Български English [beta]
Здравей, гостенино. (вход, регистрация)
Екип Партньори Ресурси Статистики За контакт
Добави в любимиПредложи статияКонкурсиЗа рекламодатели
Начало
Форум
Към Кратки
Всички статии
 Литература
 Музика
 Филми и анимация
 На малкия екран
 Публицистика
 Популярни
 Кулинария
 Игри
 Спорт
 Творчество
 Други
Ключови думи
Поредици
Бюлетин

Търсене

Сивостен :: Мрежи: Топология на компютърните мрежи (статия) - Компютри, Комуникации, Мрежи
Мрежи: Топология на компютърните мрежи

Поредици: Мрежи

Автор: Иван Ж. Атанасов, сряда, 15 октомври 2008.

Публикувано в Статии :: Популярни; Предложи Гледна точка

Намали размера на шрифтаУвеличи размера на шрифта

От години в живота на почти всеки българин навлязоха мрежовите технологии. Дали ще е мобилният телефон, кабелната телевизия, кварталната или дори, в последно време, не толкова квартална „ланка” няма значение. Въпроса е, че преносът на информация по жицата и ефира от доста време далеч не се ограничава до жълтия телефонен апарат с шайба, радиото и шестдесеткилограмовия лампов, но затова пък цветен, Электрон-736, например. Така че нека си поговорим за мрежите, и по-точно за компютърните такива.

В тази поредица сп. „Сивостен” ще ви занимае с някои ключови и любопитни факти за мрежовите технологии. Ще разгледаме въпроса както на физическо, така и на логическо ниво – различните видове топологии, протоколи и т.н. Без претенция за пълнота, но затова пък с такава за фактологическа точност, ще се постараем да Ви запознаем с най-интересното от технологията, благодарение на която четете тази статия.

Какво са всъщност компютърните мрежи? Може би най-простичкият отговор на този въпрос би бил – комплекс от свързана помежду си цифрова апаратура. Тя може да включва суичове, хъбове, мултиплексери; трафика, осъществен между компютрите в мрежата често се рутира, така че имаме рутери – изобщо, цяло многообразие от технологии. Освен всички тях, естествено, по краищата имаме и известно количество компютри, свързващи се помежду си благодарение на специално написан софтуер. Самите компютри, от гледна точка на мрежата, в която са свързани, традиционно наричаме хостове.

Самите мрежи са реализирани в шест слоя, започвайки от физическото и мрежовото ниво, през транспортното и сесийното, до представителното и приложно. Тях ще разгледаме в следващи статии по темата, но засега е важно да се отбележи, че практически всяко едно от тях е интерфейс за следващото по веригата, като след последното се намира потребителят. Защо обаче няма да говорим за тях, а ги споменаваме? Защото това многообразие ни дава представа как можем да класифицираме мрежите по много различни начини – на топологичен принцип, по метода на преминаване на данните през комуникационната среда, по използван протокол и т.н.

Топологията на една мрежа определя геометричното свързване, на чисто физическо ниво, на различните устройства и кабеляци. Иначе казано, на каналите и възлите. Определя се на база разположението на компютрите в реалното пространство и отразява географския изглед на самата мрежа. Също така се отчита обемът на предаваните данни, капацитета (или, казано терминологично - пропускателната способност) на свързващите линии и т.н.

На база логическата организация на предаването на данните през транспортната среда бихме могли да разделим мрежите на такива със селекция и с маршрутизация. Първите се характеризират с много бърз, на физическо ниво, канал, по който преминават всички данни, изпращани или приемани от хостовете в мрежата. Всеки един компютър подбира от общия поток данни тези, предназначени за него. Процесът се нарича селекция, извършвана върху тях; откъдето идва и названието на този клас мрежи. При втория случай – този на мрежа с маршрутизация – входящият поток бива обработен и данните се доставят до съответния получател. Самите компютри са свързани към възли, които извършват тези операции. Тук има значително по-малко натоварване на линиите, тъй като по тях не се движи целият обем информация.

Да разгледаме различните мрежи, разделени на база на мащаба си. В началото стои локалната, или LAN (local area network). Тя най-често обхваща един офис, една сграда или дори комплекс от няколко, достигайки (в някои екстремни случаи) диаметър от няколко километра. Повечето локални мрежи имат пропускателна способност от 100 Mb/s, макар че в исторически план, както се досещате, скоростите са били по-ниски, а новите технологии позволяват такива от порядъка на 10 Gb/s. Представители са на мрежите със селекция, при които, както казахме, хостовете сами подбират предназначената за тях информация.

