“Bus” – topologia sieci LAN

Metoda, która jest stosowana w połączeniach komputerowych, nazywa się topologią sieci. Istnieje kilka popularnych odmian, z których każda ma swoje pozytywne i negatywne aspekty, które należy rozważyć podczas planowania pracy.

Co to jest

Kiedy używana jest “magistrala” sieci lokalnej, istnieje jeden główny kabel, do którego podłączone są wszystkie komputery. Taka topologia nazywana jest “magistralą”, “szkieletem” lub “wspólną magistralą”.

Co to może być

Aby wybrać najbardziej efektywny sposób integracji komputerów i urządzeń we wspólnej sieci, należy wziąć pod uwagę liczbę urządzeń. Jeśli mniej niż dziesięć urządzeń zostanie podłączonych za pomocą tej topologii, ta metoda będzie skuteczna.

Uwaga!!! Jeśli liczba urządzeń w sieci LAN jest znacznie większa, to rozwiązanie jest nieskuteczne. W takim przypadku sieć jest organizowana na podstawie serwerów.

Różnice pomiędzy tymi dwoma metodami są następujące:

• W sieci peer-to-peer wszystkie komputery uczestniczą w równym stopniu. Dlatego wraz ze wzrostem ich liczby kanały informacyjne ulegają przeciążeniu.
• Korzystanie z serwerów dedykowanych oznacza, że główne dane i używane aplikacje rezydują na serwerach i udostępniają je do użytku pozostałym komputerom. Ponadto to właśnie serwery wykonują niezbędne połączenia z urządzeniami zewnętrznymi, wyznaczają trasy komunikatów informacyjnych i zarządzają całą siecią lokalną.

Porównanie z innymi topologiami

Oprócz rozważanej topologii rozpowszechnione są również inne topologie, takie jak gwiazda czy pierścień.

Uwaga!!! Porównując magistralę z nimi, można wyróżnić zalety i wady.

Zalety

Wybór tej konfiguracji ma istotne zalety:

• w tym przypadku konfiguracja sieci jest stosunkowo prosta;
• koszt pracy jest niższy w porównaniu z innymi topologiami;
• instalacja jest mniej skomplikowana niż w podobnym przypadku;
• należy wziąć pod uwagę możliwość awarii jednego lub kilku komputerów – przy tym typie połączenia nie wpłynie to negatywnie na działanie reszty podłączonego sprzętu.

Wady

Jednak to rozwiązanie ma również pewne wady:

• podatność na uszkodzenia w przypadku awarii głównej magistrali, do której podłączone są komputery – awarii ulegnie cała struktura;
• przy takiej architekturze rozwiązywanie problemów jest utrudnione;
• istotną wadą jest to, że tylko jeden komputer w danym momencie może nadawać;
• w przypadku konieczności podłączenia nowych komputerów pojawiają się problemy ze skalowaniem – trzeba będzie dokonać zmian w istniejącym wcześniej fragmencie sieci.

Zalety i wady topologii magistrali

Jego prosta instalacja i niski koszt są kompensowane przez bardziej złożone sterowanie.

Uwaga!!! Ta ostatnia wyraża się w szczególności w trudności diagnozowania i usuwania usterek, izolowania napotkanych problemów od reszty sieci lokalnej.

Przykłady

Przez długi czas topologia ta była stosowana do budowy sieci wykorzystujących kabel koncentryczny. Był on prowadzony przez wszystkie pomieszczenia, w których znajdowały się podłączane komputery. Do wyjścia do każdego z urządzeń używano złączek T. Jedno z ich wyjść było podłączone do karty sieciowej odpowiedniego komputera.

Instalacja domowych sieci lokalnych o topologii magistrali

Zgodnie ze standardami, sieci o topologii magistrali mogą być instalowane zgodnie z jedną z następujących technologii. Każda z nich ma swoje ważne cechy.

Uwaga!!! W obu przypadkach obowiązkowe jest użycie kabla koncentrycznego. Jednak dla 10BASE-2 stosuje się cienką wersję, a dla 10BASE-5 gruby kabel.

