Тип шины компьютерной сети

Обновлено: 21.11.2024

a) Топология сетки:

В ячеистой топологии каждое устройство подключается к другому устройству через определенный канал.

Рис. 1. Каждое устройство подключено к другому через выделенные каналы. Эти каналы известны как ссылки.

  • Предположим, что N устройств связаны друг с другом в ячеистой топологии, общее количество портов, необходимых для каждого устройства, составляет N-1. На рис. 1 5 устройств подключены друг к другу, следовательно, общее количество портов, необходимых для каждого устройства, равно 4. Общее количество требуемых портов = N*(N-1).
  • Предположим, что N устройств связаны друг с другом в ячеистой топологии, тогда общее количество выделенных каналов, необходимых для их соединения, составляет N C2, то есть N(N-1)/2. На рис. 1 – 5 устройств, подключенных друг к другу, следовательно, общее количество необходимых каналов равно 5 * 4/2 = 10.
  • Он надежный.
  • Неисправность легко диагностируется. Данные надежны, поскольку они передаются между устройствами по выделенным каналам или ссылкам.
  • Обеспечивает безопасность и конфиденциальность.
  • Установка и настройка сложны.
  • Стоимость кабелей высока, так как требуется массовая проводка, поэтому они подходят для меньшего количества устройств.
  • Стоимость обслуживания высока.

b) Топология «звезда»:

В звездообразной топологии все устройства подключаются к одному концентратору с помощью кабеля. Этот концентратор является центральным узлом, и все остальные узлы подключены к центральному узлу. Концентратор может быть пассивным по своей природе, т. Е. Не интеллектуальным концентратором, таким как устройства вещания, в то же время концентратор может быть интеллектуальным, известным как активный концентратор. В активных концентраторах есть повторители.

Рисунок 2. Топология "звезда" с четырьмя системами, подключенными к одной точке подключения, т. е. концентратору.

  • Если N устройств подключены друг к другу по топологии "звезда", то количество кабелей, необходимых для их соединения, равно N. Таким образом, это легко настроить.
  • Каждому устройству требуется только 1 порт, то есть для подключения к концентратору, поэтому общее количество необходимых портов равно N.
  • Если концентратор (концентратор), на котором основана вся топология, выйдет из строя, вся система выйдет из строя.
  • Стоимость установки высока.
  • Производительность зависит от одного концентратора, т. е. концентратора.

c) Топология шины:

Топология «шина» – это тип сети, в котором каждый компьютер и сетевое устройство подключены к одному кабелю. Он передает данные от одного конца к другому в одном направлении. В шинной топологии нет двунаправленной функции. Это многоточечное соединение и ненадежная топология, потому что в случае отказа магистрали происходит сбой топологии.

Рис. 3. Топология шины с общим магистральным кабелем. Узлы подключены к каналу через линии сброса.

  • Если N устройств подключены друг к другу в шинной топологии, то количество кабелей, необходимых для их соединения, равно 1, что называется магистральным кабелем, и требуется N ответвлений.
  • Стоимость кабеля меньше по сравнению с другими топологиями, но он используется для построения небольших сетей.
  • Если общий кабель выйдет из строя, вся система выйдет из строя.
  • Если сетевой трафик большой, количество конфликтов в сети увеличивается. Чтобы избежать этого, на уровне MAC используются различные протоколы, известные как Pure Aloha, Slotted Aloha, CSMA/CD и т. д.
  • Очень низкий уровень безопасности.

d) Кольцевая топология:

В этой топологии он образует кольцо, соединяющее устройства ровно с двумя соседними устройствами.

Для кольцевой топологии с большим количеством узлов используется ряд повторителей, потому что если кто-то хочет отправить какие-то данные на последний узел в кольцевой топологии со 100 узлами, то данные должны будут пройти через 99 узлов до достичь 100-го узла. Следовательно, для предотвращения потери данных в сети используются повторители.

Передача является однонаправленной, но ее можно сделать двунаправленной при наличии 2 соединений между каждым сетевым узлом. Это называется топологией двойного кольца.

Рисунок 4. Кольцевая топология включает 4 станции, каждая из которых образует кольцо.

