Топология шина достоинства и недостатки кратко

Обновлено: 02.07.2024

В топология шины это конфигурация для LAN или локальной сети, в которой все компьютеры и устройства в сети подключены к одному кабелю. Этот кабель, к которому подключены все узлы, называется магистральным.

Топология шины не требует большого количества кабелей и относительно проста в установке по сравнению с другими альтернативами. Например, эта топология используется в сетях Ethernet.

Один из способов взглянуть на топологию шины состоит в том, что линия, к которой подключены все узлы или устройства в сети, похожа на коридор, по которому проходит сигнал, чтобы найти узел, к которому он будет доставлен.

Кабель в шинной топологии имеет два терминатора, которые ослабляют сигнал, чтобы он не продолжал перемещаться от одного конца сети к другому.

Топология шины часто ценится за ее простоту и меньшую стоимость реализации.

характеристики

Топология шины основана на длине основного кабеля, на каждом конце которого есть терминаторы. Все устройства, такие как ноутбуки, принтеры, серверы, рабочие станции и т. Д., Подключаются к основному кабелю.

Следовательно, главный кабель действует как магистраль всей сети. Данные, отправленные компьютером, передаются по всему магистральному кабелю в обоих направлениях от компьютера-отправителя.

Когда данные поступают на узел, он проверяет адрес назначения (MAC / IP-адрес), чтобы убедиться, что он соответствует его адресу. Если адрес не совпадает, узел больше ничего не делает. Однако, если адрес узла совпадает с адресом, содержащимся в данных, он обрабатывает информацию.

В зависимости от типа сетевой карты, используемой в каждом компьютере, для их подключения используется коаксиальный кабель или сетевой кабель RJ-45. Это также известно как линейная топология.

Отскок сигнала

Если сигнал достигает конца длины кабеля, он восстанавливается и возвращается в том направлении, откуда пришел. Это называется отскоком сигнала.

Это отражение сигнала создаст проблему в сети, потому что, если в то же время другой сигнал будет отправлен по длине кабеля, два сигнала будут конфликтовать.

Терминаторы используются для поглощения сигнала, когда он достигает конца, что предотвращает отскок сигнала.

Преимущество

Простое подключение устройств к сети

Это простейшая сетевая топология для подключения периферийных устройств или компьютеров. Если устройство имеет соответствующий механизм подключения, то его легко можно добавить в сеть.

Новое устройство подключается и сразу становится частью сети. Для тех, кому нужна временная сеть, которую можно быстро настроить, лучшего варианта нет.

Если несколько пользователей нуждаются в доступе к принтеру, добавление его в сеть немедленно удовлетворяет эту потребность.

Дешевле других вариантов

По сравнению с другими сетевыми топологиями, шинная топология является самой дешевой в реализации. Это потому, что вам нужен кабель меньшей длины.

Хотя терминаторы требуются на обоих концах сети для обеспечения надлежащей работы, даже если требуется небольшая сеть, они по-прежнему доступны по цене и просты в установке.

Не требуются концентраторы или коммутаторы

Эта топология позволяет данным свободно перемещаться по сети. Хотя это ограничивает внешние подключения, создается локальная сеть, которая может эффективно работать с каждым подключенным компьютером.

Вместо концентраторов и коммутаторов используется центральный сервер, что означает меньшее количество потенциальных точек отказа для управления.

Сеть может быть расширена

Размер и область применения этой топологии ограничены. Однако его довольно легко расширить.

Соединение кабеля с повторителем позволяет добавлять в сеть дополнительные компьютеры или периферийные устройства. Хотя это может увеличить количество возможных сбоев пакетов, это простое решение с минимальными общими затратами, которое поможет вам быстро освоиться.

Терминаторы проводов не требуют питания

Терминаторы, используемые для этой топологии, являются пассивными устройствами. Они состоят из резисторов и конденсаторов, что означает отсутствие требований к мощности.

Недостатки

Ограничение размера

Эта сеть ограничена по размеру. В сеть можно добавить только максимальное количество устройств и компьютеров.

Это ограничение по длине увеличивает риск столкновений, потому что пространство для общения очень важно.

С другой стороны, при использовании более длинного магистрального кабеля могут возникнуть другие проблемы, например потеря сигнала данных.

Кроме того, необходимо учитывать проблемы с качеством данных. Когда сигналы данных сталкиваются друг с другом, результатом является потеря данных, что напрямую влияет на качество связи.

Дополнительные устройства замедляют работу сети

Поскольку каждый компьютер и периферийное устройство подключаются через магистральный кабель, добавление устройств замедлит работу всей сети за счет использования всего одного кабеля.

Это ставит под угрозу всю сеть, если что-то случится с этим кабелем. Повреждение по любой причине может привести к отказу всей сети или ее разделению на две сети.

Ограниченные возможности безопасности

Все передачи данных, которые происходят в компьютерах, могут быть видны любому другому компьютеру, подключенному к магистрали.

Это означает, что в этой топологии сложно установить параметры безопасности, потому что то, что делают другие, может видеть каждый.

