Бейне

Компьютерлік желінің топологиясы деп аталады. Желілік топологиялардың түрлері

«Топология» термині сипаттайды физикалық орналасуыкомпьютерлер, кабельдер және басқа желі компоненттері.

Топология – желінің негізгі орналасуын сипаттау үшін кәсіпқойлар қолданатын стандартты термин.

Физикалық орналасуды сипаттау үшін «топология» терминінен басқа мыналар да қолданылады:

физикалық орналасуы;

макет;

Диаграмма;

Желінің топологиясы оның сипаттамаларын анықтайды. Атап айтқанда, белгілі бір топологияны таңдау мыналарға әсер етеді:

қажетті құрамы желілік жабдық;

желілік жабдықтың сипаттамалары;

желіні кеңейту опциялары;

желіні басқару әдісі.

Ресурстарды ортақ пайдалану немесе басқа желілік тапсырмаларды орындау үшін компьютерлер бір-бірімен қосылған болуы керек. Осы мақсатта көп жағдайда кабель пайдаланылады (аз жиі - сымсыз желілер - инфрақызыл жабдық). Дегенмен, компьютерді басқа компьютерлерді қосатын кабельге жай ғана қосу жеткіліксіз. Әртүрлі желілік карталармен, желілік операциялық жүйелермен және басқа компоненттермен біріктірілген әртүрлі кабель түрлері компьютердің әртүрлі позицияларын қажет етеді.

Әрбір желі топологиясы бірқатар шарттарды жүктейді. Мысалы, ол кабельдің түрін ғана емес, оны төсеу әдісін де белгілей алады.

Негізгі топологиялар

жұлдыз
сақина

Компьютерлер бір кабель бойынша қосылған кезде топология шина деп аталады. Компьютерлер бір нүктеден немесе концентратордан шығатын кабель сегменттеріне қосылған кезде топология жұлдыз деп аталады. Егер компьютерлер қосылған кабель сақина түрінде жабық болса, бұл топология сақина деп аталады.

Шин.

«Шина» топологиясы көбінесе «сызықтық шина» (лайнербус) деп аталады. Бұл топология қарапайым және кең таралған топологиялардың бірі болып табылады. Ол желідегі барлық компьютерлер қосылған магистраль немесе сегмент деп аталатын бір кабельді пайдаланады.

Шина желісінде компьютерлер деректерді кабель арқылы электрлік сигналдар түрінде беру арқылы белгілі бір компьютерге бағыттайды.

Пішіндегі деректер электрлік сигналдаржелідегі барлық компьютерлерге беріледі; дегенмен, ақпаратты адресі осы сигналдарда шифрланған алушының мекенжайына сәйкес келетін адам алады. Сонымен қатар, кез келген уақытта тек бір компьютер ғана жібере алады.

Мәліметтер желіге бір ғана компьютер арқылы берілетіндіктен, оның өнімділігі шинаға қосылған компьютерлердің санына байланысты. Олар неғұрлым көп болса, желі соғұрлым баяу болады. Шина пассивті топология болып табылады. Бұл компьютерлер тек желі арқылы берілетін мәліметтерді «тыңдайды», бірақ оны жіберушіден алушыға жылжытпайды дегенді білдіреді. Сондықтан компьютерлердің біреуі істен шықса, басқаларының жұмысына әсер етпейді. Бұл топологияда деректер кабельдің бір ұшынан екіншісіне дейін бүкіл желіге таратылады. Ешқандай әрекет жасалмаса, кабельдің соңына жеткен сигналдар көрсетіледі және бұл басқа компьютерлердің жіберуіне жол бермейді. Сондықтан деректер тағайындалған жерге жеткеннен кейін электр сигналдары сөндірілуі керек. Ол үшін электр сигналдарын жұту үшін шиналық топологиясы бар желідегі кабельдің әр ұшында терминаторлар (штепсельдер деп те аталады) орнатылады.

Артықшылықтары: Қосымша белсенді жабдықтың жоқтығы (мысалы, қайталағыштар) мұндай желілерді қарапайым және арзан етеді.

Жергілікті желінің сызықтық топологиясының диаграммасы

Дегенмен, сызықтық топологияның кемшілігі желі өлшеміне, оның функционалдығына және кеңеюіне шектеулер болып табылады.

Сақина

Сақина топологиясында әрбір жұмыс станциясы екі жақын көршіге қосылған. Мұндай өзара байланыс контур немесе сақина түрінде жергілікті желіні құрайды. Мәліметтер шеңбер бойымен бір бағытта беріледі және әрбір станция өзіне адрестелген пакеттерді қабылдайтын және оларға жауап беретін және басқа пакеттерді келесіге жіберетін қайталағыш рөлін атқарады. жұмыс станциясы«төмен». Түпнұсқа сақиналы желіде барлық нысандар бір-бірімен байланысқан. Мұндай байланыс жабылуы керек еді. Пассивті «шина» топологиясынан айырмашылығы, мұнда әрбір компьютер сигналдарды күшейтіп, келесі компьютерге жіберетін қайталағыш қызметін атқарады. Бұл топологияның артықшылығы желінің болжамды жауап беру уақыты болды. Қоңырауда құрылғылар неғұрлым көп болса, желі сұрауларға соғұрлым ұзақ жауап береді. Оның ең маңызды кемшілігі, егер кем дегенде бір құрылғы сәтсіз болса, бүкіл желі жұмыс істеуден бас тартты.

Сақинаның айналасында мәліметтерді беру принциптерінің бірі деп аталады белгіні беру.Оның мәні мынада. Токен деректерді жібергісі келетін адам алғанша бір компьютерден екіншісіне дәйекті түрде беріледі. Таратушы компьютер маркерді өзгертеді, электрондық пошта мекенжайын деректерге енгізеді және оны сақинаның айналасында жібереді.

Бұл топологияны барлық желілік құрылғыларды қосу арқылы жақсартуға болады концентратор(Хаббасқа құрылғыларды қосатын құрылғы). Көрнекі түрде «түзетілген сақина физикалық тұрғыдан енді сақина емес, бірақ мұндай желіде деректер әлі де шеңберде беріледі.

Суретте тұтас сызықтар физикалық байланыстарды, ал нүктелі сызықтар деректерді беру бағытын көрсетеді. Осылайша, мұндай желі логикалық сақина топологиясына ие, ал физикалық тұрғыдан ол жұлдыз.

Жұлдыз

Жұлдызша топологиясында барлық компьютерлер кабель сегменттері арқылы қосылады орталық компонентконцентраты бар. Таратушы компьютерден сигналдар концентратор арқылы басқаларға түседі. Жұлдызды желілерде кабельдік және желі конфигурациясын басқару орталықтандырылған. Бірақ кемшілігі де бар: барлық компьютерлер орталық нүктеге қосылғандықтан, үлкен желілер үшін кабельді тұтыну айтарлықтай артады. Сонымен қатар, егер орталық компонент істен шықса, бүкіл желінің жұмысы бұзылады.

Артықшылығы: Бір компьютер істен шықса немесе бір компьютерді қосатын кабель істен шықса, тек сол компьютер сигналдарды қабылдап, жібере алмайды. Желідегі басқа компьютерлерге әсер етпейді. Желінің жалпы жылдамдығы тек шектелген өткізу қабілетіконцентратор.

Қазіргі жергілікті желілерде жұлдызша топологиясы басым. Мұндай желілер айтарлықтай икемді, оңай кеңейтілетін және желіге құрылғыларға қол жеткізу әдістері қатаң бекітілген күрделі желілермен салыстырғанда салыстырмалы түрде арзан. Осылайша, «жұлдыздар» ескірген және сирек қолданылатын сызықтық және сақиналы топологияларды ауыстырды. Сонымен қатар, олар топологияның соңғы түріне өтпелі сілтеме болды - ауысқан жұлдыздар e.

Коммутатор - көп портты белсенді желі құрылғысы. Коммутатор оған қосылған құрылғылардың аппараттық (немесе MAC-MediaAccessControl) мекенжайларын «есте сақтайды» және жіберушіден алушыға дейінгі уақытша жолдарды жасайды, олар бойынша деректер жіберіледі. Қалыпты жағдайда жергілікті желікоммутацияланған топологиямен коммутаторға бірнеше қосылымдар бар. Әрбір порт пен оған қосылған құрылғының өз өткізу қабілеттілігі (деректер жылдамдығы) болады.