  1. Одна станция известна как станция мониторинга, которая берет на себя всю ответственность за выполнение операций.
  2. Для передачи данных станция должна удерживать токен. После завершения передачи токен должен быть выпущен для использования другими станциями.
  3. Если ни одна станция не передает данные, токен будет циркулировать по кольцу.
  4. Существует два типа методов выпуска маркеров: ранний выпуск маркера высвобождает маркер сразу после передачи данных, а выпуск маркера с задержкой высвобождает маркер после получения подтверждения от получателя.
  • В этом типе топологии вероятность коллизии минимальна.
  • Недорогая установка и расширение.
  • Устранение неполадок в этой топологии затруднено.
  • Добавление или удаление станций между ними может нарушить всю топологию.
  • Менее безопасный.

e) Топология дерева:

Эта топология является разновидностью топологии "звезда". Эта топология имеет иерархический поток данных.

Сетевые топологии описывают методы сопоставления всех элементов сети. Термин топология относится как к физической, так и к логической структуре сети.

В этом руководстве по топологии сети мы объясним:

Типы сетевых топологий

Два основных типа сетевых топологий в компьютерных сетях: 1) физическая топология 2) логическая топология

Физическая топология:

Этот тип сети представляет собой реальную схему компьютерных кабелей и других сетевых устройств

Логическая топология:

Логическая топология дает представление о физическом устройстве сети.

  • Топология P2P
  • Топология шины
  • Кольцевая топология
  • Топология "звезда"
  • Топология дерева
  • Сетчатая топология
  • Гибридная топология

Точка-точка (P2P)

Топология "точка-точка" — самая простая из всех сетевых топологий. В этом методе сеть представляет собой прямую связь между двумя компьютерами.

Преимущества:

  • Это быстрее и надежнее, чем другие типы подключений, поскольку существует прямое подключение.
  • Нет необходимости в сетевой операционной системе.
  • Не требуется дорогостоящий сервер, поскольку для доступа к файлам используются отдельные рабочие станции.
  • Нет необходимости в специализированных сетевых специалистах, поскольку каждый пользователь устанавливает свои разрешения.

Недостатки:

  • Самый большой недостаток заключается в том, что его можно использовать только на небольших участках, где компьютеры находятся в непосредственной близости.
  • Вы не можете создавать резервные копии файлов и папок централизованно.
  • Нет никакой защиты, кроме разрешений. Пользователям часто не требуется входить на свои рабочие станции.

Топология шины

В топологии шины используется один кабель, соединяющий все включенные узлы. Основной кабель действует как стержень для всей сети. Один из компьютеров в сети выступает в роли компьютерного сервера. Когда у него две конечные точки, это называется топологией линейной шины.

Преимущества:

Вот преимущества и преимущества использования топологии шины:

  • Стоимость кабеля намного меньше по сравнению с другими топологиями, поэтому он широко используется для построения небольших сетей.
  • Известны для сетей LAN, поскольку они недороги и просты в установке.
  • Он широко используется, когда сетевая установка небольшая, простая или временная.
  • Это одна из пассивных топологий. Таким образом, компьютеры на шине только прослушивают отправляемые данные и не несут ответственности за перемещение данных с одного компьютера на другой.

Недостатки:

Вот минусы/недостатки шинной топологии:

  • В случае отказа общего кабеля вся система рухнет.
  • При интенсивном сетевом трафике в сети возникают коллизии.
  • При интенсивном сетевом трафике или слишком большом количестве узлов время работы сети значительно снижается.
  • Кабели всегда имеют ограниченную длину.

Топология кольца

В кольцевой сети каждое устройство имеет ровно два соседних устройства для связи. Это называется кольцевой топологией, поскольку ее формирование похоже на кольцо. В этой топологии каждый компьютер подключен к другому компьютеру. Здесь последний узел объединяется с первым.

В этой топологии для передачи информации с одного компьютера на другой используется токен. В этой топологии все сообщения проходят через кольцо в одном направлении.

Преимущества:

Вот плюсы и преимущества кольцевой топологии:

  • Простота установки и перенастройки.
  • Для добавления или удаления кольцевой топологии устройства необходимо переместить только два подключения.
  • Процесс устранения неполадок в кольцевой топологии затруднен.
  • Отказ одного компьютера может нарушить работу всей сети.
  • Предлагает равный доступ ко всем компьютерам в сети.
  • Ускоренная проверка и подтверждение ошибок.

