологий
шина (bus)
звезда (star)
кольцо (ring)
Компьютерные сети
Введение
5 из 34
6. Сетевые топологии Шина…
В топологии "шина" все устройства всети подключены к одному кабелю
Кабель со всеми подключенными к нему
устройствами называется сегментом
Компьютерные сети
Введение
6 из 34
7. Сетевые топологии Шина – общая среда передачи
Все устройства объединены единой средойпередачи, поэтому в каждый момент времени
вести передачу может только одно устройство.
Сформированный им сигнал передается всем
устройствам сети, но обработку информации
производит лишь тот сетевой адаптер, MACадрес которого указан в кадре как получатель
Компьютерные сети
Введение
7 из 34
8. Сетевые топологии Шина – активная или пассивная?
Пассивной называется топология, в которойоконечные устройства не регенерируют сигнал,
сформированный источником
В активных топологиях устройства
регенерируют не предназначенный им
полученный сигнал и передают его дальше
Шина – пассивная топология
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
8 из 34
9. Сетевые топологии Шина – терминаторы
Сумма прямогои отраженного
сигнала
Данные передаются в виде электрических сигналов, которые
распространяются от передающего устройства к концам
кабеля. Если конец кабеля просто обрезан, то по его
достижении сигнал отразится и пойдет по кабелю в обратную
сторону. При этом будет происходить сложение прямого и
отраженного сигнала, в результате чего исходный сигнал будет
разрушен.
Для предотвращения отражения сигнала на конце кабеля
должно быть установлено специальное устройство, называемое
терминатором. Один из терминаторов обычно рекомендуют
заземлить.
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
9 из 34
10. Сетевые топологии Шина – стоимость
Для создания сети с топологией "шина"требуются
NIC для всех оконечных устройств
сравнительно небольшое количество кабеля
и не требуются дополнительные устройства
Эти требования определяют сравнительную
дешевизну данной топологии
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
10 из 34
11. Сетевые топологии Шина – расширение
повторительРасширение сети может производиться
следующими способами
наращивание сегмента на концах
вставка кабеля в середину
соединение двух сегментов с помощью повторителя
– устройства, восстанавливающего и
регенерирующего электрический сигнал
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
11 из 34
12. Сетевые топологии Шина – неисправности
повторительВ топологии "шина" возможны следующие неисправности
выход из строя оконечного устройства
не влияет на работу остальной сети
диагностируется и исправляется локально на неисправном устройстве
сеть не работает
нахождение точки разрыва требует либо использования специальных
инструментов (кабельного тестера), либо перестановки терминаторов
разрыв кабеля
выход из строя повторителя
сеть распадается на два работающих сегмента
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
12 из 34
13. Сетевые топологии Шина – выводы
Шина – простая и дешевая топология,что определило ее популярность в 80-е
годы
В настоящее время зависимость
работоспособности всей сети от
единичного разрыва кабеля и
длительное время поиска и устранения
подобной неисправности делает
практически невозможным применение
данной топологии в промышленных
сетях
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
13 из 34
14. Сетевые топологии Звезда
концентраторВ топологии "звезда" в сети существует
специальный компонент –
концентратор (hub), к которому
посредством кабелей подсоединены все
остальные устройства
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
14 из 34
15. Сетевые топологии Звезда – общая среда передачи
концентраторЗадача концентратора – принять сигнал от передающего
устройства и передать его остальным. Таким образом, в
сети с топологией "звезда" все устройства объединены
единой средой передачи, и в каждый момент времени
вести передачу может только одно устройство.
Исключение составляют случаи, когда в качестве центра
"звезды" используется не обычный концентратор, а
более сложное устройство
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
15 из 34
16. Сетевые топологии Звезда – активная/пассивная
концентраторЗвезда – пассивная топология
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
16 из 34
17. Сетевые топологии Звезда – центральное устройство
концентраторВ качестве центрального могут использоваться устройства
различных классов. Принципы взаимодействия оконечных
устройств при этом существенно отличаются
Пассивный хаб – коммутирующий блок
Активный хаб – восстанавливает принимаемый сигнал
Свитч
Маршрутизатор
Другие типы устройств
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
17 из 34
18. Сетевые топологии Звезда – стоимость
концентраторДля создания сети с топологией "звезда" требуются
NIC для всех оконечных устройств
Концентратор
Относительно большое (по сравнению с шиной) количество
кабеля для соединения всех оконечных устройств с
центральным
Таким образом, топология "звезда" в среднем несколько
дороже, чем топология "шина"
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
18 из 34
19. Сетевые топологии Звезда – расширение
концентраторконцентратор
Расширение сети с топологией "звезда" производится
следующими способами
Подключение новых устройств к свободным портам
концентратора
Подключение вместо одного из оконечных устройств другого
концентратора
Обычным кабелем соединяется обычный порт одного
концентратора и UpLink-порт другого концентратора
Перекрестным кабелем соединяются обычные порты обоих
концентраторов
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
19 из 34
20. Сетевые топологии Звезда – неисправности
концентраторконцентратор
В топологии "звезда" возможны следующие неисправности
выход из строя оконечного устройства
не влияет на работу остальной сети
оконечное устройство отключается от сети
сегмент сети, обслуживаемый данным устройством, не работает
сеть распадается на два работающих сегмента
разрыв кабеля между оконечным и центральным устройством
выход из строя центрального устройства
разрыв кабеля между центральными устройствами
Все типы неисправностей легко локализуются
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
20 из 34
21. Сетевые топологии Звезда – выводы
Несмотря на сравнительно высокуюстоимость, звезда является
наиболее популярной в настоящий
момент топологией благодаря
возможности построения на ее
основе иерархической сети
(составная топология "звезда
звезд") и простоте обнаружения и
исправления неисправностей
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
21 из 34
22. Сетевые топологии Кольцо
В топологии "кольцо" устройствапоследовательно попарно
соединяются друг с другом,
образуя кольцо
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
22 из 34
23. Сетевые топологии Кольцо – активная/пассивная?
