Au niveau de la représentation la plus générale, tout réseau est constitué d'un ensemble points et les connecter lignes, dont l'arrangement mutuel caractérise la connectivité du réseau et la capacité d'assurer l'échange d'informations entre différents destinataires. La structure qui affiche l'emplacement des points du réseau et des lignes qui les relient est appelée topologie réseaux. Distinguer physique topologie et logique.Topologie physique affiche le placement des points dans l'espace et la configuration des lignes de communication.Topologie logiquedonne une idée des modes de déplacement des messages d'information dans le réseau des sources aux récepteurs en fonction des informations d'adresse.
Image 1... Description du système de l'architecture du réseau
Pour étudier les caractéristiques topologiques d'un réseau, il convient de le représenter sous la forme points et les connecter arcs... Une telle figure géométrique s'appelle un graphique. Les points du graphe sont appelés sommets et les arcs, si leur direction n'est pas prise en compte, sont appelés arêtes. Le graphe est un modèle de la structure topologique d'un réseau d'information. Le choix de la topologie est la tâche la plus importante à résoudre lors de la construction d'un réseau. Elle est effectuée en tenant compte des exigences telles que rentabilité et fiabilité des communications... Le problème du choix d'une topologie de réseau est relativement simple à résoudre si l'ensemble topologies typiques (primitives) qui peut être utilisé seul ou en combinaison. Considérez un certain nombre de ces types topologies, appelez-les basiques et caractérisez leurs caractéristiques.
Topologie de points–point" est l'exemple le plus simple d'une topologie de base et est un segment de réseau qui relie physiquement et logiquement deux points (Fig. 2).
appelé type de protection 1 + 1... Si la communication principale échoue, le réseau est automatiquement transféré vers le réseau de secours. Malgré toute sa simplicité, c'est cette topologie de base qui est la plus largement utilisée lors de la transmission de grands flux d'informations sur des canaux interurbains à haut débit, par exemple, sur des câbles sous-marins transocéaniques desservant le trafic téléphonique numérique. Il est également utilisé comme partie intégrante de la topologie en anneau radial (en tant que rayons). Une topologie point à point avec redondance 1 + 1 peut être considérée comme une version dégénérée d'une topologie en anneau (voir ci-dessous).
Topologie arborescente peut avoir diverses options (fig. 3).
figure 3... Topologie arborescente : a - arbre, b - étoile, c - circuit
Une caractéristique d'un segment de réseau qui a une topologie arborescente de l'une des options répertoriées est que la connectivité m les points au niveau de la topologie physique sont ici atteints par le nombre d'arêtes R= n- 1, ce qui assure une grande efficacité d'un tel réseau. Au niveau logique, le nombre de chemins de connexion pour transmettre des informations entre chaque paire de points d'un tel segment est toujours h= 1. Du point de vue de la fiabilité, c'est un indicateur plutôt faible. Une augmentation de la fiabilité dans de tels réseaux est obtenue en introduisant des liens redondants (par exemple, protection de type 1+1). La topologie arborescente est utilisée dans les réseaux locaux, les réseaux d'accès des abonnés.
Topologie en anneau(Fig. 4) caractérise un réseau dans lequel deux et seulement deux lignes sont connectées à chaque point. La topologie en anneau est largement utilisée dans les réseaux locaux, dans les segments de connexions inter-nœuds des réseaux territoriaux, ainsi que dans les réseaux d'accès des abonnés organisés sur la base du câble optique.
Le nombre d'arêtes du graphe représentant la topologie physique est égal au nombre de sommets : R = n et caractérise les coûts de réseau relativement bas.
Sur le plan logique, entre chaque paire de points peut être organisé h= 2 chemins de connexion indépendants (direct et alternatif). Cela permet d'augmenter la fiabilité de la communication dans un tel segment, en particulier lors de l'utilisation de la redondance 1 + 1, ce que l'on appelle bague double(fig. 5). Un double anneau est formé par des connexions physiques entre des paires de points, dans lesquelles le flux d'informations est dirigé dans deux directions opposées (est et ouest), l'une étant utilisée comme principale, l'autre comme secours.
Topologie entièrement connectée(Fig. 6) assure la connexion physique et logique des points sur le principe "chacun avec chacun". Un graphique comprenant m sommets contient R = n (n- 1) / 2 arêtes, ce qui détermine le coût élevé du réseau. Le nombre de chemins de connexion indépendants entre chaque paire de points dans un tel segment de réseau est h= n- 1. La topologie entièrement connectée au niveau logique a une fiabilité de communication maximale, grâce à la possibilité d'organiser un grand nombre de détours. Une telle topologie est typique pour les réseaux territoriaux lors de la formation de segments de réseaux de base et de dorsale (épine dorsale). La fiabilité maximale de la communication dans le segment est obtenue lors de l'utilisation de supports de propagation de signal alternatifs (par exemple, câble à fibre optique et ligne de relais radio) dans les directions de contournement.
Topologie maillée(fig. 7). Chaque point du segment a une relation directe avec un petit nombre de points les plus proches en distance. Lorsque un grand nombre sommets nombre d'arêtes R» r× m/ 2, où r- le nombre d'arêtes incidentes à chaque sommet. Les segments de maillage ont une fiabilité de connexion élevée avec moins de bords par rapport à un segment entièrement connecté.
Photo. 7 Topologie maillée
L'utilisation de topologies entièrement connectées et maillées n'est conseillée que dans les segments à forte concentration de trafic, car leur mise en œuvre est associée à des coûts importants.
Topologies complexes. Les réseaux réels ont souvent des topologies complexes qui sont des extensions et/ou des combinaisons de topologies physiques de base. Grâce à l'utilisation de topologies complexes, il est possible de répondre aux exigences de extensibilité et évolutivité le réseau .