Недостатки:

Вот недостатки/минусы кольцевой топологии:

  • Однонаправленный трафик.
  • Нарушение одного кольца может привести к нарушению работы всей сети.
  • Современные высокоскоростные локальные сети сделали эту топологию менее популярной.
  • В кольце постоянно циркулируют топологические сигналы, что приводит к нежелательному энергопотреблению.
  • Устранить неполадки в кольцевой сети очень сложно.
  • Добавление или удаление компьютеров может нарушить сетевую активность.

Топология «звезда»

В звездообразной топологии все компьютеры соединяются с помощью концентратора. Этот кабель называется центральным узлом, и все остальные узлы подключаются через этот центральный узел. Он наиболее популярен в локальных сетях, поскольку он недорог и прост в установке.

Преимущества:

Вот плюсы/преимущества стартовой топологии:

  • Простота устранения неполадок, настройки и изменения.
  • Затрагиваются только те узлы, на которых произошел сбой. Другие узлы все еще работают.
  • Высокая производительность при небольшом количестве узлов и очень низком сетевом трафике.
  • В топологии «звезда» добавление, удаление и перемещение устройств очень просто.

Недостатки:

Вот минусы/недостатки использования Star:

  • В случае сбоя концентратора или концентратора подключенные узлы отключаются.
  • Стоимость установки звездообразной топологии высока.
  • Интенсивный сетевой трафик иногда может значительно замедлить работу шины.
  • Производительность зависит от пропускной способности концентратора.
  • Поврежденный кабель или отсутствие надлежащего подключения могут привести к выходу из строя сети.

Топология сетки

Ячеистая топология имеет уникальную структуру сети, в которой каждый компьютер в сети подключается ко всем остальным. Он развивает соединение P2P (точка-точка) между всеми устройствами сети. Он предлагает высокий уровень резервирования, поэтому даже в случае отказа одного сетевого кабеля данные все равно будут иметь альтернативный путь для достижения места назначения.

Типы топологии сетки:

  • Частичноячеистая топология. В этом типе топологии большинство устройств подключаются почти так же, как и в полной топологии. Единственная разница в том, что к нескольким устройствам подключено всего два или три устройства.

  • Полноячеистая топология. В этой топологии все узлы или устройства напрямую связаны друг с другом.

Преимущества:

Вот плюсы и преимущества сетчатой ​​топологии

  • Сеть можно расширять, не нарушая работу текущих пользователей.
  • Требуются дополнительные возможности по сравнению с другими топологиями локальных сетей.
  • Проблем с трафиком нет, так как узлы имеют выделенные каналы.
  • Выделенные ссылки помогут вам решить проблему с трафиком.
  • Сетчатая топология надежна.
  • Он имеет несколько ссылок, поэтому, если какой-либо отдельный маршрут заблокирован, для передачи данных следует использовать другие маршруты.
  • Связи P2P упрощают процесс выявления неисправностей.
  • Это поможет вам избежать сбоев сети, подключив все системы к центральному узлу.
  • Каждая система имеет свою конфиденциальность и безопасность.

Недостатки:

  • Установка сложна, поскольку каждый узел подключен к каждому узлу.
  • Это дорого из-за использования большего количества кабелей. Неправильное использование систем.
  • Сложная реализация.
  • Для выделенных ссылок требуется больше места.
  • Из-за количества кабелей и количества входов-выходов это дорого реализовать.
  • Для прокладки кабелей требуется много места.

Топология дерева

В древовидной топологии есть корневой узел, а все остальные узлы связаны между собой, образуя иерархию. Поэтому она также известна как иерархическая топология.Эта топология объединяет различные топологии типа «звезда» в одну шину, поэтому она известна как топология «звезда». Топология дерева – очень распространенная сеть, похожая на топологию "шина" и "звезда".

Преимущества:

Вот плюсы и преимущества древовидной топологии:

  • Отказ одного узла никогда не повлияет на остальную часть сети.
  • Расширение узла выполняется быстро и легко.
  • Обнаружение ошибки — простой процесс
  • Эта программа проста в управлении и обслуживании.

