טופולוגיית חיבור. טופולוגיות רשת מקומיות. יתרונות וחסרונות של טופולוגיות רשת המחשבים העיקריות

אחת הטכנולוגיות החשובות של כל מערכת ניטור רשת רצינית היא שיטה לזיהוי חיבורים של רכיבי רשת בשכבה 2 ו-3 של מודל ה-OSI.

מנקודת מבט אלגוריתמית, בעיה זו היא אחת המעניינות ביותר שנתקלנו בהן במהלך פיתוח המערכת שלנו.

כדי לתאר את הטופולוגיה, נוח להתייחס למודל ה-OSI של הרשת כמבנה רב קומות המבוסס על בסיס - זוהי הרמה הפיזית, והקומות יוצרות את רמות הערוץ והרשת, כל רמה שלאחר מכן מתבססת עליה. הבניין ובכך מבטיח את שלמות ופונקציונליות המבנה כולו. המשימה של הבניין כולו היא לספק לדייריו, כלומר לאפליקציות שונות, תקשורת זה עם זה.

Network Manager מיישם אלגוריתם למציאת חיבורים בין מכשירים הטרוגניים התומכים בפרוטוקולים שונים של תצורת טופולוגיות רשת, פרוטוקול עץ מתחש (STP, Spanning Tree Protocol), LLDP (Link Layer Discovery Protocol) ו-CDP (Cisco Discovery Protocol). הארכיטקטורה של מערכת התוכנה מאפשרת ליישם תמיכה בפרוטוקולים חדשים לאיתור שני החיבורים ברמה 2 ו-3 של מודל OSI, כמו גם כל קשר לוגי אחר בין אלמנטים של תשתית ה-IT.

בשכבת קישור הנתונים, חיבורים בין מכשירים נקראים חיבורים ברמה שנייה (או חיבורי L2). ניתן לציין אותם על ידי ציון צמד יציאות של שני מתגים המחוברים ישירות, או מתג ותחנת קצה, או מתג ונתב.

מתגים תומכים בטבלת העברה דינמית (AFT, טבלה להעברת כתובות), המאחסנת את המיפוי של כתובת ה-MAC המארח ליציאת המתג. מידע זה זמין דרך טבלאות דינמיות הנגישות באמצעות SNMP ב-BRIDGE-MIB של המתג ( dot1dBasePortTable, dot1dTpFdbTable).

אנו נגיד שמתג רואה התקן רשת נתון ביציאה נתונה אם טבלת ההעברה הדינמית שלו מכילה ערך המציין להעביר נתונים גרמות המיועדות להתקן רשת זה דרך יציאה זו.

עבור מתג התומך במסד הנתונים BRIDGE-MIB, אתה יכול לקרוא dot1dBasePortTable, קבע את ההתאמה בין מספר הממשק למספר היציאה, והממשקים הזמינים נקבעים על ידי מסד הנתונים MIB-II (טבלה ifTable). זה מאפשר לך להציג נתונים על חיבורים ברמה 2 ו-3 בצורה אחידה.

כדי לאחסן תוצאות ביניים, Network Manager משתמש במסד נתונים טופולוגי, המספק ממשק משותף לעבודה עם גרף הרשת וההתמחויות שלו שנועדו לעבוד ברמת קישור הנתונים והרשת.

קביעה אוטומטית של טופולוגיית הרשת מחולקת לשני שלבים: איסוף נתונים וניתוח לאחר מכן. נתונים מהתקני רשת נאספים במסד נתונים טופולוגי באמצעות שאילתות SNMP לבסיסי נתונים של התקני רשת, וסוגי התקנים וממשקי הרשת שלהם נקבעים.

בשלב השני, הנתונים הזמינים מנותחים על פי הפרוטוקולים שנבחרו לקביעת טופולוגיית הרשת; סעיפים 1, 2 ו-5 הזמינים באינטרנט משמשים ליישום האלגוריתמים.

הקושי בקביעת הטופולוגיה של רשת הטרוגנית הוא שטבלאות ההעברה של המתגים הן דינמיות; הן מאחסנות תיעוד של ההתאמה בין כתובת ה-MAC של היעד והיציאה המתאימה לזמן מוגבל מסוים שצוין בתצורת ההתקן ו, באופן כללי, בזמן המחקר, לא כל מכשירי הרשת החליפו נתונים גרמות, וכתוצאה מכך, לנתבים אין מידע מלא על כל מכשירי הרשת הזמינים והחיבורים שלהם. בנוסף, ברשתות ארגוניות רבות יש מתגים לא מנוהלים, וייתכן שחלק מהמתגים לא מחוברים למערכת הניטור או שלא יתמכו בצורה נכונה ב-SNMP MIBs הנדרשים. עם זאת, אם יש התקן רשת גלוי בכל המתגים ברשת, אז באמצעות טבלאות העברה לא שלמות ניתן לשחזר באופן חד משמעי את תצורת הרשת (3).

