Топологии локальных вычислительных сетей: типы и критерии выбора

Топология локальных сетей представляет собой электрическую или физическую конфигурацию соединений сети и кабельной системы. При помощи нее можно определить, к какой разновидности относится определенная сеть и каким образом все компьютеры в ней соединены. Также конфигурация учитывает целесообразность выбора определенного вида или модели построения сети. Кроме этого, локальные соединения могут подразделяться на несколько видов, которые желательно знать начинающим пользователям.

Что такое локальные сети

Компьютерная локальная сеть (компьютерная вычислительная сеть, ЛВС) — это набор программ и компьютеров, которые соединены между собой. В первую очередь признаком локальности является небольшое расстояние между устройствами. Наиболее часто подобного рода соединения могут существовать и использоваться в пределах одного учреждения или компании. Делается это для более быстрого и простого обмена информацией между сотрудниками.

Существует несколько видов ЛВС:

• Соединения, которые управляются центрально и имеют общий порядок и правила для всех абонентов, подключенных к нему;
• Одноранговое соединение. Основное определение такой сети — это индивидуальная политика и правила для каждого абонента, в которой он самостоятельно решает и классифицирует данные для общего пользования. В таком случае все подключенные устройства равноправны. Это может быть как достоинством, так и недостатком.

Любые сети создаются для общего доступа нескольких абонентов одновременно к всевозможным данным, программам. Например, один офис может использовать принтер, имеющий локальное соединение. В таком случае любой пользователь с собственного персонального компьютера или ноутбука сможет распечатать необходимый документ. Основным признаком локальности является нахождение и подключение только сотрудников одной компании. Кроме этого, все действия внутри соединения могут выполняться не в порядке очереди, а одновременно, независимо от количества участников.

Преимущества ЛВС:

• общий доступ к информации;
• обработка и хранение данных;
• передача определенных данных всем пользователям;
• контроль за действиями и выполнением различных задач.

Пассивное

Включает в себя следующие приборы:

• монтажные шкафы;
• кабели и каналы для них;
• панели для коммутации;
• информационные розетки.

Периферийное

К перечню этих приборов относятся:

• серверы;
• рабочие станции;
• принтеры, сканеры и др.

Активное

Это оборудование, от которого напрямую зависит функционирование ЛВС:

• коммутаторы;
• маршрутизаторы;
• специализированные медиаконвекторы.

Что понимается под топологией локальной сети

Топология локальной сети — это математическая модель, в которой вершины — это узлы, то есть компьютеры, серверы и др., а ребрами являются связи между этими узлами.

Топология подразделяется на несколько различных типов:

• описывающая направление информационных потоков внутри сетевого соединения (еще называется информационной);
• описывающая связи и их нахождение между узлами (физическая топология);
• рассматривающая перемещение сигнала в пределах физической топологии (логическая);
• определяющая принцип передачи прав на использование сети, то есть топология управления обменом.

Чем руководствоваться при выборе

При различных типах и принципах соединения можно получить совершенно разные свойства сети. Поэтому при подготовке и выборе нужно учесть все факторы, которые могут повлиять на качество и работоспособность конкретной конфигурации.

Пользовать должен оценить следующие параметры:

• состояние рабочих станций. Очень важна их корректная и исправная работа, поскольку определенные виды соединения сильно зависят от каждого подключенного устройства;
• корректная работа всех передающих устройств, к которым относятся роутеры, адаптеры и др., так как их неисправность может нарушить работу всего подключения;
• качество используемого соединения, то есть проводов и кабелей. Их различные повреждения могут нарушить работу всей сети или определенного участка;
• как можно больше ограничить расход кабеля по длине. Следует составлять схему соединения таким образом, чтобы провод расходовался как можно меньше. Это как удешевит схему, так и упростит подключение.

Виды ЛВС

На сегодняшний день топология ЛВС делится на два типа — полносвязная и неполносвязная. К первой относятся такие соединения, в которых любое сетевое устройство имеет непосредственную связь с другими. Является редко применяемым, поскольку вызывает сомнения в эффективности. Кроме этого, она очень громоздкая, так как каждое устройство должно работать в паре с большим количеством портов для коммутации и контакта со всеми другими приборами.

