Файл: Анализ и оценка типовых топологий вычислительных компьютерных сетей.doc

 Кольцо — это топология, в которой каждый компьютер соединен линиями связи только с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает. На каждой линии связи, как и в случае звезды, работает только один передатчик и один приемник. Это позволяет отказаться от применения внешних терминаторов.

Важная особенность кольца состоит в том, что каждый компьютер ретранслирует (восстанавливает) приходящий к нему сигнал, то есть выступает в роли репитера, поэтому затухание сигнала во всем кольце не имеет никакого значения, важно только затухание между соседними компьютерами кольца. Четко выделенного центра в данном случае нет, все компьютеры могут быть одинаковыми. Однако довольно часто в кольце выделяется специальный абонент, который управляет обменом или контролирует обмен. Понятно, что наличие такого управляющего абонента снижает надежность сети, так как выход его из строя сразу же парализует весь обмен.

Если говорить об устойчивости звезды к отказам компьютеров, то выход из строя периферийного компьютера или его сетевого оборудования никак не отражается на функционировании оставшейся части сети, зато любой отказ центрального компьютера делает сеть полностью неработоспособной. В связи с этим должны приниматься специальные меры по повышению надежности центрального компьютера и его сетевой аппаратуры. Обрыв кабеля или короткое замыкание в нем при топологии звезда нарушает обмен только с одним компьютером, а все остальные компьютеры могут нормально продолжать работу.

В отличие от шины и от кольца, в звезде на каждой линии связи находятся только два абонента: центральный и один из периферийных. Чаще всего для их соединения используется две линии связи, каждая из которых передает информацию в одном направлении, то есть на каждой линии связи имеется только один приемник и один передатчик. Это так называемая передача точка-точка. Все это существенно упрощает сетевое оборудование по сравнению с шиной и избавляет от необходимости применения дополнительных, внешних терминаторов.

Серьезный недостаток топологии звезда состоит в жестком ограничении количества абонентов. Обычно центральный абонент может обслуживать не более 8—16 периферийных абонентов. В этих пределах подключение новых абонентов довольно просто, но за ними оно просто невозможно. В звезде допустимо подключение вместо периферийного еще одного центрального абонента (в результате получается топология из нескольких соединенных между собой звезд).

---

Серьезный недостаток топологии кольцо состоит в том, что выход из строя одного компьютера может вывести из строя всю сеть. Трудно локализовать проблемы. Изменение конфигурации сети требует остановки всей сети.

В принципе, в сети с топологией кольцо можно использовать различные централизованные методы управления, можно применять также методы случайного доступа (как в шине), но чаще выбирают все-таки специфические методы управления, в наибольшей степени соответствующие именно особенностям кольца.

Наиболее популярны в этом случае маркерные (эстафетные) методы управления, то есть те, которые используют маркер (эстафету) - небольшой управляющий пакет специального вида. Именно эстафетная передача маркера по кольцу позволяет передавать право на захват сети от одного абонента к другому. Маркерные методы относятся к децентрализованным и детерминированным ме­тодам управления обменом в сети. В них нет явно выраженного центра, но существует четкая система приоритетов, и потому не бывает конфликтов.

Главным требованием, предъявляемым к ЛВС, является выполнение сетью ее основной функции - обеспечение пользователям потенциальной возможности доступа к разделяемым ресурсам всех компьютеров, объединенных в сеть.

Все остальные требования - производительность, надежность, совместимость, управляемость и масштабируемость - связаны с качеством выполнения этой основной задачи.

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.

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.

---

---

Список использованной литературы

1. Абилов, А.В. Сети связи и коммутации [Текст] / А.В. Абилов. - М.: Радио и связь, 2004. - 288 с. – ISBN 5-469-00852-5.

2. Бройдо, В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации [Текст]/ В.Л. Бройдо. - СПб.:ПИТЕР, 2004. - 703c.-ISBN 5-94723-634-6.

3. Бугров, Д.А. Методы - поэтапной структурной оптимизации магистральных корпоративных сетей [Текст] / Д.А. Бугров. - СПб.: Лори, 2007. - 318 с. – ISBN 5-85582-155-2.

4. Блэк, Ю. Сети ЭВМ: протоколы стандарты, интерфейсы [Текст] / Ю. Блек. Перев. с англ. - М.: Мир, 2001. - 419с. – ISBN 978-5-8459-1356-2.

5. Вишневский, В.М. Теоретические основы проектирования компьютерных сетей [Текст] / В.М. Вишневский. - М.: Техносфера, 2003. - 512 с. – ISBN 966-8806-23-9.

6. Воеводин, В.В. Параллельные вычисления [Текст] / В.В. Воеводин. - СПб.: БХВ-Петербург, 2002. - 608 с. – ISBN 978-5-94157-900-6.

7. Денисьев, М.М. Средства связи для последней мили [Текст] / М.М. Денисьев. - М.: Трендз, 2004. - 356 с. – ISBN 985-475-014-0.

