Топологии локальных сетей

Семинар №2
Топологии локальных сетей. Линии связи.
Под
топологией
(компоновкой,
конфигурацией,
структурой)
компьютерной сети обычно понимается физическое расположение
компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их
линиями связи.
Важно отметить, что понятие топологии относится, прежде всего, к
локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить.
В глобальных сетях структура связей обычно скрыта от пользователей.
Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого
кабеля, допустимые и наиболее удобные методы управления обменом,
надежность работы, возможности расширения сети.
Существует три базовые топологии сети:

Шина (bus) — все компьютеры параллельно подключаются к
одной линии связи.

Звезда (star) — к одному центральному компьютеру
присоединяются остальные периферийные компьютеры,
причем каждый из них использует отдельную линию связи.

Кольцо (ring) — компьютеры последовательно объединены в
кольцо.
На практике нередко используют и другие топологии локальных сетей,
однако большинство сетей ориентировано именно на три базовые
топологии.
1
Типы линий связи локальных сетей
Средой передачи информации называются те линии связи (или
каналы связи), по которым производится обмен информацией между
компьютерами.
В подавляющем большинстве компьютерных сетей (особенно
локальных) используются проводные или кабельные каналы связи, хотя
существуют и беспроводные сети, которые сейчас находят все более
широкое применение, особенно в портативных компьютерах.
Все кабели можно разделить на три большие группы:

электрические (медные) кабели на основе витых пар проводов
(twisted pair), которые делятся на экранированные (shielded
twisted pair, STP) и неэкранированные (unshielded twisted pair,
UTP);

электрические (медные) коаксиальные кабели (coaxial cable);

оптоволоконные кабели (fiber optic).
Каждый тип кабеля имеет свои преимущества и недостатки, так что при
выборе надо учитывать как особенности решаемой задачи, так и
особенности конкретной сети, в том числе и используемую топологию.
Можно выделить следующие основные параметры кабелей,
принципиально важные для использования в локальных сетях:

Полоса пропускания кабеля.

Помехозащищенность кабеля и
секретность передачи информации.

Скорость распространения сигнала по кабелю или обратный
параметр – задержка сигнала на метр длины кабеля.

Для электрических кабелей очень важна величина волнового
сопротивления кабеля.
2
обеспечиваемая
им
Беспроводные каналы связи
Кроме кабельных каналов в компьютерных сетях иногда используются
также бескабельные (беспроводные) каналы.
Их главное преимущество состоит в том, что не требуется никакой
прокладки проводов.
Радиоканал использует передачу информации по радиоволнам,
поэтому теоретически он может обеспечить связь на многие десятки,
сотни и даже тысячи километров.
Скорость передачи достигает десятков и сотен мегабит в секунду
(здесь многое зависит от выбранной длины волны и способа
кодирования).
Главным недостатком радиоканала является его плохая защита от
прослушивания,
так
как
радиоволны
распространяются
неконтролируемо.
Другой
большой
помехозащищенность.
недостаток
радиоканала
–
слабая
Для локальных беспроводных сетей (WLAN – Wireless LAN) в
настоящее время применяются подключения по радиоканалу на
небольших расстояниях (обычно до 100 метров) и в пределах прямой
видимости.
Чаще всего используются два частотных диапазона – 2,4 ГГц и 5 ГГц.
Скорость передачи – 11 Мбит/с, 54 Мбит/с (до 600 Мбит/с).
Сети WLAN позволяют устанавливать
соединения на ограниченной территории.
беспроводные
сетевые
Популярная технология Wi-Fi (Wireless Fidelity) позволяет организовать
связь между компьютерами числом от 2 до 15 с помощью
концентратора (называемого точкой доступа, Access Point, AP), или
нескольких концентраторов, если компьютеров от 10 до 50.
Кроме того, эта технология дает возможность связать две локальные
сети на расстоянии до 25 километров с помощью мощных
беспроводных мостов.
3
Инфракрасный канал также не требует соединительных проводов, так
как использует для связи инфракрасное излучение.
Главное его преимущество по сравнению с радиоканалом
нечувствительность к электромагнитным помехам.
–
Скорости передачи информации по инфракрасному каналу обычно не
превышают 5—10 Мбит/с.
Если говорить о возможных топологиях, то наиболее естественно все
беспроводные каналы связи подходят для топологии типа шина, в
которой информация передается одновременно всем абонентам. Но
при использовании узконаправленной передачи и/или частотного
разделения по каналам можно реализовать любые топологии (кольцо,
звезда, комбинированные топологии) как на радиоканале, так и на
инфракрасном канале.
4