Aina za topolojia za mtandao. Topolojia kiganjani mwako. Dhana ya topolojia ya mtandao

Mtandao wa kompyuta unaweza kugawanywa katika vipengele viwili. Mtandao wa kompyuta halisi ni, kwanza kabisa, vifaa. Hiyo ni, nyaya zote zinazohitajika na adapters zilizounganishwa na kompyuta, hubs, swichi, printers, na kadhalika. Kila kitu ambacho kinapaswa kufanya kazi kwenye mtandao wa kawaida.

Sehemu ya pili ya mtandao wa kompyuta ni mtandao wa mantiki. Hii ni kanuni ya kuunganisha idadi ya kompyuta na vifaa muhimu katika mfumo mmoja (kinachojulikana topolojia. mitandao ya kompyuta) Dhana hii inatumika zaidi kwa mitandao ya ndani. Ni topolojia iliyochaguliwa kwa kuunganisha idadi ya kompyuta ambayo itaathiri vifaa vinavyohitajika, kuaminika kwa mtandao, uwezekano wa upanuzi wake, na gharama ya kazi. Siku hizi, aina zinazotumiwa sana za topolojia za mtandao wa kompyuta ni pete, nyota, na basi. Ya mwisho, hata hivyo, ina karibu kwenda nje ya matumizi.

Nyota, pete, na basi ni topolojia ya msingi ya mitandao ya kompyuta.

"Nyota"

Topolojia ya mitandao ya kompyuta "nyota" ni muundo ambao kituo chake ni kifaa cha kubadili. Kompyuta zote zimeunganishwa nayo kupitia mistari tofauti.

Kifaa cha kubadili kinaweza kuwa kitovu, yaani, HUB, au kubadili. Topolojia hii pia inaitwa "nyota passiv". Ikiwa kifaa cha kubadili ni kompyuta nyingine au seva, basi topolojia inaweza kuitwa "nyota hai". Ni kifaa cha kubadili kinachopokea ishara kutoka kwa kila kompyuta, inachakatwa na kutumwa kwa kompyuta nyingine zilizounganishwa.

Topolojia hii ina faida kadhaa. Faida isiyo na shaka ni kwamba kompyuta hazitegemei kila mmoja. Ikiwa mmoja wao huvunjika, mtandao yenyewe unabaki katika utaratibu wa kufanya kazi. Unaweza pia kuunganisha kwa urahisi kwenye mtandao kama huo kompyuta mpya. Wakati vifaa vipya vimeunganishwa, vipengele vilivyobaki vya mtandao vitaendelea kufanya kazi hali ya kawaida. Katika aina hii ya topolojia ya mtandao ni rahisi kupata makosa. Labda moja ya faida kuu za "nyota" ni utendaji wake wa juu.

Hata hivyo, licha ya faida zote, aina hii ya mtandao wa kompyuta pia ina hasara. Ikiwa kifaa cha kubadili kati kinashindwa, mtandao wote utaacha kufanya kazi. Ina vikwazo kwenye vituo vya kazi vilivyounganishwa. Hakuwezi kuwa na zaidi ya nambari inayopatikana ya milango kwenye kifaa cha kubadilisha. Na hasara ya mwisho ya mtandao ni gharama yake. Inachukua kutosha idadi kubwa ya cable kuunganisha kila kompyuta.

"Pete"

Topolojia ya mitandao ya kompyuta "pete" haina kituo cha kimuundo. Hapa, vituo vyote vya kazi pamoja na seva vimeunganishwa kwenye mduara uliofungwa. Katika mfumo huu, ishara husogea kwa mlolongo kutoka kulia kwenda kushoto kwenye mduara. Kompyuta zote ni za kurudia, kwa hivyo ishara ya alama hutunzwa na kupitishwa zaidi hadi itakapomfikia mpokeaji.

Aina hii ya topolojia pia ina faida na hasara zote mbili. Faida kuu ni kwamba uendeshaji wa mtandao wa kompyuta unabaki imara hata chini ya mzigo mkubwa. Aina hii ya mtandao ni rahisi sana kufunga na inahitaji kiasi kidogo cha vifaa vya ziada.

Tofauti na topolojia ya "nyota", katika topolojia ya "pete" uendeshaji wa mfumo mzima unaweza kupooza kwa kushindwa kwa kompyuta yoyote iliyounganishwa. Kwa kuongeza, kutambua malfunction itakuwa ngumu zaidi. Licha ya ufungaji rahisi chaguo hili mtandao, usanidi wake ni ngumu sana, inahitaji ujuzi fulani. Hasara nyingine ya topolojia hii ni haja ya kusimamisha mtandao mzima ili kuunganisha vifaa vipya.

"Tairi"

Topolojia ya mabasi ya mitandao ya kompyuta sasa inazidi kupungua. Inajumuisha uti wa mgongo mmoja mrefu ambao kompyuta zote zimeunganishwa.

Katika mfumo huu, kama ilivyo kwa wengine, data hutumwa pamoja na anwani ya mpokeaji. Kompyuta zote hupokea ishara, lakini inapokelewa moja kwa moja na mpokeaji. Vituo vya kazi vilivyounganishwa na topolojia ya basi haviwezi kutuma pakiti za data kwa wakati mmoja. Wakati moja ya kompyuta hufanya kitendo hiki, wengine wanasubiri zamu yao. Ishara zinakwenda kando ya mstari kwa njia zote mbili, lakini zinapofikia mwisho, zinaonyeshwa na kuingiliana, na kutishia uendeshaji mzuri wa mfumo mzima. Zipo vifaa maalum- vituo vilivyoundwa ili kupunguza ishara. Wamewekwa kwenye ncha za barabara kuu.

Faida za topolojia ya "basi" ni pamoja na ukweli kwamba mtandao kama huo unaweza kusanikishwa na kusanidiwa haraka sana. Aidha, ufungaji wake utakuwa nafuu kabisa. Ikiwa moja ya kompyuta itashindwa, mtandao utaendelea kufanya kazi kama kawaida. Kuunganisha vifaa vipya kunaweza kufanywa kwa utaratibu wa kufanya kazi. Mtandao utafanya kazi.

Ikiwa cable ya kati imeharibiwa au moja ya wasimamizi huacha kufanya kazi, hii itasababisha kuzima kwa mtandao mzima. Kupata kosa katika topolojia kama hiyo ni ngumu sana. Kuongezeka kwa idadi ya vituo vya kazi hupunguza utendaji wa mtandao na pia husababisha ucheleweshaji wa uhamishaji wa habari.

Topolojia ya mtandao wa kompyuta inayotokana

Uainishaji wa mitandao ya kompyuta kwa topolojia sio tu kwa chaguzi tatu za msingi. Pia kuna aina kama za topolojia kama "mstari", "pete mbili", "topolojia ya matundu", "mti", "kitanda", "mtandao wa karibu", "snowflake", "topolojia iliyounganishwa kikamilifu". Zote zimetokana na zile za msingi. Hebu tuangalie baadhi ya chaguzi.

Topolojia isiyofaa

Katika topolojia ya matundu, vituo vyote vya kazi vimeunganishwa kwa kila mmoja. Mfumo kama huo ni ngumu sana na haufanyi kazi. Inahitajika kutenga mstari kwa kila jozi ya kompyuta. Topolojia hii inatumika tu katika mifumo ya mashine nyingi.

Topolojia ya matundu, kwa kweli, ni toleo lililovuliwa la ile iliyounganishwa kikamilifu. Hapa, pia, kompyuta zote zimeunganishwa kwa kila mmoja kupitia mistari tofauti.

Topolojia yenye ufanisi zaidi

Topolojia ya kujenga mitandao ya kompyuta inayoitwa "snowflake" ni toleo la "nyota" iliyovuliwa. Hapa, vitovu vilivyounganishwa kwa kila kimoja katika kitendo cha aina ya nyota kama vituo vya kazi. Chaguo hili la topolojia linachukuliwa kuwa mojawapo bora zaidi kwa mitandao mikubwa ya ndani na ya kimataifa.

Kama sheria, mitandao mikubwa ya ndani na ya kimataifa ina idadi kubwa ya subnets zilizojengwa kwa aina tofauti za topolojia. Aina hii inaitwa mchanganyiko. Hapa unaweza kutofautisha wakati huo huo "nyota", "tairi", na "pete".

Kwa hiyo, katika makala hapo juu, topolojia zote kuu za mtandao wa kompyuta zinazotumiwa katika mitandao ya ndani na ya kimataifa, tofauti zao, faida na hasara zilizingatiwa.

Topolojia ni nini

Utangulizi

1. Hatua kuu za maendeleo ya topolojia

2. sifa za jumla topolojia

3. Topolojia ya jumla

4. Nafasi ya kitopolojia

5. Masuala muhimu na matokeo

Hitimisho

Utangulizi

Topolojia ni sayansi changa ya hisabati. Katika takriban miaka mia moja ya kuwepo kwake, imepata matokeo ambayo ni muhimu kwa matawi mengi ya hisabati. Kwa hivyo, kupenya katika "ulimwengu wa topolojia" ni ngumu kwa anayeanza, kwani inahitaji maarifa ya ukweli mwingi wa jiometri, algebra, uchambuzi na matawi mengine ya hisabati, na pia uwezo wa kufikiria.

Topolojia huathiri matawi mengi ya hisabati. Anasoma, haswa, mali kama hizo za picha za kijiometri za kiholela ambazo zimehifadhiwa chini ya mabadiliko ambayo hufanyika bila kuvunjika na gluing, au, kama wanahisabati wanasema, chini ya moja kwa moja na kwa pande zote. mabadiliko yanayoendelea. Mabadiliko kama haya huitwa topolojia. Picha mbili za kijiometri katika topolojia zinachukuliwa kuwa "zinazofanana" ikiwa moja yao inaweza kubadilishwa kuwa nyingine kwa mabadiliko ya kitolojia. Kwa mfano, mduara na mraba kwenye ndege inaweza kubadilishwa kwa kila mmoja kwa mabadiliko ya kitolojia - hizi ni takwimu zinazofanana na topologically. Wakati huo huo, mduara na eneo la annular lililopatikana kutoka kwa mduara kwa "kutupa nje" mduara wa kuzingatia wa radius ndogo ni tofauti na mtazamo wa topolojia.

Topolojia imegawanywa katika sehemu mbili - topolojia ya jumla au ya kinadharia na topolojia ya aljebra. Mgawanyiko huu kwa kiasi kikubwa ni wa kiholela. Moja ya kazi kuu topolojia ya jumla- uchambuzi wa dhana ya hisabati ya mwendelezo kwa kiwango kikubwa fomu ya jumla. Kwa kusudi hili, dhana ya nafasi ya topolojia ilianzishwa. Topolojia imeunda mbinu ya hali ya juu ya aljebra na uchanganuzi, umuhimu wake ambao unaenda mbali zaidi ya upeo wake wa asili. Hii ni pamoja na, haswa, kinachojulikana kama algebra ya homological, ambayo pia ni zana ya kufanya kazi katika nadharia ya usawa wa sehemu, katika nadharia ya kazi za anuwai nyingi ngumu, nk. Moja ya matawi ya topolojia ya jumla ni nadharia ya mwelekeo. Inamaanisha nini kwamba nafasi fulani ni ya pande mbili, tatu-dimensional, au, kwa ujumla, n-dimensional? Vipimo ni moja ya sifa za msingi za nafasi ya juu. Kuamua katika kesi ya jumla inageuka kuwa ngumu sana. V. Kuzminov aliunda idadi ya mifano inayoonyesha tabia ya paradoxical ya vipimo katika hali fulani. I. Shvedov alisoma tatizo la uamuzi wa axiomatic wa vipimo, na alikataa, hasa, baadhi ya hypotheses inayojulikana kuhusiana na tatizo hili. Sehemu nyingine ya topolojia inaitwa nadharia ya Hodge. Nadharia hii inachanganya mawazo yanayohusiana na nadharia ya milinganyo ya sehemu tofauti, jiometri ya Riemannian na topolojia. Katika mfululizo wa karatasi, V. Kuzminov, I. Shvedov na V. Goldstein walijenga jumla ya nadharia ya Hodge, inayotumika kwa utafiti wa aina mbalimbali na aina nyingi za kuridhisha kupunguzwa (ikilinganishwa na nadharia ya kawaida ya Hodge) mahitaji ya ulaini. Tofauti kati ya nadharia hii ya jumla ya Hodge, kutoka kwa mtazamo wa milinganyo tofauti, ni kwamba nadharia hii kimsingi haina mstari.

1. Hatua kuu za maendeleo ya topolojia

2. Tabia za jumla za topolojia

Moja ya matukio yasiyotarajiwa katika maendeleo ya hisabati katika karne ya 20. ilikuwa kupanda kwa hali ya hewa ya sayansi inayojulikana kama topolojia.

Topolojia (kutoka kwa Kigiriki τόπος - mahali na λόγος - neno, fundisho) ni tawi la jiometri inayojisomea yenyewe. mtazamo wa jumla uzushi wa mwendelezo, haswa mali ya nafasi ambayo inabaki bila kubadilika chini ya upotovu unaoendelea, kwa mfano, kuunganishwa, mwelekeo.

Kutaka kueleza topolojia ni nini, wakati mwingine inasemekana kuwa ni "jiometri kwenye uso wa mpira." Ufafanuzi huu usio wazi na usio wazi hata hivyo huruhusu mtu kufahamu kiini cha somo. Topolojia inasoma mali hizo za vitu vya kijiometri ambazo zimehifadhiwa chini ya mabadiliko yanayoendelea. Mabadiliko yanayoendelea yanajulikana na ukweli kwamba pointi ziko "karibu na kila mmoja" kabla ya mabadiliko kubaki hivyo baada ya mabadiliko kukamilika. Wakati wa mabadiliko ya kitolojia, kunyoosha na kuinama kunaruhusiwa, lakini kuvunja na kubomoa hairuhusiwi. (Walakini, kwa tahadhari moja: lini tunazungumzia kuhusu mabadiliko, hatupendezwi na kile kinachotokea katika mchakato wa mabadiliko haya, tu nafasi ya kuanzia na matokeo ya mwisho. Kwa hivyo, inaruhusiwa, sema, kupunguzwa kwa mistari fulani, ambayo huunganishwa pamoja kwenye mistari sawa. Kwa mfano, ikiwa kamba ya kiatu imefungwa kwenye fundo na ncha zake zimeunganishwa, unaweza kuikata mahali fulani, kufungua fundo na kuunganisha tena kwenye hatua ya kukata).

Topolojia inaweza kugawanywa katika maeneo matatu:

1) topolojia ya pamoja, ambayo inasoma fomu za kijiometri kwa kuzivunja katika takwimu rahisi ambazo ziko karibu mara kwa mara;

2) topolojia ya aljebra, ambayo inahusika na uchunguzi wa miundo ya aljebra inayohusishwa na nafasi za topolojia, kwa msisitizo wa nadharia ya kikundi;

3) topolojia ya kinadharia, ambayo husoma kama nguzo za vidokezo (tofauti na njia za ujumuishaji, ambazo zinawakilisha kitu kama muungano wa zaidi. vitu rahisi) na kuelezea seti kulingana na sifa za kiolojia kama uwazi, kufungwa, kuunganishwa, nk. Bila shaka, mgawanyiko huu wa topolojia katika mikoa ni wa kiholela kwa kiasi fulani; wataalamu wengi wa topolojia wanapendelea kutofautisha sehemu nyingine ndani yake.

Ni aina gani za mali ni topolojia? Ni wazi kuwa sio zile zilizosomwa katika jiometri ya kawaida ya Euclidean. Unyoofu sio mali ya kitopolojia kwa sababu mstari wa moja kwa moja unaweza kupinda na kuwa wavy. Pembetatu pia sio mali ya kitolojia, kwa sababu pembetatu inaweza kuharibika kila wakati kuwa duara.

Kwa hivyo, katika topolojia, pembetatu na duara ni moja na sawa. Urefu wa makundi, ukubwa wa pembe, maeneo - dhana hizi zote hubadilika wakati wa mabadiliko ya kuendelea, na inapaswa kusahau kuhusu. Dhana chache sana zinazojulikana za jiometri zinafaa kwa topolojia, kwa hivyo inabidi tutafute mpya. Hii inafanya topolojia kuwa ngumu kwa wanaoanza hadi waelewe kiini cha jambo hilo.

Mfano wa mali ya juu ya kitu ni kuwepo kwa shimo kwenye donut (na kipengele cha hila cha jambo hili ni ukweli kwamba shimo sio sehemu ya donut). Haijalishi ni deformation ngapi inayoendelea ambayo donut hupitia, shimo itabaki. Kuna msemo kwamba mtaalam wa juu (mtaalamu wa hesabu anayesoma topolojia) ni mtu ambaye hatofautishi bagel kutoka kwa kikombe cha chai. Hii ina maana kwamba mali ya jumla (topological) ya donut na kikombe ni sawa (ni imara na ina shimo sawa).

Mali nyingine ya kitolojia ni uwepo wa makali. Uso wa tufe hauna makali, lakini hemisphere tupu haina, na hakuna mabadiliko yanayoendelea yanaweza kubadilisha hii.

Vitu kuu vya utafiti katika topolojia huitwa nafasi za kitolojia. Intuitively, wanaweza kufikiriwa kama maumbo ya kijiometri. Kihisabati, hizi ni seti (wakati fulani seti ndogo za nafasi ya Euclidean) zilizopewa muundo wa ziada unaoitwa topolojia, ambayo huturuhusu kurasimisha dhana ya mwendelezo. Uso wa tufe, donati (kwa usahihi zaidi, torasi) au torasi mbili ni mifano ya nafasi za kitolojia.

Nafasi mbili za kitopolojia ni sawa na za kitopolojia ikiwa inawezekana kusonga mfululizo kutoka kwa moja hadi nyingine na kurudi nyuma mfululizo.

Inatubidi kutambulisha mahitaji ya mwendelezo, wa uchoraji ramani wa moja kwa moja na kinyume chake, kwa sababu ifuatayo. Hebu tuchukue vipande viwili vya udongo na tuvifanye pamoja. Mabadiliko haya ni ya kuendelea, kwani pointi karibu na kila mmoja zitabaki hivyo.

Hata hivyo, wakati wa mabadiliko ya kinyume, kipande kimoja kinagawanyika katika mbili, na, kwa hiyo, pointi za karibu pande tofauti kutoka kwa mstari wa kugawanya itakuwa mbali na kila mmoja, i.e. ubadilishaji kinyume haitakuwa endelevu. Mabadiliko kama haya hayatufai.