Instalacja LAN w topologii 10BASE-2 Ethernet 10BASE-2 Bus

W przypadku sieci peer-to-peer ze wspólną magistralą stosuje się kable typu RG-58 i PK-50. Ta opcja wymaga mniejszego nakładu pracy przy instalacji w porównaniu do drugiej opcji, ale jakość jest niższa. Ta metoda jest bardziej korzystna dla małych sieci domowych lub biurowych. Są one mniej rozbudowane, ale kosztują znacznie mniej.

Przewidziane są tu następujące ograniczenia:

• Ma kabel główny, który może być podzielony na kilka segmentów (nie więcej niż pięć) połączonych repeaterami. Długość każdego z nich nie może przekroczyć 185 metrów.
• Całkowita długość kabla głównego, wraz ze wszystkimi segmentami, nie może przekroczyć 925 metrów.
• Do każdego segmentu kabla koncentrycznego dopuszcza się maksymalnie 30 połączeń.

Ważne: Określono minimalną odległość między przewodami łączącymi sąsiednie komputery z magistralą. Wynosi ona 0,5 metra.

Instalacja sieci lokalnych o topologii 10BASE-5 Ethernet

Ta opcja sieci jest droższa, ale oferuje więcej opcji. Pozwala na większe połączenia i oferuje wysoką wydajność i niezawodność.

Omawiana technologia ma mniej ograniczeń w porównaniu do poprzedniej opcji.

Należy tutaj przestrzegać następujących zasad:

• Liczba segmentów nie może przekroczyć pięciu.
• Dopuszczalna długość segmentu wynosi 500 metrów.
• Całkowita długość kabla może wynosić do 2,5 kilometra.
• Maksymalna liczba urządzeń, które można podłączyć do każdego segmentu, wzrosła teraz do stu urządzeń.
• Pobliskie komputery nie mogą podłączyć się do głównego kabla w odległości 2,5 metra.

Ważne: Dla obu rozważanych technologii maksymalna przepustowość wynosi 10 Mbit na sekundę.

Kolejną zaletą opcji 10BASE-5 Ethernet jest większa wytrzymałość mechaniczna.

Topologia i jej wiele znaczeń

Wybierając topologię, należy zrozumieć, że nie chodzi tylko o to, gdzie znajdują się komputery i gdzie są poprowadzone trasy. Termin ten jest określany w literaturze w wielu różnych znaczeniach.

Można go rozumieć w różny sposób, co przedstawiamy poniżej:

• Rozmieszczenie elementów składowych sieci.
• Może odnosić się do topologii logicznej. W tym przypadku jest to charakter propagacji sygnałów informacyjnych, hierarchia łączy w sieci.
• W niektórych przypadkach może odnosić się do topologii operacji komunikacyjnych. Może być mieszana – łącząca różne schematy. W tym przypadku chodzi o organizację operacji przechwytywania sterowania magistralą między różnymi komputerami oraz sposób przekazywania takiego prawa między różnymi urządzeniami w sieci. Może być ono np. przekazywane w sposób kołowy.
• Przy rozpatrywaniu topologii informacyjnej ważna jest organizacja przepływów informacji w sieci.

Aby to wyjaśnić, można podać następujący przykład. Może wystąpić sytuacja, w której urządzenia są fizycznie połączone poprzez zastosowanie topologii magistrali. Topologia logiczna będzie zorganizowana w ten sam sposób.

Uwaga: Przepływ informacji może być jednak zorganizowany poprzez zastosowanie jednego komputera jako mastera. To znaczy, że informacje będą przekazywane do niego, a następnie z niego do właściwego komputera. Zastosowana zostanie tu zasada gwiazdy.

Natomiast przekazywanie sterowania z jednego elementu do drugiego będzie odbywało się zgodnie z zasadą pałeczki. Polega ona na pierścieniowym przekazywaniu takiego prawa pomiędzy urządzeniami i odpowiada połączeniu typu “ring”.

Ważne jest, aby przy tworzeniu sieci lokalnej wybrać odpowiednią topologię. Zastosowanie szyny zbiorczej może być w niektórych przypadkach najbardziej odpowiednim rozwiązaniem.