В сетях с централизованным управлением (двухранговыми или серверными сетями) один из компьютеров (сервер) реализует процедуры, предназначенные для использования всеми рабочими станциями, управляет взаимодействием рабочих станций и выполняет целый ряд сервисных функций.
Топология сети определяется размещением узлов в сети и связей между ними. Из множества возможных построений выделяют следующие структуры.
Топология «звезда». Каждый компьютер через сетевой адаптер подключается отдельным кабелем объединяющему устройству. Все сообщения проходят через центральное устройство, которое обрабатывает поступающие сообщения и направляет их к нужным или всем компьютерам.
Звездообразная структура чаще всего предполагает нахождение в центральном узле специализированной ЭВМ или концентратора.
Достоинства «звезды»:
· простота периферийного оборудования;
· каждый пользователь может работать независимо от остальных пользователей;
· высокий уровень защиты данных;
· легкое обнаружение неисправности в кабельной сети.
Недостатки «звезды»:
· выход из строя центрального устройства ведет к остановке всей сети;
· высокая стоимость центрального устройства;
· уменьшение производительности сети с увеличением числа компьютеров, подключенных к сети.
Топология «кольцо». Все компьютеры соединяются друг с другом в кольцо. Здесь пользователи сети равноправны. Информация по сети всегда передается в одном направлении. Кольцевая сеть требует специальных повторителей, которые, приняв информацию, передают ее дальше как бы по эстафете; копируют в свою память (буфер), если информация предназначается им; изменяют некоторые служебные разряды, если это им разрешено. Информацию из кольца удаляет тот узел, который ее послал.
Достоинства «кольца»:
· отсутствие дорогого центрального устройства;
· легкий поиск неисправных узлов;
· отсутствует проблема маршрутизации;
· пропускная способность сети разделяется между всеми пользователями, поэтому все пользователи гарантированно последовательно получают доступ к сети;
· простота контроля ошибок.
Недостатки «кольца»:
· трудно включить в сеть новые компьютеры;
· каждый компьютер должен активно участвовать в пересылке информации, для этого нужны ресурсы, чтобы не было задержек в основной работе этих компьютеров;
· в случае выхода из строя хотя одного компьютера или отрезка кабеля вся сеть парализуется.
Топология «общая шина». Общая шина наиболее широко распространенна в локальных вычислительных сетях. Топология «общая шина» предполагает использование одного кабеля (шины), к которому непосредственно подключаются все компьютеры сети. В данном случае кабель используется всеми станциями по очереди, т.е. шину может захватить в один момент только одна станция. Доступ к сети (к кабелю) осуществляется путем состязания между пользователями. В сети принимаются специальные меры для того, чтобы при работе с общим кабелем компьютеры не мешали друг другу передавать данные. Возникающие конфликты разрешаются соответствующими протоколами. Информация передается на все станции сразу.
Достоинства «обшей шины»:
· простота построения сети;
· сеть легко расширяется;
· эффективно используется пропускная способность канала;
· надежность выше, т.к. выход из строя отдельных компьютеров не нарушит работоспособности сети в целом.
Недостатки «общей шины»:
· ограниченная длина шины;
· нет автоматического подтверждения приема сообщений;
· возможность возникновения столкновений (коллизий) на шине, когда пытаются передать информацию сразу несколько станций;
· низкая защита данных;
· выход из строя какого-либо отрезка кабеля ведет к нарушению работоспособности сети;
· трудность нахождения места обрыва.
Топология «дерево». Эта структура позволяет объединить несколько сетей, в том числе с различными топологиями или разбить одну большую сеть на ряд подсетей.
Разбиение на сегменты позволит выделить подсети, в пределах которых идет интенсивный обмен между станциями, разделить потоки данных и увеличить, таким образом, производительность сети в целом. Объединение отдельных ветвей (сетей) осуществляется с помощью устройств, называемых мостами или шлюзами. Шлюз применяется в случае соединения сетей, имеющих различную топологию и различные протоколы. Мосты объединяют сети с одинаковой топологией, но может преобразовывать протоколы. Разбиение сети на подсети осуществляется с помощью коммутаторов и маршрутизаторов.
Устройства межсетевого интерфейса
Созданная на определенном этапе развития фирмы локальная вычислительная сеть с течением времени перестает удовлетворять потребности всех пользователей и возникает необходимость в расширении ее функциональных возможностей или охватываемой ею территории. Может возникнуть потребность объединения внутри фирмы различных ЛВС, появившихся в различных ее отделах и филиалах в разное время. Такое объединение бывает необходимо и для организации обмена данными с другими системами.
В качестве межсетевого интерфейса для соединения сетей между собой используются: повторители; мосты; маршрутизаторы; шлюзы.
Повторители (repiter) — устройства, усиливающие электрические сигналы и обеспечивающие сохранение формы и амплитуды сигнала при передаче его на большие расстояния. Повторители описываются протоколами канального уровня модели взаимодействия открытых систем, могут объединять сети, отличающиеся протоколами лишь на физическом уровне модели OSI, и выполняют лишь регенерацию пакетов данных, обеспечивая тем самым электрическую независимость сопрягаемых сетей и защиту сигналов от воздействия помех. Использование усилителей позволяет расширить и протяженность одной сети за счет объединения нескольких сегментов сети в единое целое.
Мосты (bridge) описываются протоколами сетевого уровня OSI. Они регулируют трафик между сетями, использующими одинаковые протоколы передачи данных на сетевом и выше уровнях, выполняя фильтрацию информационных пакетов в соответствии с адресами получателей. Мост может соединять сети разных топологий, но работающие под управлением однотипных сетевых операционных систем.
Маршрутизаторы (router) выполняют свои функции на транспортном уровне протоколов модели OSI и обеспечивают соединение логически не связанных сетей; они анализируют сообщение, определяют его дальнейший наилучший путь, выполняют его некоторое протокольное преобразование для согласования и передачи в другую сеть, создают нужный логический канал и передают сообщение по назначению.
Шлюзы (gateway) - устройства, позволяющие объединить вычислительные сети, использующие различные протоколы OSI на всех ее уровнях; выполняют протокольное преобразование для всех семи уровней управления модели OSI.
Кроме функций маршрутизаторов они выполняют еще и преобразование формата информационных пакетов и их перекодирование, что особенно важно при объединении неоднородных сетей.
Список литературы
1. Акулов О. А. Информатика: базовый курс. – М.: Омега-Л, 2004.
2. Барсуков В. С., Тарасов О. В. Новая информационная технология. Вычислительная техника и ее применение. 2001
3. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов.
4. http://www.dtmsost/com