Чем быстрее растут вычислительные мощности современных персональных компьютеров, тем больше становится среднестатистический объем обрабатываемых с их помощью файлов. Соответственно возникает потребность в пропорциональном увеличении пропускной способности линий связи. В итоге это заметно ускорило процесс эволюции сетевых технологий: не успел окончательно прижиться стандарт 100BaseT, как ему на смену подоспел новый класс локальных сетей, позволяющих передавать информацию со скоростью до гигабита в секунду. Эти сети получили обозначение 1000BaseT и альтернативное название Gigabit Ethernet.
В архитектуре сетей1000BaseT используется топология «звезда» на базе высококачественного кабеля «витая пара» категории 5, в котором задействованы все восемь жил, причем каждая из четырех пар проводников используется как для приема, так и для передачи информации[15]. По сравнению с технологией 100BaseT, несущая частота в сетях 1000BaseT увеличена вдвое, благодаря чему достигается десятикратное увеличение пропускной способности линии связи. При переходе от стандарта 10BaseT или 100BaseT к 1000BaseT особые требования предъявляются к качеству монтажа сетевых розеток и разъемов: если сеть проложена в полном соответствии с существующими стандартами, она, скорее всего, сможет обеспечить требуемую скорость передачи данных, если же монтаж был выполнен с отклонениями от требований спецификации Ethernet, возникающие в соединениях помехи не позволят добиться расчетных характеристик. Как и в более ранних классах сетей XBaseT, длина одного сегмента Gigabit Ethernet не должна превышать 100 м.

Стандарт 1000BaseT был официально подтвержден Институтом инженеров по радиотехнике и электронике (Institute of Electrical and Electronic Engineers, IEEE) в 1999 году, и включен в спецификацию IEEE 802.3. В настоящее время оборудование для данного типа сетей выпускается несколькими независимыми производителями компьютерного «железа».

В таблице 3.2 приведены физические характеристики различных спецификаций Ethernet.

Таблица 3.2.

Стандарты Ethernet определяют проводные соединения и электрические сигналы на физическом уровне, формат пакетов и протоколы управления доступом к среде — на канальном уровне модели OSI. Ethernet в основном описывается стандартами IEEE группы 802.3. Ethernet стал самой распространённой технологией ЛВС в середине 90-х годов прошлого века, вытеснив такие технологии, как Arcnet, FDDI и Token Ring. Поскольку при технологии Ethernet все компьютеры локальной сети имеют возможность одновременного доступа к передающей среде, логическая топология является «шиной». Несмотря на изменение физической топологии в Fast Ethernet, при этом не изменился метод доступа к среде, следовательно, логическая топология также не изменилась.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Топология сети указывает не только на физическое расположение компьютеров, как часто считают, но, что гораздо важнее, на характер связей между ними, особенности распространения информации, сигналов по сети. Именно характер связей определяет степень отказоустойчивости сети, требуемую сложность сетевой аппаратуры, наиболее подходящий метод управления обменом, возможные типы сред передачи (каналов связи), допустимый размер сети (длина линий связи и количество абонентов) необходимость электрического согласования и многое другое. Более того, физическое расположение компьютеров, соединяемых сетью, почти не влияет на выбор топологии. Как бы ни были расположены компьютеры, их можно соединить с помощью любой заранее выбранной топологии (см. рис 4.1).

В том случае, если соединяемые компьютеры расположены по контуру круга, они могут соединяться, как звезда или шина. Когда компьютеры расположены вокруг некоего центра, их допустимо соединить с помощью топологий шина или кольцо. Наконец, когда компьютеры расположены в одну линию, они могут соединяться звездой или кольцом. Другое дело, какова будет требуемая длина кабеля.

Строго говоря, при упоминании о топологии сети, мы можем подразумевать четыре совершенно разные понятия, относящиеся к различным уровням сетевой архитектуры:

· Физическая топология (географическая схема расположения компьютеров и прокладки кабелей). В этом смысле, например, пассивная звезда ничем не отличается от активной, поэтому ее нередко называют просто звездой.

· Логическая топология (структура связей, характер распространения сигналов по сети). Это наиболее правильное определение топологии.

