Полносвязная топология

Топология «звезда»

В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому коммутатором (концентратором, хабом), который находится в центре сети. В функции коммутатора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. Главное преимущество этой топологии перед общей шиной - значительно большая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность коммутатора может вывести из строя всю сеть. Кроме того, коммутатор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи.

Сетевой концентратор или Хаб (жарг. от англ. Hub – центр деятельности) – сетевое устройство, предназначенное для объединения нескольких устройств Ethernet в общий сегмент сети. Устройства подключаются при помощи витой пары, коаксиального кабеля или оптоволокна. Термин концентратор (хаб) применим также к другим технологиям передачи данных: USB, FireWire и пр.

Топология «кольцо»

В информационно вычислительных сетях с кольцевой конфигурацией 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. 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.

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.

Поскольку такое дублирование повышает надёжность системы, данный стандарт с успехом применяется в магистральных каналах связи.

Данная физическая топология с успехом реализуется в сетях, созданных с использованием технологии FDDI.

 

FDDI (англ. Fiber Distributed Data Interface — распределённый волоконный интерфейс данных) - стандарт передачи данных в локальной сети, протяжённостью до 200 километров. Стандарт основан на протоколе Token Bus. В качестве среды передачи данных в FDDI рекомендуется использовать волоконно-оптический кабель, однако можно использовать и медный кабель, в таком случае используется сокращение CDDI (Copper Distributed Data Interface). В качестве топологии используется схема двойного кольца, при этом данные в кольцах циркулируют в разных направлениях. Одно кольцо считается основным, по нему передаётся информация в обычном состоянии; второе — вспомогательным, по нему данные передаются в случае обрыва на первом кольце. Для контроля за состоянием кольца используется сетевой маркер, как и в технологии Token Ring.

Полносвязная топология

Полносвязная топология 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.

Ячеистая топология

Ячеистая топология (англ. mesh-ячейка сети) получается из полносвязной путем удаления некоторых возможных связей. 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.

В то время как небольшие сети, как правило, имеют типовую топологию звезда, кольцо или общая шина, для крупных сетей характерен симбиоз различных топологий. В таких сетях можно выделить отдельные произвольно связанные фрагменты (подсети), имеющие типовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.

 

 

 

Топология «дерево»

Такая топология является смешанной, здесь взаимодействуют системы с различными топологиями. Такой способ смешанной топологии чаще всего применяется при построении ЛВС с небольшим количеством сетевых устройств, а также при создании корпоративных ЛВС.  Данная топология совмещает в себе относительно низкую себестоимость и достаточно высокое быстродействие, особенно при использовании различных сред передачи данных - сочетании медных кабельных систем, ВОЛС, а также применяя управляемые коммутаторы.

В топологиях типа «общая шина» и «кольцо» линии связи, соединяющие элементы сети (компьютеры, сетевые устройства и пр.), являются распределёнными (англ. shared), т.е. они являются линиями связи общего использования.

Помимо распределённых, существуют индивидуальные линии связи, когда каждый элемент сети имеет свою собственную (не всегда единственную) линию связи. Пример — сеть, построенная по топологии «звезда», когда в центре располагается устройство типа коммутатор, а каждый компьютер подключён отдельной линией связи.

Общая стоимость сети построенной с применением распределённых линий связи будет гораздо ниже, однако и производительность такой сети будет ниже, потому что сеть с распределённой средой при большом количестве узлов будет работать всегда медленнее, чем аналогичная сеть с индивидуальными линиями связи, так как пропускная способность индивидуальной линии связи достается одному фкомпьютеру, а при ее совместном использовании - делится на все компьютеры сети.

 

В современных сетях, в том числе глобальных, индивидуальными являются только линии связи между конечными узлами и коммутаторами сети, а связи между коммутаторами (маршрутизаторами) остаются распределёнными, так как по ним передаются сообщения разных конечных узлов.

Логическая топология сети передачи данных
Помимо физической топологии сети передачи данных, предполагается и логическая топология сети. Логическая топология определяет маршруты передачи данных в сети. 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 коммутатор или интернет-шлюз, маршрутизатор (VLAN, наличие VPN, и т.п.).

Чтобы определить логическую топологию сети, необходимо понять, как в ней принимаются сигналы:

- в логических шинных топологиях каждый сигнал принимается всеми устройствами;
- в логических кольцевых топологиях каждое устройство получает только те сигналы, которые были посланы конкретно ему.