הטרוגניות רשת משפיעה גם על הפרשנות של נתונים המתקבלים ממתגים המוגדרים לתמוך בפרוטוקולי LLDP ו-CDP, מכיוון שכדי שהם יפעלו כהלכה יש צורך שכל התקני הרשת הקרובים יתמכו בפרוטוקול LLDP או CDP. כתוצאה מכך, המידע המתקבל מהפרוטוקולים הללו רק מאפשר להסיק ששני התקני רשת נתונים רואים זה את זה ביציאות מסוימות, אך אינו מאפשר לקבוע אותם ישירות כ"שכנים" הקרובים ביותר.

אלגוריתם החיפוש ההטרוגני של טופולוגיית הרשת המיושם ב- AggreGate Network Manager קובע בעיקר את הקשרים בין מתגים. ניתן לתאר את המהות הכללית של האלגוריתם באופן הבא:

שקול שני מתגים "A" ו-"B" הממוקמים באותה רשת משנה. אם מתג "A" רואה את המתג "B" ביציאה "a", ומתג "B" רואה את המתג "A" ביציאה "b" ואין התקן רשת אחר בטבלאות שלהם שנראה בו זמנית ביציאות "a" ו- "b", ואז מתגים "A" ו-"B" מחוברים ישירות ברמת קישור הנתונים (ראה 1, 3 ו-5). לאחר מציאת חיבור, אנו מסירים את הממשקים התואמים לו מהמטמון של טבלאות העברה וממשיכים לנתח את המידע שנותר בטבלאות, מוצאים בהדרגה חיבורים אחרים על ידי חיסול.

השלב הבא הוא לקבוע חיבורים אפשריים בין מתגים ותחנות קצה. לשם כך, נעשה שימוש בחיפוש אחר המתג הקרוב ביותר: אם מתג רואה תחנת קצה ביציאה נתונה והוא רואה מתג אחר באותה יציאה, אזי בהיעדר רכזות רשת, המתג הזה לא יכול להיות הקרוב ביותר ( ראה 4). מצד שני, אם המתג ביציאה הנבדק רואה רק תחנת קצה אחת, אז המתג והתחנה הזו הם השכנים הקרובים ביותר ברשת שלנו.

עם הטופולוגיה של שכבת ה-IP (L3), הדברים הרבה יותר פשוטים. קישורים ברמה 3 ניתנים די בקלות לקבוע מטבלאות ניתוב ( ipRouteTable), זמין גם דרך SNMP.

מתוך ההבנה שהרבגוניות של המוצר שלנו תאלץ אותנו להתמודד עם מגוון סוגי טופולוגיה בעתיד, תכננו את הרכיב הוויזואלי "גרף טופולוגיה" בצורה כזו שהוא יוכל לעבוד עם טבלאות שרירותיות המכילות תיאורים של צמתים וקצוות של גרף הטופולוגיה. וכרגיל, ברגע שהכלי היה זמין, נמצאו לו שימושים חדשים במהירות:

• טופולוגיית מסלול EIGRP, OSPF, BPG וכו'.
• הדמיה של נתיבים בענן MPLS
• טופולוגיה של SDH/PDH
• הדמיה של חיבורים בין היפרוויזורים למכונות וירטואליות הפועלות עליהם
• קשרי הורה-ילד נוספו באופן ידני בין צמתים
• גרף התלות של רכיבי שירותי IT ברכיבי תשתית

כל הטכנולוגיות המתוארות במאמר זה נבדקו והוטמעו במוצר AggreGate Network Manager שלנו. פעולת האלגוריתמים לקביעת חיבורים במצב של חוסר נתונים (לא כל המתגים והנתבים מחוברים באמצעות SNMP, תמיכה שגויה ב-MIBs הדרושים וכו') רחוקה מלהיות טריוויאלית, וזו הסיבה שאנו ממשיכים לשפר אותם עד היום.

מהירות העברת הנתונים ברשת, אמינות הטיפול בבקשות הלקוח, עמידות הרשת בפני תקלות ציוד ועלות היצירה וההפעלה של הרשת מושפעות באופן משמעותי מהטופולוגיה שלה.

תַחַת טופולוגיה של רשת מחשבים הכוונה לדרך החיבור של הרכיבים הבודדים שלו (מחשבים, שרתים, מדפסות וכו'). יש להבחין בין הטופולוגיות העיקריות הבאות:

· טופולוגיית כוכבים;

· טופולוגיה מסוג טבעת;

· טופולוגיה נפוצה של סוג אוטובוס;

· טופולוגיה של עצים;

· רשת מחוברת לחלוטין.

