Компоновка локальных вычислительных сетей (ЛВС) Борисов В.А. КАСК – филиал ФГБОУ ВПО РАНХ и ГС Красноармейск 2012 г.

2 Понятие топологии сети и базовые топологии

«Топология сети" или просто "топология" Характеризует физическое расположение компьютеров, сетевых сред передачи данных и других компонентов сети. 3

Выбор топологии влияет на: состав необходимого сетевого оборудования и его характеристики; возможность расширения сети и ее надежность; способ управления сетью. 4

Базовыетопологии Базовые топологии шина (bus) звезда (star) кольцо (ring) 5

«Шина» Компьютеры подключены вдоль одного кабеля (сегмента). 6

«Звезда» Компьютеры подключены к сегментам кабеля, исходящим из одной точки (или концентратора). 7

«Кольцо» Кабель, к которому подключены компьютеры, замкнут. 8

Топология типа "шина" 9

10

Принцип работы При передаче пакетов данных каждый компьютер адресует его конкретному компьютеру ЛВС, передавая его по сетевому кабелю в виде электрических сигналов. 11

Принцип работы Пакет в виде электрических сигналов передается по шине в обоих направлениях всем компьютерам сети. 12

Принцип работы Информацию принимает только тот адрес, который соответствует адресу получателя, указанному в заголовке пакета. 13

Принцип работы Данные в виде электрических сигналов распространяются по всей сети от одного конца кабеля к другому, и, достигая конца кабеля, будут отражаться и занимать шину, что не позволит другим компьютерам осуществлять передачу. 14

Принцип работы Чтобы предотвратить отражение электрических сигналов, на каждом конце кабеля устанавливаются терминаторы, поглощающие сигналы, прошедшие по шине. 15

Принцип работы При значительном расстоянии между ПК в сегменте шины может наблюдаться ослабление электрического сигнала, что может привести к искажению или потере передаваемого пакета данных. 16

Подключение репитера (повторителя) 17 Топология типа "звезда"

18

19

Принцип работы Пакеты данных от каждого компьютера направляются к центральному концентратору. Он перенаправляет пакеты к месту назначения. 20

Достоинства Если поврежден какой-либо ПК или отдельное соединение между ПК и концентратором, вся сеть остается работоспособной. Подключение кабеля и управление конфигурацией сети централизовано, просто конфигурировать сеть при добавлении новых ПК. 21

Недостатки Для больших ЛВС значительно увеличивается расход кабеля. Если поврежденным оказался сам концентратор, то нарушится и работа всей сети, хотя ПК останутся работоспособными. 22

Концентратор Центральный узел в топологии "звезда". 23 Концентраторы активные пассивные

Активные концентраторы Регенерируют и передают сигналы, также как это делают репитеры. Они имеют от 8 до 12 портов для подключения компьютеров. 24

Пассивные концентраторы Это монтажные панели или коммутирующие блоки, пропускающие через себя сигнал, не усиливая и не восстанавливая его. Пассивные концентраторы не надо подключать к источнику питания. 25

Возможное соединение концентраторов 26

Топология типа "кольцо" 27

28

Принцип работы Каждый ПК выступает в роли репитера, усиливая сигналы и передавая их следующему компьютеру. «Кольцу» необходим неразрывный путь между всеми сетевыми ПК. 29

Недостатки При выходе из стоя какого-либо ПК сеть прекращает функционировать. Данные проходят через каждый сетевой компьютер, давая возможность перехватывать конфиденциальную информацию. Изменение конфигурации сети или подключение нового ПК требует остановки всей сети. 30

Комбинированные топологии 31

Преимущества использования концентраторов простота изменения или расширения сети; возможность подключения кабелей различных типов; централизованный контроль за работой сети и сетевым трафиком. 32

Звезда - шина (star-bus) 33

Принцип работы Выход из стоя одного ПК не окажет никакого влияния на сеть. Выход из стоя концентратора повлечет за собой остановку подключенных только к нему ПК и концентраторов. 34

Звезда-кольцо (star-ring) 35

Методы доступа 36

При использовании любой топологии, когда два ПК начнут одновременно передавать данные, в сети происходит столкновение (коллизия). 37

Распространенные методы доступа Множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизии Доступ с передачей маркера 38

Алгоритм работы доступ с контролем несущей и обнаружением коллизии Рабочая станция прослушивает канал, стремясь обнаружить чью-либо передачу данных. Если слышит чью-либо передачу, ожидает ее окончания. Если канал свободен, начинает передачу пакета. При обнаружении коллизии во время передачи прекращает передачу. Через случайный промежуток времени все повторяется. 39

Алгоритм работы доступа с передачей маркера Передающий ПК изменяет состояние маркера на занятое и добавляет к нему пакет данных. Занятый маркер с пакетом данных проходят через все ПК сети, пока не достигнет адресата. После этого, принимающий ПК посылает передающему сообщение, где подтверждается факт приема. После получения подтверждения, передающий ПК создает новый свободный маркер и возвращает его в сеть. 40