En dessous de extensibilitécomprendre la possibilité d'augmenter la taille du réseau, par l'inclusion relativement simple de nouveaux éléments structurels. L'extensibilité du réseau est généralement limitée car à partir d'un certain moment, l'ajout d'un autre élément structurel entraîne une forte diminution des performances du réseau.
D'accord réseaux évolutifs caractérisé par possibilités illimitées pour étendre le réseau sans affecter ses performances... Une bonne évolutivité est l'une des exigences les plus importantes pour les réseaux modernes, en particulier les réseaux territoriaux.
Le terme topologie décrit l'emplacement physique des ordinateurs, des câbles et d'autres composants sur un réseau.
La topologie est un terme standard utilisé par les professionnels pour décrire la configuration de base d'un réseau.
En plus du terme « topologie », ce qui suit est également utilisé pour décrire la disposition physique :
Emplacement physique;
Mise en page;
Diagramme;
La topologie du réseau détermine ses caractéristiques. En particulier, le choix d'une topologie particulière affecte :
la composition des équipements de réseau requis ;
caractéristiques des équipements de réseau ;
la possibilité d'étendre le réseau ;
un moyen de gérer le réseau.
Pour partager des ressources ou effectuer d'autres tâches réseau, les ordinateurs doivent être connectés les uns aux autres. À cette fin, dans la plupart des cas, un câble est utilisé (moins souvent - réseaux sans fil - équipement infrarouge). Cependant, il ne suffit pas de brancher simplement votre ordinateur sur un câble qui relie d'autres ordinateurs. Différents types de câbles, combinés à différentes cartes réseau, systèmes d'exploitation réseau et autres composants, nécessitent également des configurations d'ordinateurs différentes.
Chaque topologie de réseau impose un certain nombre de conditions. Par exemple, il peut dicter non seulement le type de câble, mais aussi la façon dont il est posé.
Topologies de base
Star
bague
Lorsque les ordinateurs sont connectés le long d'un seul câble, la topologie est appelée un bus. Lorsque les ordinateurs sont connectés à des segments de câble provenant d'un seul point, ou concentrateur, la topologie est appelée topologie en étoile. Si le câble auquel les ordinateurs sont connectés est fermé en anneau, cette topologie est appelée un anneau.
Pneu.
La topologie en bus est souvent appelée bus de ligne. Cette topologie est l'une des topologies les plus simples et les plus courantes. Il utilise un seul câble, appelé backbone ou segment, le long duquel tous les ordinateurs du réseau sont connectés.
Dans une topologie en bus, les ordinateurs adressent des données à un ordinateur spécifique en les transmettant sur un câble sous forme de signaux électriques.
Les données sont transmises sous forme de signaux électriques à tous les ordinateurs du réseau ; cependant, l'information est reçue par celui dont l'adresse correspond à l'adresse du destinataire cryptée dans ces signaux. De plus, à la fois, un seul ordinateur peut transmettre.
Les données étant transférées sur le réseau par un seul ordinateur, ses performances dépendent du nombre d'ordinateurs connectés au bus. Plus il y en a, plus le réseau fonctionne lentement. Le bus est une topologie passive. Cela signifie que les ordinateurs « écoutent » uniquement les données transmises sur le réseau, mais ne les déplacent pas de l'expéditeur au destinataire. Par conséquent, si l'un des ordinateurs tombe en panne, cela n'affectera pas le travail des autres. Dans cette topologie, les données sont propagées dans tout le réseau, d'un bout à l'autre du câble. Si vous ne prenez aucune mesure, les signaux atteignant l'extrémité du câble seront réfléchis et cela empêchera les autres ordinateurs de transmettre. Par conséquent, une fois que les données ont atteint la destination, les signaux électriques doivent être supprimés. Pour ce faire, des terminaisons (également appelées fiches) sont installées à chaque extrémité du câble dans une topologie en bus pour absorber les signaux électriques.
Avantages : L'absence d'équipements actifs supplémentaires (par exemple des répéteurs) rend de tels réseaux simples et peu coûteux.
Schéma de topologie linéaire d'un réseau local
Cependant, l'inconvénient de la topologie linéaire réside dans les limitations de la taille du réseau, de sa fonctionnalité et de son évolutivité.
Bague
Dans une topologie en anneau, chaque poste de travail est connecté à ses deux plus proches voisins. Cette interconnexion forme un réseau local sous forme de boucle ou d'anneau. Les données sont transmises en cercle dans un sens, et chaque station joue le rôle d'un répéteur, qui reçoit et répond aux paquets qui lui sont adressés et transmet les autres paquets au suivant poste de travail"vers le bas". Dans le réseau en forme d'anneau d'origine, tous les objets étaient connectés les uns aux autres. Une telle connexion devait être fermée. Contrairement à la topologie en bus passif, ici chaque ordinateur agit comme un répéteur, amplifiant les signaux et les transmettant à l'ordinateur suivant. L'avantage de cette topologie était le temps de réponse prévisible du réseau. Plus il y avait d'appareils dans l'anneau, plus le réseau répondait aux demandes. Son inconvénient le plus important est que lorsqu'au moins un appareil tombe en panne, l'ensemble du réseau refuse de fonctionner.
L'un des principes de la transmission de données sur l'anneau est appelé jeton de transfert. Son essence est la suivante. Le jeton est transmis séquentiellement, d'un ordinateur à un autre, jusqu'à ce que celui qui veut transférer les données le reçoive. L'ordinateur expéditeur modifie le jeton, met l'adresse e-mail dans les données et l'envoie sur le ring.
Cette topologie peut être améliorée en connectant tous les Périphériques réseauà travers centre(Centre appareil connectant d'autres appareils). Visuellement, « l'anneau corrigé n'est plus physiquement un anneau, mais dans un tel réseau, les données sont toujours transmises en cercle.
Dans la figure, les lignes pleines représentent les connexions physiques et les lignes pointillées représentent les directions de transfert de données. Ainsi, un tel réseau a une topologie logique en anneau, alors que physiquement c'est une étoile.