Като топология локалните мрежи могат да бъдат шинни, кръгови и централизирани. При първия вариант всички компютри са свързани към кабел, наречен шина, и във всеки един момент само един от хостовете може да предава данни, като през това време всички останали са в режим на изчакване. Логично, при такава организация възникват конфликти, разрешавани от арбитриращи алгоритми, които са част от цялостната реализация на мрежата.

При кръговата топология линейната шина е заменена от кръгова, по околовръст, на която са разположени компютрите от мрежата. Предаденият пакет от данни извършва обиколка на кръга, като машината, за която е предназначен, го приема и обработва. Също както при шинната топология, при кръговата възниква необходимост от арбитраж. При небезизвестната реализация IBM Token Ring, например, това се осигурява от конструкцията, при която отделните хостове се редуват кой да изпраща информация.

Най-разпространени, обаче, са централизираните мрежи. По-точно тези с шинна топология и разпределен контрол, представител на които е Ethernet технологията, с която повечето от нас са се сблъсквали, дори и да не знаят за това. При тях има децентрализация – всяка машина избира кога да изпраща, но затова пък се характеризират с централизиран арбитраж от специално устройство.

Следващата по размер мрежа е градската мрежа (Metropolitan Area Network, MAN) - мрежа, най-често с висока скорост, обслужваща едно населено място. Отделни участъци от мрежата са на принципа на селекцията. Например, в рамките на една сграда или комплекс от здания. Връзката между тях е маршрутизирана, като най-често за пренос на информация между отделните сегменти се използват оптични кабели. В малко по-шеговит стил, ако някой е виждал завързана за дърво оптика, ще добавим, че същите, ако се спазва добрата технологична практика, биват полагани в шахти.

Все пак, светът не свършва с границите на града, така че следват регионалните мрежи или WAN (Wide Area Network). Те най-често биват оперирани от телекоми или големи интернет доставчици. Обхващат цял регион, който може да бъде както Софийска област, така и целия Европейски съюз. Работят изцяло на принципа на маршрутизацията, хостовете се свързват чрез комуникационна подмрежа, състояща се от предавателни линии и комутиращи елементи.

По предавателните линии се пренасят пакетите с данни между машините. Най-често те са реализирани чрез оптични наземни линии, но могат да бъдат и базирани на радиопредавателен принцип, като не е невъзможно и да се използват дори медни връзки. Комутиращите елементи свързват две или повече предавателни линии и извършват маршрутизацията. Оттам идва и по-популярното им название рутери (routers).

Когато един пакет пристигне на входна линия на даден рутер, той, с помощта на алгоритмите за маршрутизация, избира по коя линия да предаде този пакет. В случаите, когато WAN-ът е базиран на сателитни връзки за реализация на предавателните линии, маршрутизаторите са свързани към антени, които приемат и предават съобщения от и към използвания сателит.

Потребителите на отделните мрежи трябва да имат възможност да комуникират помежду си. За целта се използват устройства, наречени шлюзове (gateway). Както шлюзовете на Панамския канал се използват за връзка между водни басейни на различна надморска височина, така и мрежовите им аналози реализират свързване на различни мрежи, които използват различни технологии.

Както сигурно се досещате, съществен елемент от мрежите са линиите между възлите. В рамките на града, в повечето страни, се използват възможностите на съществуващата телефонна мрежа с възли телефонните централи. Всеки отделен абонат е свързан чрез кабел тип усукана двойка към тях, като те се свързват чрез меден или, по-често, оптичен кабел към останалите централи. Повече за тази технология можете да прочетете в статията за Digital Subscriber Line (DSL).

В България, обаче, по една или друга причина, БТК не успя да се наложи на този пазар, основно поради ценовата си политика и бавната реакция към променящите се условия. Така че на наша територия в сегмента на високоскоростните интернет услуги се наложи принципът на LAN мрежи, свързани помежду си с оптични връзки. В началото доста фрагментиран, в последно време този пазар се окрупни, като отделни компании дори започнаха да се преориентират към модел, включващ оптичен кабел максимално близо до крайния потребител, и дори, в случая със Spectrum Net, например, дори до самия него.

И в заключение – сигурно вече сами се досетихте, че над всичко това стои съвкупността от тези мрежи, която наричаме интернет.






Допадна ли ви този материал? (21) (3) 8473 прочит(а)

 Добави коментар 
Ако сте регистрирани във форума можете да коментирате и тук

Име:
Текст:
Код:        

 Покажи/скрий коментарите (7) 



AdSense
Нови Кратки @ Сивостен


Реклама


Подобни статии

Случаен избор


Сивостен, v.5.3.0b
© Сивостен, 2003-2011, Всички права запазени
Препечатването на материали е нежелателно. Ако имате интерес към някои от материалите,
собственост на сп. "Сивостен" и неговите автори, моля, свържете се с редакционната колегия.