«Шина»

Представляет собой наиболее дешевый и простой способ подключения. В таком случае применяется всего лишь одна линия в виде коаксиального кабеля. Именно он является источником и проводником в обмене информацией между пользователями. Особенностью этого класса является наличие на каждом конце «шины» терминатора, который убирает возможные искажения передачи.

Положительные качества:

• соединенные приборы имеют одинаковые права;
• неисправность одного устройства никоим образом не влияет на работу других;
• минимальное использование провода;
• простое и доступное масштабирование соединения при работе.

Негативные качества:

• невысокая надежность соединения из-за проблем с разъемами проводов;
• один канал делится на всех пользователей, что снижает производительность;
• проблемы с нахождением поломок в связи с параллельным включением адаптеров;
• возможность использования в сети небольшого количества приборов.

«Звезда»

Данный вид соединения характеризуется наличием сервера, к которому подключаются все сетевые устройства. Доступ к информации и обмен ею происходит только при помощи центрального сервера.

Минусы:

• при поломке или сбое в сервере соединение полностью или частично теряет работоспособность, то есть нормальное функционирование зависит только от одного компьютера;
• большой расход провода, что повышает затраты.

Плюсы:

• полное отсутствие сетевых конфликтов при схеме с управлением одним компьютером;
• неисправность одного из устройств или повреждение кабеля не влияет на работу;
• максимально упрощенное сетевое оборудование. Это связано с тем, что только один ПК является главным;
• один из наиболее безопасных методов подключения, обладает свойствами простого контроля за сетью и позволяет максимально ограничить доступ «лишних» участников.

«Кольцо»

Соединение происходит за счет контакта одного рабочего узла с другими двумя: один отвечает за прием информации, а по второму осуществляется передача. Получается схема, в которой все устройства соединены в одно кольцо специальными каналами, применяемые для передачи информации. Выход одного узла соединен со входом другого, то есть информация, переданная из одной точки, попадает на начало кольца.

Положительные черты:

• возможность быстрого создания и настройки подобного рода подключения;
• простое масштабирование. В отличие от «шины», необходимо отключение сети при создании дополнительного узла;
• практически неограниченное количество пользователей;
• минимизация конфликтов в сети и высокая устойчивость;
• при наличии ретрансляции можно увеличивать топологию почти без ограничений.

Негативные качества:

• повреждение линии ограничивает работоспособность полной сети.

Ячеистая

Представленный тип является результатом удаления определенных связей из полносвязной топологии локальных сетей. В таком случае имеется возможность создания подключения с большим числом участников. В результате были созданы различные версии и конфигурации распространенных способов подключения, такие как: «решетка», двойное или тройное «кольцо», «дерево», «снежинка», сеть Клоза и др.

Смешанная

Такой тип получается в результате смешения нескольких схем соединений в одну. Она состоит из различных кластеров, которые в свою очередь могут быть стандартными топологиями.

Централизованная система

Представленный тип является наиболее распространенным и популярным.

Плюсы данного типа:

• высокая скорость работы сетевого соединения;
• одна система, отвечающая за безопасность;
• единая база данных;
• простота в контроле и управлении подключением.

Как и любая другая, такая система имеет свои минусы:

• сервер, требующий постоянного контроля и своевременного обслуживания;
• необходимость в наличии администратора центрального компьютера;
• высокая стоимость серверного оборудования.

Децентрализованная система

При ней каждый абонент имеет равные права со всеми остальными. Информация распределяется равномерно между всеми, а доступ к ней может быть открытым или закрытым каждым пользователем этого узла.

Система имеет свои положительные качества:

• простота в подключении и обслуживании соединения;
• невысокая стоимость оборудования и расходных материалов.

Кроме этого, присутствуют такие негативные качества:

• с каждым новым участником сети снижается общая производительность;
• нет общей системы безопасности;
• при отсутствии узла в сети или его выключении информация с него становится недоступной;
• отсутствует общая и единая база данных.

Топология локальных сетей делится на множество видов. Классификацию следует знать при необходимости создания сетевого подключения. В связи с различными свойствами каждого соединения важно выбрать наиболее подходящий тип под те или иные цели, а также взвесить все плюсы и минусы.

Подгорнов Илья ВладимировичВсё статьи нашего сайта проходят аудит технического консультанта. Если у Вас остались вопросы, Вы всегда их можете задать на его странице.