Star
Dans une topologie en étoile, tous les ordinateurs sont connectés avec des segments de câble à un composant central avec un concentrateur. Les signaux de l'ordinateur émetteur passent par le hub vers tout le monde. Dans les réseaux en étoile, la gestion du câblage et de la configuration du réseau est centralisée. Mais il y a aussi un inconvénient : comme tous les ordinateurs sont connectés à un point central, la consommation de câbles pour les grands réseaux augmente considérablement. De plus, si le composant central tombe en panne, l'ensemble du réseau sera perturbé.
Avantage : si le travail dans un ordinateur tombe en panne ou si le câble reliant un ordinateur tombe en panne, alors seul cet ordinateur ne pourra pas recevoir et transmettre de signaux. Cela n'affectera pas les autres ordinateurs du réseau. La vitesse globale du réseau n'est limitée que par la bande passante du hub.
La topologie en étoile est dominante dans les réseaux locaux modernes. De tels réseaux sont assez flexibles, facilement extensibles et relativement peu coûteux par rapport aux réseaux plus complexes, dans lesquels les méthodes d'accès des appareils au réseau sont strictement fixes. Ainsi, les "étoiles" ont supplanté les topologies en ligne et en anneau obsolètes et rarement utilisées. De plus, ils sont devenus un lien de transition vers le dernier type de topologie - étoiles changées e.
Un commutateur est un périphérique réseau actif multiport. Le commutateur "se souvient" des adresses matérielles (ou MAC - MediaAccessControl) des appareils qui lui sont connectés et crée des chemins temporaires de l'expéditeur au destinataire, à travers lesquels les données sont transmises. Dans un réseau local typique avec une topologie commutée, il existe plusieurs connexions au commutateur. Chaque port et l'appareil qui y est connecté ont sa propre bande passante (débit en bauds).
Les commutateurs peuvent considérablement améliorer les performances du réseau. Premièrement, ils augmentent la bande passante totale disponible pour un réseau donné. Par exemple, un commutateur à 8 ports peut avoir 8 connexions distinctes, chacune prenant en charge jusqu'à 10 Mbps. En conséquence, la bande passante d'un tel appareil est de 80 Mbit/s. Tout d'abord, les commutateurs augmentent les performances du réseau en réduisant le nombre d'appareils pouvant remplir toute la bande passante d'un seul segment. Un de ces segments ne contient que deux périphériques : le périphérique réseau du poste de travail et le port du commutateur. Ainsi, seuls deux appareils peuvent « rivaliser » pour une bande passante de 10 Mbps, pas huit (lors de l'utilisation d'un hub ordinaire à 8 ports, qui ne prévoit pas une telle division de la bande passante en segments).
En conclusion, il faut dire qu'ils distinguent entre la topologie des liens physiques (la structure physique du réseau) et la topologie des liens logiques (la structure logique du réseau)
Configuration connexions physiques est déterminé par les connexions électriques des ordinateurs et peut être représenté sous la forme d'un graphique dont les nœuds sont des ordinateurs et des équipements de communication, et les arêtes correspondent à des segments de câble reliant des paires de nœuds.
Liens logiques sont les chemins des flux d'informations à travers le réseau, ils sont formés par le réglage approprié de l'équipement de communication.
Dans certains cas, les topologies physiques et logiques sont les mêmes, et parfois elles ne le sont pas.
Le réseau illustré dans la figure est un exemple de non-concordance de topologie physique et logique. Physiquement, les ordinateurs sont connectés par une topologie de bus commune. L'accès au bus ne se fait pas selon l'algorithme d'accès aléatoire, mais en transférant le jeton (token) dans un ordre circulaire : de l'ordinateur A à l'ordinateur B, de l'ordinateur B à l'ordinateur C, etc. Ici, l'ordre de transfert du jeton n'est plus répété connexions physiques, mais est déterminé par la configuration logique des cartes réseau. Rien ne vous empêche de configurer les cartes réseau et leurs pilotes pour que les ordinateurs forment un anneau dans un ordre différent, par exemple B, A, C... La structure physique ne change pas.
Réseaux sans fil.
L'expression « environnement sans fil » peut être trompeuse car elle signifie qu'il n'y a aucun fil sur le réseau. En réalité, cependant, les composants sans fil interagissent généralement avec un réseau qui utilise le câble comme support de transmission. Un tel réseau avec des composants mixtes est appelé un réseau hybride.
Selon la technologie, les réseaux sans fil peuvent être divisés en trois types :
réseaux locaux;
réseaux locaux étendus;
réseaux mobiles (ordinateurs portables).
Méthodes de transfert :
transmission radio à spectre étroit (transmission à fréquence unique);
transmission radio à spectre étalé.
rayonnement infrarouge;
En plus de ces méthodes de transmission et de réception de données, vous pouvez utiliser les réseaux mobiles, la radio par paquets, les réseaux cellulaires et les systèmes de transmission de données par micro-ondes.
De nos jours, un réseau de bureau n'est pas seulement une connexion entre ordinateurs. Il est difficile d'imaginer un bureau moderne sans bases de données dans lesquelles sont stockés à la fois les états financiers de l'entreprise et les informations sur le personnel. Dans les grands réseaux, en règle générale, pour la sécurité des bases de données et pour augmenter la vitesse d'accès à celles-ci, des serveurs séparés sont utilisés pour stocker les bases de données. Aussi, de nos jours, il est difficile d'imaginer un bureau moderne sans accès à Internet. Variante du schéma réseau sans fil bureau est montré dans la figure
Concluons donc : le futur réseau doit être soigneusement planifié. Pour ce faire, vous devez répondre aux questions suivantes :
Pourquoi avez-vous besoin d'un réseau ?
Combien d'utilisateurs votre réseau aura-t-il ?
