 |
Преимущества и недостатки шинной топологии
|
|
|
|
Типичная шинная топология имеет простую структуру кабельной системы с короткими отрезками кабелей. Поэтому по сравнению с другими топологиями стоимость ее реализации невелика. Однако низкая стоимость реализации компенсируется высокой стоимостью управления. Фактически, самым большим недостатком шинной топологии является то, что диагностика ошибок и изолирование сетевых проблем могут быть довольно сложными, поскольку здесь имеются несколько точек концентрации.
Так как среда передачи данных не проходит через узлы, подключенные к сети, потеря работоспособности одного из устройств никак не сказывается на других устройствах. Хотя использование всего лишь одного кабеля может рассматриваться как достоинство шинной топологии, однако оно компенсируется тем фактом, что кабель, используемый в этом типе топологии, может стать критической точкой отказа. Другими словами, если шина обрывается, то ни одно из подключенных к ней устройств не сможет передавать сигналы.
Топология "звезда"
В сетях, использующих топологию "звезда", сетевой носитель соединяет центральный концентратор с каждым устройством, подключенным к сети. Физический вид топологии "звезда" напоминает радиальные спицы, исходящие из центра колеса (рис. 7.5). В этой топологии используется управление из центральной точки, а связь между устройствами, подключенными к сети, осуществляется посредством двухточечных линий между каждым устройством и центральным каналом или концентратором.
Весь сетевой трафик в звездообразной топологии проходит через концентратор. Вначале данные посылаются концентратору, а затем концентратор переправляет их устройству в соответствии с адресом, содержащимся в данных.
|
|
|
В сетях с топологией "звезда" концентратор может быть активным или пассивным. Активный концентратор не только соединяет участки среды передачи, но и регенерирует сигнал, т.е. работает как многопортовый повторитель. Благодаря выполнению регенерации сигналов, активный концентратор позволяет данным перемешаться на более значительные расстояния. В отличие от активного концентратора, пассивный только соединяет участки сетевой среды передачи данных.
Преимущества и недостатки топологии "звезда"
Большинство проектировщиков сетей считают топологию "звезда" самой простой с точки зрения проектирования и установки. Это объясняется тем, что сетевая среда выходит непосредственно из концентратора и прокладывается к месту установки рабочей станции.
Другим достоинством этой топологии является простота обслуживания: единственной областью концентрации является центр сети. Также топология "звезда" позволяет легко диагностировать проблемы и изменять схему прокладки. Кроме того, к сети, использующей топологию "звезда", легко добавлять рабочие станции. Если один из участков сетевой среды передачи данных обрывается или закорачивается, то теряет связь только устройство, подключенное к этой точке. Остальная часть сети будет функционировать нормально. Короче говоря, топология "звезда" считается наиболее надежной.
В некотором смысле достоинства топологии "звезда" могут считаться и ее недостатками. Например, наличие отдельного отрезка кабеля для каждого устройства позволяет легко диагностировать отказы, однако, это же приводит и к увеличению количества отрезков. В результате повышается стоимость установки сети с топологией "звезда". Другой пример: концентратор может упростить обслуживание, поскольку все данные проходят через эту центральную точку; однако, если концентратор выходит из строя, то перестает работать вся сеть.
|
|
|
Область покрытия сети с топологией "звезда"
Максимально допустимая длина отрезков сетевого кабеля между концентратором и любой рабочей станцией (их еще называют горизонтальной кабельной системой) составляет 100 метров. Величина максимальной протяженности горизонтальной кабельной системы устанавливается Ассоциацией электронной промышленности (Electronic Industries Association, EIA) и Ассоциацией телекоммуникационной промышленности (Telecommunications Industry Association, TIA). Эти две организации совместно создают стандарты, которые часто называют стандартами EIA/TIA. В частности, для технического выполнения горизонтальной кабельной системы был и остается наиболее широко используемым стандарт EIA/TIA-568B.
В топологии "звезда" каждый отрезок горизонтальной кабельной системы выходит из концентратора, во многом напоминая спицу колеса. Следовательно, локальная сеть, использующая этот тип топологии, может покрывать область 200x200 метров. Понятно, бывают случаи, когда область, которая должна быть покрыта сетью, превышает размеры, допускаемые простой топологией "звезда". Представим себе здание размером 250x250 метров. Сеть с простой звездообразной топологией, отвечающая требованиям к горизонтальной кабельной системе, устанавливаемым стандартом EIA/TIA-568B, не может полностью покрыть здание с такими размерами. Как показано на рис. 7.6, рабочие станции находятся за пределами области, которая может быть накрыта простой звездообразной топологией, и, как и изображено, они не являются частью этой сети.
Когда сигнал покидает передающую станцию, он чистый и легко различимый. Однако по мере движения в среде передачи данных сигнал ухудшается и ослабевает (рис. 7.7) – чем длиннее кабель, тем хуже сигнал; это явление называется аттенюацией. Поэтому, если сигнал проходит расстояние, которое превышает максимально допустимое, нет гарантии, что сетевой адаптер сможет этот сигнал прочитать.