В сети требуются два терминатора

При неправильном завершении могут возникнуть проблемы со связью. ISO 11898 требует, чтобы терминаторы были на обоих концах магистрального сетевого кабеля, которые в основном находятся на управляющем устройстве и на устройстве, наиболее удаленном от контроллера.

Обрушение из-за обрыва магистрального кабеля

Обрыв магистрали приводит к обрушению всей сети. Связь не может быть полностью восстановлена, пока проблема не будет устранена или не будет полностью заменен магистральный кабель.

Событие разрыва приведет к потере связи любого периферийного устройства или компьютера с устройствами на другой стороне сети.

Отсутствие координации для передачи данных

Компьютеры в сети не согласовывают друг с другом время передачи данных.

Это означает, что может происходить несколько передач одновременно, что создает большой сетевой трафик с высокой вероятностью потери данных.

Придя в различные компании, можно обратить внимание на то, что сеть там обустроена по-разному – где-то используется "звезда", где-то - "кольцо", а где-то - "шина". Топология сети достаточно сильно влияет на качество и скорость обмена данными между компьютерами, но при этом многие зачастую не знают основных преимуществ и недостатков каждого отдельного варианта.

Что это такое?

Какой она может быть?

На сегодняшний день сформировалось три основных варианта такого объединения компьютеров – это "звезда", "кольцо" и "шина". Топология в каждом отдельном случае является отличной от остальных, а также имеет свои особенности и преимущества. Именно поэтому важно знать эти тонкости перед тем, как проводить сеть между компьютерами на том или ином объекте.

В чем преимущества?

Достоинства топологии "шина" являются следующими:

Настройка является предельно простой для любого продвинутого пользователя.
Система достаточно просто устанавливается и при этом обуславливает минимум финансовых затрат, если все рабочие станции располагаются на небольшом расстоянии между собой.
Если ломается или же начинает давать сбой какая-то конкретная станция в сети, все остальные продолжают работать в прежнем режиме без каких-либо проблем.

В чем недостатки?

Также есть и недостатки топологии "шина":

Именно данная технология использовалась для подключения компьютеров в локальную сеть при использовании коаксиального кабеля. В данном случае в роли "шины" использовались отрезки коаксиального кабеля, объединенные между сбой при помощи Т-коннекторов. "Шина" прокладывается полностью через все помещение, после чего подключается к каждому отдельному компьютеру, а боковой вывод коннектора вставляется в разъем, установленный на сетевой карте.

В связи с тем, что такое оборудование уже безнадежно устарело, а более широкое распространение получила топология сети "звезда", "шина" практически не используется, но ее по сегодняшний день можно встретить на различных предприятиях.

"Кольцо"

В чем преимущества?

Компьютеры достаточно просто объединяются в сеть.
Практически нет никакой необходимости в том, чтобы использовать дополнительное оборудование.
Можно добиться стабильной работы без какого-либо заметного падения скорости транслирования данных при серьезной загрузке сети.
Любая рабочая станция должна активно использоваться в процедуре передачи данных, и если сломается хотя бы один компьютер, или же в определенном месте оборвется кабель, вся система полностью перестанет функционировать.
Если будет подключаться новая рабочая станция, сеть нужно на определенное время выключить, так как требуется размыкание кольца в процессе установки нового оборудования.
Система отличается достаточно сложной конфигурацией и настройками.
При возникновении тех или иных неисправностей даже специалистам достаточно сложно найти, в чем именно заключается неполадка.

В чем недостатки?

В связи с этими минусами сегодня не так часто можно встретить использование кольцевой топологии, и наиболее часто она встречается в оптоволоконных сетях стандарта Token Ring.

"Звезда"

Если каждая рабочая станция подключена непосредственно к центральному устройству, которым может служить маршрутизатор или же коммутатор, то это топология "звезда". "Шина" была с течением времени заменена именно этой технологией, так как она отличается более высокой производительностью и эффективностью. Данная технология предусматривает управление всеми движениями пакетов в сети непосредственно центральным устройством, а каждый компьютер через собственную сетевую карту подключается к данному коммутатору полностью отдельным кабелем.

В случае необходимости можно объединить в одно целое одновременно несколько сетей, использующих описываемую топологию, вследствие чего в результате получится конфигурация сети, имеющая древовидную топологию. Древовидная топология распространяется в крупных организациях, однако она отличается целым рядом своих особенностей и тонкостей реализации.

В чем преимущества?

Если ломается какая-либо конкретная станция (или же повреждается ее кабель), на работе в целом всей сети это никак не сказывается, то есть все остальное оборудование продолжает стабильно работать.
Прекрасная масштабируемость. Для того чтобы подключить новую рабочую станцию, нужно просто проложить отдельный кабель от коммутатора.
Достаточно просто можно найти, и после этого устранить неисправности или же какие-либо обрывы в сети.
Предельно высокая производительность, особенно если сравнивать с аналогичными вариантами топологии.
Идеальная простота настройки и администрирования всего оборудования.
В сеть без труда можно встроить дополнительные устройства.
Если ломается центральный коммутатор, вся сеть перестает работать.
Чтобы использовать сетевое оборудование, нужно выделить также дополнительные затраты, так как требуется приобретение отдельного устройства, к которому будут подключаться все компьютеры, подключенные к сети.
Количество рабочих станций ограничивается количеством портов в используемом центральном коммутаторе.