À quelle vitesse le réseau s'étendra-t-il ?
Ce réseau a-t-il besoin d'un accès Internet ?
Avez-vous besoin d'une gestion centralisée des utilisateurs du réseau ?
Ensuite, dessinez un schéma approximatif du réseau sur papier. N'oubliez pas le coût du réseau.
Comme nous l'avons défini, la topologie est le facteur le plus important améliorer les performances globales du réseau. Les topologies de base peuvent être utilisées dans n'importe quelle combinaison. Il est important de comprendre que fort et côtés faibles chaque topologie affecte les performances réseau souhaitées et dépend des technologies existantes. Un équilibre doit être trouvé entre l'emplacement réel du réseau (par exemple, dans plusieurs bâtiments), les possibilités d'utilisation du câble, les modalités de son installation, voire sa nature.
introduction
1. Le concept de topologie de réseau
2. Topologies de réseau de base
2.3 Topologie de base du réseau en anneau
3. Autres topologies de réseau possibles
3.1 Topologie du réseau arborescent
3.2 Topologies de réseau combinées
3.3 Topologie de réseau « grille »
4. L'ambiguïté du concept de topologie
Conclusion
Bibliographie
introduction
Aujourd'hui, il est impossible d'imaginer des activités humaines sans l'utilisation de réseaux informatiques.
Réseau informatique - est un système de traitement de l'information distribué, composé d'au moins deux ordinateurs interagissant les uns avec les autres à l'aide de moyens de communication spéciaux.
Selon l'éloignement des ordinateurs et l'échelle, les réseaux sont classiquement divisés en local et global.
Les réseaux locaux sont des réseaux qui ont une infrastructure fermée avant d'atteindre les fournisseurs de services. Le terme « LAN » peut décrire à la fois un petit réseau de bureaux et un grand réseau d'usine couvrant plusieurs centaines d'hectares. Les réseaux locaux sont généralement déployés au sein d'une organisation, ils sont donc également appelés réseaux d'entreprise.
Parfois, on distingue des réseaux d'une classe intermédiaire - réseau urbain ou régional, c'est-à-dire réseau au sein d'une ville, d'une région, etc.
Le réseau mondial couvre de vastes régions géographiques, comprenant à la fois des réseaux locaux et d'autres réseaux et dispositifs de télécommunication. Les réseaux mondiaux ont pratiquement les mêmes capacités que les réseaux locaux. Mais ils élargissent leur champ d'action. Les avantages de l'utilisation de réseaux mondiaux sont principalement limités par la vitesse de fonctionnement : les réseaux mondiaux fonctionnent à une vitesse inférieure à celle des réseaux locaux.
A partir des réseaux informatiques ci-dessus, tournons notre attention vers les réseaux locaux, afin de mieux comprendre l'architecture des réseaux, les modes de transfert des données. Et pour cela, vous devez connaître un concept tel que la topologie de réseau.
1. Le concept de topologie de réseau
La topologie est la configuration physique d'un réseau avec ses caractéristiques logiques. La topologie est un terme standard utilisé pour décrire la configuration de base d'un réseau. En comprenant comment les différentes topologies sont utilisées, il sera possible de déterminer quelles capacités le différents types réseaux.
Il existe deux principaux types de topologies :
physique
logique
La topologie logique décrit les règles d'interaction des stations du réseau lors de la transmission des données.
La topologie physique détermine la manière dont les supports de stockage sont connectés.
Le terme « topologie de réseau » décrit l'emplacement physique des ordinateurs, des câbles et d'autres composants d'un réseau. La topologie du réseau détermine ses caractéristiques.
Le choix d'une topologie particulière affecte :
la composition de l'équipement réseau requis
caractéristiques des équipements réseau
possibilités d'extension du réseau
méthode de gestion de réseau
La configuration du réseau peut être soit décentralisée (lorsque le câble passe autour de chaque station du réseau) ou centralisée (lorsque chaque station est physiquement connectée à un périphérique central qui distribue les trames et les paquets entre les stations). Un exemple de configuration centralisée est une étoile avec des postes de travail aux extrémités de ses poutres. La configuration décentralisée est comme une chaîne de grimpeurs, où chacun a sa propre position dans le faisceau, et tout le monde est relié entre eux par une seule corde. Les caractéristiques logiques de la topologie du réseau déterminent la route empruntée par un paquet lorsqu'il voyage sur le réseau.
Lors de la sélection d'une topologie, tenez compte du fait qu'elle assure un fonctionnement fiable et efficace du réseau, contrôle pratique flux de données réseau. Il est également souhaitable que le réseau soit peu coûteux au prix de sa création et de sa maintenance, mais en même temps, il reste des opportunités pour son expansion future et, de préférence, pour la transition vers des technologies de communication à plus grande vitesse. Ce n'est pas une tâche facile! Pour le résoudre, vous devez savoir quelles sont les topologies de réseau.
2. Topologies de réseau de base
Il existe trois topologies de base sur lesquelles la plupart des réseaux sont construits.
Star
bague
Lorsque les ordinateurs sont connectés le long d'un seul câble, la topologie est appelée "bus". Lorsque les ordinateurs sont connectés à des segments de câble provenant d'un seul point ou concentrateur, la topologie est appelée topologie en étoile. Si le câble auquel les ordinateurs sont connectés est fermé en anneau, cette topologie est appelée un anneau.
Bien que les topologies de base elles-mêmes ne soient pas complexes, il existe en réalité souvent des combinaisons assez complexes qui combinent les propriétés de plusieurs topologies.
2.1 Topologie du réseau de bus
Dans cette topologie, tous les ordinateurs sont connectés les uns aux autres avec un seul câble (Figure 1).
