Topologie sieciowe

Topologia sieci komputerowej
Topologia sieci komputerowej - określenie to tyczy się dwoch terminów:
Topologia fizyczna
Zbiór zasad fizycznego łączenia poszczególnych części sieci ze sobą takich jak np. koncentratory, hosty.
Topologia logiczna
Opisuje standardy z których powinna korzystać sieć podczas komunikacji. Topologie te definiuje najczęściej IEEE.
Oba te terminy są ze sobą mocno powiązane.
Topologie fizyczne
Topologia magistrali - jedna z topologii fizycznych sieci komputerowych charakteryzująca się tym, że wszystkie elementy sieci są podłączone do jednej magistrali (zazwyczaj jest to kabel koncentryczny). Większość topologi logicznych współpracujących z topologią magistrali wychodzi z użytku (wyjątkiem jest tutaj 10Base-2, który nadal może znaleźć zastosowanie).
Budowa
Sieć składa się z jednego kabla koncentrycznego (10Base-2, 10Base-5 lub 10Broad36). Poszczególne części sieci (takie jak hosty, serwery) są podłączane do kabla koncentrycznego za pomocą specjalnych trójników (zwanych także łącznikami T) oraz łączy BNC. Na obu końcach kabla powinien znaleźć się opornik (tzw. terminator) o rezystancji równej impedancji falowej wybranego kabla aby zapobiec odbiciu się impulsu i tym samym zajęciu całego dostępnego łącza. Maksymalna długość segmentu sieci to w przypadku:
10Base-2 - 185m
10Base-5 - 500 m
10Broad36 - 1800 m

Przesył danych
Sieć o takiej topologi umożliwia tylko jedną transmisję w danym momencie (wyjątkiem jest tutaj 10Broad36, który umożliwia podział kabla na kilka kanałów). Sygnał nadany przez jedną ze stacji jest odbierany przez wszystkie (co bez zastosowania dodatkowych zabezpieczeń umożliwia jego przechwycenie), jednakże tylko stacja do której pakiet został zaadresowany, interpretuje go. Maksymalna przepustowość łącza w tych trzech podanych standardach sieci Ethernet to 10 Mb/s.







WADY
ZALETY
trudna lokalizacja usterek
tylko jedna możliwa transmisja w danym momencie (wyjątek: 10Broad36)
potencjalnie duża ilość kolizji
awaria głównego kabla powoduje unieruchomienie całej domeny kolizji
słaba skalowalność

małe użycie kabla
brak dodatkowych urządzeń (koncentratory, switche)
niska cena sieci
łatwość instalacji
awaria pojedynczego komputera nie powoduje unieruchomienia całej sieci

Topologia magistrali - wszystkie elementy sieci podłączone do jednej magistrali
Topologia pierścienia - poszczegolne elementy są połączone pomiędzy sobą odcinkami kabla tworząc zamknięty pierścień
Topologia podwójnego pierścienia - poszczególne elemenety są połączone pomiędzy sobą odcinkami tworząc dwa zamknięte pierścienie
Topologia gwiazdy (ang. star) – sposób połączenia komputerów w sieci komputerowej, charakteryzująca się tym, że kable sieciowe połączone są w jednym wspólnym punkcie, w którym znajduje się koncentrator lub przełącznik.
Topologia gwiazdy zawiera serwer i łączący do niego pozostałe elementy sieci hub (koncentrator). Większość zasobów znajduje się na serwerze, którego zadaniem jest przetwarzać dane i zarządzać siecią. Pozostałe elementy tej sieci nazywamy terminalami – korzystają one z zasobów zgromadzonych na serwerze. Same zazwyczaj mają małe możliwości obliczeniowe. Zadaniem huba jest nie tylko łączyć elementy sieci, ale także rozsyłać sygnały, a także wykrywać kolizje w sieci. Nadawane przez hub sygnały samoczynnie znikają.
W tej topologii wykorzystuje się skrętkę, gdyż dzięki zastosowaniu koncentratora ruch pomiędzy serwerem a terminalami jest mały. Awaria jednej stacji nie wpływa na działanie całej sieci, lecz uszkodzenie huba uniemożliwia jej działanie. Znalezienie uszkodzeń w sieci jest bardzo łatwe. Prędkość transmisji zależy od szybkości centralnego komputera. Wadą jest duża liczba kabli i ograniczenie odległości komputera od huba (ok. 100 m).

Topologia gwiazdy - komputery są podłączone do jednego punktu centralnego, koncentratora (koncentrator tworzy fizyczną topologię gwiazdy, ale logiczną magistralę) lub przełącznika
Topologia gwiazdy rozszerzonej - posiada punkt centralny (podobie do topologii gwiazdy) i punkty poboczne (jedna z częstszych topologii fizycznych Ethernetu)
Topologia hierarchiczna - zwana także topologią drzewa, jest kombinacją topologii gwiazdy i magistrali, budowa podobna do drzewa binarnego.
Drzewo binarne w teorii grafów to drzewo, w którym stopień każdego wierzchołka jest nie większy od 3.
Ukorzenione drzewo binarne to drzewo binarne o stopniu nie większym niż 2, w którym wyróżniono jeden z wierzchołków (zwany korzeniem).
W informatyce drzewo binarne to jeden z rodzajów drzewa (struktury danych), w którym liczba synów każdego wierzchołka wynosi nie więcej niż dwa. Wyróżnia się wtedy lewego syna i prawego syna danego wierzchołka.
Drzewo binarne, w którym liczba synów każdego wierzchołka wynosi albo zero albo dwa, nazywane jest drzewem regularnym.
Szczególnymi odmianami drzew binarnych są drzewa BST oraz kopce.
Ciekawe własności
Liczba n-wierzchołkowych ukorzenionych drzew binarnych wynosi:
b0 = 1
b1 = 1

Istnieje też postać zwarta:

znana jako rekursywna relacja Catalana.
Topologia siatki - oprócz koniecznych połączeń sieć zawiera połączenia nadmiarowe; rozwiązanie często stosowane w sieciach, w których jest wymagana wysoka bezawaryjność.
Topologia liniowa - jest to łańcuch hostów w którym każdy z nich jest połączony z dwoma innymi (nie licząc elementów sieci na końcu łańcucha)
Topologie logiczne
Najczęściej używane są standardy Ethernetu.
Niektóre topologie fizyczne wraz z wybranymi topologiami logicznymi:
Topologia gwiazdy oraz magistrali:
IEEE 802.3 - 10 Mb Ethernet
IEEE 802.3u - 100 Mb Ethernet
IEEE 802.3x - Full Duplex Ethernet
IEEE 802.3z - 1 Gb Ethernet
Topologia pierścienia
IEEE 802.5 - Token ring
Topologia podwójnego pierścienia
FDDI


dodalal 2 obrazki do tej pracy