Недостатки:

Вот минусы/недостаток древовидной топологии:

  • Топология с большим количеством кабелей.
  • Если будет добавлено больше узлов, их обслуживание будет затруднено.
  • Если концентратор или концентратор выходит из строя, подключенные узлы также отключаются.

Гибридная топология

Гибридная топология объединяет две или более топологий. Вы можете видеть в приведенной выше архитектуре таким образом, что получившаяся сеть не демонстрирует ни одну из стандартных топологий.

Например, на изображении выше видно, что в офисе одного отдела используется топология "звезда" и P2P. Гибридная топология всегда создается при соединении двух различных базовых сетевых топологий.

Преимущества:

Вот преимущества/плюсы использования гибридной топологии:

  • Предлагает самый простой способ обнаружения ошибок и устранения неполадок.
  • Высокоэффективная и гибкая топология сети.
  • Он масштабируется, поэтому вы можете увеличить размер сети.

Недостатки:

  • Дизайн гибридной топологии сложен
  • Это один из самых дорогостоящих процессов.

Как выбрать топологию сети?

Вот несколько важных соображений по выбору наилучшей топологии для создания сети в вашей организации:

Топология сети — это схематическое описание устройства сети, соединяющего различные узлы (отправитель и получатель) через соединительные линии.

Топология BUS

Топология «шина» – это тип сети, в котором каждый компьютер и сетевое устройство подключены к одному кабелю. Когда у него ровно две конечные точки, это называется топологией линейной шины.

Особенности топологии шины

  1. Он передает данные только в одном направлении.
  2. Каждое устройство подключено к одному кабелю.

Преимущества шинной топологии

  1. Это экономично.
  2. Требуется минимум кабеля по сравнению с другой топологией сети.
  3. Используется в небольших сетях.
  4. Это легко понять.
  5. Легко расширить соединение двух кабелей вместе.

Недостатки шинной топологии

  1. Отказ кабелей приводит к отказу всей сети.
  2. Если сетевой трафик интенсивен или узлов больше, производительность сети снижается.
  3. Кабель имеет ограниченную длину.
  4. Это медленнее, чем кольцевая топология.

Топология КОЛЬЦА

Это называется кольцевой топологией, потому что она образует кольцо, когда каждый компьютер подключается к другому компьютеру, причем последний подключается к первому. Ровно два соседа для каждого устройства.

Особенности кольцевой топологии

  1. Для кольцевой топологии с большим количеством узлов используется несколько повторителей, потому что если кто-то хочет отправить данные на последний узел в кольцевой топологии со 100 узлами, то данные должны будут пройти через 99 узлов, чтобы достичь 100-й узел. Поэтому для предотвращения потери данных в сети используются повторители.
  2. Передача является однонаправленной, но ее можно сделать двунаправленной при наличии 2 соединений между каждым сетевым узлом. Это называется топологией двойного кольца.
  3. В топологии двойного кольца формируются две кольцевые сети, потоки данных в которых идут в противоположном направлении. Кроме того, в случае сбоя одного кольца второе кольцо может выступать в качестве резервного, чтобы поддерживать сеть в рабочем состоянии.
  4. Данные передаются последовательно, побитно. Передаваемые данные должны пройти через каждый узел сети до узла назначения.

Преимущества кольцевой топологии

  1. На передающую сеть не влияет высокий трафик или добавление дополнительных узлов, так как только узлы, имеющие токены, могут передавать данные.
  2. Недорогая установка и расширение

Недостатки кольцевой топологии

  1. Устранение неполадок в кольцевой топологии затруднено.
  2. Добавление или удаление компьютеров нарушает сетевую активность.
  3. Отказ одного компьютера нарушает работу всей сети.

Топология STAR

В этом типе топологии все компьютеры подключены к одному концентратору через кабель. Этот концентратор является центральным узлом, и все остальные узлы подключены к центральному узлу.

Особенности звездообразной топологии

  1. Каждый узел имеет собственное выделенное соединение с концентратором.
  2. Hub действует как повторитель потока данных.
  3. Можно использовать с витой парой, оптическим волокном или коаксиальным кабелем.

