Projekt:
ODBORNÝ VÝCVIK VE 3. TISÍCILETÍ
Téma:
MEIII - 2.1.4 Úvod do PC sítí (topologie sítí) Obor:
Mechanik Elektronik
Ročník:
3.
Zpracoval(a): Bc. Martin Fojtík Střední průmyslová škola Uherský Brod, 2010
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Obsah Topologie PC sítí.......................................................................................................3 Sběrnicová topologie (bus topology).........................................................................3 Kruhová topologie ( ring topology) ...........................................................................4 Hvězdicová topologie (star topology)........................................................................4 Páteřní vedení (backbone)........................................................................................5 Topologie:..................................................................................................................5 Komunikace v sítích..................................................................................................6 Sítě spojové (with connection)..................................................................................6 Sítě nespojové (connectioless).................................................................................6 Přístupové metody....................................................................................................6 Použitá literatura.......................................................................................................8
TOPOLOGIE PC SÍTÍ Topologie je způsob, jakým jsou stanice v síti propojeny. Topologie je prvkem sítového standardu a podstatně určuje výsledné vlastnosti sítě. Úzce souvisí s kabeláží.
SBĚRNICOVÁ TOPOLOGIE (BUS TOPOLOGY) Ke spojení stanice je použito průběžné vedení od stanice ke stanici. Stanice se k vedení připojují pomocí odbočovacích prvků (např. T-konektorů). Tato topologie se používá především v sítích s koaxiálním kabelem. Výhodou sběrnice je to, že kabel vede od stanice ke stanici, s čímž souvisí poměrně malá spotřeba kabelu a nízká cena kabeláže. Nevýhodu představuje velký počet spojů v kabelu, což je příčinou mnoha potíží a poruch. Další nepříjemností je principiální nespolehlivost topologie. Jakékoliv přerušení sběrnice znamená havárii celé sítě – přerušení komunikace mezi všemi stanicemi. Dalším problémem je obtížná lokalizace poruchy.
KRUHOVÁ TOPOLOGIE ( RING TOPOLOGY) Spojovací vedení stanic vytváří souvislý kruh, což dovoluje použít metodu postupného předávání zpráv (token) – viz dále. Nevýhoda je podobná jako u sběrnice – přerušení vodiče znamená poruchu celé sítě. To se řeší zdvojováním kabelu (např. u sítí IBM Token Ring).
HVĚZDICOVÁ TOPOLOGIE (STAR TOPOLOGY) Každá stanice je připojena vlastním kabelem. Kabely od stanic jsou pak soustředěny do rozbočovače (koncentrátoru, HUBu), který tvoří jakýsi střed sítě. K hvězdicovému propojení stanic se používá kroucené dvojlinky. Výhodou je nízká náchylnost k chybě. Porucha jednoho kabelu vyřadí z činnosti pouze jednu síťovou stanici. Také lokalizace poruchy je podstatně jednoduší než u sběrnicové topologie.
Jistou nevýhodou je vyšší spotřeba kabelů a nutnost použití rozbočovače. Cena těchto prvku je však nízká, a tak je hvězda nejpoužívanější metodou propojení v sítích LAN.
PÁTEŘNÍ VEDENÍ (BACKBONE) Závěrečný odstavec je věnován pojmu páteřní vedení, pojmu, kterým jsou propojeny ostatní segmenty sítě. Veškerá komunikace stanic přesahující jeden síťový segment pak prochází právě tímto vedením. Je jasné, že od něho požadujeme vysokou přenosovou rychlost – minimálně 100Mb/s.
TOPOLOGIE: Sběrnice:
● Výhoda - nízké pořizovací náklady ● Nevýhoda - poruchovost, obtížné vyhledávaní místa závady,porucha kabeláže vyřadí celou síť ● Rozsah použití - dožívá ve starších kabelážích
Hvězda: ● Výhoda - spolehlivá, rychlá ● Nevýhoda - nutnost koncentrátoru ● Rozsah použití - dnes nejpoužívanější Kruh:
● Výhoda - pravidelné předávání zpráv v kruhu ● Nevýhoda - stejně jako u sběrnicové topologie, řeší se zdvojením vedení ● Rozsah použití - používají ji méně rozšířené sítě IBM Token Ring a FDDI
KOMUNIKACE V SÍTÍCH Komunikace mezi stanicemi může probíhat podle dvou modelů.
