При выборе топологии сети приходится решать оптимизационные задачи на графах, одна из которых заключается в построении сильно связного графа, моделирующего соответствующую топологию.

ПРИМЕЧАНИЕ

Подробно эта важная и интересная тема рассматривается в пятой главе. Там же можно найти примеры применения теории для решения сугубо практических задач – проектирование оптимизированной сети Ethernet.

Прежде чем перейти к изложению дальнейшего материала, следует уточнить, что предметной областью книги являются сети Ethernet, поскольку именно эти сети широко применяются в Windows. В этой главе будет приведен краткий обзор сетей других типов, отличных от Ethernet.

ПРИМЕЧАНИЕ

Термин Ethernet впервые использовался Робертом Меткальфом в его знаменитой статье, посвященной сети ALOHA (см. главу 1). Эти сети являются самыми распространенными на сегодняшний день и применяют метод CSMA/CD для контроля передачи данных.

Теперь пришло время поговорить о различных сетевых топологиях, применяемых на практике.

Шинная топология

Одной из наиболее распространенных до недавнего времени топологий ЛВС являлась шинная топология. Она представляет собой линейную структуру, которая моделируется графом без циклов. Физически подобная топология реализуется одним общим кабелем (шиной), к которому подключаются рабочие станции. Шина завершается терминатором, который играет роль оконечной нагрузки, а также позволяет исключить такое вредное явление, как отражение сигнала. Именно на базе этой топологии были реализованы первые сети Ethernet. На рис. 2.1 представлен пример сети, характеризующейся шинной топологией.

Рис. 2.1. Сеть, характеризующаяся шинной топологией

В настоящее время подобные сети практически не используются на практике, поскольку их эксплуатация сопряжена с наличием нескольких основных проблем:

– невысокая степень надежности, поскольку в случае повреждения единственного кабеля-шины нарушается передача сигналов в сети;

– низкое быстродействие, частично связанное с использованием механизма передачи данных (CSMA/CD, множественный доступ с контролем несущей и обнаружением конфликтов);

– ограничения на предельный размер сети, являющиеся следствием затухания сигнала в процессе его распространения.

ПРИМЕЧАНИЕ

На самом деле ограниченное быстродействие связано не только с использо-4– ванием метода CSMA/CD, a скорее с использованием кабеля, обладающего недостаточной пропускной способностью. Как известно, в современных сетях Fast Ethernet также применяется именно этот метод, но их быстродействие трудно назвать «недостаточным».

ПРИМЕЧАНИЕ Предельный размер сети может быть увеличен, если воспользоваться репитерами, позволяющими усилить сигнал. Подробнее эти устройства рассматриваются в четвертой главе.

Существует несколько разновидностей стандартов, разработанных для описания шинных сетей.

– 10BASE-2. Шинная сеть («тонкий» Ethernet), обеспечивающая скорость передачи данных 10 Мбит/с. Максимальная длина сетевого сегмента составляет 185 м. Подобные сети называются «тонким» Ethernet и еще в 90-х годах прошлого века являлись безусловным лидером по количеству инсталляций. Для подключений рабочих станций к шине используются байонетные коннекторы, а при их монтаже – коаксиальные кабели типа RG-58, волновое сопротивление которых составляет 58 Ом. Не стоит путать их с телевизионными кабелями, так как в данном случае сходство является только внешним. Название «тонкий» относится к толщине сетевого кабеля, который тоньше кабеля, применяемого в сетях 10BASE-5.

– 10BASE-5. Эта тип сети появился раньше, чем 10BASE-2 (альтернативное название – «толстый» Ethernet), и обеспечивает скорость передачи 10 Мбит/с. В данном случае максимальная длина сетевого сегмента составляет 500 м. Несмотря на меньшее затухание сигналов, сети этого типа имеют крупные недостатки, один из которых связан с трудностями монтажа более толстого кабеля, а также с необходимостью использования специальных внешних транси-веров, с помощью которых осуществляется подключение к рабочим станциям.

Несмотря на практически повсеместное «исчезновение» сетей этого типа, остаются некоторые области, где их применение целесообразно. В частности, эти сети идеальны, если используется не более пяти-шести рабочих станций, а сама сеть предназначается для обмена текстовыми данными.

Звездообразная топология

Наиболее распространенным типом топологии в настоящее время является звездообразная топология. Ребра моделирующего ее графа сходятся в одной центральной точке, которая в данном случае выступает в качестве «центрального пульта управления». В качестве такого центрального пункта используются коммутаторы и концентраторы, подробнее рассматриваемые в пятой главе. Именно эта топология наиболее распространена в настоящее время. На ее основе реализованы современные высокоскоростные версии сетей Ethernet. На рис. 2.2 приведен пример сети со звездообразной топологией.

Рис. 2.2. Эта топология является наиболее распространенной в настоящее время

В сетях со сложной структурой могут устанавливаться несколько концентраторов или коммутаторов, которые подключаются каскадным образом. В этом случае топологию называют иерархической звездой. В качестве одного из уровней иерархии может использоваться шина. На рис. 2.3 приведен соответствующий пример.

Как правило, в качестве сетевого кабеля при построении этих сетей используется витая пара, обычно неэкранированная. Потребность в специальном экране не возникает, поскольку жилы кабеля скручены таким образом, что происходит взаимное гашение электромагнитных помех.