Figure 1 - Schéma de la topologie du réseau de type "bus"
Dans une topologie en bus, les ordinateurs adressent des données à un ordinateur spécifique en les transmettant via un câble sous forme de signaux électriques - adresses MAC matérielles. Pour comprendre le processus de communication entre les ordinateurs sur le bus, vous devez comprendre les concepts suivants :
transmission de signaux
réflexion du signal
Terminateur
1. Transmission de signaux
Les données sous forme de signaux électriques sont transmises à tous les ordinateurs du réseau ; cependant, les informations ne sont reçues que par celui dont l'adresse correspond à l'adresse du destinataire cryptée dans ces signaux. De plus, à la fois, un seul ordinateur peut transmettre. Les données étant transférées sur le réseau par un seul ordinateur, ses performances dépendent du nombre d'ordinateurs connectés au bus. Plus il y en a, c'est-à-dire que plus d'ordinateurs en attente de transfert de données, plus le réseau est lent. Cependant, il est impossible de déduire une relation directe entre la bande passante du réseau et le nombre d'ordinateurs qu'il contient. Car, outre le nombre d'ordinateurs, de nombreux facteurs affectent les performances du réseau, notamment :
caractéristiques matérielles des ordinateurs sur un réseau
la fréquence à laquelle les ordinateurs transmettent des données
type d'applications réseau en cours d'exécution
un type câble réseau
distance entre les ordinateurs du réseau
Le bus est une topologie passive. Cela signifie que les ordinateurs « écoutent » uniquement les données transmises sur le réseau, mais ne les déplacent pas de l'expéditeur au destinataire. Par conséquent, si l'un des ordinateurs tombe en panne, cela n'affectera pas le travail des autres. Dans les topologies actives, les ordinateurs régénèrent les signaux et les transmettent sur le réseau.
2. Réflexion du signal
Les données, ou signaux électriques, circulent dans tout le réseau, d'un bout à l'autre du câble. Si vous ne prenez aucun actions spéciales, le signal atteignant l'extrémité du câble sera réfléchi et empêchera d'autres ordinateurs de transmettre. Par conséquent, une fois que les données ont atteint la destination, les signaux électriques doivent être éteints.
3. Terminateur
Pour éviter la réflexion des signaux électriques, des fiches (terminateurs, terminateurs) sont installées à chaque extrémité du câble pour absorber ces signaux (Figure 2). Toutes les extrémités du câble réseau doivent être connectées à quelque chose, comme un ordinateur ou un connecteur cylindrique, pour étendre la longueur du câble. Toute extrémité libre - non connectée - du câble doit être terminée pour éviter les réflexions de signaux électriques.
Figure 2 - Installation du terminateur
Une violation de l'intégrité d'un réseau peut se produire si un câble réseau se rompt lorsqu'il est physiquement rompu ou qu'une de ses extrémités est déconnectée. Il est également possible qu'il n'y ait pas de terminaisons à une ou plusieurs extrémités du câble, ce qui entraîne la réflexion de signaux électriques dans le câble et la terminaison du réseau. Le réseau « plante ». Par eux-mêmes, les ordinateurs du réseau restent entièrement fonctionnels, mais tant que le segment est rompu, ils ne peuvent pas communiquer entre eux.
Cette topologie de réseau présente des avantages et des inconvénients. Les avantages incluent :
temps de configuration du réseau court
faible coût (moins de câbles et de périphériques réseau requis)
facilité de personnalisation
la panne d'un poste de travail n'affecte pas les performances du réseau
Les inconvénients de cette topologie sont les suivants.
ces réseaux sont difficiles à étendre (pour augmenter le nombre d'ordinateurs dans le réseau et le nombre de segments - des morceaux de câble individuels les reliant).
le bus étant partagé, un seul des ordinateurs peut transmettre à la fois.
Le "bus" est une topologie passive - les ordinateurs "écoutent" uniquement le câble et ne peuvent pas récupérer les signaux qui s'estompent lors de la transmission sur le réseau.
la fiabilité d'un réseau à topologie en bus est faible. Lorsqu'un signal électrique atteint l'extrémité du câble, il est réfléchi (à moins que des mesures spéciales ne soient prises), perturbant le fonctionnement de l'ensemble du segment de réseau.
Les problèmes inhérents à la topologie en bus ont conduit au fait que ces réseaux, si populaires il y a une décennie, ne sont pratiquement plus utilisés.
La topologie du réseau de bus est connue sous le nom de topologie logique Ethernet 10 Mbps.
2.2 Topologie de base du réseau en étoile
Dans une topologie en étoile, tous les ordinateurs sont connectés à l'aide de segments de câble à un composant central appelé concentrateur (Figure 3).
Les signaux de l'ordinateur émetteur passent par le hub vers tout le monde.
Cette topologie est apparue à l'aube de l'informatique, lorsque les ordinateurs étaient connectés à un ordinateur central et maître.
Topologie en anneau- il s'agit d'une topologie dans laquelle chaque ordinateur est relié par des lignes de communication avec seulement deux autres : de l'un il ne reçoit que des informations, et de l'autre il ne fait que transmettre. Sur chaque ligne de communication, comme dans le cas d'une étoile, un seul émetteur et un seul récepteur fonctionnent. Cela élimine le besoin de terminaisons externes. Chaque ordinateur retransmet (reprend) le signal, c'est-à-dire qu'il agit comme un répéteur, donc l'atténuation du signal dans l'ensemble de l'anneau n'a pas d'importance, seule l'atténuation entre les ordinateurs de l'anneau adjacents est importante. Il n'y a pas de centre clairement défini dans ce cas, tous les ordinateurs peuvent être les mêmes. Cependant, assez souvent, un abonné spécial est affecté dans l'anneau, qui gère l'échange ou contrôle l'échange. Il est clair que la présence d'un tel abonné de contrôle réduit la fiabilité du réseau, car sa défaillance paralyse immédiatement l'ensemble du central.