Takwimu za kijiometri zinazobadilika kuwa moja wakati wa mabadiliko ya kitolojia huitwa homeomorphic. Mduara na mpaka wa mraba ni homeomorphic, kwa kuwa zinaweza kubadilishwa kwa kila mmoja kwa mabadiliko ya kitolojia (yaani, kupiga na kunyoosha bila kuvunja au kuunganisha, kwa mfano, kunyoosha mpaka wa mraba kwa mduara unaozunguka) . Tufe na uso wa mchemraba pia ni homeomorphic. Ili kudhibitisha kuwa takwimu ni za homeomorphic, inatosha kuashiria mabadiliko yanayolingana, lakini ukweli kwamba hatuwezi kupata mabadiliko kwa takwimu zingine haithibitishi kuwa takwimu hizi sio za nyumbani. Tabia za topolojia husaidia hapa.

Mtandao wa ndani - kipengele muhimu yoyote biashara ya kisasa, bila ambayo haiwezekani kufikia tija ya juu ya kazi. Hata hivyo, ili kuchukua faida ya mtandao uwezo juu ya nguvu kamili, unahitaji kuwasanidi kwa usahihi, pia kuzingatia kwamba eneo la kompyuta zilizounganishwa litaathiri utendaji wa LAN.

Wazo la topolojia

Topolojia ya mitandao ya kompyuta ya ndani ni eneo la vituo vya kazi na nodi zinazohusiana na kila mmoja na chaguzi za uunganisho wao. Kwa kweli, hii ni usanifu wa LAN. Uwekaji wa kompyuta huamua vipimo mtandao, na uchaguzi wa aina yoyote ya topolojia itaathiri:

Aina na sifa vifaa vya mtandao.
Kuegemea na scalability ya LAN.
Mbinu ya usimamizi wa mtandao wa ndani.

Kuna chaguzi nyingi kama hizo kwa eneo la nodi za kufanya kazi na njia za kuziunganisha, na idadi yao huongezeka kwa uwiano wa moja kwa moja na ongezeko la idadi ya kompyuta zilizounganishwa. Topolojia kuu ya mitandao ya ndani ni "nyota", "basi" na "pete".

Mambo ya kuzingatia wakati wa kuchagua topolojia

Kabla ya hatimaye kuamua juu ya uchaguzi wa topolojia, unahitaji kuzingatia vipengele kadhaa vinavyoathiri utendaji wa mtandao. Kulingana na wao, unaweza kuchagua topolojia inayofaa zaidi, kuchambua faida na hasara za kila mmoja wao na kuunganisha data hii na hali zinazopatikana kwa ajili ya ufungaji.

Utendaji na utumishi wa kila moja ya vituo vya kazi vilivyounganishwa kwenye LAN. Baadhi ya aina za topolojia za mtandao wa ndani hutegemea kabisa hili.
Huduma ya vifaa (ruta, adapta, nk). Kuvunjika kwa vifaa vya mtandao kunaweza kuharibu kabisa uendeshaji wa LAN au kuacha kubadilishana habari na kompyuta moja.
Kuegemea kwa cable iliyotumiwa. Uharibifu wake hutatiza utumaji na upokeaji wa data kwenye LAN nzima au sehemu yake moja.
Kizuizi cha urefu wa kebo. Sababu hii pia ni muhimu wakati wa kuchagua topolojia. Ikiwa hakuna cable nyingi, unaweza kuchagua mpangilio ambao utahitaji chini yake.

Kuhusu topolojia ya nyota

Aina hii ya mpangilio wa kituo cha kazi ina kituo cha kujitolea - seva, ambayo kompyuta nyingine zote zimeunganishwa. Ni kupitia seva kwamba michakato ya kubadilishana data hufanyika. Kwa hiyo, vifaa vyake lazima iwe ngumu zaidi.

Manufaa:

Topolojia ya mitandao ya ndani "nyota" inalinganishwa vyema na wengine kutokuwepo kabisa migogoro katika LAN - hii inafanikiwa kupitia usimamizi wa kati.
Kushindwa kwa moja ya nodes au uharibifu wa cable haitakuwa na athari yoyote kwenye mtandao kwa ujumla.
Kuwa na wasajili wawili tu, kuu na wa pembeni, hukuruhusu kurahisisha vifaa vya mtandao.
Kundi la vituo vya uunganisho ndani ya eneo ndogo hurahisisha mchakato wa udhibiti wa mtandao na pia huboresha usalama wake kwa kuzuia ufikiaji wa watu ambao hawajaidhinishwa.

Mapungufu:

Mtandao kama huo wa ndani ikiwa utashindwa seva ya kati inakuwa haiwezi kufanya kazi kabisa.
Gharama ya nyota ni kubwa kuliko topolojia zingine, kwani kebo zaidi inahitajika.

Topolojia ya basi: rahisi na nafuu

Kwa njia hii ya uunganisho, vituo vyote vya kazi vinaunganishwa kwenye mstari mmoja - cable coaxial, na data kutoka kwa mteja mmoja hutumwa kwa wengine katika hali ya kubadilishana ya nusu-duplex. Topolojia ya mtandao wa ndani ya aina hii inahitaji kuwepo kwa terminator maalum katika kila mwisho wa basi, bila ambayo ishara inapotoshwa.

Manufaa:

Kompyuta zote ni sawa.
Uwezo wa kuongeza mtandao kwa urahisi hata wakati unaendesha.
Kushindwa kwa node moja haiathiri wengine.
Matumizi ya cable yamepunguzwa sana.

Mapungufu:

Uaminifu wa kutosha wa mtandao kutokana na matatizo na viunganisho vya cable.
Utendaji wa chini kutokana na mgawanyiko wa kituo kati ya wateja wote.
Ugumu wa kudhibiti na kugundua makosa kutokana na adapta zilizounganishwa sambamba.
Urefu wa mstari wa mawasiliano ni mdogo, kwa hiyo aina hizi za topolojia za mtandao wa ndani hutumiwa tu kwa idadi ndogo ya kompyuta.