В кольце данные последовательнопередаются по кругу от устройства
к устройству, таким образом
Кольцо – активная топология
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
23 из 34
24. Сетевые топологии Кольцо – инкапсуляция
центральноеустройство
В настоящее время при организации локальной сети
редко используется попарное соединение устройств.
Обычно имеется центральное устройство, внутри
которого инкапсулирована топология "кольцо", и к
которому подключены оконечные устройства
Далее мы будем рассматривать два варианта кольца
(а) – без центрального устройства
(б) – с центральным устройством
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
24 из 34
25. Сетевые топологии Кольцо – стоимость (а)
Для создания сети требуютсяNIC для всех оконечных устройств
Относительно небольшое количество кабеля
Таким образом, данный вариант
топологии "кольцо" очень дешев
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
25 из 34
26. Сетевые топологии Кольцо – стоимость (б)
центральноеустройство
Для создания сети требуются
NIC для всех оконечных устройств
Центральное устройство
Относительно большое (по сравнению с шиной и вариантом (а)) количество
кабеля для соединения всех оконечных устройств с центральным
Таким образом, данный вариант топологии в среднем несколько
дороже, чем топология "шина" и вариант (а) топологии кольцо
Необходимо отметить, что в настоящий момент топология кольцо
применяется в сетях с технологией Token Ring, в которых стоимость
центральных устройств относительно велика
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
26 из 34
27. Сетевые топологии Кольцо – расширение (а)
Для расширения сети достаточнодобавить устройства в кольцо
Технологии передачи, как правило,
ограничивают максимальную длину кольца и
максимальное количество устройств
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
27 из 34
28. Сетевые топологии Кольцо – расширение (б)
центральноеустройство
центральное
устройство
Расширение сети с топологией "кольцо" (вариант б)
производится следующими способами
Подключение
центрального
Подключение
центрального
новых устройств к свободным портам
устройства
вместо одного из оконечных устройств другого
устройства
обычные порты обоих центральных устройств соединяются
обычным кабелем
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
28 из 34
29. Сетевые топологии Кольцо – неисправности (а)
В топологии "кольцо" (а) возможны следующие неисправностивыход из строя оконечного устройства (если устройство выключено,
оно не работает с сигналом, просто соединяя свой входной канал с
выходным)
сеть не работает
сеть не работает
разрыв кабеля между оконечными устройствами
В технологиях, использующих топологию кольцо, как правило,
существуют специальные алгоритмы быстрого поиска места
неисправности
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
29 из 34
30. Сетевые топологии Кольцо – неисправности (б)
центральноеустройство
центральное
устройство
В топологии "кольцо" (б) возможны следующие неисправности
выход из строя оконечного устройства
не влияет на работу остальной сети
оконечное устройство отключается от сети
сегмент сети, обслуживаемый данным устройством, не работает
сеть распадается на два работающих сегмента
разрыв кабеля между оконечным и центральным устройством
выход из строя центрального устройства
разрыв кабеля между центральными устройствами
Все типы неисправностей легко локализуются
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
30 из 34
31. Заключение
Все возможные топологии строятся каксочетание трех базовых
Шина
Звезда
Кольцо
В настоящий момент топология звезда
наиболее популярна благодаря
возможности построения на ее основе
иерархической сети и простоте
обнаружения и исправления
неисправностей
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
31 из 34
32. Тема следующей лекции
Сетевые кабелиНижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
32 из 34
33. Вопросы для обсуждения
Нижний Новгород2007
Компьютерные сети
Введение
33 из 34
34. Литература
В.Г. Олифер, Н.А. Олифер.Компьютерные сети. Принципы,
технологии, протоколы. СПб:
Питер, 2001.
Нижний Новгород
2007
Компьютерные сети
Введение
34 из 34