La connexion de nouveaux abonnés à l'"anneau" est généralement totalement indolore, bien qu'elle nécessite un arrêt obligatoire de l'ensemble du réseau pendant la durée de la connexion. Comme pour la topologie en bus, quantité maximale le nombre d'abonnés dans l'anneau peut être assez important (1000 ou plus). Les médias sur le réseau sont paire torsadée ou fibre optique. Les messages circulent en cercle.
Un poste de travail ne peut transmettre des informations à un autre poste de travail qu'après avoir reçu le droit de transfert (jeton), les collisions sont donc exclues. Les informations sont transmises autour de l'anneau d'un poste de travail à un autre, par conséquent, si un ordinateur tombe en panne, si aucune mesure particulière n'est prise, tout le réseau tombera en panne.
La topologie en anneau est généralement la plus résistante à la congestion, elle assure un fonctionnement fiable avec les flux d'informations les plus importants transmis sur le réseau, car, en règle générale, il n'y a pas de conflits (contrairement au bus), et il n'y a pas non plus d'abonné central ( contrairement à une étoile) ...
Sous la topologie(agencement, configuration, structure) réseau informatique généralement, il est entendu l'emplacement physique des ordinateurs sur un réseau un par rapport à un et la façon dont ils sont connectés par des lignes de communication. Il est important de noter que le concept de topologie se réfère principalement aux réseaux locaux, dans lesquels la structure des connexions peut être facilement tracée. DANS réseaux mondiaux la structure de la communication est généralement cachée aux utilisateurs et n'est pas très importante, car chaque session de communication peut être effectuée à sa manière.
La topologie détermine les exigences de l'équipement, le type de câble utilisé, les méthodes de contrôle des échanges possibles et les plus pratiques, la fiabilité de fonctionnement, la possibilité d'étendre le réseau.
Il existe trois topologies de réseau principales :
1. Topologie du réseau de bus(bus), dans lequel tous les ordinateurs sont connectés en parallèle à une ligne de communication et les informations de chaque ordinateur sont transmises simultanément à tous les autres ordinateurs (Fig. 1);
2. Topologie de réseau en étoile(étoile), dans lequel d'autres ordinateurs périphériques sont connectés à un ordinateur central et chacun d'eux utilise sa propre ligne de communication séparée (Fig. 2);
3. Anneau de topologie de réseau(anneau), dans lequel chaque ordinateur transmet toujours des informations à un seul ordinateur, le suivant de la chaîne, et ne reçoit des informations que de l'ordinateur précédent de la chaîne, et cette chaîne est fermée dans un "anneau" (Fig. 3).
Figure. 1. Topologie du réseau "bus" 
Figure. 2. Topologie de réseau en étoile 
Figure. 3. Topologie du réseau "anneau"
En pratique, des combinaisons de topologies de base sont souvent utilisées, mais la plupart des réseaux se concentrent sur ces trois. Considérons maintenant brièvement les caractéristiques de la topologie de réseau répertoriée.
Topologie en bus(ou, comme on l'appelle aussi, « bus commun ») par sa structure même permet l'identité de l'équipement réseau des ordinateurs, ainsi que l'égalité de tous les abonnés. Avec une telle connexion, les ordinateurs ne peuvent transmettre qu'à tour de rôle, car la ligne de communication est la seule. Dans le cas contraire, les informations transmises seront déformées par chevauchement (conflit, collision). Ainsi, le bus met en œuvre le mode d'échange semi-duplex (dans les deux sens, mais à tour de rôle, et non simultanément).
Dans la topologie en bus, il n'y a pas d'abonné central, à travers lequel toutes les informations sont transmises, ce qui augmente sa fiabilité (après tout, si un centre tombe en panne, tout le système contrôlé par ce centre cesse de fonctionner). L'ajout de nouveaux abonnés au bus est assez simple et est généralement possible même lorsque le réseau fonctionne. Dans la plupart des cas, lors de l'utilisation du bus, une quantité minimale de câble de connexion est requise par rapport aux autres topologies. Certes, il faut tenir compte du fait que deux câbles conviennent à chaque ordinateur (sauf pour les deux extrêmes), ce qui n'est pas toujours pratique.
Parce que la résolution des conflits possibles dans ce cas incombe matériel réseau chaque abonné individuel, équipement Adaptateur de réseau la topologie en bus est plus compliquée que l'autre topologie. Cependant, du fait de la large diffusion des réseaux à topologie en bus (Ethernet, Arcnet), le coût des équipements réseaux n'est pas trop élevé.
Le pneu n'est pas terrible échecs ordinateurs individuels car tous les autres ordinateurs du réseau peuvent continuer à échanger normalement. Il peut sembler que le pneu n'est pas terrible et a déterré le câble, car dans ce cas, nous sommes obsédés par deux pneus entièrement fonctionnels. Cependant, en raison des particularités de la propagation des signaux électriques le long de longues lignes de communication, il est nécessaire de prévoir l'inclusion de dispositifs spéciaux aux extrémités du bus - les terminaisons illustrées à la Fig. 1 sous forme de rectangles. Sans terminaison, le signal est réfléchi par l'extrémité de la ligne et déformé de sorte que la communication sur le réseau devient impossible. Ainsi, si le câble se casse ou est endommagé, la coordination de la ligne de communication est violée et l'échange est arrêté même entre les ordinateurs qui restent connectés les uns aux autres. Un court-circuit en un point quelconque du câble bus détruit l'ensemble du réseau. Toute défaillance d'un équipement réseau dans le bus est très difficile à localiser, car tous les adaptateurs sont connectés en parallèle et il n'est pas si facile de comprendre lequel d'entre eux a échoué.