8. Дуглас, Э. Сети TCP/IP. Принципы, протоколы и структура. [Текст] / Э. Дуглас. - М.: Вильямс, 2003. - 531с. – ISBN 5-8459-0502-8.

9. Казаков, С.И. Основы сетевых технологий [Текст] / С.И.Казаков. - СПб.: БХВ-Петербург, 2001. - 260с. – ISBN 5-9518-0171-0.

10. Камалян, А.К. Компьютерные сети и средства защиты информации [Текст] / А.К. Камалян. - Воронеж: ВГАУ, 2003. - 119с. – ISBN 5-279-02919-2.

11. Кеннеди, К. Принципы коммутации в локальных сетях. [Текст] / К. Кеннеди, К. Гамельтон. - М.: Cisco, 2003. - 293с.

12. Кульгин, М.А., Технология корпоративных сетей [Текст] / М.А. Кульгин. - СПб.: Питер, 2001г. - 458с. – ISBN 5-94157-598-2.

13. Курносов, А.П. Практикум по информатике [Текст] / А.П. Курносов. - Воронеж: ВГАУ, 2001. - 173с. – ISBN 5-94157-360-2.

14. Малышев, Р.А. Локальные вычислительные сети [Текст] / Р.А. Малышев. - Рыбинск: РГАТА, 2005. - 830 с. – ISBN 5-94157-799-0.

15. Маслова, М.В. Компьютерные сети [Текст] / М.В. Маслова. - М.: ДМК, 2004. - 1200с. – ISBN 5-94157-869-5.

16. Новиков, Ю.В. Кондратенко С.В. Локальные сети [Текст] / Ю.В. Новиков, С.В. Кондратенко. - М.: Эком, 2000. - 311с. – ISBN 5-94157-513-0.

17. Образование [Электронный ресурс] / IP –маршрутизация http://www.citforum.ru/nets/tcp/iproutng.shtml

18. Образование [Электронный ресурс] / Понятие протокола: http://ru.wikipedia.org/wiki/Сетевой протокол

19. Образование [Электронный ресурс] / Топология: http://www.citforum.ru/nets/semenov/4/net_4.shtml

20. Олифер, В.Г., Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы [Текст] / В.Г. Олифер. - СПб.: Питер, 2004. - 864 с. – ISBN 978-5-8459-1376-0

21. Олифер, В.Г. Сетевые операционные системы [Текст] / В.Г. Олифер. - СПб.: Питер, 2002. - 544 с. – ISBN 5-94157-333-2.

22. Петров, М.Н. Тензорная методология исследования нагрузки в информационных сетях [Текст] / М.Н. Петров. - Красноярск: НИИ СУВПТ, 2004. - 105 с. – ISBN 5-8459-1029-3.

23. Пятибратов, А.П. Концептуальные положения оценки эффективности функционирования ЛКС [Текст] / А.П. Пятибратов. - М.: МЭСИ, 2006. - 214с. – ISBN 5-8489-1929-3.

24. Пятибратов, А.П. Формирование оптимальной ЛКС [Текст] / А.П. Пятибратов. - М.: МЭСИ, 2006. - 168с. – ISBN 5-94157-071-6.

25. Пятибратов, А.П. Сущность и общая постановка задачи формирования оптимальной локальной компьютерной сети вуза [Текст] / А.П. Пятибратов. - М.:

МЭСИ, 2007. - 215с. – ISBN 5-94557-078-6.

26. Стивенс, Р. Протоколы TCP/IP. Практическое руководство [Текст] / Р. Стивенс. - Спб.: БХВ, 2003. - 457с. – ISBN 5-98159-571-6.

27. Слепое, Н.Н. Синхронные цифровые сети SDH [Текст] / Н.Н. Слепое. - СПб.: Трендз, 1998. - 620с. – ISBN 5-98857-871-9.

28. Стерн, М. Сети предприятий на основе Windows NT для профессиона-лов [Текст] / М. Стерн. - СПб.: Питер, 1999. - 620с. – ISBN 5-94157-670-6.

29. Стивен, Б. Виртуальные частные сети [Текст] / Б. Стивен.- М.: Лори, 2001.

- 306с. – ISBN 5-95567-045-1.

30. Столлингс, В. Передача данных [Текст] / В. Столлингс. - СПб.: Питер, 2004. - 280с. – ISBN 5-95357-005-8.

31. Столлингс, В. Современные компьютерные сети [Текст] / В. Столлингс.- СПб.: Питер, 2004. - 410с. – ISBN 5-17107-441-9.

32. Таненбаум, Э. Компьютерные сети [Текст] / Э. Таненбаум. - СПб.: Питер, 2002. - 468с. – ISBN 978-5-8459-0967-1.

33. Уолрэнд, Дж. Телекоммуникационные и компьютерные сети. Вводный курс [Текст] / Дж. Уолрэнд. - М.: Постмаркет, 2001. - 345с. – ISBN 5-63-6456-897.

34. Фейт, С. TCP/IP. Архитектура, протоколы, реализация [Текст] / С. Фейт. - М: Лори, 2000. - 392с. – ISBN 978-5-8459-0862-9.