SÍTĚ SPOJOVÉ (WITH CONNECTION) Přesněji nazývané sítě s navazováním spojení. Před zahájením výměny dat je mezi oběma koncovými stanicemi nutné navázat spojení. Koncové uzly v síti se musí nejdříve domluvit s aktivními prvky a následně vytvořit virtuální kanál, prostřednictvím něhož budou data data. Tento způsob práce je typický pro telefonní sítě, u sítí LAN (s výjimkou sítě ATM) se s ním nesetkáme.
SÍTĚ NESPOJOVÉ (CONNECTIOLESS) Sítě bez navazování spojení, kde se spojení nenavazuje. Data jsou vyslána do sítě a koncové stanice si přečtou jen ty packety, které jim patří. Ve skutečnosti je v sítích k dispozici řada aktivních prvků, kterým jsou packety filtrovány a usměrňovány. Tento způsob výměny dat je v sítích LAN typický.
PŘÍSTUPOVÉ METODY Tyto techniky popisují pravidla, jimiž se řídí přístup síťových stanic ke kabelu. V podstatě jde o to, jak zabezpečit, aby do sítě vysílala v jednom okamžiku pouze jedna stanice. Při současném vysílaní více stanic dojde totiž k vzájemnému rušení,což znemožní přenos dat. Přístupová metoda, stejně jako topologie, je jedním z podstatných znaků síťového standardu
CSMA-CD
(Carrier-sense
Multiple
Acces
with
Collision
Detection), Metoda náhodného přístupu Rozhodování o tom, která ze stanic bude vysílat, probíhá následovně: stanice, která chce vysílat, zkontroluje, zda již nevysílá jiný počítač. Pokud tomu tak je, počká až bude na spojovacím kabelu klid. Když zjistí, že je na kabelu volno, začne vysílat. Může se však stát, že ve stejném okamžiku začne s vysíláním i jiná stanice (proč ne, vedením neprocházely žádné signály). Proto vysílající stanice kontroluje, zda signály šířící se vedením odpovídají tomu, co sama vysílá. Pokud tomu tak není (po kabelu tedy posílá signál i jiný počítač), stanice se odmlčí a po náhodně stanovené době se pokusí o nové vysílaní. Výhodou této metody je její jednoduchost, a tím i rychlost a nízká cena komponentů. Nevýhoda spočívá v tom, že se stoupajícím počtem stanic se zvyšuje pravděpodobnost kolizí (tj. současného vysílání, jehož následkem je přerušení vysílání).V mezních případech může dojít až k zahlcení sítě. Tuto nepříjemnou vlastnost lze podstatně eliminovat použitím přepínačů (switch) a mostů, které nepropouštějí packety do těch částí sítě, kam nepatří (výrazně se tak sníží vzájemné zarušování). Jde o aktivní prvky kabeláže, jimž je věnována příští kapitola). Další nevýhodou metody náhodného přístupu je její nedeterministická povaha – přidělování vysílacího času je náhodné, a tak nelze zaručit, za jak dlouho bude zpráva doručena. Proto se tento způsob řízení vysílání nehodí pro řízení provozu v reálném čase. CSMA – CD je používána u síťového standardu Ethernet, normy u sítí LAN nejvíce rozšířené.
Token ring Princip je jednoduchý. Sítí koluje speciální packet – token. Vysílat může jen ta stanice, která momentálně token vlastní. Právo vysílat má tedy v jednom okamžiku jen jedna stanice. Token si stanice postupně předávají. Je tak zajištěno spravedlivé rozdělování vysílacího času mezi stanice. Metoda Token ring se používá v sítích s kruhovou topologií, kde packet token může putovat od jedné stanice ke druhé (po kruhu, v němž jsou stanice zapojeny). Výhodou metody token je její odolnost proti zahlcení i při vysokém zatížení sítě (stanice se navzájem neruší) a její deterministická podstata (vysílání je pravidelně přidělováno všem stanicím). Nevýhodná je její složitost a o něco nižší rychlost (část činnosti sítě je věnována oběhu packetu s tokenem).
Token bus Je kopií předešlé metody, ale pro její činnost není nutná kruhová topologie. Každá stanice v síti obdrží logickou adresu (v síti se tak vytvoří logický kruh). Token pak cyklicky putuje od adresy k adrese. Vlastnosti takovéto sítě odpovídají metodě token ring, u token busu ještě přibývá nutnost logické adresace stanic. Závěrem připomenu to, co již bylo řečeno mezi řádky dříve. Přístupové metody jsou dvojího typu: ● Stochastické, založené na náhodném přístupu k médiu. Typickým představitelem je Ethernet. ● Deterministické, kdy přístup k médiu je řízen – metody Token.
POUŽITÁ LITERATURA Jaroslav Horák, Milan Keršláger, Počítačové sítě pro začínající správce,Computer Press,a.s Brno
