Классификация сетевых моделей по топологии
Топология информационной сети - физическое расположение ее узлов относительно друг друга, способ их соединения линиями связи.
Различают несколько основных топологических вариантов:
- шина;
- кольцо;
- двойное кольцо;
- звезда.
Рассмотрим их подробнее.
"Шина"
В шинной топологии все устройства подключаются к единой линии передачи данных (трассе). В частности, при организации кабельных компьютерных сетей старого образца каждое устройство независимо подключалось к общему коаксиальному кабелю с помощью специального разъема.
Достоинства:
- быстрота монтажа;
- дешевизна;
- простота настройки;
- выход из строя одного из компьютеров не отражается на работе сети.
Недостатки:
- разрыв шины выводит из строя всю сеть;
- сложности в выявлении неисправностей;
- с добавлением новых узлов падает производительность сети.
"Кольцо"
Все компьютеры подключаются последовательно, образуя замкнутую цепь. В такой топологии узел получает данные от стоящего предыдущим в списке адресатов и перенаправляет их по цепочке, если они адресованы не ему.
Достоинства:
- простота установки;
- отсутствие дополнительного оборудования;
- устойчивая работа без падения скорости.
Недостатки:
- выход из строя одного узла отражается на работе всей сети;
- сложность настройки;
- сложность выявления неисправностей.
Указанные недостатки частично преодолеваются в топологии "Двойное кольцо", где две замкнутые сети образуют основной и резервный пути передачи данных. При выходе из строя фрагмента одного кольца, оно объединяется со вторым, и сеть продолжает работать.
"Звезда"
При звездчатой топологии компьютеры присоединяются к центральному узлу, каждый по отдельной линии. Различают схемы:
- активная "Звезда";
- пассивная "Звезда".
Рисунок 1. Топология "Звезда". Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Достоинства:
- выход из строя одного узла не отражается на работе сети;
- возможность расширения сети;
- простой поиск неисправностей;
- высокая скорость передачи данных;
- удобство администрирования.
Недостатки:
- выход из строя центрального узла приводит к неработоспособности всей сети;
- для прокладки в среднем требуется больше кабеля;
- число узлов ограничено количеством портов в концентраторе (коммутаторе).
Гетерогенные сети
В реальной практике часто используются сети со смешанной топологией, в которых для передачи информации могут применяться разные физические среды. Такие сети называются смешанными или гетерогенными.
Рисунок 2. Пример гетерогенной сети. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Особенности модели глобальных сетей
Глобальные сети, такие, как Интернет, мобильные сети стандарта GSM, банковская SWIFT и т.п. строятся по моделям, в которых топология не столь важна. Глобальные сети гетерогенны, построены из сегментов с различной структурой, пропускающих сигнал посредством кабелей, радиоволн, оптических носителей. При построении глобальных сетей важны следующие характеристики:
- единство протокола; сеть должна функционировать по единым техническим стандартам; в частности, в основе Интернета лежит протокол IP (Internet Protocol), пакеты которого способны служить контейнерами для передачи самого разнообразного контента (текста, изображений, аудио, видео и т.д.);
- единство правил маршрутизации; глобальные сети, как правило, децентрализованы, поэтому их участники должны договориться друг с другом о том, как информация будет доставляться между конечными узлами (отправителем и получателем); для этого используются шлюзы - особые компьютеры, обменивающиеся пакетами друг с другом; все участники системы должны иметь доступ к ним;
- дополнительная инфраструктура; например, для Интернета как глобальной сети важны сервисы имен (DNS), облегчающие запрос информации;
- высокоскоростные линии; современные глобальные сети невозможно представить без каналов связи (магистралей), пропускающих гигантские объемы информации;
- юридическая база; поскольку глобальные сети охватывают своей деятельностью множество стран, между участниками должны быть договоренности на национальном и интернациональном уровне, исключающие злоупотребления и эгоизм.
В последнее время различные государства пытаются получить контроль над Интернетом или его национальными сегментами. Особенно существенны в этом направлении усилия таких стран, как Китай и Россия. Это может привести к кризису этой глобальной сети, поскольку ее ценность заключается именно в свободном доступе к ресурсам, которые могут быть размещены в любой точке мира. С другой стороны, международное сообщество должно противодействовать криминальной деятельности в Интернете, и это тоже проблематично в связи с тем, что национальные законодательства различаются.
Меш-сети
В последнее время получают всё большее распространение меш-сети.
Рисунок 3. Схема меш-сети. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ
Меш-сеть — одноранговая, распределенная, самоорганизующаяся сеть. Их также называют сетями с ячеистой топологией (в переводе с английского mesh означает «ячейка»).
Все узлы в меш-сетях равноправны. Каждый является и провайдером, и роутером, и сетевым коммутатором. В меш-сети устройство нельзя отключить, а также прослушать.
Достоинствами меш-сетей являются следующие характеристики:
- в них невозможно контролировать трафик и обслуживающие узлы, поскольку нет единого центра получения адресов; все маршруты распределенные и динамические;
- меш-сеть анонимна и приватна, трафик по умолчанию шифруется, отсутствуют централизованные логи пользовательских сессий и активности узлов;
- трафик невозможно наделить приоритетом;
- меш-сеть невозможно заблокировать, поскольку она строится по принципу «каждый с каждым»; обрыв нескольких соединений не нарушит работу сети;
- в случае стихийного бедствия с помощью такой сети можно быстро восстановить сеть и, при наличии технических условий, соединить ее с Интернетом.