В чем недостатки?

Топология и ее многозначительность

Как происходит общение

CSMA – это более строгое название технологии, при которой пакеты информации не теряются в шинной среде. Есть два типа:

Равноправие

Также можно в любой момент подключить еще компьютер, используя для этого минимум кабеля. Но есть и минус в том, что при разрыве кабелей сеть полностью перестает работать. Если подобная топология сети очень большая, то между длинными кабелями используют повторители.

Повторитель – это устройство, которое усиливает и повторяет сигнал. Обычно используется в местах затухания сигнала в кабеле или беспроводном пространстве (Wi-Fi).

Плюсы и минусы шинной топологии

Быстрая установка и в короткие сроки.
Меньше затрат за счет применения небольшой длинны кабеля. В качестве основы используется только одна магистраль.
Быстрая настройка, так как не нужно производить конфигурации центрального сервера.
Даже если выйдет из строя один из компьютеров, то сеть все равно будет работать.

Если же выйдет из строя кабель или один из терминаторов, то общаться в сети будет невозможно – опять же из-за отражения сигнала.
Если сеть большая, то сложно найти место разрыва кабеля. Для этого используют специальное устройство.
Чем больше компьютеров, тем медленнее будет работать сеть.
Есть вероятность столкновения сигнала. В таком случае идет полное замолкание среды и повторная отправка пакета. Также замедляет передачу данных.

Другие топологии сети

Термин топология сети означает способ соединения компьютеров в сеть. Вы также можете услышать другие названия – структура сети или конфигурация сети (это одно и то же). Кроме того, понятие топологии включает множество правил, которые определяют места размещения компьютеров, способы прокладки кабеля, способы размещения связующего оборудования и многое другое. На сегодняшний день сформировались и устоялись несколько основных топологий. Из них можно отметить “шину”, “кольцо” и “звезду”.

Топология “шина”

Достоинства топологии “шина”:

простота настройки;
относительная простота монтажа и дешевизна, если все рабочие станции расположены рядом;
выход из строя одной или нескольких рабочих станций никак не отражается на работе всей сети.

Недостатки топологии “шина”:

неполадки шины в любом месте (обрыв кабеля, выход из строя сетевого коннектора) приводят к неработоспособности сети;
сложность поиска неисправностей;

Именно по топологии “шина” строились локальные сети на коаксиальном кабеле . В этом случае в качестве шины выступали отрезки коаксиального кабеля, соединенные Т-коннекторами. Шина прокладывалась через все помещения и подходила к каждому компьютеру. Боковой вывод Т-коннектора вставлялся в разъем на сетевой карте. Вот как это выглядело:Сейчас такие сети безнадежно устарели и повсюду заменены “звездой” на витой паре, однако оборудование под коаксиальный кабель еще можно увидеть на некоторых предприятиях.

Топология “кольцо”

Достоинства кольцевой топологии:

простота установки;
практически полное отсутствие дополнительного оборудования;
возможность устойчивой работы без существенного падения скорости передачи данных при интенсивной загрузке сети.

Однако “кольцо” имеет и существенные недостатки:

каждая рабочая станция должна активно участвовать в пересылке информации; в случае выхода из строя хотя бы одной из них или обрыва кабеля – работа всей сети останавливается;
подключение новой рабочей станции требует краткосрочного выключения сети, поскольку во время установки нового ПК кольцо должно быть разомкнуто;
сложность конфигурирования и настройки;
сложность поиска неисправностей.

Кольцевая топология сети используется довольно редко. Основное применение она нашла в оптоволоконных сетях стандарта Token Ring.

Топология “звезда”

Звезда – это топология локальной сети, где каждая рабочая станция присоединена к центральному устройству (коммутатору или маршрутизатору). Центральное устройство управляет движением пакетов в сети. Каждый компьютер через сетевую карту подключается к коммутатору отдельным кабелем.

При необходимости можно объединить вместе несколько сетей с топологией “звезда” – в результате вы получите конфигурацию сети с древовидной топологией. Древовидная топология распространена в крупных компаниях. Мы не будем ее подробно рассматривать в данной статье.

Топология “звезда” на сегодняшний день стала основной при построении локальных сетей. Это произошло благодаря ее многочисленным достоинствам:

выход из строя одной рабочей станции или повреждение ее кабеля не отражается на работе всей сети в целом;
отличная масштабируемость: для подключения новой рабочей станции достаточно проложить от коммутатора отдельный кабель;
легкий поиск и устранение неисправностей и обрывов в сети;
высокая производительность;
простота настройки и администрирования;
в сеть легко встраивается дополнительное оборудование.

Однако, как и любая топология, “звезда” не лишена недостатков:

Звезда – самая распространенная топология для проводных и беспроводных сетей. Примером звездообразной топологии является сеть с кабелем типа витая пара, и коммутатором в качестве центрального устройства. Именно такие сети встречаются в большинстве организаций.

Читайте также: