Создайте Ваш сайт учителя Курсы ПК и ППК Видеоуроки Олимпиады Вебинары для учителей
Материалы, представленные в данной разработке можно использовать на уроках информатики в школе, а также при проведении элективных курсов.
Целью урока является формирование понятия топологии компьютерной сети, базовых сетевых топологиях. Формирование представления значимости новых сведений и возможности применения их на практике.
В качестве развивающей задачи данного урока, можно выделить развитие интереса к современным сетевым технологиям.
Топологии компьютерных сетей
Понятие сетевой топологии
топология – способ соединения компьютеров в сети
При организации компьютерной сети исключительно важным является выбор топологии. Это непростая задача! Чтобы решить ее необходимо знать какие бывают сетевые топологии.
Сетевая топология может быть:
Существует множество способов соединения сетевых устройств (топологий), например:
Базовые сетевые топологии:
На основе базовых топологий строится большинство компьютерных сетей
Но основных (базовых) топологий – три:
Топология типа шина , представляет собой общий кабель (называемый шина), к которому подсоединены все рабочие станции. На концах кабеля находятся терминаторы, для предотвращения отражения сигнала.
Преимущества и недостатки сетей с топологией «шина»
Преимущества
Простая в реализации и настройке
Недостатки
Недорогая (экономный расход кабеля)
Низкая надежность (обрыв кабеля выведет из строя всю сеть)
Низкая пропускная способность сети. Множество коллизий (столкновений) сигналов
Трудно удлинять сеть (необходимы повторители или репитеры)
Кольцо — это топология , в которой каждый компьютер соединен линиями связи с двумя другими: от одного он только получает информацию, а другому только передает.
Последний компьютер подключается к первому и кольцо замыкается
Преимущества и недостатки сетей с топологией «кольцо»
Преимущества
Недостатки
Не нужны терминаторы (поскольку нет свободных концов)
Значительное время передачи (сигнал проходит через все компьютеры, прежде, чем дойдет до адресата)
Можно построить сеть большой протяженности (каждый компьютер выступает в роли повторителя)
Подключение новых компьютеров требует остановки сети
Устойчива к перегрузкам и эффективна в эксплуатации (отсутствуют коллизии)
Выход из строя хотя бы одного компьютера нарушает работу всей сети
Обрыв кабеля нарушает работу всей сети
Звезда — топология компьютерной сети, в которой все компьютеры присоединены к центральному узлу
Пассивная звезда
В центре сети с данной топологией содержится не компьютер, а концентратор (хаб), или коммутатор, он возобновляет сигналы, которые поступают, и пересылает их в другие линии связи.
Топологию пассивная звезда называют топология «звезда-шина»
Активная звезда
В центре сети содержится компьютер, который выступает в роли сервера.
Весь обмен информацией идет исключительно через центральный компьютер, на который таким способом ложится очень большая нагрузка, потому ничем другим, кроме сети, он заниматься не может. Как правило, именно центральный компьютер является самым мощным, и именно на него возлагаются все функции по управлению обменом. Никакие конфликты в сети с топологией звезда в принципе невозможны, потому что управление полностью централизовано.
Преимущества и недостатки сетей с топологией «пассивная звезда»
Преимущества
Недостатки
Не нужны терминаторы
Выход из строя центрального узла выводит из строя всю сеть
Высокая надежность (обрыв кабеля влияет только на один компьютер)
Больший расход кабеля, чем, например в «шине» и «кольцо»
Высокая защищенность сети
Легко модифицировать сеть, добавляя новые компьютеры
Преимущества и недостатки сетей с топологией «активная звезда»
Преимущества
Недостатки
Не нужны терминаторы
Выход из строя центрального узла выводит из строя всю сеть
Высокая надежность (обрыв кабеля влияет только на один компьютер)
Затраты на обслуживание сервера
Легко модифицировать сеть, добавляя новые компьютеры
Высокая защищенность сети
Простота в обслуживании сети и устранении проблем (централизованный контроль и управление)
Другие возможные сетевые топологии
Древовидная топология
Эту топологию можно рассматривать, как объединение нескольких звезд.
Сетчатая (ячеистая) топология
Каждый компьютер сети соединяется со всеми или многими компьютерами этой же сети.
Характеризуется высокой отказоустойчивостью, сложностью настройки и преизбыточным расходом кабеля.
Каждый компьютер имеет множество возможных путей соединения с другими компьютерами. Обрыв кабеля не приведёт к потере соединения между двумя компьютерами.
Эта топология допускает соединение большого количества компьютеров и характерна, как правило, для крупных сетей.
Если узлы образуют регулярную многомерную решетку и каждое ребро решетки параллельно ее оси и соединяет два смежных узла вдоль этой оси, то такая топология называется «решетка»
Двойное кольцо — это сеть построенная на двух кольцах, соединяющих компьютеры с двумя сетевыми картами кольцевой топологией.
Для повышения отказоустойчивости, сеть строится на волоконно-оптических кольцах образующих основной и резервный путь для передачи данных. Первое кольцо используется для передачи данных, а второе не используется. При выходе из строя 1-го кольца оно объединяется со 2-м и сеть продолжает функционировать. Данные при этом по первому кольцу передаются в одном направлении, а по второму в обратном.
Смешанная топология
В таких сетях можно выделить отдельные фрагменты (подсети), имеющие базовую топологию, поэтому их называют сетями со смешанной топологией.
Смешанная топология —преобладает в крупных сетях с произвольными связями между компьютерами.
Применяется достаточно часто и комбинированная топология, например звездно шинная, звездно кольцевая.
Выбор топологии сети
Факторы, которые необходимо учитывать:
При построении компьютерной сети, сначала необходимо определиться с топологией.
А что на практике?
Большинство современных сетей используют топологию «звезда» или гибридную топологию, объединяющую несколько звезд, например, типа «дерево»
Вопросы и задания
Задание: Определите топологии сетей, изображенных на схемах
Вопросы
Домашнее задание:
* Свидетельство о публикации выдается БЕСПЛАТНО, СРАЗУ же после добавления Вами Вашей работы на сайт