При настройке домашней сети, прежде всего, нужно настроить сетевой протокол передачи данных. Это обычно протокол IP. Здесь нужно различать статичный и динамический IP адрес. Динамический адрес назначается маршрутизатором (Интернет-центром) по протоколу DHCP. Этот протокол доступен сразу после настройки Интернет-центра. Если же Вам нужно «закрепить» IP адрес компьютера в сети (это нужно, например, если Вы будете использовать его в качестве сервера), то нужно использовать статичный адрес.

До собственно настройки сетевого протокола на компьютере необходимо настроить свой Интернет-центр. Обычно настройка Интернет-центра производится специалистом провайдера, но пользователь и сам может настроить свой Интернет-центр, при помощи специальных конфигурационных программ. Для этого нужно:

1. Установить Интернет-центр, подключить его к компьютеру с помощью патч-корда (сетевого шнура на витой паре), включить компьютер и Интернет-центр в сеть. Иногда требуется установить на компьютер саму программу для конфигурирования Интернет-центра;
2. Запустить программу для автоматической настройки Интернет-центра. Часто после этого программа запрашивает логин и пароль для данного Интернет-центра. Если вы запускаете программу первый раз, указывайте здесь значения по-умолчанию: логин «admin» и пароль также «admin»;
3. Вначале будет предложено настроить соединения с Интернетом, выбрав провайдера из списка. Но часто нужного провайдера в списке нет, поэтому Вы можете пропустить этот шаг, и перейти дальше к настройке сети;
3. Во время автоматической настройки сети Интернет-центру будет назначен IP адрес в локальной сети, будет настроен диапазон адресов для протокола DHCP, настроен сам протокол DHCP и предложено сменить пароль по-умолчанию к Интернет-центру. Этот пароль надо обязательно сменить, записать и хранить в недоступном месте! Злоумышленник, узнав его, может сделать с Вашей домашней сетью и Вашим счётом у провайдера что угодно;
4. Затем нужно будет настроить беспроводную сеть. При этом адрес шлюза менять не потребуется — он будет назначен на третьем этапе, при настройке локальной сети. Для настройки же беспроводной сети нужно будет указать:

· Логин (SSID) для беспроводной сети;

· Тип шифрования. Необходимо выбирать самый сложный алгоритм шифрования из поддерживаемых вашими устройствами. Максимальный на 2014 год уровень защиты — WPA2-SKA;

· Пароль для доступа к беспроводной сети. Необходимо сделать его сложным для подбора;

5. Настройка маршрутизатора закончена. Осталось только подключить к ней другие устройства, или настроить доступ к Интернету, вручную введя данные от провайдера, если Интернет не удалось настроить на первом шаге.

Для подключения других компьютеров и ноутбуков к настроенной локальной сети необходимо:

· Для подключения к проводному Интернету — просто подключить патч-корд к сетевому разъёму Ethernet (см. рисунок C.01);

Рис. C.01. Подключение патч-корда («сетевого шнура») к маршрутизатору

· Для подключения к беспроводному Интернету необходимо осуществить следующую последовательность действий:

1. Включить в сеть компьютер и Интернет-центр, и убедиться, что и на том, и на другом устройстве была включена поддержка беспроводных сетей (см. инструкцию к Вашему оборудованию);
2. Щёлкнуть левой клавишей мыши по значку «Сеть»;
3. В открывшемся списке необходимо выбрать беспроводную сеть с нужным SSID (см. рисунок C.02). В нём нужно выбрать флажок «Подключать автоматически», и нажать кнопку «Подключить»;

a)

b)
Рис. C.02. Окно выбора сети
a) Список сетей; b) Окно выбора сети

4. Откроется диалоговое окно для подключения к беспроводной сети (см. рисунок C.03);

Рис. C.03. Окно ввода пароля к сети

5. Необходимо ввести пароль к сети, и нажать кнопку «Ok»;

Обычно этих операций достаточно для подключения к домашней локальной сети компьютеров и ноутбуков, которые работают в локальной сети Windows, при условии, что все IP адреса в локальной сети — динамические.

 

Компьютерная сеть Internet является наиболее популярной глобальной сетью. В ее состав входит множество свободно соединенных сетей. Внутри каждой сети, входящей в Internet, существуют конкретная структура связи и определенная дисциплина управления. Внутри Internet структура и методы соединений между различными сетями для конкретного пользователя не имеют никакого значения.