Lors du passage sur la ligne de communication d'un réseau à topologie "bus", les signaux d'information sont affaiblis et ne se renouvellent en aucune façon, ce qui impose des restrictions strictes sur la longueur totale des lignes de communication, de plus, chaque abonné peut recevoir des signaux de niveaux différents du réseau, en fonction de la distance jusqu'à l'abonné émetteur. Cela met en avant des exigences supplémentaires pour les nœuds de réception des équipements de réseau. Pour augmenter la longueur d'un réseau avec une topologie en bus, plusieurs segments (chacun étant un bus) sont souvent utilisés, interconnectés à l'aide de mises à jour de signaux spéciales - des répéteurs.
Cependant, une telle augmentation de la longueur du réseau ne peut pas durer indéfiniment, car il existe également des limitations liées à la vitesse finie de propagation des signaux sur les lignes de communication.
Topologie en étoile est une topologie avec un centre explicitement dédié auquel tous les autres abonnés sont connectés. Tout échange l'information va exclusivement via un ordinateur central, qui de cette manière place une charge très importante, il ne peut donc rien faire d'autre que le réseau. Il est clair que l'équipement réseau de l'abonné central doit être nettement plus complexe que l'équipement des abonnés périphériques. Dans ce cas, il n'est pas nécessaire de parler d'égalité des abonnés. En règle générale, c'est l'ordinateur central qui est le plus puissant, et c'est à lui que sont confiées toutes les fonctions de gestion de l'échange. En principe, aucun conflit dans un réseau avec une topologie en étoile n'est possible, car la gestion est complètement centralisée, il n'y a pas de conflit pourquoi.
Si on parle de la résistance d'une star aux pannes informatiques, alors panne ordinateur périphérique n'affecte en rien le fonctionnement de la partie du réseau qui subsiste, mais toute panne de l'ordinateur central rend le réseau totalement inopérant. Par conséquent, des mesures spéciales devraient être prises pour améliorer la fiabilité de l'ordinateur central et de son équipement de réseau. Une rupture de câble ou un court-circuit avec une topologie en étoile perturbe la communication avec un seul ordinateur et tous les autres ordinateurs peuvent continuer à fonctionner normalement.
Sur la déclinaison du bus, en étoile sur chaque ligne de communication il n'y a que deux abonnés : le central et un des périphériques. Le plus souvent, deux lignes de communication sont utilisées pour les connecter, chacune ne transmettant des informations que dans un seul sens. Ainsi, il n'y a qu'un seul récepteur et un seul émetteur sur chaque lien. Tout cela simplifie grandement l'installation du réseau par rapport au bus et évite l'utilisation de terminaisons externes supplémentaires du besoin. Le problème de l'atténuation du signal dans la ligne de communication se résout également dans "l'étoile" plus facilement que dans le "bus", car chaque récepteur reçoit toujours un signal de même niveau. Un inconvénient sérieux de la topologie "en étoile" est la limitation sévère du nombre d'abonnés. En règle générale, un abonné central ne peut pas desservir plus de 8 à 16 abonnés périphériques. Si dans ces limites il est assez simple de connecter de nouveaux abonnés, alors s'ils sont dépassés, c'est tout simplement impossible. Certes, l'étoile prévoit parfois la possibilité d'augmenter, c'est-à-dire de connecter un autre abonné central au lieu de l'un des abonnés périphériques (en conséquence, une topologie de plusieurs étoiles interconnectées sort).
L'étoile représentée sur la fig. 2, est appelée une étoile active ou réelle. Il existe également une topologie appelée étoile passive qui ne ressemble qu'à une étoile (Fig. 4). À cette époque, il est beaucoup plus courant qu'une étoile active. Qu'il suffise de dire qu'il est utilisé dans le réseau Ethernet le plus populaire d'aujourd'hui.
Figure. 4. Topologie "étoile passive"
Au centre d'un réseau avec cette topologie, il n'y a pas un ordinateur, mais un hub, ou hub, qui remplit la même fonction qu'un répéteur. Il reprend les signaux qui arrivent et les transmet à d'autres lignes de communication. Bien que le schéma de câblage soit similaire à celui d'une étoile réelle ou active, nous avons en fait affaire à une topologie en bus, car les informations de chaque ordinateur sont transmises simultanément à tous les autres ordinateurs, et il n'y a pas de station centrale. Naturellement, une étoile passive est plus chère qu'un bus classique, car dans ce cas, vous avez également besoin d'un hub. Cependant, il offre une gamme de opportunités supplémentaires associé aux bienfaits de la star. C'est pourquoi dans Dernièrement une étoile passive remplace de plus en plus une étoile réelle, ce qui est considéré comme une topologie peu prometteuse.
Il est également possible de distinguer un type intermédiaire de topologie entre une étoile active et une étoile passive. Dans ce cas, le concentrateur non seulement retransmet les signaux, mais contrôle également l'échange, mais ne participe pas à l'échange lui-même.
Gros avantage étoile(à la fois actif et passif) est que tous les points de connexion sont rassemblés en un seul endroit. Cela vous permet de surveiller facilement le fonctionnement du réseau, de localiser les défauts du réseau en arrêt simple du centre de certains abonnés (ce qui est impossible, par exemple, dans le cas d'un bus), ainsi que de restreindre l'accès des personnes non autorisées aux points de connexion vitaux pour le réseau. Dans le cas d'une étoile, chaque abonné périphérique peut être approché soit par un câble (par lequel il y a transmission dans les deux sens), soit par deux câbles (chacun d'eux transmet dans un sens), et la seconde situation est plus courante. Un inconvénient commun à l'ensemble de la topologie en étoile est nettement plus important que pour les autres topologies, le coût du câble. Par exemple, si les ordinateurs sont situés sur une seule ligne (comme sur la figure 1), le choix d'une topologie en étoile nécessitera plusieurs fois plus de câble qu'une topologie en bus. Cela peut affecter considérablement le coût de l'ensemble du réseau dans son ensemble.
