Архитектура локальной сети

Для характеристики архитектуры сети используют понятия физической и логической топологии.

Физическая топология [physical topology] – это физическая структура сети, способ физического соединения всех аппаратных компонентов сети. Существует несколько видов физической топологии.

Наиболее простой является физическая шинная топология [bus topology], в которой кабель идёт от ЭВМ к ЭВМ, связывая их в цепочку. Различают толстые и тонкие сети. Толстая сеть [thicknet]использует толстый коаксиальный кабель в качестве магистрали, от которого отходят более тонкие кабели (рис. 4.1).

В тонкой сети [thinnet] используется более тонкий и гибкий кабель, к которому напрямую подключены рабочие станции (рис. 4.2).

Сети, построенные по шинной топологии, более дёшевы. Однако если узлы сети расположены по всему зданию, то гораздо более удобным оказывается использование звездообразной топологии.

При физической звездообразной топологии [star topology] каждый сервер и рабочая станция подключаются к специальному устройству – центральному концентратору [hub], который осуществляет соединение пары узлов сети – коммутацию.

Рис. 4.1 Шинная топология - толстая сеть

Обрыв кабеля, идущего от одной рабочей станции не повлияет на работу остальных рабочих станций. Кроме того, взаимное расположение рабочих станций совершенно не важно.

Рис. 4.2 Шинная топология - тонкая сеть

Если сеть имеет много узлов, причём многие из них располагаются на большом удалении друг от друга, то расход кабеля при использовании звездообразной топологии будет очень большим. Кроме того, к концентратору можно подключить лишь ограниченное число кабелей. В таких случаях применяется распределённая звездообразная топология [distributed star topology], при которой несколько концентраторов соединяются друг с другом (рис. 4.4).

Кроме рассмотренных видов соединений может применяться также логическая кольцевая топология [ring topology], при которой рабочие станции соединены в кольцо.

Логическая топология сети[logical topology] определяет способ, в соответствии с которым устройства сети передают информацию от одного узла к следующему. Физическая топология не имеет прямого отношения к логической.

Различают два вида логической топологии: шинную и кольцевую.

Рис. 4.3 Звездообразная топология

В логической шинной топологии процесс передачи данных организован следующим образом. Если какой-либо узел сети имеет данные для другого узла, то он производит «оповещение» всей сети. Все остальные узлы «слушают» сеть и проверяют, предназначены эти данные для них или нет. Если предназначены, то они оставляют их себе, если нет – игнорируют. Любые передаваемые данные «слышны» всем узлам сети. Узел, который хочет передать какие-то данные, сначала «слушает» сеть, не занята ли она. Если сеть свободна, то узел передаёт данные. Если расстояние между узлами велико, и посланный ранее кем-то сигнал ещё не успел дойти до передающего узла, то может произойти конфликт, когда в сети одновременно оказываются два сообщения. В этом случае передающие узлы сети на короткое время прекращают свою работу и через некоторый случайный промежуток времени возобновляют передачу данных.

Рис. 4.4 Распределённая звездообразная топология

В сети с логической кольцевой топологией данные передаются по замкнутой эстафете от одного узла к другому. Когда посланное сообщение возвращается к передающему узлу, он прекращает передачу. Кольцевая топология менее подвержена конфликтам.