Проблемы объединения нескольких компьютеров, Топология физических связей - Основные проблемы построения сетей
До сих пор мы рассматривали вырожденную сеть, состоящую всего из двух машин. При объединении в сеть большего числа компьютеров возникает целый комплекс новых проблем.
Топология физических связей
В первую очередь необходимо выбрать способ организации физических связей, то есть Топологию. Под топологией вычислительной сети понимается конфигурация графа, вершинам которого соответствуют компьютеры сети (иногда и другое оборудование, например концентраторы), а ребрам - физические связи между ними. Компьютеры, подключенные к сети, часто называют Станциями или Узлами сети.
Заметим, что конфигурация Физических связей определяется электрическими соединениями компьютеров между собой и может отличаться от конфигурации Логических связей между узлами сети. Логические связи представляют собой маршруты передачи данных между узлами сети и образуются путем соответствующей настройки коммуникационного оборудования.
Выбор топологии электрических связей существенно влияет на многие характеристики сети. Например, наличие резервных связей повышает надежность сети и делает возможным балансирование загрузки отдельных каналов. Простота присоединения новых узлов, свойственная некоторым топологиям, делает сеть легко расширяемой. Экономические соображения часто приводят к выбору топологий, для которых характерна минимальная суммарная длина линий связи. Рассмотрим некоторые, наиболее часто встречающиеся топологии.
Полносвязная топология (рис. 1.10, а) соответствует сети, в которой каждый компьютер сети связан со всеми остальными. Несмотря на логическую простоту, этот вариант оказывается громоздким и неэффективным. Действительно, каждый компьютер в сети должен иметь большое количество коммуникационных портов, достаточное для связи с каждым из остальных компьютеров сети. Для каждой пары компьютеров должна быт топология (рис. 1.10, а) соответствует сети, в которой каждый компьютер сети связан со всеми остальными. Несмотря на логическую простоту, этот вариант оказывается громоздким и неэффективным. Действительно, каждый компьютер в сети должен иметь большое количество коммуникационных портов, достаточное для связи с каждым из остальных компьютеров сети. Для каждой пары компьютеров должна быть выделена отдельная электрическая линия связи. Полносвязные топологии применяются редко, так как не удовлетворяют ни одному из приведенных выше требований. Чаще этот вид топологии используется в многомашинных комплексах или глобальных сетях при небольшом количестве компьютеров.
Все другие варианты основаны на неполносвязных топологиях, когда для обмена данными между двумя компьютерами может потребоваться промежуточная передача данных через другие узлы сети.
Ячеистая топология (Mesh) получается из полносвязной путем удаления некоторых возможных связей (рис. 1.10, б). В сети с ячеистой топологией непосредственно связываются только те компьютеры, между которыми происходит интенсивный обмен данными, а для обмена данными между компьютерами, не соединенными прямыми связями, используются транзитные передачи через промежуточные узлы. Ячеистая топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для глобальных сетей.
Общая шина(рис. 1.10, в) является очень распространенной (а до недавнего времени самой распространенной) топологией для локальных сетей. В этом случае компьютеры подключаются к одному коаксиальному кабелю по схеме монтажного ИЛИ. Передаваемая информация может распространяться в обе стороны. Применение общей шины снижает стоимость проводки, унифицирует подключение различных модулей, обеспечивает возможность почти мгновенного широковещательного обращения ко всем станциям сети. Таким образом, основными преимуществами такой схемы являются дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям. Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкой надежности: любой дефект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть. К сожалению, дефект коаксиального разъема редкостью не является. Другим недостатком общей шины является ее невысокая производительность, так как при таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть. Поэтому пропускная способность канала связи всегда делится здесь между всеми узлами сети.
Топология Звезда (рис. 1.10, г). В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому Концентратором, который находится в центре сети. В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. Главное преимущество этой топологии перед общей шиной - существенно большая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть. Кроме того, концентратор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.
К недостаткам топологии типа звезда относится более высокая стоимость сетевого оборудования из-за необходимости приобретения концентратора. Кроме того, возможности по наращиванию количества узлов в сети ограничиваются количеством портов концентратора. Иногда имеет смысл строить сеть с использованием нескольких концентраторов, иерархически соединенных между собой связями типа звезда (рис. 1.10,д). В настоящее время иерархическая звезда является самым распространенным типом топологии связей как в локальных, так и глобальных сетях.
