1 ТОПОЛОГІЯ ЛОКАЛЬНИХ МЕРЕЖ
Залежно від обраного типу зв'язку розрізняють відповідний вид топології [4-6].
Під фізичною топологією розуміється фізичне розташування комп'ютерів мережі один щодо одного та спосіб з'єднання їх лініями зв'язку (як провідними, так і бездротовими).
Конфігурація фізичних зв'язків може відрізнятись від конфігурації логічних зв'язків між вузлами мережі. У цьому випадку під логічною топологією розуміють структуру логічних зв'язків, що є маршрутами передачі даних між вузлами мережі, які утворюються відповідним настроюванням комунікаційного обладнання.
Під повнозв'язною топологією розуміється мережа, у якій кожен комп'ютер мережі пов'язані з іншими. Всі інші варіанти засновані на неповнозв'язних топологіях, коли для обміну даними між двома комп'ютерами може знадобитися проміжна передача даних через інші мережі, наприклад, топології типу "шина", "зірка", "кільце", "дерево", "сітка" (мал. 1.1).
Насправді нерідко використовують і комбінації базових топологій, але більшість мереж орієнтовані топології виду «шина», «зірка», «кільце».
Загальна шина (рис. 1.1 а) є дуже поширеною (а донедавна найпоширенішою) топологією для локальних мереж. В цьому випадку комп'ютери підключаються до одного коаксіального кабелю за схемою "монтажного АБО". Інформація, що передається, може поширюватися в обидві сторони. Застосування загальної шини знижує вартість проведення, уніфікує підключення різних модулів, забезпечує можливість миттєвого широкомовного звернення до всіх станцій мережі. Таким чином, основними перевагами такої схеми є дешевизна та простота розведення кабелю за приміщеннями. Найсерйозніший недолік загальної шини полягає в її низькійнадійності: будь-який дефект кабелю або якогось із численних роз'ємів повністю паралізує всю мережу. На жаль, дефект коаксіального роз'єму рідкістю не є. Іншим недоліком загальної шини є її невисока продуктивність, тому що при такому способі підключення в кожний момент часу лише один комп'ютер може передавати дані до мережі. Тому пропускна спроможність каналу зв'язку завжди ділиться між усіма вузлами мережі.
Малюнок 1.1 – Види топологій: а – шина, б – зірка, в – кільце, г – дерево (ієрархічна зірка), д – сітка
Топологія зірки (рис. 1.1 б). У цьому випадку кожен комп'ютер підключається окремим кабелем до спільного пристрою, який називається концентратором, який знаходиться в центрі мережі. У функції концентратора входить напрямок переданої комп'ютером інформації одному чи всім іншим комп'ютерам мережі. Головна перевага цієї топології перед загальною шиною — значно більша надійність. Будь-які неприємності з кабелем стосуються лише комп'ютера, до якого цей кабель приєднаний, і лише несправність концентратора може вивести з ладу всю мережу. Крім того, концентратор може відігравати роль інтелектуального фільтра інформації, що надходить від вузлів у мережу, та при необхідності блокувати заборонені адміністратором передачі.
До недоліків топології типу зірка належить вища вартість мережного устаткування через необхідність придбання концентратора. Крім того, можливості нарощування кількості вузлів у мережі обмежуються кількістю портів концентратора. Іноді є сенс будувати мережу з використанням кількох концентраторів, ієрархічно з'єднаних між собою зв'язками типу зірка (рис. 1.1 г). В даний час ієрархічна зірка є найпоширенішимтипом топології зв'язків як і локальних, і глобальних мережах.
Виходячи з визначення, поняття топології багатозначно, так, наприклад, топологія мережі визначає не тільки фізичне розташування комп'ютерів, але, що важливіше, характер зв'язків між ними, особливості поширення сигналів по мережі. Саме характер зв'язків визначає ступінь стійкості до відмови мережі, необхідну складність мережевої апаратури, найбільш підходящий метод управління обміном, можливі типи середовищ передачі (каналів зв'язку), допустимий розмір мережі (довжина ліній зв'язку та кількість абонентів), необхідність електричного узгодження та багато іншого.
Коли згадується про топологію мережі, то можуть мати на увазі чотири зовсім різні поняття, що відносяться до різних рівнів мережевої архітектури [6]:
-фізична топологія (тобто схема розташування комп'ютерів та прокладання кабелів). У цьому сенсі, наприклад, пасивна зірка нічим не відрізняється від активної зірки, тому її часто називають просто «зіркою».
-логічна топологія (тобто структура зв'язків, характер поширення сигналів через мережу). Це, мабуть, найбільш правильне визначення топології.
-топологія управління обміном (тобто принцип і послідовність передачі права захоплення мережі між окремими комп'ютерами).
-інформаційна топологія (тобто напрямок потоків інформації, що передається по мережі).
Наприклад, мережа з фізичною та логічною топологією «шина» може як метод управління використовувати естафетну передачу права захоплення мережі (тобто бути в цьому сенсі кільцем) і одночасно передавати всю інформацію через один виділений комп'ютер (бути в цьому сенсі зіркою). Мережа з логічною топологією «шина» може мати фізичну топологію «зірка» (пасивна) або"дерево" (пасивне).
Мережа з будь-якою фізичною топологією, логічною топологією, топологією управління обміном може вважатися зіркою в сенсі інформаційної топології, якщо вона побудована на основі одного єдиного сервера та кількох клієнтів, які спілкуються тільки з цим сервером. У цьому випадку справедливі всі міркування про низьку відмовостійкість мережі до проблем центру (в даному випадку - сервера). Так само будь-яка мережа може бути названа шиною в інформаційному сенсі, якщо вона побудована з комп'ютерів, що є одночасно як серверами, так і клієнтами. Як і у випадку будь-якої іншої шини, така мережа буде мало чутливою до відмови окремих комп'ютерів.
Таким чином, ефективність побудови та розвитку локальних інформаційних мереж значною мірою залежить від правильності застосування розглянутих видів топологій на різних рівнях мережної архітектури.