Топология в информатике — это структура графа, у которого вершинами являются сетевые компьютерные узлы и маршрутизаторы, а в качестве рёбер выступают каналы связи.
Виды топологии
Под сетевой топологией понимается метод представления сетевой конфигурации, схематическое отображение сети и взаимосвязи входящего в неё оборудования.
Сетевая топология подразделяется на следующие виды:
- Физическая топология, которая представляет фактическое местоположение и взаимосвязи между сетевыми узлами.
- Логическая топология. Представляет сигнальное взаимодействие в области физической топологии.
- Информационная топология. Представляет описание движения информационных потоков внутри сети.
- Топология регулирования обменов. Описывает принципы переадресации прав на использование сети.
Среди большого количества методов подсоединения устройств сети, возможно выделить такие основные топологии:
- На основе полных связей или полно связная.
- На основе ячеек.
- На основе общей шины.
- На основе звёздной структуры.
- На основе кольцевой структуры.
- На основе структуры типа снежинки.
Характеристика основных видов топологии
Приведём подробное описание каждой топологии.
Топология на основе полных связей (или полносвязная) предполагает, что каждый узел сети соединён со всеми другими узлами. Такая версия будет очень нагромождённой и мало эффективной, невзирая на свою простую логику. То есть каждая пара узлов должна быть соединена независимым каналом связи, и все компьютеры быть оснащены количеством портов для коммуникаций, равным количеству сетевых компьютеров. Это является главной причиной того, что такая сеть обычно мала по общим размерам.
Наиболее часто такая топология применяется в сетевых построениях при ограниченном числе сетевых узлов и машиномест. Принципы подключения к сети при этом типе топологии основаны на передаче маркера. Маркером является пакет, который имеет определённую битовую последовательность. Можно провести аналогию с конвертом, предназначенным для письма. Маркер поочерёдно пересылается по цепи от одного компьютера к другому в одну сторону. Каждый сетевой узел передаёт маркер далее, если он ему не предназначен. Если получен пустой маркер, то компьютер имеет возможность передачи своих данных. Передача маркера продолжается до тех пор, пока он не достигнет компьютера-адресата. Этот компьютер принимает данные, но движение маркера продолжается далее, вплоть до возвращения к компьютеру, который отправил сообщение. Получив подтверждение доставки пакет, компьютер-отправитель освобождает маркер.
К недостаткам этой топологии следует отнести громоздкость и низкую эффективность, поскольку все компьютеры должны быть оснащены большим числом портов для коммуникаций.
Топология ячеек является базовой полно связной сетевой топологией, где все рабочие станции сети подсоединены к некоторому количеству других рабочих станций такой сети. К достоинствам этой топологии следует отнести высокую надёжность, однако присутствует усложнённая настройка сети и потребность в избыточной длине кабелей. Все компьютеры обладают большим количеством связей с другими аппаратами, и повреждение одного кабеля не повлечёт за собой нарушение коммуникации. Фактически, эта топология является одним из вариантов полносвязной, из которой удалено некоторое количество взаимосвязей.
Данная топология используется для объединения значительного числа компьютеров в больших сетях.
Топология общей шины является, по сути, общим кабельным соединением, которое называется магистралью. Все сетевые узлы подключены к этой единой магистрали. К окончаниям шинного кабеля подключены так называемые терминаторы, которые предотвращают отражение сигнала. К достоинствам могут быть отнесены:
- Сеть возможно реализовать сравнительно быстро.
- Невысокая себестоимость, так как требуется меньше кабеля и дополнительного оборудования.
- Топология общей шины просто настраивается.
- Поломки отдельных рабочих станций не блокируют работу всей сети.
Но имеются у данной топологии и недостатки:
- Если будет оборван кабель, прекращает работу вся сеть.
- Затруднён поиск неисправностей.
Топология типа звезда представляет собой сетевую структуру, где все компьютеры подключаются к единому центральному узлу, формируя физический сетевой сегмент. Такой сетевой сегмент способен работать как по отдельности, так и компонентом более сложной топологии. Все взаимные обмены данными идут только через центральный узел, который испытывает повышенную нагрузку.
Кольцевая топология подразумевает, что любой компьютер сети соединяется только с двумя соседними машинами. От первой он информацию только получает, а второй только передаёт.
Топология типа снежинка, называемая иначе Иерархическая Звезда или древовидная топология, фактически является звездой, но в ней применяется не один, а некоторое количество концентраторов, которые соединяются линиями типа звезда.