בואו ניקח בחשבון את נתוני הטופולוגיה של הרשת.

טופולוגיית כוכבים. בעת שימוש בטופולוגיית כוכבים, מידע בין לקוחות רשת מועבר דרך צומת מרכזי יחיד (איור 11). שרת או מכשיר מיוחד - רכזת (Hub) - יכולים לשמש כצומת מרכזי.

אורז. 11. טופולוגיית כוכבים

בטופולוגיה של כוכבים ניתן להשתמש פָּעִילו פַּסִיבִירכזות. רכזים פעילים קולטים ומגבירים אותות משודרים. רכזות פסיביות מעבירות אותות דרך עצמן מבלי להגביר אותם. רכזות פסיביות אינן מצריכות חיבור למקור מתח.

היתרונות של טופולוגיית הכוכבים הם כדלקמן:

1. ביצועי רשת גבוהים, שכן ביצועי הרשת הכוללים תלויים רק בביצועי הצומת המרכזי.

2. אין התנגשות של נתונים משודרים, שכן נתונים בין תחנת העבודה לשרת מועברים בערוץ נפרד מבלי להשפיע על מחשבים אחרים.

עם זאת, בנוסף ליתרונות, לטופולוגיה זו יש גם חסרונות:

1. אמינות נמוכה, שכן מהימנות הרשת כולה נקבעת על פי אמינות הצומת המרכזי. אם הצומת המרכזי (שרת או רכזת) נכשל, כל הרשת תפסיק לעבוד.

2. עלויות גבוהות לחיבור מחשבים שכן יש להתקין קו נפרד לכל מנוי חדש.

3. חוסר יכולת לבחור מסלולים שונים ליצירת תקשורת בין מנויים.

טופולוגיה זו היא כיום הנפוצה ביותר.

טופולוגיית הטבעת. עם טופולוגיית טבעת, כל המחשבים מחוברים לכבל סגור בטבעת. אותות מועברים לאורך הטבעת בכיוון אחד ועוברים דרך כל מחשב (איור 12).

אורז. 12. טופולוגיית הטבעת

העברת המידע ברשת זו מתבצעת באופן הבא. סַמָן(אות מיוחד) מועבר ברצף, ממחשב אחד למשנהו, עד שהוא מתקבל אצל מי שרוצה להעביר את הנתונים. לאחר קבלת האסימון, המחשב יוצר מה שנקרא חבילה, המשמשת להעברת נתונים. החבילה מכילה את הכתובת והנתונים של הנמען ולאחר מכן נשלחת סביב הטבעת. החבילה עוברת בכל מחשב עד שהיא מגיעה לזה שהכתובת שלו מתאימה לכתובת הנמען. לאחר מכן, המחשב המקבל שולח אישור למקור המידע שהמנה התקבלה. לאחר קבלת אישור, המחשב השולח יוצר אסימון חדש ומחזיר אותו לרשת.

היתרונות של טופולוגיית הטבעת הם כדלקמן:

1. העברת הודעות יעילה מאוד כי... ניתן לשלוח מספר הודעות בזו אחר זו בצלצול. הָהֵן. מחשב, לאחר ששלח את ההודעה הראשונה, יכול לשלוח את ההודעה הבאה אחריה, מבלי לחכות שהראשונה תגיע לנמען.

2. אורך הרשת יכול להיות משמעותי. הָהֵן. מחשבים יכולים להתחבר זה לזה על פני מרחקים ניכרים, ללא שימוש במגברי אותות מיוחדים.

3. היעדר התנגשויות (ראה נושא מס' 3, סעיף 2) והתנגשויות נתונים, שכן רק מחשב אחד משדר בכל פעם.

החסרונות של טופולוגיה זו כוללים:

1. אמינות רשת נמוכה, שכן תקלה של כל מחשב גוררת כשל של המערכת כולה.

2. כדי לחבר לקוח חדש, עליך להפריע לרשת.

3. עם מספר רב של לקוחות, מהירות הרשת מואטת, שכן כל המידע עובר בכל מחשב, והיכולות שלהם מוגבלות.

4. ביצועי הרשת הכוללים נקבעים על פי הביצועים של המחשב האיטי ביותר.

טופולוגיה זו מרוויחה אם הארגון יוצר מערכת של מרכזי עיבוד מידע מבוזרים הממוקמים במרחק ניכר זה מזה.

טופולוגיית אוטובוסים נפוצה. עם טופולוגיית אפיק, כל הלקוחות מחוברים לערוץ העברת נתונים משותף (איור 13). יחד עם זאת, הם יכולים לבוא ישירות במגע עם כל מחשב ברשת.