В сетях с Кольцевой конфигурацией (рис. 1.10, е) данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому, как правило, в одном направлении. Если компьютер распознает данные как свои, то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между остальными станциями. Кольцо представляет собой очень удобную конфигурацию для организации обратной связи - данные, сделав полный оборот, возвращаются к узлу-источнику. Поэтому этот узел может контролировать процесс доставки данных адресату. Часто это свойство кольца используется для тестирования связности сети и поиска узла, работающего некорректно. Для этого в сеть посылаются специальные тестовые сообщения.
Рис. 1.10. Типовые топологии сетей
В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию - звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерно наличие произвольных связей между компьютерами. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со Смешанной топологией (рис. 1.11).
Рис. 1.11. Смешанная топология
Похожие статьи
-
Структуризация как средство построения больших сетей - Основные проблемы построения сетей
В сетях с небольшим (10-30) количеством компьютеров чаще всего используется одна из типовых топологий - общая шина, кольцо, звезда или полносвязная сеть....
-
Логическая структуризация сети - Основные проблемы построения сетей
Физическая структуризация сети полезна во многих отношениях, однако в ряде случаев, обычно относящихся к сетям большого и среднего размера, невозможно...
-
Проблемы физической передачи данных по линиям связи - Основные проблемы построения сетей
Даже при рассмотрении простейшей сети, состоящей всего из двух машин, можно увидеть многие проблемы, присущие любой вычислительной сети, в том числе...
-
Адресация компьютеров - Основные проблемы построения сетей
Еще одной новой проблемой, которую нужно учитывать при объединении трех и более компьютеров, является проблема их адресации. К адресу узла сети и схеме...
-
Простейший случай взаимодействия двух компьютеров - Основные проблемы построения сетей
В самом простом случае взаимодействие компьютеров может быть реализовано с помощью тех же самых средств, которые используются для взаимодействия...
-
При создании вычислительных сетей их разработчикам пришлось решить много проблем. В этом разделе мы рассмотрим только наиболее важные из них, причем в...
-
Пример стандартного решения сетевых проблем - Основные проблемы построения сетей
Рассмотрим, каким образом описанные выше общие подходы к решению наиболее важных проблем построения сетей воплощены в наиболее популярной сетевой...
-
В данном курсовом проекте необходимо рассмотреть вопросы планирования и взаимодействия сетей сотовой связи. Это будет проиллюстрировано на примерах:...
-
Разделить обслуживаемую территорию на макро-зоны можно двумя способами: статистическим, основанным на измерении статистических параметров распространения...
-
Качество проводной линии связи -- 32k ADPCM. Самая высокая скорость передачи данных среди всех TDMA-стандартов. Возможность создания различных систем на...
-
Универсальный тезис о пользе стандартизации, справедливый для всех отраслей, в компьютерных сетях приобретает особое значение. Суть сети - это соединение...
-
Принципы построения и основные особенности ВОСП на ГТС Особенностью соединительных линий (С. Л) является относительно небольшая их длина за счет...
-
Модем как средство связи между компьютерами - Модемная связь и компьютерные сети
Если на одном компьютере работают хотя бы два человека, у них уже возникает желание использовать этот компьютер для обмена информацией друг с другом. На...
-
Методы построения FTTХ, FTTB - Проект сети широкополостного доступа по технологии FTTB
Технология FTTx (англ. Fiber to the x - оптическое волокно до точки X), название которой происходит от заглавных букв английского выражения...
-
Введение - Модемная связь и компьютерные сети
Редкий серьезный деловой человек, профессиональный программист или системный оператор может представить себе полноценную работу без использования такого...
-
Телекоммуникационная фаза проектирования - Локально-вычислительная сеть малого офиса
На момент проведения проектных работ основным стандартом построения ЛВС является Fast Ethernet. Использование для реализации горизонтальной подсистемы...
-
Общие характеристики стандарта GSM В соответствии с рекомендацией СЕРТ 1980 г., касающейся использования спектра частот подвижной связи в диапазоне...
-
Общие принципы построения сети Интернет и протокола IP - IP-телефония и традиционные телефонные сети
О технологии и сети Интернет и используемом в ней протоколе IP имеется огромное количество информации, как в самом Интернете, так и в печатных изданиях,...