Коммутаторлар желілердің жұмысын айтарлықтай жақсарта алады. Біріншіден, олар берілген желіде қол жетімді жалпы өткізу қабілеттілігін арттырады. Мысалы, 8 сымды қосқышта әрқайсысы 10 Мбит/с жылдамдықты қолдайтын 8 бөлек қосылым болуы мүмкін. Тиісінше, мұндай құрылғының өткізу қабілеті 80 Мбит/с құрайды. Біріншіден, коммутаторлар бір сегменттің бүкіл өткізу қабілеттілігін толтыра алатын құрылғылардың санын азайту арқылы желі өнімділігін арттырады. Осындай сегменттердің бірінде тек екі құрылғы бар: жұмыс станциясының желілік құрылғысы және коммутатор порты. Осылайша, сегіз емес, 10 Мбит/с өткізу қабілеті үшін тек екі құрылғы ғана «бәсекелесе» алады (өткізу қабілетін сегменттерге мұндай бөлуді қамтамасыз етпейтін қарапайым 8 портты хабты пайдаланған кезде).

Қорытындылай келе, физикалық байланыстар топологиясы (желілердің физикалық құрылымы) мен логикалық байланыстар топологиясы (желілердің логикалық құрылымы) арасында айырмашылық бар екенін айту керек.

Конфигурация физикалық байланыстаркомпьютерлердің электрлік қосылыстарымен анықталады және түйіндері компьютерлер мен байланыс жабдықтары болып табылатын график түрінде ұсынылуы мүмкін, ал жиектері түйіндердің жұптарын қосатын кабель сегменттеріне сәйкес келеді.

Логикалық байланыстаржелі арқылы ақпарат ағындарының жолдарын көрсетеді, олар байланыс жабдығын сәйкес конфигурациялау арқылы қалыптасады.

Кейбір жағдайларда физикалық және логикалық топологиялар сәйкес келеді, ал кейде сәйкес келмейді.

Суретте көрсетілген желі физикалық және логикалық топологияның сәйкессіздігінің мысалы болып табылады. Физикалық түрде компьютерлер ортақ шина топологиясы арқылы қосылған. Шинаға кіру кездейсоқ қол жеткізу алгоритмі бойынша емес, маркерді (токенді) қоңырау ретімен беру арқылы жүзеге асады: А компьютерінен В компьютеріне, В компьютерінен С компьютеріне және т.б. Мұнда таңбалауыштың өту реті енді физикалық сілтемелерді қайталамайды, бірақ желілік адаптерлердің логикалық конфигурациясымен анықталады. Компьютерлер басқа ретпен сақина құрайтындай етіп желілік адаптерлерді және олардың драйверлерін конфигурациялауға ештеңе кедергі келтірмейді, мысалы, B, A, C ... Физикалық құрылым өзгермейді.

Сымсыз желілер.

«Сымсыз» термині жаңылыстыруы мүмкін, себебі ол білдіреді толық болмауыжелідегі сымдар. Шындығында, сымсыз компоненттер әдетте кабельді тасымалдау ортасы ретінде пайдаланатын желімен өзара әрекеттеседі. Аралас компоненттері бар мұндай желі гибридті желі деп аталады.

Технологиясына байланысты сымсыз желілерді үш түрге бөлуге болады:

жергілікті компьютерлік желілер;

кеңейтілген жергілікті желілер;

ұялы желілер (ноутбуктар).

Тасымалдау әдістері:

инфрақызыл сәулелену;

тар спектрдегі радиотарату (бір жиілікті тарату);
шашыраңқы спектрдегі радиотарату.

Деректерді беру мен қабылдаудың осы әдістеріне қосымша мобильді желілерді, пакеттік радиобайланысты, ұялы желілерді және микротолқынды деректерді беру жүйелерін пайдалануға болады.

Қазіргі уақытта кеңсе желісі тек компьютерлер арасындағы байланыс емес. Қазіргі кеңсені компанияның қаржылық есептілігін де, персонал туралы ақпаратты да сақтайтын мәліметтер базасысыз елестету қиын. Үлкен желілерде, әдетте, деректер қорын қорғау мақсатында және оларға қол жеткізу жылдамдығын арттыру үшін мәліметтер қорын сақтау үшін бөлек серверлер қолданылады. Сондай-ақ, қазір заманауи кеңсені Интернетке қосылусыз елестету қиын. Схема нұсқасы сымсыз желікеңсесі суретте көрсетілген

Сонымен, қорытынды жасайық: болашақ желі мұқият жоспарланған болуы керек. Ол үшін келесі сұрақтарға жауап беріңіз:

Сізге желі не үшін қажет?

Сіздің желіңізде қанша пайдаланушы болады?

Желі қаншалықты жылдам кеңейеді?

Бұл желі Интернетке қосылуды қажет ете ме?

Желі пайдаланушыларын орталықтандырылған басқару қажет пе?

Осыдан кейін қағазға өрескел желі диаграммасын сызыңыз. Сіз желінің құны туралы ұмытпауыңыз керек.

Сіз және мен анықтағандай, топология жалпы желінің өнімділігін арттырудың маңызды факторы болып табылады. Негізгі топологияларды кез келген комбинацияда қолдануға болады. Әрбір топологияның күшті және әлсіз жақтары қажетті желі өнімділігіне әсер ететінін және бар технологияларға байланысты екенін түсіну маңызды. Желінің нақты орналасқан жері (мысалы, бірнеше ғимараттарда), кабельді пайдалану мүмкіндіктері, оны төсеу жолдары, тіпті оның түрі арасында тепе-теңдік сақталуы керек.

Компьютерлік желілер топологиясы

Желілердің әртүрлі типтері арасындағы маңызды айырмашылықтардың бірі олардың топологиясы болып табылады.

астында топология әдетте бір-біріне қатысты желі түйіндерінің салыстырмалы орнын түсінеді. Бұл жағдайда желілік түйіндерге компьютерлер, хабтар, коммутаторлар, маршрутизаторлар, кіру нүктелері және т.б.

Топология – желідегі түйіндер арасындағы физикалық байланыстардың конфигурациясы. Желінің сипаттамалары орнатылатын топология түріне байланысты. Атап айтқанда, белгілі бір топологияны таңдау мыналарға әсер етеді:

қажетті желілік жабдықтың құрамы туралы;
желілік жабдықтың мүмкіндіктері туралы;
желіні кеңейту мүмкіндігі туралы;
желіні басқару жолында.

Топологиялардың мынадай негізгі түрлері бар: қалқан, сақина, жұлдыз, тор топологиясы және тор. Қалғандары негізгі топологиялардың комбинациясы және аралас немесе гибридті деп аталады.

Шин. Шина топологиясы бар желілер сызықтық моноканалды пайдаланады ( коаксиалды кабель) ұштарында арнайы штепсельдер орнатылған мәліметтерді жіберу – терминаторлар (терминатор). Олар үшін қажет

Күріш. 6.1.

автобустан өткеннен кейін сигналды сөндіру үшін. Шина топологиясының кемшіліктеріне мыналар жатады:

кабель арқылы берілетін деректер барлық қосылған компьютерлерге қолжетімді;
автобус істен шыққан жағдайда бүкіл желі жұмысын тоқтатады.

Сақина- бұл әрбір компьютер басқа екеуіне байланыс желісі арқылы қосылған топология: ол бірінен ақпаратты алады, екіншісіне береді және келесі деректерді беру механизмін білдіреді: деректер бір компьютерден екінші компьютерге жеткенше ретімен беріледі. алушы компьютер. «Сақина» топологиясының кемшіліктері «шина» топологиясының кемшіліктерімен бірдей:

деректердің жалпыға қолжетімділігі;
кабельдік жүйенің зақымдалуының тұрақсыздығы.

Жұлдыздеп аталатын нақты анықталған орталығы бар жалғыз желі топологиясы болып табылады желі хабынемесе барлық басқа абоненттер қосылған «хаб» (хаб). Желінің функционалдығы осы хабтың күйіне байланысты. Жұлдыздық топологияда желідегі екі компьютер арасында тікелей байланыс болмайды. Бұл жалпыға ортақ деректердің қолжетімділігі мәселесін шешуге, сондай-ақ кабельдік жүйенің зақымдалуына төзімділікті арттыруға мүмкіндік береді.

Күріш. 6.2.

Күріш. 6.3. Жұлдыз топологиясы

топология болып табылады компьютерлік желі, желідегі әрбір жұмыс станциясы бір желідегі бірнеше жұмыс станцияларына қосылған. Ол жоғары ақауларға төзімділікпен, конфигурацияның күрделілігімен және кабельді шамадан тыс тұтынумен сипатталады. Әрбір компьютерде көп мүмкін тәсілдербасқа компьютерлермен байланыс. Кабельдің үзілуі екі компьютер арасындағы байланыстың жоғалуына әкелмейді.

