Topologia sieci

Temat: KL_1C_gr:1;2. 15.02.07
Topologia typu gwiazda

Połączenie sieci LAN o topologii gwiazdy z przyłączonymi do niej urządzeniami rozchodzą się z jednego, wspólnego punktu, którym jest serwer lub koncentrator. Każde urządzenie przyłączone do sieci w topologii gwiazdy może uzyskiwać bezpośredni i niezależny od innych urządzeń dostęp do nośnika. W tym celu urządzenia te muszą współdzielić dostępne szerokości pasma koncentratora. Sposób połączenia przedstawia rysunek na str. 2

Istnieją dwa rodzaje topologii typu gwiazda:
aktywne (sygnał w koncentratorze jest regenerowany lub wzmacniany)
bierne (cały transfer w sieci przechodzi poprzez hub, z którego sygnał może być nadawany do kilku lub do wszystkich węzłów.

Topologie gwiazdy stały się dominującym we współczesnych sieciach LAN rodzajem topologii. Są one elastyczne, skalowalne i stosunkowo tanie w porównaniu z bardziej skomplikowanymi sieciami LAN o ściśle regulowanych metodach dostępu. Główną zaletą topologii gwiazdy jest to, że sieć może działać nawet, gdy jeden lub kilka komputerów ulegnie awarii. Ponieważ każdy komputer jest połączony tylko z koncentratorem, w wypadku awarii tego komputera dane mogą być przesyłane przez koncentrator pomiędzy pozostałymi komputerami. Podstawową wadą tego rozwiązania jest to, że w wypadku awarii centralnego koncentratora cała sieć przestaje działać. Ponieważ cały ruch w sieci jest obsługiwany przez koncentrator, największe znaczenie ma odpowiednie zabezpieczenie tego elementu.

Zalety topologii typu gwiazda:

1. Sieć może działać nawet, gdy jeden lub kilka komputerów ulegnie awarii
2. Łatwość monitoringu, konserwacji, wykrywania i lokalizacji kolizji
Wady tej topologii:
1. Stosunkowo wysoki koszt spowodowany jest dużą ilością kabla potrzebnego do podłączenia każdego z węzłów
2. W wypadku awarii elementu centralnego jakim jest koncentrator sieć nie działa

Topologia magistrali (szynowa)

Topologię magistrali wyróżnia to, że wszystkie węzły sieci połączone są ze sobą za pomocą pojedynczego, otwartego kabla. Kabel ten obsługuje tylko jeden kanał i nazywany jest magistralą. Wszystkie komputery w sieci są przyłączone bezpośrednio do sieci, jak to widać na poniższym rysunku (str. 2). Niektóre technologie oparte na magistrali korzystają z więcej niż jednego kabla, dzięki czemu obsługiwać mogą więcej niż jeden kanał, mimo że każdy z kabli obsługuje niezmiennie tylko jeden kanał transmisyjny. Oba końce magistrali muszą być zakończone opornikami ograniczającymi, tak zwanymi terminatorami. Oporniki te zapobiegają odbiciu sygnału. Zawsze gdy komputer wysyła sygnał, rozchodzi się on w przewodzie automatycznie w obu kierunkach. Jeśli sygnał napotka na swojej drodze terminator, to dochodzi do końca magistrali gdzie zmienia kierunek biegu. W takiej sytuacji pojedyncza transmisja może całkowicie zapełnić wszystkie dostępne szerokości pasma i uniemożliwić wysyłanie sygnałów wszystkim pozostałym komputerom przyłączonym do sieci. Typowa magistrala składa się z pojedynczego kabla łączącego wszystkie węzły w sposób charakterystyczny dla sieci równorzędnej. Kabel nie jest obsługiwany przez żadne urządzenia zewnętrzne. Wszystkie przyłączone do sieci urządzenia ?słuchają? transmisji przesyłanych magistralą i odbierają pakiety do nich zaadresowane. Brak jakichkolwiek urządzeń zewnętrznych, w tym wzmacniaczy sprawia, że magistrale sieci lokalnych są proste oraz niedrogie. Jest to również przyczyną ograniczeń dotyczących odległości, funkcjonalności i skalowalności sieci.

Zalety topologii typu magistrala:

1. Sygnał po dotarciu do końca kabla zostaje automatycznie wygaszony przez zamontowany tam terminator, co zapobiega zbędnym odbiciom sygnału.
2. Sieć może pracować nawet w sytuacji gdy jeden z węzłów ulegnie awarii.
3. Niski koszt dzięki małej ilości kabli oraz prostota transmisji.

Wady tej topologii:

1. Wszystkie kable muszą być tego samego rodzaju
2. Trudna diagnoza w wypadku uszkodzenia kabla i całkowite wyłączenie sieci przy uszkodzeniu kabla głównego

Topologia pierścienia

Pierwszą topologią pierścieniową była topologia prostej sieci równorzędnej. Każda przyłączona do sieci stacja robocza ma w ramach takiej topologii dwa połączenia, po jednym dla każdego ze swoich najbliższych sąsiadów. Połączenie takie musiało tworzyć fizyczną pętlę, czyli pierścień. Dane przesyłane były wokół pierścienia w jednym kierunku (jak na rysunku ze str.2). Każda stacja robocza działała podobnie jak wzmacniacz, pobierając i odpowiadając na pakiety do niej zaadresowane, a także przesyłając dalej pozostałe pakiety do następnej stacji roboczej wchodzącej w skład sieci. Pierwotna pierścieniowa topologia sieci LAN dawała możliwość tworzenia połączeń równorzędnych pomiędzy stacjami roboczymi. Połączenia te musiały być zamknięte; czyli musiały tworzyć pierścień. Główną wada topologii pierścienia jest to że usunięcie dowolnego komputera z łańcucha lub przerwanie kabla łączącego komputery spowoduje przerwanie pracy całej sieci Pierścienie te zostały wyparte przez sieci Token Ring.

Sieci Token Ring korzystały z koncentratorów wzmacniających. Wyeliminowało to podatność sieci pierścieniowej na zawieszenia się przez wyeliminowanie konstrukcji
każdy z każdym (p2p) pierścienia. Sieci Token Ring mimo pierwotnego kształtu pierścienia, tworzone są przy zastosowaniu topologii gwiazdy i metody dostępu cyklicznego.

Zalety topologii typu pierścień:

1. W ramach jednego pierścienia można stosować różne rodzaje kabla
2. Brak terminatorów

Wady tej topologii:

1. Awaria jednego węzła lub łącza może być powodem awarii całej sieci
2. Utrudniona diagnoza uszkodzeń
3. Dołączenie nowego węzła wymaga wyłączenia całej sieci
4. Dane poruszają się w jednym kierunku