-
УПАТС-1 Definity - Укрсервис: оборудование для сетей связи
Архитектура УПАТС-1 построена на основе трех выносных стативов расширения от управляющих серверов Avaya S8700, подключенные через коммутатор Ethernet 2...
-
В сети подвижной связи GSM соты группируются в географические зоны (LA), которым присваивается свой идентификационный номер (LAC). Каждый VLR содержит...
-
Функциональное построение и интерфейсы, принятые в стандарте GSM, иллюстрируются структурной схемой, на которой MSC (Mobile Switching Centre) -- центр...
-
Ведомственные сети - Модемная связь и компьютерные сети
Ведомственные сети закономеpно появились для обеспечения опеpативного обмена инфоpмацией в pамках кpупных оpганизаций, пpедпpиятий, пpавительственных...
-
Для того, что бы определить среду исполнения протокола TCP или его предложенной модификации ARTCP необходимо рассмотреть принципы функционирования...
-
Выбор системы методом иерархий - Корпоративная система связи с использованием сетевой телефонии
Из всего множества систем выбираем 4 тех, которые имеют оптимальное соотношение между функциональными возможностями и стоимостью. Пусть, в результате...
-
В настоящее время для организации цифрового доступа на абонентском участке чаще всего используются медные телефонные линии. Именно поэтому на первый план...
-
Выводы - Понятие открытая система и проблемы стандартизации
- Задачи надежного обмена двоичными сигналами по линиям связи в локальных сетях решают сетевые адаптеры, а в глобальных сетях - аппаратура передачи...
-
Организация пикосотовой сети - Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа
Как было сказано, в DECT отсутствует частотное планирование, но есть территориальное. Это значит, что необходимо рассчитать зону уверенного приема...
-
Уровень доступа состоит из коммутаторов доступа (домовых коммутаторов), которые представляют собой управляемое устройство без функции маршрутизации (L2)....
-
Система RLL - Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа
Использование радио в качестве альтернативы медному кабелю для доступа к сети обретает все большую популярность. Первые системы, основанные на сотовой...
-
Преимущества логической структуризации сети - Проект сети трех жилых домов
Ограничения, возникающие из-за использования общей разделяемой среды, можно преодолеть, разделив сеть на несколько разделяемых сред и соединив отдельные...
-
Стандарт GSM содержит два класса служб: основные службы и телеслужбы. Основные службы обеспечивают: передачу данных (асинхронно) в дуплексном режиме со...
-
От ADSL к VDSL - Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа
По мере роста потребностей пользователя в увеличении пропускной способности чисто медные сети абонентского доступа будут все более мигрировать к...
-
Внутренние GSM-интерфейсы - Архитектура сотовых сетей связи и сети абонентского доступа
Интерфейс между MSC и BSS (А-интерфейс) обеспечивает передачу сообщений для управления BSS, передачи вызова, управления передвижением. А-интерфейс...
-
Преимущества - Сеть 4-го поколения (4G)
Именно в 2008 году в Китае, стране с населением почти в четверть всего человечества, пройдут летние Олимпийские игры. И в это время здесь будут...
-
Классы приложений, категорий кабелей и разъемов Действующая редакция стандарта ISO/IEC 11801 подразделяет все виды приложений, которые могут обмениваться...
-
Алгоритм STP требует, чтобы каждому коммутатору был присвоен идентификатор. Идентификатор коммутатора - 8-байтное поле, которое состоит из 2-х частей:...
-
Обеспечение качества IP-телефонии на базе MPLS - IP-телефония и традиционные телефонные сети
Конкурентом DiffServ на роль протокола для обеспечения QoS является другой проект IETF под названием "Многопротокольная коммутация меток" (Multiprotocol...
-
Одним из средств обеспечения качества IP-телефонии и особенно Интернет-телефонии является использование протокола резервирования ресурсов (Resource...
-
Привести структуру аналоговой телефонной сети в двух зонах семизначной нумерации, в каждой из которых располагается по две местных сети. Цифровизировать...
-
Влияние сети на показатели качества IP-телефонии - IP-телефония и традиционные телефонные сети
Задержка создает неудобство при ведении диалога, приводит к перекрытию разговоров и возникновению эхо. Эхо возникает в случае, когда отраженный речевой...
Проблемы объединения нескольких компьютеров, Топология физических связей - Основные проблемы построения сетей