Топологии локальных вычислительных сетей

Вычислительные машины, объединенные в локальную сеть, физически могут располагаться различным образом. Однако порядок их подсоединения к сети определяется топологией – усредненной геометрической схемой соединений узлов сети.

Наиболее распространенными топологиями локальных сетей, в которых передающей средой является кабель, являются кольцо, шина, звезда.

 

При построении локальных сетей используются данные топологии или их сочетания.

 

Топология кольцо (рис. 2) предусматривает соединение узлов сети замкнутым контуром и используется для построения сетей, занимающих сравнительно небольшое пространство. Выход одного узла сети соединяется с входом другого. Информация по кольцу передаются от узла к узлу в одном направлении. Каждый промежуточный узел ретранслирует посланное сообщение. Принимающий узел распознает и получает только адресованное ему послание.

Рис. 2. Топология кольцо

 

Последовательная организация обслуживания узлов сети снижает ее быстродействие, а выход из строя одного из узлов приводит к нарушению функционирования кольца.

 

Топология шина (рис. 3) представляет собой последовательное соединение узлов между собой. Данные распространяются по шине в обе стороны. В каждый момент времени передачу может вести только один узел, поэтому производительность сети зависит только от количества узлов в сети. Сообщение поступает на все узлы, но принимает его только тот узел, которому оно адресовано. Узлы не перемещают сообщение, поэтому выход из строя одного узла не приводит к нарушению функционирования сети.

 

Рис. 3. Топология шина

Топология звезда (рис. 4) базируется на концепции центрального узла, через который вся информация ретранслирует, переключает, маршрутизирует (находит путь от источника к приемнику) информационные потоки в сети.

В качестве центрального узла выступает концентратор (хаб, hub). Концентраторы выполняются в виде отдельных устройств с 8, 16, 24 или 48 портами, к которым подключаются ЭВМ. При получении пакета в одном из портов концентратор широковещательно передает его на все остальные порты. Узлы анализируют адрес получателя пакета и, если он предназначен им, то получают его, иначе игнорируют его.

Концентраторы могут быть трех типов:

1) пассивные: только соединяющие сегменты сети;

2) активные: это пассивные концентраторы, усиливающие сигналы, увеличивая расстояние между узлами;

3) интеллектуальные: это активные концентраторы, выполняющие маршрутизацию.

Также центральным узлом сети может быть коммутатор (switch). В отличие от концентратора, это телекоммуникационное устройство пересылает принятый пакет не широковещательно на все порты, а адресату. Адресат определяется по адресу, содержащемуся в пакете. В результате такой передачи повышается общая пропускная способность сети.

Данная топология значительно упрощает взаимодействие узлов сети друг с другом. В то же время работоспособность локальной вычислительной сети зависит от центрального узла.

Рис. 4. Топология звезда

.

 

БЕСПРОВОДНЫЕ СЕТИ

Wi-fi – популярная в мире и быстро развивающаяся технология беспроводных сетей, обеспечивающая беспроводное подключение мобильных пользователей к локальной сети и Интернету. Работает в диапазоне 2.4ГГц или 5ГГц.

В США диапазон 2,5 ГГц

История – wi-fi открыт в Австралии в 1991г, но стандарт утвержден в 2009г Создателем беспроводного протокола обмена данными является инженер Джон О’Салливан

Однако создание оборудование и широкое использование получили в США.

Wi-Fi является торговой маркой, означающей стандарт IEEE 802.11x. Wi-Fi Alliance -организация, которой принадлежит Wi-Fi (зарегистрированная торговая марка).

Wi-Fi Alliance — объединение крупнейших производителей компьютерной техники и беспроводных устройств Wi-Fi. На сегодняшний день альянс объединяет свыше 320 компаний из разных стран, но штаб квартира в США

Изначально термин Wi-Fi использовался только для стандарта 802.11b на частоте 2,4 ГГц, однако Wi-Fi Alliance расширил общее использование Wi-Fi термина, включая любое устройство из стандарта 802.11х.

Wi-fi – набор из нескольких стандартов, разработанных для беспроводных сетей на основе спецификации 802.11.

Преимущества

1. Без кабеля

2. Доступ к мобильным устройствам

3. Wi-Fi устройства широко распространены на рынке

1. В пределах Wi-Fi зоны в сеть Интернет могут выходить несколько пользователей с компьютеров, ноутбуков, телефонов и т. д.

 

Недостатки Wi-Fi

 

1. В диапазоне 2,4 GHz работает множество устройств, Bluetooth

2. Реальная скорость сети зависит от доли служебного трафика, которая зависит уже от наличия между устройствами физических преград (мебель, стены).

3. В России точки беспроводного доступа, а также адаптеры Wi-Fi, превышающей допустимой мощностью излучения 100 мВт, подлежат обязательной регистрации

4. Стандартами Wi-Fi не предусмотрено шифрование передаваемых данных в открытых сетях. Это значит, что все данные, которые передаются по открытому беспроводному соединению, могут быть прослушаны злоумышленниками при помощи программ- снифферов, проверяющих трафик.

 

Стандарты WI-FI

аналоговых сотовых сетей в 1970-х годах (1G) к сетям с цифровой передачей (2G) в 1980-х годах.

В 1990-х годах начал разрабатываться стандарт 3G, основанный на методе множественного доступа с кодовым разделением каналов; он был внедрен только в 2000-х годах (в России — в 2002 году^[

Сети поколения 4G (100 Мбит/с)

основанные на IP-протоколе, стали разрабатываться в 2000 году и начали внедряться во многих странах с 2010 года.

Wi-Fi поддерживается многими приложениями и устройствами. Любые устройства, которые протестированы и одобрены как "Wi-Fi Certified" от Wi-Fi Alliance сертифицированы как совместимые друг с другом, даже если они от разных производителей.