Topologie en anneau- il s'agit d'une topologie dans laquelle chaque ordinateur n'est relié par des lignes de communication qu'à deux autres : de l'un il ne reçoit que des informations, et de l'autre il ne fait que transmettre. Sur chaque ligne de communication, comme dans le cas d'une étoile, un seul émetteur et un seul récepteur fonctionnent. Cela élimine le besoin de terminaisons externes. Une caractéristique importante de l'anneau est que chaque ordinateur répète (reprend) le signal, c'est-à-dire qu'il agit comme un répéteur. Par conséquent, l'atténuation du signal dans l'ensemble de l'anneau n'a pas d'importance, seule l'atténuation entre les ordinateurs voisins de l'anneau est importante. Il n'y a pas de centre clairement défini dans ce cas, tous les ordinateurs peuvent être les mêmes. Cependant, assez souvent, un abonné spécial est attribué dans le sprat, qui gère l'échange ou contrôle l'échange. Il est clair que la présence d'un tel abonné de contrôle réduit la fiabilité du réseau, car sa défaillance paralyse immédiatement l'ensemble du central.
À strictement parler, les ordinateurs d'un sprat ne sont pas complètement égaux en droits (contrairement, par exemple, à une topologie en bus). Certains d'entre eux reçoivent nécessairement des informations de l'ordinateur, qui transmet à ce moment-là, plus tôt, tandis que d'autres - plus tard. C'est sur cette caractéristique de la topologie que sont construites les méthodes de contrôle des échanges sur le réseau, spécialement conçues pour l'"anneau". Dans ces méthodes, le droit au prochain transfert (ou, comme on dit, à capturer le réseau) est transféré de manière séquentielle à l'ordinateur suivant du cercle.
La connexion de nouveaux abonnés au « anneau » est généralement totalement indolore, bien qu'elle nécessite un arrêt obligatoire de l'ensemble du réseau pendant la durée de la connexion. Comme dans le cas de la topologie en bus, le nombre maximum d'abonnés dans un sprat peut être assez important (jusqu'à un millier ou plus). La topologie en anneau est généralement la plus résistante à la congestion, elle assure un fonctionnement fiable avec les flux d'informations les plus importants transmis sur le réseau, car, en règle générale, il n'y a pas de conflits (contrairement au bus), et il n'y a pas non plus de centrale abonné (contrairement à une star)...
Parce que le signal dans le sprat traverse tous les ordinateurs du réseau, la défaillance d'au moins l'un d'entre eux (ou sa connexion réseau) perturbe le robot de l'ensemble du réseau dans son ensemble. De même, tout circuit ouvert ou court-circuit dans chacun des câbles de l'anneau rend impossible l'ensemble du réseau. L'anneau est le plus vulnérable aux dommages de câble, par conséquent, dans cette topologie, il est généralement prévu pour la pose de deux (ou plus) lignes de communication parallèles, dont l'une est en réserve.
En même temps, le grand avantage de l'anneau est que la retransmission de signaux par chaque abonné peut augmenter considérablement la taille de l'ensemble du réseau (parfois jusqu'à plusieurs dizaines de kilomètres). L'anneau est relativement supérieur à toute autre topologie.
Désavantage anneaux (en comparaison avec une étoile), on peut supposer que deux câbles doivent être connectés à chaque ordinateur du réseau.
Parfois, une topologie en anneau est basée sur deux liens circulaires qui transportent des informations dans des directions opposées. objectif une telle décision- augmenter (idéalement deux fois) la vitesse de transfert des informations. De plus, si l'un des câbles est endommagé, le réseau peut fonctionner avec un autre câble (cependant, la vitesse maximale diminuera).
En plus des trois topologies de base considérées comme de base, la topologie du réseau est également souvent utilisée " arbre "(arbre), qui peut être vu comme une combinaison de plusieurs étoiles. Comme dans le cas d'une étoile, un arbre peut être actif, ou réel (Fig. 5), et passif (Fig. 6). Avec une arborescence active, les ordinateurs centraux sont situés aux centres de regroupement de plusieurs lignes de communication, et avec une arborescence passive, des hubs (hubs).
Figure. 5. Topologie "arbre actif" 
Figure. 6. Topologie "arbre passif". K - concentrateurs
Une topologie combinée est également utilisée assez souvent, par exemple, bus en étoile, anneau en étoile.
Signification du concept de topologie.
La topologie du réseau détermine non seulement l'emplacement physique des ordinateurs, mais, ce qui est beaucoup plus important, la nature des connexions entre eux, les caractéristiques de la propagation des signaux sur le réseau. C'est la nature des connexions qui détermine le degré de tolérance aux pannes du réseau, la complexité requise des équipements du réseau, la méthode de contrôle des échanges la plus adaptée, les types de supports de transmission (canaux de communication), la taille de réseau admissible (longueur des lignes de communication et le nombre d'abonnés), la nécessité d'une coordination électrique, et bien d'autres encore sont possibles.
Lorsque l'on pense à la topologie de réseau dans la littérature, on peut entendre quatre concepts très différents qui font référence à différents niveaux d'architecture de réseau :
1. Topologie physique (c'est-à-dire la disposition des ordinateurs et du câblage). Dans ce contenu, par exemple, une étoile passive n'est pas différente d'une étoile active, c'est pourquoi elle est souvent appelée simplement « étoile ».
2. Topologie logique (c'est-à-dire la structure des connexions, la nature de la propagation des signaux sur le réseau). C'est probablement la définition la plus correcte de la topologie.
3. Topologie de contrôle des échanges (c'est-à-dire le principe et la séquence de transfert du droit de ravir le réseau entre les ordinateurs individuels).
4. Topologie de l'information (c'est-à-dire le sens des flux d'information transmis sur le réseau).
Par exemple, un réseau avec une topologie physique et logique « bus » peut utiliser le transfert du droit de capture du réseau comme méthode de contrôle (c'est-à-dire être un anneau dans ce contenu) et transmettre simultanément toutes les informations via un ordinateur dédié (être un star dans ce contenu).