איור 13. טופולוגיית אוטובוסים נפוצה

העברת המידע מתבצעת באופן הבא. נתונים בצורת אותות חשמליים מועברים לכל המחשבים ברשת. עם זאת, המידע מתקבל רק על ידי מי שכתובתו תואמת את כתובת הנמען. יתרה מכך, בכל זמן נתון, רק מחשב אחד יכול לשדר.

היתרונות של טופולוגיית האוטובוס הנפוצה:

1. כל המידע מקוון ונגיש לכל מחשב. הָהֵן. מכל מחשב אישי ניתן לגשת למידע המאוחסן בכל מחשב אחר.

2. ניתן לחבר תחנות עבודה באופן עצמאי זו בזו. הָהֵן. כאשר מנוי חדש מתחבר, אין צורך להפסיק את העברת המידע ברשת.

3. בניית רשתות המבוססת על טופולוגיית אוטובוס נפוצה זולה יותר, שכן אין עלויות להנחת קווים נוספים בעת חיבור לקוח חדש.

4. הרשת אמינה מאוד בגלל ביצועי הרשת אינם תלויים בביצועים של מחשבים בודדים.

היתרון האחרון נקבע על ידי העובדה שהאוטובוס הוא טופולוגיה פסיבית. הָהֵן. מחשבים מקבלים רק נתונים משודרים, אך אינם מעבירים אותם מהשולח לנמען. לכן, אם אחד מהמחשבים נכשל, זה לא ישפיע על פעולתם של האחרים.

החסרונות של טופולוגיית אוטובוס נפוצה כוללים:

1. מהירות העברת נתונים נמוכה, מכיוון שכל המידע מסתובב בערוץ אחד (אוטובוס).

2. ביצועי הרשת תלויים במספר המחשבים המחוברים. ככל שמחברים יותר מחשבים לרשת, כך האוטובוס עמוס יותר והעברת המידע ממחשב אחד למשנהו איטית יותר.

3. רשתות הבנויות על בסיס טופולוגיה זו מאופיינות באבטחה נמוכה, שכן ניתן לגשת למידע על כל מחשב מכל מחשב אחר.

טופולוגיה של עצים. ברשתות עם טופולוגיית עץ, מחשבים מחוברים ישירות לצמתים המרכזיים של הרשת - שרתים (איור 14).

איור 14. טופולוגיה של עצים

טופולוגיית עץ היא שילוב של טופולוגיית כוכבים וטופולוגיית אוטובוס. לכן, יש לו בעצם אותם יתרונות וחסרונות שצוינו עבור טופולוגיות אלה.

רשת רשת. ברשת רשת, כל מחשב מחובר לכל שאר המחשבים בקווים נפרדים (איור 15).

איור 15. רשת רשת

היתרונות של רשת רשת:

1. אמינות גבוהה, שכן אם ערוץ תקשורת כלשהו נכשל, יימצא פיתרון להעברת מידע.

2. ביצועים גבוהים, שכן מידע מועבר בין מחשבים בקווים נפרדים.

חסרונות של טופולוגיה זו:

1. טופולוגיה זו דורשת מספר רב של קווים מקשרים, כלומר. העלות של יצירת רשת כזו היא גבוהה מאוד.

2. קשה לבנות רשת עם מספר רב של מחשבים, שכן יש להניח קווים נפרדים מכל מחשב לאחר.

טופולוגיית רשת הרשת משמשת בדרך כלל לרשתות קטנות עם מספר קטן של מחשבים הפועלים עם עומס מלא של ערוצי תקשורת.

עבור רשתות מחשבים גדולות (גלובליות או אזוריות), לרוב נעשה שימוש בשילוב של טופולוגיות שונות עבור אזורים שונים.

דגמי LAN

ישנם שני דגמים של רשתות מקומיות:

· רשת עמית לעמית;

· רשת שרת-לקוח.

IN רשת עמית לעמית כל המחשבים שווים זה לזה. במקרה זה, כל המידע במערכת מופץ בין מחשבים נפרדים. כל משתמש יכול לאפשר או לדחות גישה לנתונים שלו. ברשתות כאלה, אותו סוג של מערכת הפעלה (OS) מותקן בכל המחשבים, מה שמספק יכולות שוות פוטנציאליות לכל המחשבים ברשת.

היתרונות של דגם זה:

1. קלות ביצוע. כדי ליישם רשת זו, מספיק שלמחשבים יהיו מתאמי רשת וכבל שיחבר אותם.

2. עלות נמוכה של יצירת רשת. מאחר ואין עלויות הקשורות לרכישת שרת יקר, מערכת הפעלה רשת יקרה וכו'.

חסרונות הדגם:

1. ביצועים נמוכים עבור בקשות רשת. תחנת עבודה תמיד מעבדת בקשות רשת לאט יותר ממחשב שרת מיוחד. בנוסף, תמיד מבוצעות בתחנת העבודה משימות שונות (הקלדת טקסט, יצירת שרטוטים, חישובים מתמטיים וכו'), שמאטות תגובות לבקשות רשת.

2. היעדר בסיס מידע אחיד, שכן כל המידע מופץ במחשבים נפרדים. במקרה זה, עליך ליצור קשר עם מספר מחשבים כדי לקבל את המידע הדרוש.

3. היעדר מערכת אבטחת מידע אחידה. כל מחשב אישי מגן על המידע שלו באמצעות מערכת ההפעלה שלו. עם זאת, מערכות הפעלה של מחשב אישי הן בדרך כלל פחות מאובטחות ממערכות הפעלה של שרתי רשת. לכן, הרבה יותר קל "לפרוץ" לרשת כזו.

4. התלות של זמינות המידע במערכת במצב המחשב. אם מחשב כבוי, המידע המאוחסן בו לא יהיה זמין למשתמשים אחרים.

ברשת כמו שרת-לקוח יש מחשב ראשי אחד או יותר - שרתים. במערכות כאלה, כל המידע הבסיסי מנוהל על ידי שרתים.

רשת שרת-לקוח היא א-סימטרית מבחינה תפקודית: היא משתמשת בשני סוגים של מחשבים - חלקם מתמקדים בביצוע פונקציות שרת ומפעילים מערכות הפעלה מיוחדות של שרתים, בעוד שאחרים מבצעים פונקציות של לקוח ומפעילים מערכות הפעלה רגילות. אסימטריה פונקציונלית נגרמת גם מאסימטריית חומרה - עבור שרתים ייעודיים משתמשים במחשבים חזקים יותר עם כמויות גדולות של זיכרון RAM וזיכרון חיצוני.

היתרונות של דגם זה הם:

1. ביצועי רשת גבוהים, שכן השרת מעבד במהירות בקשות רשת ואינו עמוס במשימות אחרות.

2. זמינות בסיס מידע ומערכת אבטחה מאוחדת. אפשר לפרוץ לשרת, אבל זה הרבה יותר קשה מתחנת עבודה.

3. קל לנהל את כל הרשת. מאחר וניהול הרשת מורכב בעיקר מניהול השרת בלבד.

חסרונות הדגם:

1. עלות הטמעה גבוהה, שכן יש צורך בקניית שרת יקר ומערכת הפעלה ברשת לשרת.

2. תלות במהירות הרשת בשרת. אם השרת אינו חזק מספיק, הרשת עלולה להיות איטית מאוד.

3. לתפעול תקין של הרשת נדרשים אנשי תחזוקה נוספים, כלומר. לארגון חייב להיות תפקיד של מנהל רשת.

ישנן חמש טופולוגיות עיקריות (איור 4.1):

אוטובוס משותף (אוטובוס);

רינג רינג);

כוכב (כוכב);

דמוי עץ (עץ);

סלולר (Mesh).

אורז. 4.14 סוגי טופולוגיות

אוטובוס משותף

אפיק משותף הוא סוג של טופולוגיית רשת שבה תחנות עבודה ממוקמות לאורך קטע אחד של כבל, הנקרא קטע.

אורז. 4.15 טופולוגיה אוטובוס משותף

טופולוגיה אוטובוס משותף(איור 4.2) כרוך בשימוש בכבל אחד אליו מחוברים כל המחשבים ברשת. במקרה של טופולוגיה אוטובוס משותףהכבל משמש את כל התחנות בתורו. אמצעים מיוחדים ננקטים על מנת להבטיח שכאשר עובדים עם כבל משותף, המחשבים אינם מפריעים זה לזה בשידור וקליטת נתונים. כל ההודעות הנשלחות על ידי מחשבים בודדים מתקבלות ומאזינות על ידי כל שאר המחשבים המחוברים לרשת. עמדת עבודהבוחרת הודעות הממוענות אליה באמצעות כתובתמֵידָע. האמינות כאן גבוהה יותר, מכיוון שכשל של מחשבים בודדים לא ישבש את הפונקציונליות של הרשת כולה. פתרון תקלות ברשת קשה. בנוסף, מכיוון שמשתמשים רק בכבל אחד, אם מתרחשת הפסקה, כל הרשת מופרעת. טופולוגיית האוטובוסים היא טופולוגיית הרשת הפשוטה והנפוצה ביותר.

דוגמאות לטופולוגיות אפיק נפוצות הן 10Base-5 (חיבור מחשב עם כבל קואקסיאלי עבה) ו-10Base-2 (חיבור מחשב עם כבל קואקסיאלי דק).