· Топология управления обменом (принцип и последовательность передачи права на захват сети между отдельными компьютерами).

· Информационная топология (направление потоков информации, передаваемой по сети).

Например, сеть с физической и логической топологией шина может в качестве метода управления использовать эстафетную передачу права захвата сети (быть в этом смысле кольцом) и одновременно передавать всю информацию через выделенный компьютер (быть в этом смысле звездой). Или сеть с логической топологией шина может иметь физическую топологию звезда (пассивная) или дерево (пассивное).

Сеть с любой физической топологией, логической топологией, топологией управления обменом может считаться звездой в смысле информационной топологии, если она построена на основе одного сервера и нескольких клиентов, общающихся только с этим сервером. Точно так же любая сеть может быть названа шиной в информационном смысле, если она построена из компьютеров, являющихся одновременно как серверами, так и клиентами. Такая сеть будет мало чувствительна к отказам отдельных компьютеров.

Топология локальной сети является одним из самых критичных факторов, влияющих на производительность. В случае необходимости четыре основные топологии (коммутируемую, звездообразную, кольцевую и шинную) можно комбинировать произвольным образом. Возможные комбинации не ограничены рассмотренными в этой дипломной работе. Большинство современных технологий локальных сетей не только приветствуют, но даже обязывают использовать творческий подход. Очень важно разбираться в преимуществах и недостатках топологий, влияющих на производительность сети. Кроме того, следует учитывать и такие казалось бы необъективные факторы, как расположение рабочих станций в здании, пригодность кабеля, а также даже тип и способ проводки.

В конечном счете основным критерием выбора удачной топологии являются требования пользователей к производительности. Такие факторы, как стоимость, предполагаемая модернизация и ограничения существующих технологий, играют второстепенную роль.

Итак, в данной работе были рассмотрены основные топологии вычислительных сетей. Основная цель данного исследования заключалась не только в детальном рассмотрении основных топологий вычислительных сетей, но и в их сравнительной оценке, выявлении их достоинств и недостатков. Топологии различаются требуемой длиной соединительного кабеля, удобством соединения, возможностями подключения дополнительных абонентов, отказоустойчивостью, возможностями управления обменом. Топологическая структура влияет на пропускную способность и стоимость локальной сети. Каждая топология сети налагает ряд условий. Например, она может диктовать не только тип кабеля, но и способ его прокладки. На основе проведенного исследования можно сделать выбор наиболее подходящей для определенных целей топологии вычислительной сети.

Практическая значимость проведенного исследования вполне очевидна – материалы и выводы данной работы помогут разбираться в преимуществах и недостатках топологий, влияющих на производительность сети, могут быть использованы для выбора наиболее подходящей топологии при проектировании компьютерных сетей предприятий.

ГЛОССАРИЙ

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Барановская Т. П., Лойко В. И., Семенов М. И., Трубилин А. И. Архитектура компьютерных систем и сетей. – М.: Финансы и статистика, 2003. – 256с.

2. Березин С. Интернет у вас дома. – 2-е изд. – СПб.: VHB, 2000. – 735с.

3. Блэк Ю. Сети ЭВМ: протоколы, стандарты, интерфейсы. – М.: Мир, 1998. – 510с.

4. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов. – СПб.: Питер, 2002. – 688с.

5. Бумфрей Ф. XML. Новые перспективы WWW. – М.: ДМК, 2000. ­– 688с.

6. Ветров C. Компьютерное «железо». – М.: СОЛОН-Р, 2002. – 559 стр.

7. Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия. – СПб.: Питер, 2000. – 576с.

8. Зима В. Безопасность глобальных сетевых технологий. – СПб.: BHV, 2001. – 320 с.

9. Ибе О. Сети и удаленный доступ. Протоколы, проблемы, решения. – М.: ДМК Пресс, 2003. – 336с.

10. Иртегов Д. В. Введение в сетевые технологии. – СПб.: BHV, 2004. – 560с.

11. Кульгин М. Практика построения компьютерных сетей. Для профессионалов. – СПб.: Питер, 2001. – 320с.

12. Мак-Квери С. Передача голосовых данных по сетям Cisco Frame Relay, ATM и IP. ­– М.: Диалектика, 2002. – 512с.