Күріш. 6.4.

Тортүйіндері дұрыс көп өлшемді торды құрайтын топология болып табылады. Бұл жағдайда тордың әрбір шеті өз осіне параллель болады және осы ось бойымен көршілес екі түйінді қосады. Бір өлшемді тор – екі сыртқы түйінді (тек бір көршісі бар) белгілі бір ішкі түйіндер саны арқылы (олардың екі көршісі – сол және оң жағында) байланыстыратын тізбек. Екі сыртқы түйінді қосқанда «сақина» топологиясы алынады. Екі және үш өлшемді торлар суперкомпьютерлердің архитектурасында қолданылады.

FDDI негізіндегі желілер «қос сақина» топологиясын пайдаланады, осылайша жоғары сенімділік пен өнімділікке қол жеткізеді. Бір өлшемнен артық циклдік байланысқан көп өлшемді тор «торус» деп аталады.

(6.5-сурет) – компьютерлер арасында ерікті қосылымдары бар үлкен желілерде басым болатын топология. Мұндай желілерде ерікті түрде қосылған бөлек фрагменттерді ажыратуға болады ( ішкі желілер ), типтік топологиясы бар, сондықтан олар аралас топологиясы бар желілер деп аталады.

Көптеген желілік түйіндерді қосу үшін желілік күшейткіштер және (немесе) коммутаторлар қолданылады. Сондай-ақ белсенді концентраторлар қолданылады - бір уақытта күшейткіш функциялары бар қосқыштар. Іс жүзінде 8 немесе 16 жолды қосуды қамтамасыз ететін белсенді концентраторлардың екі түрі қолданылады.

Күріш. 6.5.

Коммутациялық құрылғының тағы бір түрі пассивті концентратор болып табылады, ол үш жұмыс станциясы үшін тармақталу желісін ұйымдастыруға мүмкіндік береді. Қосылған түйіндердің аз саны пассивті хаб күшейткішті қажет етпейтінін білдіреді. Мұндай концентраторлар жұмыс орнына дейінгі қашықтық бірнеше ондаған метрден аспайтын жағдайларда қолданылады.

Шина немесе сақина топологиясымен салыстырғанда аралас топология сенімдірек. Желі құрамдастарының бірінің істен шығуы көп жағдайда желінің жалпы өнімділігіне әсер етпейді.

Жоғарыда қарастырылған жергілікті желілердің топологиялары негізгі, яғни негізгі болып табылады. Нақты компьютерлік желілер берілген жергілікті желі шешуге арналған тапсырмаларға және оның ақпарат ағындарының құрылымына негізделеді. Осылайша, тәжірибеде топология компьютерлік желілертопологиялардың дәстүрлі түрлерінің синтезі болып табылады.

Қазіргі компьютерлік желілердің негізгі сипаттамалары

Желінің сапасы келесі қасиеттермен сипатталады: өнімділік, сенімділік, үйлесімділік, басқару мүмкіндігі, қауіпсіздік, кеңейту және масштабтау.

Негізгі мүмкіндіктерге оралу өнімділік желілерге мыналар жатады:

реакция уақыты - кез келген сұраудың пайда болуы арасындағы уақыт ретінде анықталатын сипаттама желі қызметіжәне оған жауап алу;
өткізу қабілеті – уақыт бірлігінде желі арқылы берілетін деректер көлемін көрсететін сипаттама;
беру кідірісі – желілік құрылғының кірісіне пакеттің келуі мен осы құрылғының шығысында пайда болуы арасындағы аралық.

Үшін сенімділікті бағалау желілер әртүрлі сипаттамаларды пайдаланады, соның ішінде:

қолжетімділік деңгейі, жүйені пайдалануға болатын уақыт бөлігін білдіреді;
қауіпсіздік, анау. жүйенің деректерді рұқсатсыз кіруден қорғау мүмкіндігі;
ақауларға төзімділік - жүйенің оның кейбір элементтерінің істен шығуы жағдайында жұмыс істеу қабілеті.

Кеңейту мүмкіндігі қосудың салыстырмалы түрде оңай екенін білдіреді жеке элементтержелілер (пайдаланушылар, компьютерлер, қолданбалар, қызметтер), желі сегменттерінің ұзындығын ұлғайту және бар жабдықты неғұрлым қуаттылармен ауыстыру.

Масштабтау мүмкіндігі желі өте кең диапазондағы түйіндер санын және байланыс ұзындығын арттыруға мүмкіндік береді, бұл ретте желі өнімділігі нашарлайды.

Мөлдірлік - пайдаланушыдан оның мәліметтерін жасыру үшін желінің қасиеті ішкі құрылғы, осылайша оның желідегі жұмысын жеңілдетеді.

Басқару мүмкіндігі желі желінің негізгі элементтерінің күйін орталықтандырылған бақылау, желінің жұмысы кезінде туындайтын проблемаларды анықтау және шешу, өнімділікті талдау және желінің дамуын жоспарлау мүмкіндігін білдіреді.

Үйлесімділік желі көптеген бағдарламалық және аппараттық құралдарды қоса алатынын білдіреді.

Кіріспе

1. Желілік топология туралы түсінік

2. Желінің негізгі топологиялары

2.3 Негізгі сақиналы желі топологиясы

3. Басқа ықтимал желі топологиялары

3.1 Ағаштық желі топологиясы

3.2 Біріктірілген желі топологиялары

3.3 «Тор» желі топологиясы

4. Топология ұғымының көп мағыналылығы

Қорытынды

Библиография

Кіріспе

Бүгінгі таңда адам қызметін компьютерлік желілерді пайдаланбай елестету мүмкін емес.

Компьютерлік желі – бұл бір-бірімен өзара әрекеттесетін кемінде екі компьютерден тұратын таратылған ақпаратты өңдеу жүйесі. арнайы құралдарбайланыстар.

Компьютерлердің қашықтығына және масштабына қарай желілер шартты түрде жергілікті және ғаламдық болып бөлінеді.

Жергілікті желілер – қызмет провайдерлеріне жеткенге дейін жабық инфрақұрылымы бар желілер. «LAN» термині шағын кеңсе желісін де, бірнеше жүз гектар аумақты қамтитын үлкен зауыттық желіні де сипаттай алады. Жергілікті желілер әдетте ұйым ішінде орналастырылады, сондықтан оларды корпоративтік желілер деп те атайды.

Кейде желілерді бөледі аралық сынып- қалалық немесе аймақтық желі, яғни. қала, облыс ішіндегі желі және т.б.

Ғаламдық желі жергілікті желілерді де, басқа телекоммуникациялық желілер мен құрылғыларды да қоса алғанда, үлкен географиялық аймақтарды қамтиды. Ғаламдық желілер жергілікті желілермен бірдей мүмкіндіктерге ие. Бірақ олар өз ауқымын кеңейтеді. Ғаламдық желілерді пайдаланудың артықшылықтары ең алдымен жұмыс жылдамдығымен шектеледі: жаһандық желілер жергілікті желілерге қарағанда баяу жылдамдықпен жұмыс істейді.

Жоғарыда аталған компьютерлік желілердің ішінен желілердің архитектурасын, мәліметтерді беру әдістерін жақсы түсіну үшін назарымызды жергілікті желілерге аударайық. Ал ол үшін желі топологиясы сияқты нәрсені білу керек.

1. Желілік топология туралы түсінік

Топология – логикалық сипаттамаларымен бірге желінің физикалық конфигурациясы. Топология – желінің негізгі орналасуын сипаттау үшін қолданылатын стандартты термин. Әртүрлі топологиялардың қалай қолданылатынын түсіну арқылы әр түрлі желілердің қандай мүмкіндіктері бар екенін анықтауға болады.

Топологиялардың екі негізгі түрі бар:

физикалық

логикалық

Логикалық топология мәліметтерді тасымалдау кезінде желілік станциялардың өзара әрекеттесу ережелерін сипаттайды.

Физикалық топология сақтау құралдарының қосылу жолын анықтайды.

«Желі топологиясы» термині компьютерлердің, кабельдердің және басқа желі компоненттерінің физикалық орналасуын білдіреді. Желінің топологиясы оның сипаттамаларын анықтайды.