אורז. 4.16 טופולוגיה טַבַּעַת

טבעת -זוהי טופולוגיית LAN שבה כל תחנה מחוברת לשתי תחנות אחרות, ויוצרות טבעת (איור 4.3). נתונים מועברים מתחנת עבודה אחת לאחרת בכיוון אחד (לאורך הטבעת). כל מחשב עובד כמחזר, מעביר הודעות למחשב הבא, כלומר. נתונים מועברים ממחשב אחד למשנהו כאילו במרוץ שליחים. אם מחשב מקבל נתונים המיועדים למחשב אחר, הוא מעביר אותם הלאה לאורך הטבעת, אחרת הוא לא מועבר הלאה. קל מאוד להגיש בקשה לכל התחנות בו זמנית. הבעיה העיקרית בטופולוגיית טבעת היא שכל תחנת עבודה חייבת להשתתף באופן פעיל בהעברת המידע, ואם לפחות אחת מהן נכשלת, כל הרשת משותקת. חיבור תחנת עבודה חדשה דורש כיבוי רשת לטווח קצר, מכיוון הטבעת חייבת להיות פתוחה במהלך ההתקנה. טופולוגיה טַבַּעַתיש זמן תגובה שניתן לחיזוי היטב, הנקבע על פי מספר תחנות העבודה.

טופולוגיית טבעת טהורה משמשת לעתים רחוקות. במקום זאת, טופולוגיית הטבעת ממלאת תפקיד תחבורה בתכנון שיטת הגישה. הטבעת מתארת ​​מסלול הגיוני, והחבילה מועברת מתחנה אחת לאחרת, ולבסוף עושה מעגל שלם. ברשתות TokenRing, ענף הכבלים מהרכזת המרכזי נקרא MAU (Multiple AccessUnit). ל-MAU יש טבעת פנימית המחברת את כל התחנות המחוברות אליו ומשמשת כנתיב חלופי כאשר כבל של תחנת עבודה אחת נשבר או מנותק. כאשר כבל תחנת העבודה מחובר ל-MAU, הוא פשוט יוצר הרחבה של הטבעת: אותות עוברים לתחנת העבודה ואז חוזרים חזרה לטבעת הפנימית

כוכב -זוהי טופולוגיית LAN (איור 4.4), שבה הכל תחנות עבודהמחובר לצומת מרכזי (כגון רכזת) שמקים, מתחזק ומנתק קשרים בין תחנות עבודה. היתרון של טופולוגיה זו הוא היכולת לבטל בקלות פגמים צוֹמֶת. עם זאת, אם הצומת המרכזי נכשל, כל הרשת נכשלת.

במקרה זה, כל מחשב מחובר באמצעות מתאם רשת מיוחד עם כבל נפרד למכשיר המאחד. במידת הצורך, ניתן לשלב מספר רשתות עם טופולוגיה כוכב,כתוצאה מכך נוצרות תצורות רשת מסועפות. בכל נקודת סניף יש להשתמש במחברים מיוחדים (מפיצים, משחזרים או התקני גישה).

אורז. 4.17 טופולוגיה כוכב

דוגמה לטופולוגיית כוכבים היא טופולוגיית Ethernet עם סוג כבל זוג מעוות 10BASE-T, במרכז כוכביםהוא בדרך כלל Hub.

טופולוגיית הכוכבים מספקת הגנה מפני שבירות כבלים. אם כבל תחנת עבודה פגום, זה לא יגרום לכשל של קטע הרשת כולו. זה גם מקל על אבחון בעיות קישוריות, מכיוון שלכל תחנת עבודה יש ​​קטע כבלים משלה המחובר לרכזת. לאבחון, מספיק למצוא שבר בכבל המוביל לתחנה שאינה פועלת. שאר הרשת ממשיכה לפעול כרגיל.

עם זאת, לטופולוגיית הכוכבים יש גם חסרונות. ראשית, זה דורש הרבה כבלים. שנית, רכזות הן די יקרות. שלישית, רכזות כבלים עם כמות גדולה של כבלים קשים לתחזוקה. עם זאת, ברוב המקרים, טופולוגיה זו משתמשת בכבל זול כגון זוג מעוות. במקרים מסוימים, ניתן אפילו להשתמש בכבלי טלפון קיימים. בנוסף, לצורך אבחון ובדיקה, כדאי לאסוף את כל קצוות הכבלים במקום אחד. בהשוואה לרכזות ArcNet, רכזות Ethernet ו-MAUTokenRing יקרות למדי. רכזות חדשות יותר כמו אלה כוללות בדיקות ואבחון, מה שהופך אותן ליקר עוד יותר.

רשת מקומית היא מרכיב חשוב בכל ארגון מודרני, שבלעדיו אי אפשר להשיג פרודוקטיביות מרבית. עם זאת, על מנת לנצל את מלוא הפוטנציאל של הרשת, יש צורך להגדיר אותה בצורה נכונה, גם תוך התחשבות בכך שמיקום המחשבים המחוברים ישפיע על ביצועי ה-LAN.