13. Максимов Н. В., Попов И. И. Компьютерные сети. – М.: Форум, 2007. – 448с.

14. Мизин И.А. и др. Сети коммутации пакетов. – М.: Радио и связь, 1986. – 405с.

15. Морозевич А.Н. Основы информатики: Учебное пособие для студентов вузов. – М.: Новое знание, 2001. – 544с.

16. Новиков Ю. В., Кондратенко С. В. Основы локальных сетей. Курс лекций. – СПб.: Интуит, 2005. – 360с.

17. Олифер В. Новые технологии и оборудование IP-сетей. ­– СПб.: BHV, 2001. – 512 с.

18. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. – СПб.: Питер, 2000. – 672с.  

19. Олифер Н.А. Сетевые операционные системы: Учебное пособие для студентов вузов. – СПБ.: Питер, 2001. – 544с.

20. Поляк-Брагинский А. В. Сеть под Microsoft Windows. ­– СПб.: BHV, 2003. – 336с.

21. Пятибратов А.П. и др. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник. – М.: Финансы и статистика, 1998 г. – 266с.

22. Роберт Педжен, Тодд Леммл. Удаленный доступ. – М.: ЛОРИ, 2002. – 360с.

23. Русев Д. Технологии беспроводного доступа: Справочник. – СПб.: BHV, 2002. – 352с.

24. Симонович С., Г.Евсеев. Практическая информатика. – М.: ACT, 2000. – 479с.

25. Спортак М., Паппас Ф. Компьютерные сети и сетевые технологии. – М.: Diasoft, 2005. – 720с.

26. Таненбаум Э. Компьютерные сети. – 4-е изд. – СПб.: Питер, 2002. – 991с.

27. Флинт Д. Локальные сети ЭВМ. – М.: Финансы и статистика, 1986. –158с.

28. Фролов А.В., Фролов Г.В. Локальные сети персональных компьютеров. Использование протоколов IPX, SPX, NetBIOS. Библиотека системного программиста. – М.: Диалог-мифи, 1993. – 160с.

29. Халеби С. Принципы маршрутизации в Internet. –2 изд. – М.: Диалектика, 2001. – 448с.

30. Чуркин В.И. Проектирование вычислительных сетей: Учебное пособие. ­– СПб.: СПИАП, 1992. – 86с.

31. Шварц М. Сети ЭВМ. Анализ и проектирование. – М.: Радио и связь, 1981. – 334с.

32. Шиндер Д. Основы компьютерных сетей. – М.: Диалектика, 2002. –304с.

[1] Новиков Ю.В., Кондратенко С.В. Основы локальных сетей: Курс лекций. – СПб.: Интуит, 2005. – С.38

[2] Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы. СПб., 2000. – С.84

[3] Таненбаум Э. Компьютерные сети. – 4-е изд. СПб., 2002. – С.389

[4] Барановская Т.П., Лойко В.И., Семенов М.И., Трубилин А.И. Архитектура компьютерных сетей. М., 2003. – С.141

[5] Таненбаум Э. Компьютерные сети. – 4-е изд. СПб., 2002. – С.458

[6] Максимов Н.В., Попов И.И. Компьютерные сети. М., 2007. – С.253

[7] Спортак М., Паппас Ф. Компьютерные сети и сетевые технологии. М., 2005. – С.522

[8] Иртегов Д.В. Введение в сетевые технологии. СПб., 2004. – С.86

[9] Ибе О. Сети и удаленный доступ. Протоколы, проблемы, решения. М., 2003. – С.241

[10] Шиндер Д. Основы компьютерных сетей. М., 2002. – С.89

[11] Бройдо В.С. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. СПб., 2002. – С.358

[12] Блэк Ю. Сети ЭВМ: Протоколы, стандарты, интерфейсы. М., 1998. – С.156 

[13] Гук М. Аппаратные средства локальных сетей. Энциклопедия. СПб., 2000. – С.115

[14] Кульгин М. Практика построения компьютерных сетей. Для профессионалов. СПб., 2001. – С.45

[15] Максимов Н.В., Попов И.И. Компьютерные сети. М., 2007. – С.352