Причини структуризації локальних мереж
Перші локальні мережі з невеликим (10-30) кількістю комп'ютерів використовували тільки одну загальну для всіх підключених до мережі пристроїв поділюване середовище. При цьому відповідно до обмежень технологій мережі мали ті-повие топології - загальна шина (зірка) для Ethernet, кільце для FDDI і Token Ring. Всі перераховані топології володіють властивістю однорідності, тобто всі комп'ютери в такій мережі невиразні на рівні фізичних зв'язків. Така однорідність структури робить простий процедуру нарощування числа комп'ютерів, полегшує обслуговування і експлуатацію мережі.
Однак при побудові великих мереж однорідна структура зв'язків перетворюється з переваги в недолік. У таких мережах використання типових структур породжує різні обмеження, найважливішими з яких є обмеження:
- на довжину зв'язку між вузлами;
- на кількість вузлів в мережі;
- на інтенсивність трафіку, що породжується вузлами мережі.
Наприклад, технологія Ethernet на тонкому коаксіальному кабелі дозволяла використовувати кабель довжиною не більше 185 метрів, до якого можна було підключити не більше 30 комп'ютерів. Однак якщо комп'ютери починали інтенсивно обмінюватися інформацією між собою, тоді доводилося знижувати число підключених до кабелю комп'ютерів до 20, а то і до 10, щоб кожному комп'ютеру діставалася прийнятна частка загальної пропускної здатності мережі.
Для зняття цих обмежень стали використовувати структуризацію мережі на основі спеціального структурообразующего комунікаційного обладнання, в тому числі повторителей, концентраторів, мостів, комутаторів.
Фізична структуризація локальної мережі
Розрізняють топологію фізичних зв'язків (фізичну структуру мережі) і топологію логічних зв'язків мережі (логічну структуру мережі).
У деяких випадках фізична і логічна топології мережі збігаються. Наприклад, мережа, представлена на рис. 1а, має фізичну кільцеву топологію. Нехай комп'ютери цієї мережі використовують метод детермінованого доступу. Причому токен завжди передається послідовно від комп'ютера до комп'ютера в тому ж порядку, в якому комп'ютери утворюють фізичне кільце: тобто комп'ютер А передає токен комп'ютера В, комп'ютер В - комп'ютеру С і т. Д. У цьому випадку логічна топологія мережі також є кільцем.
Малюнок 1. Фізична і логічна топології.
Мережа, показана на рис. 1, б, являє собою приклад розбіжності фізичної і логічної топології. Фізично комп'ютери з'єднані по топології загальна шина (зірка). Доступ же до шини відбувається не по алгоритму випадкового доступу, а шляхом передачі токена в кільцевому порядку: від комп'ютера А - комп'ютеру В, від комп'ютера В - комп'ютеру С і т. Д. Тут порядок передачі токена вже не повторює фізичні зв'язки, а визначається логічним конфигурированием драйверів мережевих адаптерів. Ніщо не заважає налаштувати мережеві адаптери і їх драйвери так, щоб комп'ютери утворили кільце в іншому порядку, наприклад: В, А, С. При цьому фізична структура мережі ніяк не змінюється.
Фізична структуризація єдиної розділяється середовища була першим кроком на шляху побудови більш якісних локальних мереж. Мета фізичної структуризації - забезпечити побудову мережі не з одного, а з декількох фізичних відрізків кабелю. Причому ці різні у фізичному відношенні відрізки повинні були як і раніше працювати як єдина поділюване середовище.
Найпростіше з комунікаційних пристроїв - повторювач - використовується для фізичного з'єднання різних сегментів кабелю локальної мережі з метою збільшення загальної довжини мережі. Повторювач повторює сигнали, що приходять з одного сегмента мережі в інші її сегменти (рис. 2), покращуючи їх фізичні характеристики - потужність і форму сигналів, а також синхронність проходження (виправляє нерівномірність інтервалів між імпульсами). За рахунок цього повторювач дозволяє подолати обмеження на довжину ліній зв'язку. Так як потік сигналів, які передаються вузлом в мережу, поширюється по всьому відрізках мережі, така мережа залишається мережею з єдиної розділяється середовищем.
Малюнок 2. Повторювачі дозволяють збільшити довжину мережі
Повторювач, який має кілька портів і з'єднує кілька фізичних сегментів, часто називають концентратором, або хабом. Ці назви відображають той факт, що в цьому пристрої зосереджуються всі зв'язки між сегментами мережі.