מושג טופולוגיה

הטופולוגיה של רשתות מחשבים מקומיות היא המיקום של תחנות עבודה וצמתים ביחס זה לזה ואפשרויות לחיבור שלהם. למעשה, זוהי ארכיטקטורת LAN. מיקום המחשבים קובע את המאפיינים הטכניים של הרשת, והבחירה בכל סוג של טופולוגיה תשפיע על:

• סוגים ומאפיינים של ציוד רשת.
• אמינות ומדרגיות של LAN.
• שיטת ניהול רשת מקומית.

קיימות אפשרויות רבות כאלו למיקום של צמתים עבודה ושיטות לחיבורם, ומספרם גדל ביחס ישר לגידול במספר המחשבים המחוברים. הטופולוגיות העיקריות של רשתות מקומיות הן "כוכב", "אוטובוס" ו"טבעת".

גורמים שיש לקחת בחשבון בעת ​​בחירת טופולוגיה

לפני שתחליט סופית על בחירת הטופולוגיה, עליך לקחת בחשבון מספר תכונות המשפיעות על ביצועי הרשת. בהתבסס עליהם, אתה יכול לבחור את הטופולוגיה המתאימה ביותר, לנתח את היתרונות והחסרונות של כל אחד מהם ולתאם נתונים אלה עם התנאים הזמינים להתקנה.

• הפונקציונליות והשירות של כל אחת מתחנות העבודה המחוברות ל-LAN. סוגים מסוימים של טופולוגיות רשת מקומיות תלויות לחלוטין בכך.
• שירות של ציוד (נתבים, מתאמים וכו'). התמוטטות של ציוד הרשת יכולה לשבש לחלוטין את פעולת ה-LAN או לעצור את חילופי המידע עם מחשב אחד.
• אמינות הכבל בשימוש. פגיעה בו משבשת את השידור והקליטה של ​​נתונים בכל ה-LAN או מקטע אחד שלו.
• הגבלת אורך כבל. גורם זה חשוב גם בבחירת טופולוגיה. אם אין הרבה כבל זמין, אתה יכול לבחור סידור שידרוש פחות ממנו.

על טופולוגיית הכוכבים

לסוג זה של סידור עמדות עבודה יש ​​מרכז ייעודי - שרת, אליו מחוברים כל שאר המחשבים. דרך השרת מתרחשים תהליכי חילופי נתונים. לכן, הציוד שלה חייב להיות מורכב יותר.

יתרונות:

• הטופולוגיה של רשתות "כוכבים" מקומיות משתווה לטובה עם אחרות בהיעדר מוחלט של קונפליקטים ברשת ה-LAN - זה מושג באמצעות ניהול מרכזי.
• כשל באחד הצמתים או נזק לכבל לא ישפיעו על הרשת כולה.
• בעל שני מנויים בלבד, ראשי והיקפי, מאפשר לך לפשט את ציוד הרשת.
• מקבץ נקודות חיבור ברדיוס קטן מפשט את תהליך בקרת הרשת וגם משפר את האבטחה שלה על ידי הגבלת גישה לאנשים לא מורשים.

פגמים:

• רשת מקומית כזו הופכת בלתי פעילה לחלוטין במקרה של כשל בשרת המרכזי.
• העלות של כוכב גבוהה יותר מטופולוגיות אחרות, מכיוון שנדרש הרבה יותר כבל.

טופולוגיית אוטובוס: פשוט וזול

בשיטת חיבור זו, כל תחנות העבודה מחוברות לקו יחיד - כבל קואקסיאלי, ונתונים ממנוי אחד נשלחים לאחרות במצב החלפה חצי דופלקס. טופולוגיות רשת מקומיות מסוג זה דורשות נוכחות של מסיים מיוחד בכל קצה של האוטובוס, שבלעדיו האות מעוות.

יתרונות:

• כל המחשבים שווים.
• היכולת לשנות בקלות את הרשת גם כשהיא פועלת.
• הכישלון של צומת אחד אינו משפיע על האחרים.
• צריכת הכבלים מופחתת באופן משמעותי.

פגמים:

• אמינות רשת לא מספקת עקב בעיות במחברי כבלים.
• ביצועים נמוכים עקב חלוקת הערוץ בין כל המנויים.
• קושי בניהול ואיתור תקלות עקב מתאמים מחוברים במקביל.
• אורך קו התקשורת מוגבל, לכן סוגים אלה של טופולוגיות רשת מקומיות משמשים רק עבור מספר קטן של מחשבים.