35. Фред, Х. Передача данных, сети компьютеров и взаимосвязь открытых систем [Текст] / Х. Фред. - М.: Радио и связь, 2000. - 342с. – ISBN 5-318-00368-0.

36. Хант, К. Персональные компьютеры в сетях TCP/IP. [Текст] / К. Хант. Перев. с англ. — М.: BHV-Киев, 2003. - 371с. – ISBN 978-5-94157-754-5.

37. Щербо, В. К. Стандарты вычислительных сетей. Взаимосвязи сетей. Справоч­ник [Текст] / В. К. Щербо. - М.: Кудиц-образ, 2000. - 380с. – ISBN 2-56-9789-234.

38. Шринивас, В. Качество обслуживания в сетях IP [Текст] / В. Шринивас. - М.: Радио и связь, 2003. - 540с. – ISBN 985-6516-85-4.

Глоссарий

№ п/п	Новые понятия	Содержание
1	2	3
1	Internet	совокупность телекоммуникационных, компьютерных сетей, соединенных между собой протоколом IP и других, аналогичных ему протоколов.
2	Сервер	мощный компьютер, хранящий большое количество информации и управляющий взаимодействием нескольких компьютеров между собой.
3	Клиент	более слабый компьютер, который обращается к серверу за нужной информацией и показывает её пользователю.
4	Среда	способ соединения компьютеров.
5	Hub (концентратор)	место, в которое поступают данные с разных направлений и переправляются в другом или других направлениях
6	Мост	проводная сеть может взаимодействовать с беспроводной сетью с помощью сетевого моста (обычно называется просто мостом)
7	Задержка	это время, в течение которого компьютер ожидает начала загрузки (или выполнения другого запроса данных)
8	Маршрутизатор	это устройство, используемое для подключения к Интернету в большинстве сетей
9	Коммутатор	соединительное устройство, которое обеспечивает одновременную передачу данных между несколькими компьютерами в сети.
1	2	3
10	Беспроводная сеть	Когда кто-либо говорит о «беспроводной сети», то, скорее всего, он имеет в виду беспроводную сеть Bluetooth или одну из беспроводных сетей 802.11. Чаще всего подразумевается сеть 802.11.
11	Fast Ethernet, или 100BASE-T	стандарт, обеспечивающий скорость передачи до 100 Мбит/с
12	Репитер Ethernet	это устройство, физически расположенное в сети, с двумя или более Ethernet портами.
13	10BaseT	Сеть Ethernet, передающая данные со скоростью 10 МБит/с по кабелю типа "витая пара" категории 3, 4 или 5 с использованием повторителей.
14	10Base-FL	Техническая спецификация, которая используется для сетей Ethernet. 100Base-FL является частью IEEE-стандарта для сетей 10 Мбит/с Ethernet, использующих оптоволоконный кабель. Сегмент сети в 100Base-FL может достигать 2 км (1,24 мили).
15	100BaseT4	Стандарт физического уровня PHY Fast Ethernet, обеспечивающий передачу данных по кабелю категории 3, 4 или 5 со скоростью 100 Мбит/с с применением правил доступа к среде CSMA/CD. Используются четыре пары проводов кабеля UTP или STP категории 5.
16	802.9	Занимается разработкой стандартов для интегральных ЛВС, обеспечивающих передачу речи и данных.

Список сокращений

- СУБД -

---

Система управления баз данных;

- ПО - Программное обеспечение;

- ПК - Персональный компьютер;

- ЛВС - локальная вычислительная сеть;

- TTS- Transaction Tracking System;

- КС- канал связи;

- CSMA/CD- Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection множественный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий;

- ARPA- Advanced Research Projects Agency;

- IPTO- Information Processing Techniques Office;

- ATM- Asynchronous Time Division Multiplexing;

- MIL-STD-1553 - это был первый в мире стандарт на ЛВС;

- ARPANET - первый узел будущего Интернета;

- ALOHA- первая в мире пакетная радиосеть;

- PARC - Palo Alto Research Centre;

- 3Com- тройная аббревиатура от COMputer COMmunications COMpability;

- MSL - Mirrored Server Link;

- CSM A/CD- Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection;

Приложения

Приложение А

Таблица 1 - Характеристики топологий вычислительных сетей

Характеристики	Топологии вычислительных сетей
	Звезда	Кольцо	Шина
Стоимость расширения	Незначительная	Средняя	Средняя
Присоединение абонентов	Пассивное	Активное	Пассивное
Защита от отказов	Незначительная	Незначительная	Высокая
Размеры системы	Любые	Любые	Ограниченны
Защищенность от прослушивания	Хорошая	Хорошая	Незначительная
Стоимость подключения	Незначительная	Незначительная	Высокая
Поведение системы при высоких нагрузках	Хорошее	Удовлетворительное	Плохое
Возможность работы в реальном режиме времени	Очень хорошая	Хорошая	Плохая
Разводка кабеля	Хорошая	Удовлетворительная	Хорошая
Обслуживание	Очень хорошее	Среднее	Среднее

---