Преимущества звездообразной топологии

  1. Высокая производительность благодаря небольшому количеству узлов и низкому сетевому трафику.
  2. Hub можно легко обновить.
  3. Легко устранять неполадки.
  4. Простота настройки и изменения.
  5. Затрагивается только тот узел, который вышел из строя, остальные узлы могут работать без сбоев.

Недостатки звездообразной топологии

  1. Стоимость установки высока.
  2. Дорого в использовании.
  3. Если концентратор выходит из строя, вся сеть останавливается, поскольку все узлы зависят от концентратора.
  4. Производительность зависит от концентратора, то есть от его емкости.

Топология MESH

Это двухточечное соединение с другими узлами или устройствами. Все узлы сети связаны друг с другом. Mesh имеет n(n-1)/2 физических каналов для связи n устройств.

Существует два метода передачи данных по топологии Mesh:

Топология MESH: маршрутизация

При маршрутизации узлы имеют логику маршрутизации в соответствии с требованиями сети. Подобно логике маршрутизации, чтобы направить данные к месту назначения по кратчайшему расстоянию. Или логика маршрутизации, у которой есть информация о неработающих ссылках, и она избегает этих узлов и т. д. У нас даже может быть логика маршрутизации для перенастройки отказавших узлов.

Топология MESH: флуд

При лавинной рассылке одни и те же данные передаются на все узлы сети, поэтому логика маршрутизации не требуется. Сеть надежная, и очень маловероятно, что данные будут потеряны. Но это приводит к нежелательной нагрузке на сеть.

Типы топологии сетки

  1. Частично ячеистая топология. В этой топологии некоторые системы подключаются так же, как и в ячеистой топологии, но некоторые устройства подключаются только к двум или трем устройствам.
  2. Полноячеистая топология: все без исключения узлы или устройства связаны друг с другом.

Особенности сетчатой ​​топологии

  1. Полностью подключен.
  2. Надежный.
  3. Не гибкий.

Преимущества сетчатой ​​топологии

  1. Каждое соединение может нести собственную нагрузку данных.
  2. Он надежный.
  3. Неисправность легко диагностируется.
  4. Обеспечивает безопасность и конфиденциальность.

Недостатки сетчатой ​​топологии

  1. Установка и настройка сложны.
  2. Стоимость кабеля выше.
  3. Требуется массовая проводка.

Топология ДЕРЕВА

У него есть корневой узел, и все остальные узлы связаны с ним, образуя иерархию. Ее также называют иерархической топологией. Он должен иметь как минимум три уровня иерархии.

Особенности топологии дерева

  1. Идеально, если рабочие станции расположены группами.
  2. Используется в глобальной сети.

Преимущества древовидной топологии

  1. Расширение шинных и звездообразных топологий.
  2. Расширение узлов возможно и просто.
  3. Простота управления и обслуживания.
  4. Обнаружение ошибок выполняется легко.

Недостатки древовидной топологии

  1. Слишком много кабелей.
  2. Дорого.
  3. Если будет добавлено больше узлов, обслуживание будет затруднено.
  4. Отказ центрального концентратора, отказ сети.

ГИБРИДНАЯ топология

Это два разных типа топологий, представляющих собой смесь двух или более топологий. Например, если в офисе в одном отделе используется топология «кольцо», а в другом топология «звезда», соединение этих топологий приведет к гибридной топологии (топология «кольцо» и топология «звезда»).

Геометрическое представление того, как компьютеры связаны друг с другом, называется топологией. Существует пять типов топологии: сетка, звезда, шина, кольцо и гибрид.

Типы топологии

Существует пять типов топологии компьютерных сетей:

1. Топология сетки
2. Топология «звезда»
3. Топология шины
4. Кольцевая топология
5.Гибридная топология

Топология сетки


В ячеистой топологии каждое устройство подключается ко всем другим устройствам в сети через выделенный двухточечный канал. Когда мы говорим «выделенный», это означает, что по ссылке передаются данные только для двух подключенных устройств. Допустим, у нас есть n устройств в сети, тогда каждое устройство должно быть подключено к (n-1) устройствам сети. Количество каналов в ячеистой топологии из n устройств будет равно n(n-1)/2.