Топология "расширенная звезда"
Если простая звездообразная топология не может покрыть предполагаемую область сети, то ее можно расширить путем использования межсетевых устройств, которые не дают проявляться эффекту аттенюации, результирующая топология называется топологией "расширенная звезда".
|
|
|
Еще раз представим себе здание размером 250x250 метров Для того чтобы звездообразная топология могла эффективно использоваться в этом здании, ее необходимо расширить За счет увеличения длины кабелей горизонтальной кабельной системы это делать нельзя, поскольку нельзя превышать рекомендуемую максимальную длину кабеля Вместо этого можно использовать сетевые устройства, которые препятствуют деградации сигнала.
Чтобы сигналы могли распознаваться принимающими устройствами, используются повторители, которые берут ослабленный сигнал, очищают его, усиливают и отправляют дальше по сети. С помощью повторителей можно увеличить расстояние, на которое может простираться сеть (рис. 7.8). Повторители работают в тандеме с сетевыми носителями и, следовательно, относятся к физическому уровню эталонной модели OSI.
Резюме
Физическая схема структуры локальной сети называется топологией.
Шинная топология представляет собой топологию, в которой все устройства локальной сети подключаются к линейной сетевой среде передачи данных. Типичная шинная топология имеет простую структуру кабельной системы с короткими отрезками кабелей.
В локальных сетях, использующих топологию "звезда", отрезки сетевого кабеля соединяют центральный концентратор с каждым устройством, подключенным к сети.
Максимально допустимая длина отрезка кабеля в сети с топологией "звезда" составляет 100 метров.
Топология "звезда" может расширяться путем использования межсетевых устройств, которые предотвращают ослабление сигнала.
Контрольные вопросы
1. Какое из описаний термина "топология" является наилучшим?
A. Соединение компьютеров, принтеров и других устройств с целью организации обмена данными между ними.
B. Физическое расположение узлов сети и сетевой среды передачи данных внутри сетевой структуры предприятия.
C. Тип сети, который не допускает возникновения конфликтов пакетов данных.
|
|
|
D. Метод фильтрации сетевого трафика с целью уменьшения вероятности возникновения узких мест и замедления.
2. Какое из описаний топологии "звезда" является наилучшим?
A. Топология ЛВС, в которой центральный концентратор посредством вертикальной кабельной системы подключается к другим концентраторам, зависящим от него.
B. Топология ЛВС, при которой переданные данные проходят всю длину среды передачи данных и принимаются всеми другими станциями.
C. Топология ЛВС, при которой конечные точки сети соединяются с общим центральным коммутатором двухточечными связями.
D. Топология ЛВС, в которой центральные точки сети соединяются с общим центральным коммутатором линейными связи.
3. Какое из описаний топологии "расширенная звезда" является наилучшим?
A. Топология ЛВС, в которой центральный концентратор посредством вертикальной кабельной системы подключается к другим концентраторам, зависящим от него.
B. Топология ЛВС, при которой переданные данные проходят всю длину среды передачи данных и принимаются всеми другими станциями.
C. Топология ЛВС, при которой конечные точки сети соединяются с общим центральным коммутатором двухточечными связями.
D. Топология ЛВС, в которой центральные точки сети соединяются с общим центральным коммутатором линейными связи.
4. Какое из описаний терминатора является наилучшим?
A. Секция сети, имеющая только один маршрут входа и выхода.
B. Устройство, которое подавляет скачки напряжения до того, как они попадают на дорогостоящее оборудование.
C. Устройство, которое устанавливается на концах тупиковых звеньев сети для отражения сигналов назад в сеть.
D. Устройство, которое обеспечивает электрическое сопротивление на конце линии передачи для поглощения сигналов.
5. Как передается сигнал в сети с шинной топологией?
A. Когда источник отправляет сигнал в среду передачи данных, тот движется линейно от источника.
B. Когда источник отправляет сигнал в среду передачи данных, тот движется в обоих направлениях от источника.
C. Сигналы в сети с шинной топологией доступны только устройству получателю.
D. Когда источник отправляет сигнал в среду передачи данных, тот движется в одном направлении от источника.
6. Как в сетях с шинной топологией производится повторная передача с задержкой?
A. Это делает ближайший к месту конфликта мост.
B. Это делает терминатор.
C. Это делается сетевым адаптером каждого устройства в том сегменте, где произошла коллизия.
D. Это делает ближайший к месту конфликта маршрутизатор.
|
|
|
7. Какое преимущество дает использование топологии "звезда"?
A. Высокая надежность.
B. Естественная избыточность.
C. Низкая стоимость.
D. Требуется минимальный объем среды передачи данных.
8. Какой максимальный размер области, покрываемой сетью с топологией "звезда"?
A. 99 х 99 метров.
B. 100 х 100 метров.
C. 100 х 200 метров.
D. 200 х 200 метров.
9. Что происходит с сигналом, если длина отрезка горизонтальной кабельной системы превышает размер, устанавливаемый стандартом EIA/TIA-568B?
A. Сигнал прерывается.
B. Сигнал ослабевает.
C. Сигнал движется только на установленное максимальное расстояние, а затем останавливается.
D. Рабочие станции не посылают сообщения узлам, которые находятся на расстоянии больше максимально допустимого.
10. Что можно сделать, если размеры здания превышают установленную максимальную длину кабеля?
A. Добавить удвоитель сигнала.
B. Пойти на использование более длинного кабеля.
C. Добавить повторители.
D. Добавить еще один концентратор.
|
|
|
