Базовые топологии сетей

В настоящее время в локальных сетях используются следующие физические топологии:

физическая «шина» (bus);

физическая «звезда» (star);

физическое «кольцо» (ring);

Шина (bus) — все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи. Информация от каждого компьютера одновременно передается всем остальным компьютерам.

Звезда (star) — к одному центральному компьютеру присоединяются остальные периферийные компьютеры, причем каждый из них использует отдельную линию связи. Информация от периферийного компьютера передается только центральному компьютеру, от центрального — одному или нескольким периферийным.

Кольцо (ring) — компьютеры последовательно объединены в кольцо. Передача информации в кольце всегда производится только в одном направлении. Каждый из компьютеров передает информацию только одному компьютеру, следующему в цепочке за ним, а получает информацию только от предыдущего в цепочке компьютера.

Способы доступа к среде передачи данных

Линии связи делятся на:

индивидуальные линии связи;

разделяемые линии связи.

Под доступом к среде передачи (разделяемым линиям связи) понимается набор правил, определяющих как именно компьютеры должны отправлять и принимать данные по сети.

Основные виды доступа к разделяемым линиям связи:

Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий (столкновений) (carrier-sense-multiply-access with collision detection) CSMA/CD;

Множественный доступ с контролем несущей и предотвращением коллизий (carrier-sense-multiply-access with collision Avoidance) CSMA/CA;

Передача маркера TokenPassing;

CSMA/CD (EtherNet).

Все компьютеры (множественный доступ) «слушают» кабель (контроль несущей), чтобы определить, передаются по нему данные или нет. Если кабель свободен, любой компьютер может начать передачу, тогда все остальные компьютеры должны ждать, пока кабель не освободиться. Если компьютеры начали передачу одновременно и возникла коллизия (столкновение), все они останавливают передачу (обнаружение коллизии) каждый — на разные промежутки времени, после чего ретранслируют данные.

Серьезный недостатком этого способа доступа является то, что при большом количестве компьютеров и высокой нагрузке на сеть число столкновений возрастает, а пропускная способность падает, иногда очень существенно.

Однако этот метод очень прост в технической реализации, поэтому именно он используется в наиболее популярной сегодня технологии EtherNet. А чтобы уменьшить количество столкновений, в современных сетях применяются такие устройства как мосты, коммутаторы и маршрутизаторы.

CSMA/CA (Беспроводные сети) Отличается от предыдущего тем, что перед передачей данных компьютер посылает в сеть специальный небольшой пакет, сообщая остальным компьютерам о своем намерении начать трансляцию. Так другие компьютеры «узнают» о готовящейся передаче, что позволяет избежать столкновений. Конечно, эти уведомления увеличивают общую нагрузку на сеть и снижают ее пропускную способность (из-за чего метод CSMA/CA работает медленнее, чем CSMA/CD), однако они, безусловно, необходимы для работы, например, беспроводных сетей.

Token Passing (Token Ring).

От одного компьютера к другому по кольцу постоянно курсирует небольшой блок данных, называемый маркером. Если у компьютера, получившего маркер, нет информации для передачи, он просто пересылает его следующему компьютеру. Если же такая информация имеется, компьютер «захватывает» маркер, дополняет его данными и отсылает все это следующему компьютеру по кругу. Такой информационный пакет передается от компьютера к компьютеру, пока не достигнет станции назначения. Поскольку в момент передачи данных маркер в сети отсутствует, другие компьютеры уже не могут ничего передавать. Поэтому в сетях с передачей маркера невозможны ни столкновения, ни временные задержки, что делает их весьма привлекательными для использования в системах автоматизации работы предприятий.