Tabia za topolojia ya pete

Aina hii ya mawasiliano inahusisha kuunganisha nodi ya mfanyakazi na wengine wawili, data inapokelewa kutoka kwa mmoja wao, na data hupitishwa kwa pili. Kipengele kikuu cha topolojia hii ni kwamba kila terminal hufanya kazi ya kurudia, kuondoa uwezekano wa kupungua kwa ishara kwenye LAN.

Manufaa:

Unda na usanidi kwa haraka topolojia hii ya mtandao wa ndani.
Kuongeza kwa urahisi, ambayo, hata hivyo, inahitaji kuzima mtandao wakati wa kufunga node mpya.
Idadi kubwa ya wasajili wanaowezekana.
Upinzani wa upakiaji kupita kiasi na kutokuwepo kwa migogoro ya mtandao.
Uwezo wa kuongeza mtandao kwa ukubwa mkubwa kwa kupeleka ishara kati ya kompyuta.

Mapungufu:

Kutoaminika kwa mtandao kwa ujumla.
Ukosefu wa upinzani dhidi ya uharibifu wa cable, hivyo mstari wa salama sambamba hutolewa kwa kawaida.
Matumizi ya juu ya cable.

Aina za mitandao ya ndani

Chaguo la topolojia ya mtandao wa ndani inapaswa pia kufanywa kulingana na aina ya LAN inayopatikana. Mtandao unaweza kuwakilishwa na mifano miwili: rika-kwa-rika na daraja. Sio tofauti sana kwa kazi, ambayo inakuwezesha kubadili kutoka kwa moja hadi nyingine ikiwa ni lazima. Walakini, bado kuna tofauti kadhaa kati yao.

Kwa mfano wa rika-kwa-rika, matumizi yake yanapendekezwa katika hali ambapo uwezekano wa kuandaa mtandao mkubwa haipo, lakini uundaji wa aina fulani ya mfumo wa mawasiliano bado ni muhimu. Inashauriwa kuunda tu kwa wasio idadi kubwa kompyuta. Mawasiliano ya udhibiti wa kati hutumiwa kwa kawaida katika biashara mbalimbali kufuatilia vituo vya kazi.

Mtandao wa rika-kwa-rika

Aina hii ya LAN inamaanisha haki sawa kwa kila moja kituo cha kazi, kusambaza data kati yao. Upatikanaji wa habari iliyohifadhiwa kwenye nodi inaweza kuruhusiwa au kukataliwa na mtumiaji wake. Kama sheria, katika hali kama hizi, topolojia ya basi ya mitandao ya kompyuta ya ndani itafaa zaidi.

Mtandao wa rika-kwa-rika unamaanisha upatikanaji wa rasilimali za kituo cha kazi kwa watumiaji wengine. Hii inamaanisha uwezo wa kuhariri hati kwenye kompyuta moja unapofanya kazi kwenye nyingine, kuchapisha na kuzindua programu kwa mbali.

Manufaa ya aina ya LAN-kwa-rika:

Urahisi wa utekelezaji, ufungaji na matengenezo.
Gharama ndogo za kifedha. Mfano huu huondoa hitaji la kununua seva ya gharama kubwa.

Mapungufu:

Utendaji wa mtandao hupungua kulingana na ongezeko la idadi ya nodi za wafanyakazi zilizounganishwa.
Haipo mfumo mmoja usalama.
Upatikanaji wa habari: unapozima kompyuta yako, data iliyo juu yake haitaweza kufikiwa na wengine.
Hakuna msingi mmoja wa habari.

Mfano wa kihierarkia

Topolojia za mtandao wa ndani zinazotumiwa zaidi zinatokana na aina hii ya LAN. Pia inaitwa "mteja-seva". Kiini cha mtindo huu ni kwamba ikiwa kuna idadi fulani ya waliojiandikisha, kuna moja kipengele kikuu- seva. Kompyuta hii ya udhibiti huhifadhi data zote na kuzichakata.

Manufaa:

Utendaji bora wa mtandao.
Mfumo wa usalama wa umoja wa kuaminika.
Msingi mmoja wa habari unaojulikana kwa kila mtu.
Udhibiti uliorahisishwa wa mtandao mzima na vipengele vyake.

Mapungufu:

Haja ya kuwa na kitengo maalum cha wafanyikazi - msimamizi anayesimamia na kudumisha seva.
Gharama kubwa za kifedha kwa ununuzi wa kompyuta kuu.

Usanidi unaotumika sana (topolojia) wa mtandao wa kompyuta wa ndani katika mfano wa kihierarkia- hii ni "nyota".

Uchaguzi wa topolojia (mpangilio wa vifaa vya mtandao na vituo vya kazi) ni pekee hatua muhimu wakati wa kuandaa mtandao wa ndani. Aina iliyochaguliwa ya mawasiliano inapaswa kutoa ufanisi zaidi na ufanisi kazi salama LAN. Pia ni muhimu kuzingatia gharama za kifedha na fursa upanuzi zaidi mitandao. Tafuta suluhisho la busara - si kazi rahisi, ambayo hupatikana kwa uchambuzi makini na mbinu ya kuwajibika. Ni katika kesi hii kwamba topolojia zilizochaguliwa kwa usahihi za mtandao wa ndani zitahakikisha utendaji wa juu wa LAN nzima kwa ujumla.

Topolojia ya mtandao wa kompyuta

Moja ya tofauti muhimu zaidi kati ya aina tofauti mitandao ndio topolojia yao.

Chini ya topolojia kawaida kuelewa nafasi ya jamaa ya nodi za mtandao zinazohusiana na kila mmoja. Kwa nodi za mtandao ndani kwa kesi hii ni pamoja na kompyuta, hubs, swichi, ruta, pointi za kufikia, nk.

Topolojia ni usanidi uhusiano wa kimwili kati ya nodi za mtandao. Tabia za mtandao hutegemea aina ya topolojia iliyowekwa. Hasa, uchaguzi wa topolojia fulani huathiri:

juu ya muundo wa vifaa muhimu vya mtandao;
juu ya uwezo wa vifaa vya mtandao;
juu ya uwezekano wa upanuzi wa mtandao;
njiani mtandao unasimamiwa.

Aina kuu zifuatazo za topolojia zinajulikana: ngao, pete, nyota, topolojia ya matundu Na kimiani. Zingine ni mchanganyiko wa topolojia za kimsingi na huitwa mchanganyiko au mseto.