Преимущества сетчатой ​​топологии

<р>1. Нет проблем с трафиком данных, так как между двумя устройствами существует выделенная линия, что означает, что ссылка доступна только для этих двух устройств.
2. Сетчатая топология надежна и надежна, поскольку сбой одного канала не влияет на другие каналы и связь между другими устройствами в сети.
3. Сетчатая топология безопасна, поскольку существует двухточечная связь, поэтому несанкционированный доступ невозможен.
4. Обнаружение неисправности легко.

Недостатки сетчатой ​​топологии

<р>1. Количество проводов, необходимых для подключения каждой системы, утомительно и вызывает головную боль.
2. Поскольку каждое устройство должно быть подключено к другим устройствам, количество требуемых портов ввода-вывода должно быть огромным.
3. Проблемы с масштабируемостью, поскольку устройство не может быть подключено к большому количеству устройств с помощью выделенной двухточечной связи.

Топология «звезда»


В звездообразной топологии каждое устройство в сети подключено к центральному устройству, называемому концентратором. В отличие от топологии Mesh, топология «звезда» не допускает прямой связи между устройствами, устройство должно обмениваться данными через концентратор. Если одно устройство хочет отправить данные на другое устройство, оно должно сначала отправить данные на концентратор, а затем концентратор передаст эти данные на назначенное устройство.

Преимущества топологии «звезда»

<р>1. Менее дорого, поскольку каждому устройству нужен только один порт ввода-вывода, и оно должно быть подключено к концентратору одним каналом.
2. Легче установить
3. Требуется меньшее количество кабелей, поскольку каждое устройство должно быть подключено только к концентратору.
4. Надежный, если одна ссылка не работает, другие ссылки будут работать нормально.
5. Простое обнаружение ошибок, потому что ссылка может быть легко идентифицирована.

Недостатки топологии «звезда»

<р>1. Если хаб выходит из строя, все падает, ни одно устройство не может работать без хаба.
2. Hub требует больше ресурсов и регулярного обслуживания, потому что это центральная система звездообразной топологии.

Топология шины


В шинной топологии есть основной кабель, и все устройства подключаются к этому основному кабелю через ответвительные линии. Существует устройство под названием ответвитель, которое соединяет отводную линию с основным кабелем. Поскольку все данные передаются по основному кабелю, существует ограничение на количество ответвлений и расстояние, которое может иметь основной кабель.

Преимущества шинной топологии

<р>1. Простая установка, каждый кабель должен быть подключен к магистральному кабелю.
2. Требуется меньше кабелей, чем в ячеистой или звездообразной топологии

Недостатки шинной топологии

<р>1. Трудно в обнаружении неисправности.
2. Не масштабируется, так как существует ограничение на количество узлов, которые можно подключить с помощью магистрального кабеля.

Топология кольца


В кольцевой топологии каждое устройство связано с двумя устройствами по обе стороны от него. Устройство имеет два выделенных соединения «точка-точка» с устройствами по обе стороны от него. Эта структура образует кольцо, поэтому она известна как кольцевая топология. Если устройство хочет отправить данные другому устройству, оно отправляет данные в одном направлении, каждое устройство в кольцевой топологии имеет повторитель, если полученные данные предназначены для другого устройства, то повторитель пересылает эти данные до тех пор, пока предполагаемое устройство не получит их.< /p>

Преимущества кольцевой топологии

<р>1. Простота установки.
2. Управлять проще, так как для добавления или удаления устройства из топологии требуется изменить только две ссылки.

Недостатки кольцевой топологии

<р>1. Сбой канала может привести к сбою всей сети, поскольку сигнал не будет распространяться из-за сбоя.
2. Проблемы с трафиком данных, так как все данные циркулируют по кольцу.

Гибридная топология


Комбинация двух или более топологий называется гибридной топологией.Например, сочетание топологии "звезда" и "сетка" называется гибридной топологией.

Преимущества гибридной топологии

<р>1. Мы можем выбрать топологию на основе требований, например, масштабируемость является нашей заботой, тогда мы можем использовать звездообразную топологию вместо шинной технологии.
2. Масштабируемость, так как мы можем дополнительно подключить другие компьютерные сети к существующим сетям с другой топологией.

Недостатки гибридной топологии

<р>1. Обнаружение неисправности затруднено.
2. Установка сложная.
3. Дизайн сложный, поэтому обслуживание дорогое, а значит дорогое.

Читайте также: