2. Топология локальных сетей

Топология (topology) сети характеризует схему проводных соединений в сети. Все сети строятся на основе базовых топологий: шинных, звездообразных, кольцевых и ячеистых.

В условиях звездообразной структуры организуется центральный узел (хаб, концентратор), через который посылаются все сообщения абонентов (рисунок 12.1). Для подсоединения абонента к хабу используется витая пара проводов. Хаб представляет собой маленькую коробочку, к которой подсоединен пучок кабелей, обеспечивает связь ПК друг с другом.

Рисунок 12.1 Звездообразная топология сети

Основным достоинством звездообразной структуры является независимость каждого радиального направления от остальных, т.е. неполадки на одном из участков кабеля никак не повлияют на работу остальных пользователей.

Недостатки:

0. Для каждого абонента требуется прокладка «своего» кабеля.

1. Зависимость от надежности хаба (концентратора).

2. Невысокая скорость работы.

Наиболее распространенной топологией сети является топология типа «шина» (рисунок 12.2). Все сетевые ПК (абоненты) обычно связаны линейно с помощью коаксиального кабеля.

Рисунок 12.2 Топология сети типа «шина»

Достоинства: относительно высокая надежность и скорость передачи; сеть можно легко развивать, добавляя новые разветвления.

Недостатки: при разрыве кабеля сеть теряет работоспособность.

В кольцевых ЛВС каждый узел связан с двумя соседними через приемопередатчик и сообщения циркулируют в сети до тех пор, пока они не будут приняты и удалены каким- либо узлом (рисунок 12.3). В кольце сообщения всегда передаются в одном направлении, в качестве физической среды передачи используются витая пара проводов, коаксиальный кабель, оптоволоконные линии.

Рисунок 12.3 Топология звездообразной сети

Ячеистые сети обладают высокой избыточностью и надежностью, т.к. каждый компьютер в такой сети соединен с каждым другим отдельным кабелем и поэтому разрыв кабеля не сказывается на работоспособности сети (рисунок 12.4). Основной недостаток- большие затраты на прокладку кабеля. Основное достоинство- высокая надежность и простота обслуживания.

Рисунок 12.4 Топология ячеистой сети

Кроме базовых топологий существуют их комбинации, чаще всего это топологии звезда- шина и звезда- кольцо.

3. Линии связи

В качестве линий связи используются разные физические среды. В настоящее время используются беспроводные среды и кабельная связь.

Беспроводные среды не означают полное отсутствие проводов в сети. Обычно беспроводные компоненты взаимодействуют с сетью, в которой в качестве среды передачи используется кабель. Такие сети называются гибридными. Существуют следующие типы беспроводных сетей: ЛВС, расширенные ЛВС и мобильные сети (переносные компьютеры). ЛВС и расширенные ЛВС используют передатчики и приемники той организации, в которой функционирует сеть. Для переносных компьютеров средой передачи служат общедоступные сети (например, телефонная или Интернет). В каждом компьютере устанавливается беспроводной сетевой адаптер с трансивером. Трансивер или точка доступа обеспечивает обмен сигналами между компьютерами с беспроводным подключением и кабельной сетью. Используются небольшие настенные трансиверы, которые устанавливают радиоконтакт с переносными устройствами.

Работа беспроводных сетей основана на четырех способах передачи информации: инфракрасном излучении, лазере, радиопередачи в узком диапазоне (одночастотной передачи), радиопередаче в рассеянном спектре.

В локальных сетях широкое распространение получила кабельная связь. Используются три вида кабелей: коаксиальный кабель, кабель типа витая пара и волоконно- оптический кабель.

Кабель «витая пара» (TP- Twisted Pair) является наиболее дешевым носителем данных, ранее применяемых для обеспечения телефонных коммуникаций.

Основные достоинства: низкая стоимость; простота монтажных работ по подключению абонента к ЛВС.

Недостатки:

1. Обязательно требуется хаб (концентратор) при построении сети.

2. Плохая защищенность от электрических помех (без экранирования). Возможно экранирование (экранирование - металлическая оплетка вокруг отдельно скрученных проводов), но от этого увеличивается стоимость.

3. Простота несанкционированного подключения.

4. Жесткие ограничения на дальность (до 100 м между хабом и ПК, реально всего 23 м) и скорость передачи (до 10 Мбит/с).

Витая пара может быть использована только в звездообразных ЛВС.

Коаксиальный кабель (Coaxial cable) имеет среднюю цену, хорошо помехозащищен и применяется для связи на большие расстояния.

В любом случае коаксиальный кабель состоит из четырех частей:

1. Внутренний проводник.

2. Слой изолирующего покрытия.

3. Экран.

4. Наружное пластиковое покрытие.

Оптоволоконные линии передают световые сигналы или сигналы в инфракрасном диапазоне. Кабель состоит из светопроводящего наполнителя на кремниевой или пластмассовой основе, заключенного в материал с низким коэффициентом преломления. Благодаря этому световые лучи отражаются от внутренней поверхности кабеля, и потери световой энергии сокращаются до минимума.

Для обмена информацией по оптоволоконному кабелю нужно преобразовывать электрические сигналы в световые при передачи информации и наоборот- световые в электрические при приеме. В первом случае используются светодиоды, во втором случае - фотодиоды.

Достоинства:

1. Небольшая масса.

2. Скорость передачи больше 1Гбит/с.

3. Невосприимчивость к электрическим помехам.

4. Полностью пожаро- и взрывобезопасны.

5. Дальность передачи более 50 км.

1. Обладают противоподслушивающими св-вами, т.к. техника ответвлений очень сложна.

Недостатки: высокая стоимость; сигнал может передаваться только в одном направлении.

Применяется там, где возникают электромагнитные поля помех или требуется передача данных на очень большие расстояния. Оптоволоконные линии используются при организации сети типа кольцо.

Показатели	Среда передачи информации
	витая пара	коаксиальный кабель	оптоволоконный кабель
Цена	невысокая	относительно высокая	высокая
Наращивание	очень простое	проблематично	простое
Защита от прослушивания	незначительная	хорошая, однако легко ответвляется	высокая