Tairi. Mitandao iliyo na topolojia ya basi hutumia chaneli ya mono ( cable Koaxial) maambukizi ya data, mwishoni mwa ambayo plugs maalum zimewekwa - terminators. Wao ni muhimu ili

Mchele. 6.1.

kuzima ishara baada ya kupita kwenye basi. Ubaya wa topolojia ya basi ni pamoja na yafuatayo:

data iliyopitishwa kupitia cable inapatikana kwa kompyuta zote zilizounganishwa;
Ikiwa basi itashindwa, mtandao wote utaacha kufanya kazi.

Pete ni topolojia ambayo kila kompyuta imeunganishwa kwa njia za mawasiliano kwa zingine mbili: kutoka kwa moja inapokea habari, na hadi nyingine inaisambaza na inamaanisha utaratibu ufuatao wa uhamishaji data: data hupitishwa kwa mfuatano kutoka kwa kompyuta moja hadi nyingine hadi kufikia kompyuta ya mpokeaji. Hasara za topolojia ya pete ni sawa na zile za topolojia ya basi:

upatikanaji wa data kwa umma;
kutokuwa na utulivu wa uharibifu wa mfumo wa cable.

Nyota ndio topolojia ya mtandao pekee iliyo na kituo kilichobainishwa wazi, kinachoitwa kitovu cha mtandao au "kitovu" ambacho watumiaji wengine wote wameunganishwa. Utendaji wa mtandao unategemea hali ya kitovu hiki. Katika topolojia ya nyota, hakuna uhusiano wa moja kwa moja kati ya kompyuta mbili kwenye mtandao. Shukrani kwa hili, inawezekana kutatua tatizo la upatikanaji wa data ya umma, na pia huongeza upinzani wa uharibifu wa mfumo wa cable.

Mchele. 6.2.

Mchele. 6.3. Topolojia ya nyota

ni topolojia ya mtandao wa kompyuta ambayo kila kituo cha kazi cha mtandao kimeunganishwa kwa vituo kadhaa vya kazi kwenye mtandao mmoja. Inajulikana na uvumilivu wa juu wa kosa, utata wa usanidi na matumizi ya cable nyingi. Kila kompyuta ina nyingi njia zinazowezekana miunganisho na kompyuta zingine. Cable iliyovunjika haitasababisha kupoteza uhusiano kati ya kompyuta mbili.

Mchele. 6.4.

Latisi ni topolojia ambayo nodi huunda kimiani ya kawaida ya multidimensional. Katika kesi hii, kila makali ya kimiani ni sawa na mhimili wake na huunganisha nodi mbili za karibu kando ya mhimili huu. Latiti yenye sura moja ni mnyororo unaounganisha nodi mbili za nje (ambazo zina jirani moja tu) kupitia idadi ya nodi za ndani (ambazo zina majirani wawili - upande wa kushoto na kulia). Kwa kuunganisha nodes zote za nje, topolojia ya pete hupatikana. Latiti mbili na tatu-dimensional hutumiwa katika usanifu wa kompyuta kubwa.

Mitandao kulingana na FDDI hutumia topolojia ya pete mbili, na hivyo kufikia kutegemewa na utendakazi wa hali ya juu. Latiti yenye sura nyingi iliyounganishwa kwa mzunguko katika zaidi ya mwelekeo mmoja inaitwa "torus".

(Mchoro 6.5) - topolojia inayotawala katika mitandao mikubwa na viunganisho vya kiholela kati ya kompyuta. Katika mitandao kama hii, inawezekana kutambua vipande vilivyounganishwa kwa nasibu ( subnets ), kuwa na topolojia ya kawaida, ndiyo maana wanaitwa mitandao yenye topolojia mchanganyiko.

Ili kuunganisha idadi kubwa ya nodes za mtandao, amplifiers ya mtandao na (au) swichi hutumiwa. Hubs zinazotumika pia hutumiwa - swichi ambazo wakati huo huo zina kazi za amplifier. Katika mazoezi, aina mbili za vibanda vya kazi hutumiwa, kutoa uunganisho wa mistari 8 au 16.

Mchele. 6.5.

Aina nyingine ya kifaa cha kubadili ni kitovu cha passive, ambacho kinakuwezesha kuandaa tawi la mtandao kwa vituo vitatu vya kazi. Nambari ya chini ya nodi zinazoweza kuunganishwa inamaanisha kuwa kitovu cha passi hakihitaji amplifier. Concentrators vile hutumiwa katika kesi ambapo umbali wa kituo cha kazi hauzidi makumi kadhaa ya mita.

Ikilinganishwa na basi au pete, topolojia iliyochanganywa inaaminika zaidi. Kushindwa kwa moja ya vipengele vya mtandao katika hali nyingi haiathiri utendaji wa jumla wa mtandao.

Topolojia za mtandao wa ndani zilizojadiliwa hapo juu ni za msingi, yaani za msingi. Mitandao ya kweli ya kompyuta imejengwa kwa kuzingatia kazi ambazo mtandao wa ndani uliopewa umeundwa kutatua, na juu ya muundo wa habari yake inapita. Hivyo, katika mazoezi topolojia mitandao ya kompyuta ni mchanganyiko wa aina za jadi za topolojia.

Tabia kuu za mitandao ya kisasa ya kompyuta

Ubora wa uendeshaji wa mtandao una sifa ya mali zifuatazo: utendaji, kuegemea, utangamano, udhibiti, usalama, upanuzi na scalability.

Kwa sifa kuu tija mitandao ni pamoja na:

wakati wa majibu - sifa ambayo inafafanuliwa kama wakati kati ya kutokea kwa ombi kwa yoyote huduma ya mtandao na kupokea majibu yake;
matokeo - tabia inayoonyesha kiasi cha data iliyopitishwa na mtandao kwa kitengo cha muda;
kuchelewa kwa maambukizi - muda kati ya wakati pakiti inapofika kwenye ingizo la yoyote kifaa cha mtandao na wakati wa kuonekana kwake kwenye toleo la kifaa hiki.

Kwa tathmini za kuaminika mitandao inatumika sifa mbalimbali, ikiwa ni pamoja na:

kipengele cha upatikanaji, ikimaanisha uwiano wa muda ambao mfumo unaweza kutumika;
usalama, hizo. uwezo wa mfumo kulinda data kutoka kwa ufikiaji usioidhinishwa;
uvumilivu wa makosa - uwezo wa mfumo kufanya kazi katika hali ya kushindwa kwa baadhi ya vipengele vyake.

Upanuzi inamaanisha uwezekano wa kulinganisha kuongeza rahisi vipengele vya mtu binafsi mitandao (watumiaji, kompyuta, programu, huduma), kuongeza urefu wa sehemu za mtandao na kubadilisha vifaa vilivyopo kwa nguvu zaidi.

Scalability inamaanisha kuwa mtandao hukuruhusu kuongeza idadi ya nodi na urefu wa viunganisho ndani ya anuwai pana, wakati utendaji wa mtandao hauharibiki.

Uwazi - uwezo wa mtandao kuficha maelezo yake kifaa cha ndani, na hivyo kurahisisha kazi yake kwenye mtandao.

Udhibiti mtandao unamaanisha uwezo wa kufuatilia serikali kuu hali ya mambo makuu ya mtandao, kutambua na kutatua matatizo yanayotokea wakati wa uendeshaji wa mtandao, kufanya uchambuzi wa utendaji na kupanga maendeleo ya mtandao.

Utangamano inamaanisha kuwa mtandao una uwezo wa kujumuisha aina mbalimbali za programu na maunzi.

Utangulizi

1. Dhana ya topolojia ya mtandao

2. Topolojia za msingi za mtandao

2.3 Topolojia ya msingi ya mtandao wa pete

3. Topolojia nyingine zinazowezekana za mtandao

3.1 Topolojia ya mtandao wa miti

3.2 Topolojia za mtandao zilizochanganywa

3.3 "Gridi" topolojia ya mtandao

4. Polysemy ya dhana ya topolojia

Hitimisho

Bibliografia

Utangulizi

Leo haiwezekani kufikiria shughuli za binadamu bila matumizi ya mitandao ya kompyuta.

Mtandao wa kompyuta ni mfumo wa usindikaji wa habari uliosambazwa unaojumuisha angalau kompyuta mbili zinazoingiliana kwa kutumia njia maalum mawasiliano.

Kulingana na umbali wa kompyuta na kiwango, mitandao imegawanywa kwa kawaida kuwa ya ndani na ya kimataifa.

Mitandao ya ndani ni mitandao ambayo ina miundombinu iliyofungwa kabla ya kuwafikia watoa huduma. Neno "LAN" linaweza pia kuelezea ndogo mtandao wa ofisi, na mtandao katika ngazi ya mmea mkubwa unaofunika hekta mia kadhaa. Mitandao ya ndani kwa kawaida huwekwa ndani ya shirika, ndiyo maana pia huitwa mitandao ya ushirika.

Wakati mwingine mitandao hutambuliwa darasa la kati- mjini au mtandao wa kikanda, i.e. mtandao ndani ya jiji, eneo, n.k.

Mtandao wa kimataifa unashughulikia maeneo makubwa ya kijiografia, ikiwa ni pamoja na mitandao ya ndani, pamoja na mitandao na vifaa vingine vya mawasiliano. Mitandao ya kimataifa ina karibu uwezo sawa na mitandao ya ndani. Lakini wanapanua wigo wao. Faida za kutumia mitandao ya kimataifa ni mdogo hasa na kasi ya uendeshaji: mitandao ya kimataifa kazi kwa kasi ya chini kuliko za ndani.

Kati ya mitandao ya kompyuta iliyoorodheshwa hapo juu, tutaelekeza mawazo yetu kwa mitandao ya ndani ili kuelewa vyema usanifu wa mitandao na mbinu za upitishaji data. Na kwa hili unahitaji kujua kitu kama topolojia ya mtandao.

1. Dhana ya topolojia ya mtandao

Topolojia ni usanidi wa kimwili wa mtandao pamoja na sifa zake za kimantiki. Topolojia ni neno la kawaida linalotumiwa kuelezea mpangilio msingi wa mtandao. Kwa kuelewa jinsi topolojia tofauti hutumiwa, unaweza kuamua ni uwezo gani wanao. Aina mbalimbali mitandao.

Kuna aina mbili kuu za topolojia:

kimwili

mantiki

Topolojia ya kimantiki inaelezea sheria za mwingiliano vituo vya mtandao wakati wa kuhamisha data.

Topolojia ya kimwili huamua jinsi vyombo vya habari vya uhifadhi vimeunganishwa.

Neno "topolojia ya mtandao" ni sifa eneo la kimwili kompyuta, nyaya na vipengele vingine vya mtandao. Topolojia ya mtandao huamua sifa zake.

Uchaguzi wa topolojia fulani huathiri:

muundo wa vifaa muhimu vya mtandao

sifa za vifaa vya mtandao

uwezekano wa upanuzi wa mtandao

njia ya usimamizi wa mtandao

Usanidi wa mtandao unaweza kugatuliwa (wakati kebo "inazunguka" kila kituo kwenye mtandao), au kuwekwa kati (wakati kila kituo kimeunganishwa kimwili kwa baadhi ya kituo). kifaa cha kati, ambayo inasambaza muafaka na pakiti kati ya vituo). Mfano wa usanidi wa kati ni nyota iliyo na vituo vya kazi vilivyo kwenye ncha za mikono yake. Configuration ya madaraka ni sawa na mlolongo wa wapandaji, ambapo kila mtu ana nafasi yake katika mnyororo, na kila mtu ameunganishwa pamoja na kamba moja. Sifa za kimantiki za topolojia ya mtandao huamua njia ambayo pakiti huchukua inaposafiri kwenye mtandao.

Wakati wa kuchagua topolojia, ni lazima izingatiwe kuwa hutoa kuaminika na kazi yenye ufanisi mitandao, udhibiti unaofaa mito ya data ya mtandao. Pia ni kuhitajika kuwa mtandao unapaswa kuwa wa gharama nafuu kwa suala la gharama ya uumbaji na matengenezo, lakini wakati huo huo kungekuwa na fursa za upanuzi wake zaidi na, ikiwezekana, kwa ajili ya mpito kwa teknolojia ya mawasiliano ya kasi zaidi. Hii si kazi rahisi! Ili kutatua, unahitaji kujua ni topolojia gani ya mtandao kuna.

2. Topolojia za msingi za mtandao

Kuna topolojia tatu za msingi ambazo mitandao mingi hujengwa.

nyota

pete

Ikiwa kompyuta zimeunganishwa pamoja na cable moja, topolojia inaitwa "basi". Kompyuta zinapounganishwa kwenye sehemu za kebo zinazotoka kwenye sehemu moja, au kitovu, topolojia inaitwa topolojia ya nyota. Ikiwa cable ambayo kompyuta zimeunganishwa imefungwa kwa pete, topolojia hii inaitwa pete.

Ingawa topolojia ya msingi yenyewe ni rahisi, kwa kweli mara nyingi kuna mchanganyiko ngumu ambao unachanganya mali ya topolojia kadhaa.

2.1 Topolojia ya mtandao wa mabasi

Katika topolojia hii, kompyuta zote zimeunganishwa kwa kila mmoja kwa cable moja (Mchoro 1).

Kielelezo 1 - Mchoro wa topolojia ya mtandao wa aina ya "basi".

Katika mtandao na topolojia ya "basi", kompyuta hushughulikia data kwa kompyuta maalum, kusambaza kando ya cable kwa namna ya ishara za umeme - anwani za MAC za vifaa. Ili kuelewa mchakato wa mwingiliano wa kompyuta kupitia basi, unahitaji kuelewa dhana zifuatazo:

maambukizi ya ishara

kutafakari kwa ishara

Terminator

1. Uhamisho wa ishara

Data kwa namna ya ishara za umeme hupitishwa kwa kompyuta zote kwenye mtandao; hata hivyo, ni yule tu ambaye anwani yake inalingana na anwani ya mpokeaji iliyosimbwa kwa njia fiche katika mawimbi haya ndiye anayepokea taarifa. Aidha, kwa wakati wowote, kompyuta moja tu inaweza kusambaza. Kwa kuwa data hupitishwa kwenye mtandao na kompyuta moja tu, utendaji wake unategemea idadi ya kompyuta zilizounganishwa kwenye basi. Zaidi kuna, i.e. vipi kompyuta zaidi kusubiri kwa data kupitishwa, mtandao polepole zaidi. Walakini, kupata uhusiano wa moja kwa moja kati ya matokeo mtandao na idadi ya kompyuta ndani yake haiwezekani. Kwa sababu, pamoja na idadi ya kompyuta, utendaji wa mtandao huathiriwa na mambo mengi, ikiwa ni pamoja na:

sifa vifaa kompyuta kwenye mtandao

frequency ambayo kompyuta hutuma data

aina ya programu za mtandao zinazoendeshwa

aina cable mtandao

umbali kati ya kompyuta kwenye mtandao

Basi ni topolojia tulivu. Hii ina maana kwamba kompyuta "husikiliza" tu data inayotumwa kwenye mtandao, lakini usiihamishe kutoka kwa mtumaji hadi kwa mpokeaji. Kwa hiyo, ikiwa moja ya kompyuta inashindwa, haitaathiri uendeshaji wa wengine. Katika topolojia zinazotumika, kompyuta hutengeneza upya ishara na kuzisambaza kwenye mtandao.

2. Tafakari ya ishara

Data, au ishara za umeme, husafiri kwenye mtandao - kutoka mwisho mmoja wa cable hadi nyingine. Ikiwa hutachukua yoyote vitendo maalum, ishara inayofikia mwisho wa cable itaonyeshwa na haitaruhusu kompyuta nyingine kusambaza. Kwa hiyo, baada ya data kufikia marudio, ishara za umeme zinapaswa kuzimwa.

3. Terminator

Ili kuzuia ishara za umeme zisionekane, plugs (terminators) huwekwa kwenye kila mwisho wa cable ili kunyonya ishara hizi (Mchoro 2). Ncha zote za kebo ya mtandao lazima ziunganishwe na kitu fulani, kama vile kompyuta au kiunganishi cha pipa - ili kuongeza urefu wa kebo. Terminata lazima iunganishwe kwa sehemu yoyote isiyolipishwa - isiyounganishwa - mwisho wa kebo ili kuzuia mawimbi ya umeme kuakisiwa.

Kielelezo 2 - Ufungaji wa Terminator

Uadilifu wa mtandao unaweza kuathiriwa ikiwa kebo ya mtandao itakatika ikiwa imekatwa au moja ya ncha zake kukatwa. Inawezekana pia kuwa hakuna wasimamizi kwenye ncha moja au zaidi ya cable, ambayo inasababisha kutafakari kwa ishara za umeme kwenye cable na kukomesha mtandao. Mtandao "huanguka". Kompyuta zenyewe kwenye mtandao zinabaki kufanya kazi kikamilifu, lakini mradi sehemu imevunjwa, haziwezi kuwasiliana na kila mmoja.

Topolojia hii ya mtandao ina faida na hasara. Faida ni pamoja na:

muda mfupi wa kuanzisha mtandao

gharama ya chini (kebo ndogo na vifaa vya mtandao vinahitajika)

urahisi wa kuanzisha

Kushindwa kwa kituo cha kazi hakuathiri uendeshaji wa mtandao

Ubaya wa topolojia hii ni kama ifuatavyo.

mitandao hiyo ni vigumu kupanua (kuongeza idadi ya kompyuta kwenye mtandao na idadi ya makundi - sehemu za mtu binafsi za cable inayowaunganisha).

Kwa sababu basi linashirikiwa, ni kompyuta moja tu inayoweza kusambaza kwa wakati mmoja.

"Basi" ni topolojia ya kupita - kompyuta "husikiliza" tu kebo na haiwezi kurejesha mawimbi ambayo yamepunguzwa wakati wa kusambaza mtandao.

Kuegemea kwa mtandao na topolojia ya basi ni ndogo. Lini ishara ya umeme hufikia mwisho wa cable, ni (isipokuwa hatua maalum zinachukuliwa) inaonekana, kuharibu uendeshaji wa sehemu nzima ya mtandao.

Shida zilizo katika topolojia ya basi zimesababisha ukweli kwamba mitandao hii, maarufu miaka kumi iliyopita, sasa haitumiki.

Topolojia ya mtandao wa mabasi inajulikana kama topolojia ya kimantiki Ethaneti 10 Mbit/s.