מאפיינים של טופולוגיית הטבעת

סוג זה של תקשורת כולל חיבור צומת עובד עם שניים אחרים, נתונים מתקבלים מאחד מהם, ונתונים מועברים לשני. התכונה העיקרית של טופולוגיה זו היא שכל טרמינל פועל כמחזר, ומבטל את האפשרות של הנחתת האות ב-LAN.

יתרונות:

• צור והגדר במהירות את טופולוגיית הרשת המקומית הזו.
• שינוי קנה מידה קל, אשר, עם זאת, דורש כיבוי הרשת בזמן התקנת צומת חדש.
• מספר רב של מנויים אפשריים.
• התנגדות לעומסי יתר והיעדר התנגשויות רשת.
• היכולת להגדיל את הרשת לגדלים עצומים על ידי העברת האות בין מחשבים.

פגמים:

• חוסר אמינות של הרשת כולה.
• חוסר התנגדות לפגיעה בכבלים, ולכן בדרך כלל מסופק קו גיבוי מקביל.
• צריכת כבלים גבוהה.

סוגי רשתות מקומיות

הבחירה בטופולוגיית הרשת המקומית צריכה להיעשות גם על סמך סוג ה-LAN הזמין. הרשת יכולה להיות מיוצגת על ידי שני מודלים: עמית לעמית והיררכית. הם אינם שונים מאוד מבחינה תפקודית, מה שמאפשר לך לעבור מאחד לאחר במידת הצורך. עם זאת, עדיין יש כמה הבדלים ביניהם.

באשר למודל עמית לעמית, השימוש בו מומלץ במצבים בהם אין אפשרות לארגן רשת גדולה, אך עדיין יש צורך ביצירת מערכת תקשורת כלשהי. מומלץ ליצור אותו רק עבור מספר קטן של מחשבים. תקשורת בקרה מרכזית משמשת בדרך כלל בארגונים שונים לניטור תחנות עבודה.

רשת עמית לעמית

סוג זה של LAN מרמז על שוויון זכויות עבור כל תחנת עבודה, הפצת נתונים ביניהם. ניתן לאפשר או לדחות גישה למידע המאוחסן בצומת על ידי המשתמש שלו. ככלל, במקרים כאלה, טופולוגיית האוטובוס של רשתות מחשבים מקומיות תהיה המתאימה ביותר.

רשת עמית לעמית מרמזת על זמינות משאבי תחנת עבודה למשתמשים אחרים. משמעות הדבר היא היכולת לערוך מסמך במחשב אחד תוך כדי עבודה על מחשב אחר, להדפיס מרחוק ולהפעיל יישומים.

היתרונות של סוג LAN עמית לעמית:

• קלות יישום, התקנה ותחזוקה.
• עלויות כספיות קטנות. מודל זה מבטל את הצורך ברכישת שרת יקר.

פגמים:

• ביצועי הרשת יורדים ביחס לעלייה במספר צמתי העובדים המחוברים.
• אין מערכת אבטחה מאוחדת.
• זמינות מידע: כאשר אתה מכבה את המחשב שלך, הנתונים בו יהפכו לבלתי נגישים לאחרים.
• אין בסיס מידע אחד.

מודל היררכי

טופולוגיות הרשת המקומיות הנפוצות ביותר מבוססות על סוג זה של LAN. זה נקרא גם "שרת-לקוח". המהות של המודל הזה היא שאם יש מספר מסוים של מנויים, יש אלמנט אחד עיקרי - השרת. מחשב בקרה זה מאחסן את כל הנתונים ומעבד אותם.

יתרונות:

• ביצועי רשת מצוינים.
• מערכת אבטחה אמינה מאוחדת.
• בסיס מידע אחד משותף לכולם.
• ניהול פשוט של כל הרשת ומרכיביה.

פגמים:

• הצורך ביחידת כוח אדם מיוחדת - מנהל המפקח ומתחזק את השרת.
• עלויות כספיות גדולות לרכישת מחשב ראשי.

התצורה (טופולוגיה) הנפוצה ביותר של רשת מחשבים מקומית במודל היררכי היא "כוכב".

בחירת הטופולוגיה (פריסה של ציוד רשת ותחנות עבודה) היא נקודה חשובה ביותר בעת ארגון רשת מקומית. סוג התקשורת הנבחר אמור להבטיח את הפעולה היעילה והבטוחה ביותר של ה-LAN. כמו כן, חשוב לשים לב לעלויות הכספיות ולאפשרות להרחבה נוספת של הרשת. מציאת פתרון רציונלי אינה משימה קלה, אשר מושגת באמצעות ניתוח מדוקדק וגישה אחראית. במקרה זה, טופולוגיות רשת מקומיות שנבחרו כהלכה יבטיחו ביצועים מקסימליים של ה-LAN כולו.