Белгілі бір топологияны таңдау мыналарға әсер етеді:

қажетті желілік жабдықтың құрамы

желілік жабдықтың сипаттамалары

желіні кеңейту опциялары

желіні басқару әдісі

Желінің конфигурациясы орталықтандырылмаған (кабель желідегі әрбір станцияның айналасында «жұмыс істегенде») немесе орталықтандырылған (әр станция кейбір құрылғыларға физикалық түрде қосылған кезде) болуы мүмкін. орталық құрылғыстанциялар арасында кадрлар мен пакеттерді тарататын). Орталықтандырылған конфигурацияның мысалы - сәулелерінің ұштарында орналасқан жұмыс станциялары бар жұлдыз. Орталықтандырылмаған конфигурация альпинистер тізбегіне ұқсайды, мұнда әрқайсысының байламдағы өз орны бар және барлығы бір арқанмен біріктірілген. Желілік топологияның логикалық сипаттамалары пакеттің желі арқылы тасымалданатын жолын анықтайды.

Топологияны таңдау кезінде оның сенімді және қамтамасыз ететінін ескеру қажет тиімді жұмысжелілер, ыңғайлы желілік деректер ағынын басқару. Сондай-ақ, желінің құру және қызмет көрсету құны жағынан арзан болғаны жөн, бірақ сонымен бірге оны одан әрі кеңейту және жақсырақ, жоғары жылдамдықты байланыс технологияларына көшу үшін мүмкіндіктер бар. Бұл оңай тапсырма емес! Оны шешу үшін желі топологияларының не екенін білу керек.

2. Желінің негізгі топологиялары

Көптеген желілер құрастырылған үш негізгі топология бар.

жұлдыз

сақина

Егер компьютерлер бір кабель бойынша қосылса, топология «шина» деп аталады. Компьютерлер бір нүктеден немесе концентратордан шығатын кабель сегменттеріне қосылған кезде топология жұлдыз деп аталады. Егер компьютерлер қосылған кабель сақина түрінде жабық болса, бұл топология сақина деп аталады.

Негізгі топологиялардың өзі күрделі болмаса да, іс жүзінде бірнеше топологиялардың қасиеттерін біріктіретін жеткілікті күрделі комбинациялар жиі кездеседі.

2.1 Шина желісінің топологиясы

Бұл топологияда барлық компьютерлер бір-бірімен бір кабель арқылы қосылған (1-сурет).

1-сурет – «шина» типті желі топологиясының диаграммасы

«Шина» топологиясы бар желіде компьютерлер деректерді кабель арқылы электрлік сигналдар – аппараттық MAC мекенжайлары түрінде беру арқылы белгілі бір компьютерге бағыттайды. Автобустағы компьютерлер арасындағы байланыс процесін түсіну үшін келесі ұғымдарды түсіну қажет:

сигнал беру

сигналдың шағылысуы

Терминатор

1. Сигнал беру

Электрлік сигналдар түріндегі мәліметтер желідегі барлық компьютерлерге беріледі; дегенмен, ақпаратты адресі осы сигналдарда шифрланған алушының мекенжайына сәйкес келетін адам ғана алады. Сонымен қатар, бір уақытта тек бір компьютер ғана жібере алады. Мәліметтер желіге бір ғана компьютер арқылы берілетіндіктен, оның өнімділігі шинаға қосылған компьютерлердің санына байланысты. Олардың саны неғұрлым көп болса, яғни. деректерді тасымалдауды күтетін компьютерлер неғұрлым көп болса, желі соғұрлым баяу болады. Дегенмен, желінің өткізу қабілеттілігі мен ондағы компьютерлер санының арасында тікелей байланысты шығару мүмкін емес. Өйткені, компьютерлер санына қоса, көптеген факторлар желі өнімділігіне әсер етеді, соның ішінде:

спецификациялар аппараттық құралжелідегі компьютерлер

компьютерлердің деректерді беру жиілігі

іске қосылған желілік қолданбалардың түрі

түрі желілік кабель

желідегі компьютерлер арасындағы қашықтық

Шина пассивті топология болып табылады. Бұл компьютерлер тек желі арқылы берілетін деректерді «тыңдайды», бірақ оны жіберушіден қабылдаушыға жылжытпайды дегенді білдіреді. Сондықтан компьютерлердің біреуі істен шықса, басқаларының жұмысына әсер етпейді. Белсенді топологияларда компьютерлер сигналдарды қалпына келтіреді және оларды желі арқылы жібереді.

2. Сигналдың шағылысуы

Деректер немесе электрлік сигналдар бүкіл желіде таралады - кабельдің бір шетінен екіншісіне дейін. Ешқандай арнайы әрекет жасалмаса, сигнал кабельдің соңына жеткенде көрсетіледі және басқа компьютерлердің берілуіне жол бермейді. Сондықтан деректер тағайындалған жерге жеткеннен кейін электр сигналдары сөндірілуі керек.

3. Терминатор

Электр сигналдарының шағылысуын болдырмау үшін кабельдің әрбір ұшында осы сигналдарды жұтатын тығындар (терминаторлар, терминаторлар) орнатылады (2-сурет). Желілік кабельдің барлық ұштары кабельдің ұзындығын арттыру үшін компьютер немесе баррель қосқышы сияқты бір нәрсеге қосылуы керек. Терминатор электр сигналдарының көрінуін болдырмау үшін кабельдің кез келген бос - қосылмаған ұшына қосылуы керек.

2-сурет - Терминаторды орнату

Желінің тұтастығының бұзылуы желі кабелі физикалық түрде үзілген немесе оның бір ұшы ажыратылған кезде үзілсе орын алуы мүмкін. Сондай-ақ кабельдің бір немесе бірнеше ұштарында терминаторлардың болмауы мүмкін, бұл кабельдегі электр сигналдарының шағылысуына және желінің тоқтатылуына әкеледі. Желі істен шықты. Желідегі компьютерлер өздігінен жұмыс істейді, бірақ сегмент бұзылғанша, олар бір-бірімен байланыса алмайды.

Бұл желі топологиясының артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Артықшылықтары мыналарды қамтиды:

қысқа желіні орнату уақыты

төмен құны (аз кабельдік және желілік құрылғыларды қажет етеді)

орнатудың қарапайымдылығы

жұмыс станциясының істен шығуы желінің жұмысына әсер етпейді

Мұндай топологияның кемшіліктері келесідей.

мұндай желілерді кеңейту қиын (желідегі компьютерлер санын және сегменттер санын көбейту - оларды қосатын кабельдің жеке бөліктері).

автобус ортақ болғандықтан, бір уақытта компьютерлердің біреуі ғана тасымалдай алады.

«шинасы» пассивті топология болып табылады - компьютерлер тек кабельді «тыңдайды» және желі арқылы беру кезінде әлсіреген сигналдарды қалпына келтіре алмайды.

шиналық топологиясы бар желінің сенімділігі жоғары емес. Электрлік сигнал кабельдің соңына жеткенде, ол (арнайы шаралар қабылданбаса) бүкіл желі сегментінің жұмысын бұза отырып, көрсетіледі.

Шина топологиясына тән мәселелер он жыл бұрын соншалықты танымал болған бұл желілердің қазір іс жүзінде пайдаланылмайтындығына әкелді.

Шина желісінің топологиясы 10 Мбит/с Ethernet логикалық топологиясы ретінде белгілі.

2.2 Жұлдыздық желінің негізгі топологиясы

Жұлдызша топологиясында барлық компьютерлер кабель сегменттері арқылы хаб деп аталатын орталық компонентке қосылады (3-сурет).

Таратушы компьютерден сигналдар концентратор арқылы басқаларға түседі.

Бұл топология таң ата пайда болды есептеу техникасыкомпьютерлер орталық, негізгі компьютерге қосылған кезде.

Дәріс 1 Желі топологиялары

Дәріс 1

Тақырып: Желілік топология. Адресация. Ауыстыру.

Желілік топология

Топология терминін екі ұғымға – физикалық топология және логикалық топологияға сілтеме жасау үшін қолдануға болады.

Физикалық топология – кабель бөліктері сияқты тасымалдау ортасының көмегімен компьютерлерді физикалық түрде қосу тәсілі.

Логикалық топология қолданылған физикалық топология бойынша деректерді беру кезінде сигнал қозғалысының нақты жолдарын анықтайды. Осылайша, логикалық топология желілік құрылғылар арасындағы деректер ағындарын беру жолдарын сипаттайды. Логикалық топология физикалық өткізгіштер мен құрылғылардың қосылу схемасын емес, беру бағыты мен әдісін анықтайды.

Физикалық байланыстардың топологиясы

Екі компьютерден көп болған кезде физикалық сілтемелердің немесе топологияның конфигурациясын таңдау мәселесі туындайды. Желінің топологиясы деп төбелері желінің соңғы түйіндеріне, ал шеттері олардың арасындағы электрлік және ақпараттық байланыстарға сәйкес келетін графиктің конфигурациясын түсінеді.

Қажетті желілік жабдықтың құрамы туралы;

Желілік жабдықтың сипаттамалары;

Желіні кеңейту опциялары;

Желіні басқару әдісі.

Әртүрлі топологиялар қалай қолданылатынын түсінсеңіз, әртүрлі желілердің қандай мүмкіндіктері бар екенін түсіне аласыз. Ресурстарды ортақ пайдалану немесе басқа желілік тапсырмаларды орындау үшін компьютерлер бір-бірімен қосылған болуы керек. Көптеген желілер осы мақсат үшін кабельді пайдаланады.

Дегенмен, компьютерді басқа компьютерлерді қосатын кабельге жай ғана қосу жеткіліксіз. Әртүрлі желілік карталармен, желілік операциялық жүйелермен және басқа компоненттермен біріктірілген кабельдердің әртүрлі түрлері компьютерлердің әртүрлі салыстырмалы орналасуын талап етеді.

Әрбір желі топологиясы бірқатар шарттарды жүктейді. Мысалы, ол кабельдің түрін ғана емес, оны төсеу әдісін де белгілей алады. Топология желідегі компьютерлердің өзара әрекеттесу жолын да анықтай алады. Топологиялардың әртүрлі түрлері өзара әрекеттесудің әртүрлі әдістеріне сәйкес келеді және бұл әдістер желіге үлкен әсер етеді.

Негізгі топологиялар

Барлық желілер үш негізгі топология негізінде құрылған:

Жалпы автобус (автобус);

Жұлдыз (жұлдыз);

Сақина (сақина).

Жалпы автобус

«Жалпы шина» топологиясы жиі «сызықтық шина» (сызықтық шина) деп аталады. Бұл топология қарапайым және кең таралған топологиялардың бірі болып табылады. Ол желідегі барлық компьютерлер қосылған магистраль немесе сегмент деп аталатын бір кабельді пайдаланады (3.1-сурет).

Күріш. 1. «Жалпы шина» топологиясы.

Компьютердің өзара әрекеттесуі

«Жалпы шина» желісінде компьютерлер деректерді кабель арқылы электрлік сигналдар түрінде беру арқылы белгілі бір компьютерге бағыттайды. Компьютерлердің автобуста қалай байланысатынын түсіну үшін келесі ұғымдарды түсіну керек:

сигнал беру;

сигналдың шағылысуы; Терминатор.

сигнал беру

Электрлік сигналдар түріндегі мәліметтер желідегі барлық компьютерлерге беріледі; дегенмен, ақпаратты алады, кімнің мекен-жайы сәйкес адресі алушының "шифрланған осы сигналдар. Сонымен қатар, кез келген уақытта, тек бір компьютер бере алады.

Мәліметтер желіге бір ғана компьютер арқылы берілетіндіктен, оның өнімділігі шинаға қосылған компьютерлердің санына байланысты. Олардың саны неғұрлым көп болса, яғни. деректерді тасымалдауды күтетін компьютерлер неғұрлым көп болса, желі соғұрлым баяу болады.

Дегенмен, желінің өткізу қабілеттілігі мен ондағы компьютерлер санының арасында тікелей байланысты шығару мүмкін емес. Өйткені, компьютерлер санына қоса, көптеген факторлар желі өнімділігіне әсер етеді, соның ішінде:

Желідегі компьютерлердің аппараттық құралдарының сипаттамасы;

Компьютерлердің мәліметтерді жіберу жиілігі;

Жұмыс істейтін желілік қолданбалардың түрі;

Желілік кабель түрі;

Желідегі компьютерлер арасындағы қашықтық.

сигналдың шағылысуы

Деректер немесе электрлік сигналдар кабельдің бір ұшынан екіншісіне дейін бүкіл желіде таралады. Ешқандай арнайы әрекет жасалмаса, сигнал кабельдің соңына жеткенде көрсетіледі және басқа компьютерлердің берілуіне жол бермейді. Сондықтан деректер тағайындалған жерге жеткеннен кейін электр сигналдары сөндірілуі керек.

Терминатор

Электр сигналдарының шағылысуын болдырмау үшін кабельдің әр ұшында осы сигналдарды қабылдау үшін терминаторлар орнатылады (3.2-сурет). Желілік кабельдің барлық ұштары кабельдің ұзындығын арттыру үшін компьютер немесе баррель қосқышы сияқты бір нәрсеге қосылуы керек. Терминатор электр сигналдарының көрінуін болдырмау үшін кабельдің кез келген бос - қосылмаған ұшына қосылуы керек.

Күріш. 2. Терминатор

Желінің тұтастығын бұзу

Желілік кабельдің үзілуі физикалық түрде үзілген немесе оның бір ұшы ажыратылған кезде орын алады. Сондай-ақ кабельдің бір немесе бірнеше ұштарында терминаторлардың болмауы мүмкін, бұл кабельдегі электр сигналдарының шағылысуына және желінің тоқтатылуына әкеледі. Желі істен шықты.

Желідегі компьютерлер өздігінен жұмыс істейді, бірақ сегмент бұзылғанша, олар бір-бірімен байланыса алмайды.

Жұлдыз

Жұлдызша топологиясында (3.3-сурет) барлық компьютерлер кабель сегменттері арқылы хаб деп аталатын орталық компонентке қосылған. Таратушы компьютерден сигналдар концентратор арқылы басқаларға түседі. Бұл топология есептеуіш техниканың алғашқы күндерінде, компьютерлер орталық, негізгі компьютерге қосылған кезде пайда болды.

3-сурет. «Жұлдыз» топологиясы.

Жұлдызды желілерде кабельдік және желі конфигурациясын басқару орталықтандырылған. Бірақ кемшілігі де бар: барлық компьютерлер орталық нүктеге қосылғандықтан, үлкен желілер үшін кабельді тұтыну айтарлықтай артады. Сонымен қатар, егер орталық компонент істен шықса, бүкіл желінің жұмысы бұзылады.

Соқтығыстар да осы топологияның негізгі кемшіліктерінің бірі болып табылады. Белгілі бір уақытта желідегі бір ғана машина деректерді жібере алады. Егер хабқа бір уақытта екі пакет келсе, соқтығыс орын алады: екі пакет де қабылданбайды, ал жіберушілер деректерді жіберуді жалғастыру үшін кездейсоқ уақыт кезеңін күтуі керек. Бұл кемшілік желілік құрылғыда бірнеше уақыттан бері жоқ жоғары деңгей- коммутатор, пакетті барлық порттарға беретін концентратордан айырмашылығы, тек белгілі бір портқа – алушыға беріледі. Бір уақытта бірнеше пакеттерді жіберуге болады. Қаншалығы коммутаторға байланысты.

Бірақ, егер тек бір компьютер (немесе оны хабқа қосатын кабель) істен шықса, тек осы компьютер желі арқылы деректерді жібере немесе қабылдай алмайды. Желідегі басқа компьютерлерге әсер етпейді.

Сақина

Сақина конфигурациясы бар желілерде деректер сақинаның айналасында бір компьютерден екіншісіне беріледі. «Сақинаның» басты артықшылығы - оның табиғаты бойынша артық қосылыстардың қасиеті бар. Шынында да, кез келген түйін жұбы мұнда екі жолмен қосылады - сағат тілімен және сағат тіліне қарсы. «Сақина» - ұйымдастыруға өте ыңғайлы конфигурация кері байланыс- деректер толық айналым жасап, бастапқы түйінге оралады. Сондықтан жіберуші бұл жағдайда адресатқа деректерді жеткізу процесін басқара алады. Көбінесе «сақинаның» бұл қасиеті желінің қосылу мүмкіндігін тексеру және дұрыс жұмыс істемейтін түйінді табу үшін қолданылады. Бұл ретте сақиналы топологиясы бар желілерде қандай да бір станция істен шыққан немесе ажыратылған жағдайда «сақинаның» қалған станциялары арасындағы байланыс арнасы үзілмейтіндей арнайы шараларды қабылдау қажет.

Токенді беру

Сақина желісінде мәліметтерді беру принциптерінің бірі таңбалауыш беру деп аталады (3.4-сурет). Оның мәні мынада: таңбалауыш бір компьютерден екінші компьютерге, оны деректерді тасымалдағысы келетін адам алғанға дейін дәйекті түрде беріледі. Таратушы компьютер маркерді өзгертеді, электрондық пошта мекенжайын деректерге енгізеді және оны сақинаның айналасында жібереді.

Күріш. 4. Токенді беру.

Деректер адресі деректерде көрсетілген алушы мекенжайына сәйкес келетін компьютерге жеткенше әрбір компьютер арқылы өтеді. Осыдан кейін қабылдаушы компьютер жіберушіге хабарлама жібереді, онда ол деректерді қабылдау фактісін растайды. Біз растауды аламыз, жіберуші компьютер жаңа токен жасайды және оны желіге қайтарады.

Бір қарағанда, маркерді тасымалдау көп уақытты қажет ететін сияқты, бірақ іс жүзінде маркер жарық жылдамдығымен қозғалады. Диаметрі 200 м сақинада маркер секундына 10 000 айналым жиілігімен айнала алады.

Толық қосылған топология

Толық қосылған топология – әрбір жұмыс станциясы барлық басқалармен қосылған компьютерлік желінің топологиясы (3.5-сурет). Бұл опция логикалық қарапайымдылығына қарамастан ауыр және тиімсіз. Әрбір жұп үшін тәуелсіз желі бөлінуі керек, әрбір компьютерде желіде қанша компьютер болса, сонша байланыс порттары болуы керек. Осы себептерге байланысты желінің салыстырмалы түрде шағын шекті өлшемдері ғана болуы мүмкін. Көбінесе бұл топология көп машиналы кешендерде немесе қолданылады жаһандық желілержұмыс станцияларының аз санымен.

Күріш. 5. Толық қосылған топология.

Хост адресі

2-ден астам компьютерді біріктіру кезінде ескеру қажет тағы бір мәселе - олардың адрестеу мәселесі, дәлірек айтқанда, олардың желілік интерфейстерінің адресациясы. Бір компьютерде бірнеше желі интерфейстері болуы мүмкін.

Мекенжайларды анықтау үшін пайдалануға болады:

Бөлек интерфейстер;

Интерфейс топтары топтық адрестер Топтық адрестердің көмегімен мәліметтерді бірден бірнеше түйіндерге жіберуге болады.;

Барлық интерфейстер таратылатын мекенжайлар (хабар тарату) Мұндай мекенжайға жіберілген деректер желідегі барлық түйіндерге жеткізілуі керек.

Мекенжайлар болуы мүмкін:

Сандық және символдық;

Аппараттық құрал және желі;

тегіс және иерархиялық.

Қандай да бір адрестеу схемасында жарамды барлық адрестер жиынтығы адрестік кеңістік деп аталады. Мекенжай кеңістігі тегіс (сызықтық) немесе иерархиялық болуы мүмкін.

Адрестер жиыны қандай да бір түрде құрылымдалмаған.

Тегіс сандық мекенжайдың мысалы ретінде жергілікті желілердегі желі интерфейстерін бірегей анықтау үшін қолданылатын MAC мекенжайын келтіруге болады.

Иерархиялық

Иерархиялық адрестеу схемасымен ол кірістірілген топшалар түрінде ұйымдастырылады, олар адрестелетін аумақты дәйекті түрде тарылтады, сайып келгенде жеке желі интерфейсін анықтайды.

Иерархиялық сандық адрестердің типтік өкілдері желілік IP және IPX мекенжайлары болып табылады. Олар екі деңгейлі иерархияны қолдайды, адрес жоғарғы бөлікке – желі нөміріне – ал төменгісі – түйін нөміріне бөлінеді. Бұл бөлу хабарларды тек желі нөміріне негізделген желілер арасында жіберуге мүмкіндік береді және түйін нөмірі хабарлама жеткізілгеннен кейін пайдаланылады. қалаған желі; Көшенің атауын пошташы хат керек қалаға жеткізгеннен кейін ғана қолданатыны сияқты.

Символдық

Символдық мекен-жайлар немесе атаулар адамдардың есте қалуы үшін арналған, сондықтан әдетте семантикалық жүктемені көтереді.

Бұл желіде қалай көрінеді?

Түйіндерді адрестеу үшін заманауи желілерде, әдетте, жоғарыда аталған үш схеманың барлығы бір уақытта қолданылады. Пайдаланушылар компьютерлерге символдық атаулармен хабарласады, олар желі арқылы сандық сандармен жіберілетін хабарламаларда автоматты түрде ауыстырылады. Бұл сандық сандар хабарларды бір желіден екінші желіге тасымалдау үшін қолданылады, ал хабарлама тағайындалған желіге жеткізілгеннен кейін сандық нөмірдің орнына компьютердің аппараттық адресі қолданылады.

Мекенжайлар арасындағы салыстыру

Мекенжайды салыстыру мәселесі әртүрлі түрлерімекенжайларды шешу хаттамалары арқылы өңделетін , орталықтандырылған және таратылған құралдармен шешілуі мүмкін.

Бөлінген тәсіл жақсы, өйткені ол арнайы компьютерді бөлуді қамтымайды, оған қоса, жиі мекенжайды салыстыру кестесін қолмен енгізуге тура келеді. Бөлінген тәсілдің кемшілігі таратылатын хабарламалардың қажеттілігі болып табылады - мұндай хабарламалар желіні шамадан тыс жүктейді, өйткені олар тек тағайындалған түйін емес, барлық түйіндердің міндетті өңдеуін талап етеді. Сондықтан үлестірілген тәсіл шағын жергілікті желілерде ғана қолданылады. Үлкен желілерде оның барлық сегменттеріне таратылатын хабарларды тарату іс жүзінде шындыққа жанаспайды, сондықтан олар орталықтандырылған тәсілмен сипатталады. Ең танымал орталықтандырылған мекенжайларды шешу қызметі Интернеттің домендік атаулар жүйесі (DNS) болып табылады.

Жалпылама коммутация мәселесі

Егер желі топологиясы толық қосылмаған болса, онда соңғы түйіндердің (абоненттердің) ерікті жұбы арасындағы деректер алмасу әдетте транзиттік түйіндер арқылы өтуі керек.

Жіберушіден алушыға дейінгі жолдағы транзиттік түйіндердің (желі интерфейстерінің) тізбегі маршрут деп аталады.

Өте жалпы көрініскоммутация міндеті - транзиттік түйіндер желісі арқылы соңғы түйіндерді қосу міндеті - бірнеше өзара байланысты нақты тапсырмалар ретінде ұсынылуы мүмкін:

1. Жол ашу қажет ақпарат ағындарын анықтау.

2. Ағындардың маршруттарын анықтау.

3. Желілік түйіндерге табылған маршруттар туралы есеп беру.

4. Экспедиция – ағынды тану және әрбір транзиттік түйінде жергілікті коммутация.

5. Мультиплекстеу және демультиплекстеу ағындары.

Ақпарат ағындарының анықтамасы

Бір транзиттік түйін арқылы бірнеше маршруттар өте алатыны түсінікті.Транзиттік түйін қажетті түйінге апаратын өзінің интерфейстеріне тасымалдануын қамтамасыз ету үшін кіріс деректер ағындарын тани білуі керек.

Ақпарат ағыны (деректер ағыны, деректер ағыны) бұл деректерді жалпы желілік трафиктен ерекшелендіретін жалпы белгілер жиынтығымен біріктірілген деректер тізбегі.

Бір компьютерден ағынды ішкі ағындарға бөлуге болады.

Ағын түсінігі әртүрлі желілік есептерді шешуде қолданылады және нақты жағдайға байланысты сәйкес мүмкіндіктер жиынтығы анықталады. Мәні бір соңғы түйіннен екіншісіне деректерді беру болып табылатын коммутация тапсырмасында ағындарды анықтау кезінде ағынның міндетті атрибуттары жіберушінің мекенжайы және деректердің тағайындалуы болуы керек. Содан кейін әрбір соңғы түйін жұбы бір ағынға және бір бағытқа сәйкес келеді.

Дегенмен, тек жұп мекенжайлары бар ағынды анықтау әрқашан жеткіліксіз. Егер соңғы түйіндердің бірдей жұбы желі арқылы өзара әрекеттесетін, өздерінің арнайы талаптары бар бірнеше қолданбаларды іске қосса, екі соңғы түйін арасындағы деректер ағыны олардың әрқайсысы басқаша бағытталуы үшін бірнеше ішкі ағындарға бөлінуі керек. Бұл жағдайда жолды таңдау жіберілетін деректердің сипатын ескере отырып жасалуы керек. Мысалы, файлдық сервер үшін ол арқылы жіберілетін деректердің үлкен көлемі жоғары өткізу қабілеттілігі бар арналар арқылы жіберілгені маңызды, ал желіге міндетті және дереу өңдеуді қажет ететін қысқа хабарламаларды жіберетін бағдарламалық қамтамасыз етуді басқару жүйесі үшін таңдау кезінде маршрут, байланыс желісінің сенімділігі маңыздырақ және ең төменгі деңгейкешігулер. Мұндай мысалда ағын мүмкіндіктерінің жиынын қолданбаны анықтайтын ақпаратпен кеңейту керек.

Сонымен қатар, желіге бірдей талаптар қоятын деректер үшін де параллельизация арқылы әртүрлі арналарды бір уақытта пайдалануға қол жеткізу және сол арқылы деректерді беруді жылдамдату үшін бірнеше маршруттар салынуы мүмкін. Бұл жағдайда осы маршруттардың әрқайсысында жіберілетін деректерді «белгілеу» қажет.

Ағындарды анықтау оларға ажыратылатын белгілердің жиынтығын беруді білдіреді, олардың негізінде коммутаторлар ағындарды өздеріне арналған маршруттар бойынша бағыттай алады.

Маршруттарды анықтау

Жолды, яғни транзиттік түйіндердің ретін және оларды тағайындалған жерге жеткізу үшін деректерді беру қажет интерфейстерін анықтау, әсіресе желі конфигурациясы жұптар арасында көптеген жолдар болатындай болған кезде қиын міндет болып табылады. өзара әрекеттесетін желілік интерфейстер.

Маршруттарды анықтау міндеті бір немесе бірнеше жолдардың осы жиынтығынан таңдау болып табылады.

Белгілі бір жағдайда қол жетімді және таңдалған жолдардың жиынтығы сәйкес келуі мүмкін болса да, көбінесе таңдау қандай да бір критерий бойынша оңтайлы бір бағытта тоқтатылады.

Таңдау критерийлері болуы мүмкін, мысалы:

Номиналды өткізу қабілеттілігі;

Байланыс арналарын жүктеу;

Арналар енгізген кешігулер;

Аралық транзиттік түйіндердің саны;

Арналар мен транзиттік түйіндердің сенімділігі.

Соңғы түйіндер арасында бір жол болған жағдайда да оны күрделі желі топологиясымен анықтау тривиальды емес тапсырма болуы мүмкін екенін ескеріңіз.

Жолды желі әкімшісі эмпирикалық жолмен («қолмен») анықтауы мүмкін.

Дегенмен, күрделі топологиясы бар үлкен желі үшін маршруттарды анықтаудың эвристикалық тәсілі қолайлы емес. Бұл жағдайда мұндай тапсырма көбінесе автоматты түрде шешіледі. Ол үшін соңғы түйіндер мен басқа желілік құрылғылар әр түйінге желі топологиясы туралы өзіндік идеясын қалыптастыруға мүмкіндік беретін қызметтік хабарламалардың өзара алмасуын ұйымдастыратын арнайы бағдарламалық құралмен жабдықталған. Содан кейін осы зерттеу және математикалық алгоритмдер негізінде ең ұтымды маршруттар анықталады.

Маршрутты анықтаңыз - транзиттік түйіндердің ретін және олардың интерфейстерін адресатқа жеткізу үшін деректерді беру қажет болатын бірегей түрде орнату.

Таңдалған бағыт туралы желілік хабарландыру

Маршрут анықталғаннан кейін (қолмен немесе автоматты түрде) ол туралы желідегі барлық құрылғыларға «хабарлама» керек. Бағыт хабарламасы әрбір транзиттік құрылғыға келесідей нәрсе беруі керек: «Егер деректер n ағынына қатысты келсе, онда оларды F интерфейсіне жіберу керек.»

Бағыт хабарламасы транзиттік құрылғымен өңделеді, нәтижесінде а жаңа жазбаағынның жергілікті немесе жаһандық атрибуттары (мысалы, белгі, кіріс интерфейсінің нөмірі немесе тағайындалған мекенжай) коммутация кестесінде құрылғыға қатысты деректерді жіберуі керек интерфейс нөмірі тағайындалады бұл ағын.

Әрине, маршруттық хабарламаның құрылымы және коммутация кестесінің мазмұны нақты технологияға байланысты, бірақ бұл мүмкіндіктер қарастырылатын процестердің мәнін өзгертпейді.

Таңдалған маршруттар туралы ақпаратты беру, сондай-ақ бағытты анықтау қолмен де, автоматты түрде де жүзеге асырылуы мүмкін. Желі әкімшісі маршрутты құрылғыны қолмен конфигурациялау арқылы түзете алады, мысалы, сымды қосу арқылы ұзақ уақыткіріс және шығыс интерфейстерінің белгілі жұптары.

Табылған маршруттар туралы желіні хабардар ету әрбір ағынның қай бағытта жіберілу керектігін «білетіндей» әр коммутаторды қолмен немесе автоматты түрде конфигурациялауды білдіреді.

Бағыттау – ағынды тану және әр секіруде ауысу

Желі маршруттар туралы хабардар болған кезде, ол абоненттерді қосу немесе ауыстыру функцияларын орындай бастайды. Абоненттердің әрбір жұбы үшін бұл операция бірнеше (транзиттік түйіндер саны бойынша) жергілікті коммутация операцияларының жиынтығымен ұсынылуы мүмкін. Жіберуші деректерді табылған маршрут шығатын портқа жіберуі керек және барлық транзиттік түйіндер деректерді өз порттарының бірінен екіншісіне сәйкесінше «тасымалдауы», басқаша айтқанда, коммутацияны орындауы керек.

Коммутацияны орындауға арналған құрылғы коммутатор деп аталады. Коммутатор өз порттарына түсетін ақпарат ағындарын ауыстырып, оларды сәйкес шығыс порттарына бағыттайды.

Дегенмен, ауысу алдында коммутатор ағынды тануы керек. Ол үшін кіріс деректер коммутация кестесінде көрсетілген ағындардың кез келгенінің белгілеріне тексеріледі. Егер сәйкестік болса, онда бұл деректер маршрутта олар үшін анықталған интерфейске жіберіледі.

Коммутатор арнайы құрылғы немесе енгізілген бағдарламалық коммутация механизмі бар әмбебап компьютер болуы мүмкін, бұл жағдайда коммутатор бағдарламалық қосқыш деп аталады. Компьютер басқа түйіндерге бағытталған деректерді ауыстыру функцияларын соңғы түйін ретінде өзінің қалыпты функцияларын орындаумен біріктіре алады.

Мультиплекстеу және демультиплекстеу

Деректерді олар үшін анықталған интерфейстерге жібермес бұрын коммутатор олардың қай ағынға жататынын түсінуі керек. Бұл мәселені коммутатор кірісі «таза» түрде бір ғана ағынды немесе бірнеше ағындарды біріктіретін «аралас» ағынды қабылдауына қарамастан шешілуі керек. Соңғы жағдайда тану мәселесіне демультиплекстеу тапсырмасы қосылады.

Демультиплекстеу міндеті – бір интерфейске келетін жиынтық жинақталған ағынды бірнеше құрамдас ағындарға бөлу.

Әдетте, коммутация операциясы кері операциямен – мультиплекстеумен де бірге жүреді.

Мультиплексирлеудің міндеті – бір физикалық байланыс арнасы бойынша берілуі мүмкін бірнеше бөлек ағындардан жалпы жинақталған ағынды қалыптастыру.

Мультиплекстеу/демультиплекстеу операциялары бірдей маңыздылығыкез келген желіде, сондай-ақ коммутация операциялары, өйткені оларсыз барлық коммутаторлар қосылуы керек еді үлкен мөлшерпараллельді арналар, бұл торсыз желінің барлық артықшылықтарын жоққа шығарады.

Ортақ медиа

Телекоммуникациялық желілерде бір арнаға бірнеше интерфейстер қосылған кезде қосылудың басқа түрі де қолданылады. Интерфейстердің бұл бірнеше байланысы жоғарыда талқыланған «жалпы шина» топологиясын тудырады, оны кейде тізбекті тізбек деп те атайды. Барлық осы жағдайларда арнаны бірнеше интерфейстермен дәйекті пайдалану мәселесі туындайды.

Бірнеше интерфейстер ортақ физикалық сілтеме ортақ сілтеме деп аталады. Деректерді тасымалдаудың «ортақ медиа» термині де жиі қолданылады. Ортақ байланыс арналары тек коммутациялық қосылымдар үшін ғана емес, сонымен қатар компьютерден коммутаторға және компьютерден компьютерге байланыстар үшін де қолданылады.

Бар әртүрлі жолдарортақ байланыс желілеріне ортақ қол жеткізуді ұйымдастыру. Кейбір жағдайларда қол жеткізуді арнайы құрылғы - төреші, басқаларында - орталықтандырылмаған басқарылатын орталықтандырылған тәсіл қолданылады. Желілерде байланыс желілеріне ортақ қолжетімділікті ұйымдастырудың байланыс желілері бойынша сигналдардың таралу уақытының едәуір ұзағырақ болуына байланысты өзіндік ерекшеліктері бар. Осыған байланысты сілтемеге қол жеткізу туралы келіссөздер процедуралары тым ұзаққа созылуы және желі өнімділігінің айтарлықтай төмендеуіне әкелуі мүмкін.

Компьютерлік желіні екі компонентке бөлуге болады. Физикалық компьютерлік желі - бұл ең алдымен жабдық. Яғни, компьютерлерге, концентраторларға, коммутаторларға, принтерлерге және т.б. қосылған барлық қажетті кабельдер мен адаптерлер. Барлығы ортақ желіде жұмыс істеуі керек.

Компьютерлік желінің екінші компоненті болып табылады логикалық желі. Бұл бірнеше компьютерлер мен қажетті жабдықты қосу принципі бірыңғай жүйе(компьютерлік желілер топологиясы деп аталатын). Бұл тұжырымдама жергілікті желілерге көбірек қатысты. Бұл қажетті жабдыққа, желінің сенімділігіне, оны кеңейту мүмкіндігіне және жұмыс құнына әсер ететін бірқатар компьютерлерді қосу үшін таңдалған топология. Қазір компьютерлік желі топологияларының ең көп қолданылатын түрлері сақина, жұлдызша және шина болып табылады. Алайда соңғысы қолданыстан шығып қалды.

«Жұлдыз», «сақина» және «шина» компьютерлік желілердің негізгі топологиялары болып табылады.

«Жұлдыз»

Компьютерлік желілердің топологиясы «жұлдыз» – орталығы коммутациялық құрылғы болып табылатын құрылым. Оған барлық компьютерлер жеке желілер арқылы қосылған.

Коммутация құрылғысы концентратор, яғни HUB немесе коммутатор болуы мүмкін. Бұл топология «пассивті жұлдыз» деп те аталады. Егер коммутациялық құрылғы басқа компьютер немесе сервер болса, онда топологияны «белсенді жұлдыз» деп атауға болады. Дәл коммутациялық құрылғыда әрбір компьютерден сигнал қабылданады, өңделеді және басқа қосылған компьютерлерге жіберіледі.

Бұл топологияның бірқатар артықшылықтары бар. Сөзсіз артықшылығы - компьютерлер бір-біріне тәуелді емес. Егер олардың біреуі сәтсіз болса, желінің өзі жұмыс істейді. Сондай-ақ, мұндай желіге оңай қосыла аласыз және жаңа компьютер. Жаңа жабдық қосылғанда, қалған желі элементтері әдеттегідей жұмысын жалғастырады. Желілік топологияның бұл түрінде ақауларды табу оңай. Мүмкін, «жұлдыздың» басты артықшылықтарының бірі оның жоғары өнімділігі болып табылады.

Дегенмен, барлық артықшылықтарға қарамастан, компьютерлік желінің бұл түрінің кемшіліктері де бар. Орталық коммутациялық құрылғы істен шыққан жағдайда бүкіл желі жұмысын тоқтатады. Оның қосылған жұмыс станцияларына шектеулері бар. Коммутатор құрылғысында қол жетімді порттар санынан артық болмауы керек. ЖӘНЕ соңғы кемшілікжелілер – оның құны. Бұл жеткілікті көп саныәрбір компьютерді қосу үшін кабельдер.

«Сақина»

Компьютерлік желілер топологиясының «сақина» құрылымдық орталығы жоқ. Мұнда барлық жұмыс станциялары сервермен бірге тұйық шеңберге біріктірілген. Бұл жүйеде сигнал шеңбер бойымен оңнан солға қарай дәйекті түрде қозғалады. Барлық компьютерлер қайталағыш болып табылады, соның арқасында маркер сигналы сақталады және алушыға жеткенше әрі қарай беріледі.

Топологияның бұл түрінің де артықшылықтары мен кемшіліктері бар. Негізгі артықшылығы - компьютерлік желінің жұмысы ауыр жұмыс жүктемесінде де тұрақты болып қалады. Бұл желі түрін орнату өте оңай және қосымша жабдықтың ең аз мөлшерін қажет етеді.

Жұлдызша топологиясынан айырмашылығы, сақиналы топология кез келген қосылған компьютер істен шыққан жағдайда бүкіл жүйенің салдануына әкелуі мүмкін. Сонымен қатар, ақаулықты анықтау әлдеқайда қиын болады. Оңай орнатуға қарамастан бұл опцияжелі, оның конфигурациясы өте күрделі, ол белгілі бір дағдыларды қажет етеді. Бұл топологияның тағы бір кемшілігі - жаңа жабдықты қосу үшін бүкіл желіні тоқтату қажеттілігі.

«Шина»

Компьютерлік желілердің топологиясы «шинасы» қазір аз және аз таралған. Ол барлық компьютерлер қосылған жалғыз ұзын магистральдан тұрады.

Бұл жүйеде, басқалар сияқты, деректер алушының мекенжайымен бірге жіберіледі. Барлық компьютерлер сигналды қабылдайды, бірақ ол оны тікелей адресатқа қабылдайды. Автобусқа қосылған жұмыс станциялары деректер пакеттерін бір уақытта жібере алмайды. Компьютерлердің бірі бұл әрекетті орындаса, қалғандары өз кезегін күтіп отырады. Сигналдар сызық бойымен екі бағытта қозғалады, бірақ олар соңына жеткенде, олар бір-біріне шағылысып, бір-біріне жабысып, бүкіл жүйенің келісілген жұмысына қауіп төндіреді. Сигналдарды өшіруге арналған арнайы құрылғылар - терминаторлар бар. Олар тас жолдың шетіне орнатылады.

«Шина» топологиясының артықшылықтарына мұндай желінің жеткілікті жылдам орнатылуы және конфигурациялануы жатады. Сонымен қатар, оны орнату айтарлықтай арзан болады. Егер компьютерлердің біреуі істен шықса, желі қалыпты жұмысын жалғастырады. Жаңа жабдықты қосу жұмыс тәртібінде орындалуы мүмкін. Желі жұмыс істейтін болады.

Егер орталық кабель зақымдалса немесе терминаторлардың бірі жұмысын тоқтатса, бұл бүкіл желінің тоқтатылуына әкеледі. Мұндай топологияның ақауын табу өте қиын. Жұмыс станцияларының санының артуы желінің өнімділігін төмендетеді, сонымен қатар ақпаратты берудің кешігуіне әкеледі.

Туынды компьютерлік желі топологиялары

Топология бойынша компьютерлік желілерді жіктеу үш негізгі нұсқамен шектелмейді. Сонымен қатар топологияның «сызық», «қос сақина», «торлы топология», «ағаш», «тор», «тұйық желі», «снежинка», «толық қосылған топология» сияқты түрлері бар. Олардың барлығы негізгілерден алынған. Кейбір нұсқаларды қарастырайық.

Нашар топологиялар

Толық торлы топологияда барлық жұмыс станциялары бір-бірімен қосылған. Мұндай жүйе айтарлықтай ауыр және тиімсіз. Әрбір компьютер жұбына жолды бөлу қажет. Бұл топология тек көп машиналы кешендерде қолданылады.

Тор топологиясы шын мәнінде толық торлы топологияның ажыратылған нұсқасы болып табылады. Мұнда да барлық компьютерлер бір-бірімен бөлек сызықтармен қосылған.

Ең тиімді топологиялар

«Snowflake» деп аталатын компьютерлік желілерді құру топологиясы «жұлдыздың» қысқартылған нұсқасы болып табылады. Мұнда бір-бірімен «жұлдыз» түрінде қосылған концентраторлар жұмыс станцияларының рөлін атқарады. Топологияның бұл нұсқасы ірі жергілікті және ауқымды желілер үшін ең оңтайлылардың бірі болып саналады.

Әдетте, ірі жергілікті желілерде, сондай-ақ жаһандық желілерде топологиялардың әртүрлі типтеріне құрылған ішкі желілердің үлкен саны бар. Бұл түрі аралас деп аталады. Мұнда бір мезгілде «жұлдызды» да, «шинаны» да, «сақинаны» да бөліп көрсетуге болады.

Сонымен, жоғарыда келтірілген мақалада жергілікті және ғаламдық желілерде қолданылатын компьютерлік желілердің барлық негізгі қолжетімді топологиялары, олардың вариациялары, артықшылықтары мен кемшіліктері қарастырылды.