Основні топології локальних мереж. Типи локальних мереж та їх пристрій

Локальна мережа – важливий елемент будь-якого сучасного підприємства, без якого неможливо досягти максимальної продуктивності праці. Однак, щоб використовувати можливості мереж на повну потужність, необхідно їх правильно налаштувати, враховуючи також і те, що розташування підключених комп'ютерів впливатиме на продуктивність ЛОМ.

Поняття топології

Топологія локальних комп'ютерних мереж – це місце розташування робочих станцій і вузлів щодо одне одного та варіанти їх з'єднання. Фактично це архітектура ЛОМ. Розміщення комп'ютерів визначає технічні характеристики мережі, і вибір будь-якого виду топології вплине на:

• Різновиди та характеристики мережного обладнання.
• Надійність та можливість масштабування ЛОМ.
• Спосіб керування локальною мережею.

Таких варіантів розташування робочих вузлів і способів їх з'єднання багато, кількість їх збільшується прямо пропорційно підвищенню числа під'єднаних комп'ютерів. Основні топології локальних мереж – це "зірка", "шина" та "кільце".

Чинники, які слід врахувати під час виборів топології

Перш ніж остаточно визначитися з вибором топології, необхідно врахувати кілька особливостей, що впливають на працездатність мережі. Спираючись на них, можна підібрати найбільш підходящу топологію, аналізуючи переваги та недоліки кожної з них та співвіднісши ці дані з наявними для монтажу умовами.

• Працездатність та справність кожної з робочих станцій, приєднаних до ЛОМ. Деякі види топології локальної мережі цілком залежить від цього.
• Справність обладнання (маршрутизаторів, адаптерів тощо). Поломка мережного обладнання може повністю порушити роботу ЛОМ, так і зупинити обмін інформацією з одним комп'ютером.
• Надійність кабелю, що використовується. Ушкодження його порушує передачу та прийом даних по всій ЛОМ або ж по одному її сегменту.
• Обмеження довжини кабелю. Цей фактор також є важливим при виборі топології. Якщо кабелю є небагато, можна вибрати такий спосіб розташування, при якому його потрібно менше.

Про топологію «зірка»

Цей вид розташування робочих станцій має виділений центр – сервер, якого під'єднані й інші комп'ютери. Саме через сервер відбуваються процеси обміну даними. Тому обладнання його має бути складнішим.

• Топологія локальних мереж "зірка" вигідно відрізняється від інших повною відсутністю конфліктів у ЛОМ – це досягається за рахунок централізованого управління.
• Поломка одного з вузлів або пошкодження кабелю не вплине на мережу в цілому.
• Наявність лише двох абонентів, основного та периферійного, дозволяє спростити мережеве обладнання.
• Накопичення точок підключення в невеликому радіусі спрощує процес контролю мережі, а також дозволяє підвищити її безпеку шляхом обмеження доступу сторонніх.

• Така локальна мережа у разі відмови центрального сервера повністю стає непрацездатною.
• Вартість "зірки" вища, ніж решта топологій, оскільки кабелю потрібно набагато більше.

Топологія «шина»: просто та дешево

У цьому способі з'єднання всі робочі станції підключені до єдиної лінії – коаксіального кабелю, а дані від одного абонента надсилаються іншим в режимі напівдуплексного обміну.Топології локальних мереж такого виду припускають наявність кожному кінці шини спеціального термінатора, якого сигнал спотворюється.

• Усі комп'ютери рівноправні.
• Можливість легкого масштабування мережі навіть під час роботи.
• Вихід з ладу одного вузла не впливає інші.
• Витрата кабелю значно зменшено.

• Недостатня надійність мережі через проблеми з роз'ємами кабелю.
• Маленька продуктивність, обумовлена ​​розподілом каналу між усіма абонентами.
• Складність керування та виявлення несправностей за рахунок паралельно включених адаптерів.
• Довжина лінії зв'язку обмежена, тому ці види топології локальної мережі застосовують лише для невеликої кількості комп'ютерів.

Характеристики топології «кільце»

Такий вид зв'язку передбачає з'єднання робочого вузла з двома іншими, від однієї приймаються дані, а другому передаються. Головною ж особливістю цієї топології є те, що кожен термінал виступає в ролі ретранслятора, виключаючи можливість загасання сигналу ЛВС.

• Швидке створення та налаштування цієї топології локальних мереж.
• Легке масштабування вимагає, однак, припинення роботи мережі на час встановлення нового вузла.
• Велика кількість потенційних абонентів.
• Стійкість до перевантажень та відсутність мережевих конфліктів.
• Можливість збільшення мережі до великих розмірів з допомогою ретрансляції сигналу між комп'ютерами.

• Ненадійність мережі загалом.
• Відсутність стійкості до пошкоджень кабелю, тому передбачається наявність паралельної резервної лінії.
• Великі витрати кабелю.

Типи локальних мереж

Вибір топології локальних мереж також слід проводити, ґрунтуючись на наявному типі ЛОМ.Мережа може бути представлена ​​двома моделями: одноранговою та ієрархічною. Вони не дуже відрізняються функціонально, що дозволяє при необхідності переходити від однієї з них до іншої. Однак кілька відмінностей між ними все ж таки є.

Що стосується одноранговой моделі, її застосування рекомендується в ситуаціях, коли можливість організації великої мережі відсутня, але створення будь-якої системи зв'язку все ж таки необхідно. Рекомендується створювати її лише для невеликої кількості комп'ютерів. Зв'язок із централізованим управлінням зазвичай застосовується на різних підприємствах для контролю робочих станцій.

Однорангова мережа

Цей тип ЛОМ передбачає рівноправність кожної робочої станції, розподіляючи дані з-поміж них. Доступ до інформації, що зберігається на вузлі, може бути дозволено або заборонено користувачем. Як правило, у таких випадках топологія локальних комп'ютерних мереж «шина» буде найбільш підходящою.

Однорангова мережа передбачає доступність ресурсів робочої станції іншим користувачам. Це означає можливість редагування документа одного комп'ютера під час роботи за іншим, віддаленого друку та запуску програм.

Переваги однорангового типу ЛОМ:

• Легкість реалізації, монтажу та обслуговування.
• Невеликі фінансові витрати. Така модель виключає необхідність купівлі дорогого сервера.

• Швидкодія мережі зменшується пропорційно до збільшення кількості під'єднаних робочих вузлів.
• Відсутня єдина система безпеки.
• Доступність інформації: при вимиканні комп'ютера дані, що знаходяться в ньому, стануть недоступними для інших.
• Немає єдиної інформаційної бази.

Ієрархічна модель

Найбільш часто використовувані топології локальних мереж засновані саме на цьому типі ЛОМ. Його ще називають "клієнт-сервер". Суть цієї моделі у тому, що з наявності деякої кількості абонентів є один головний елемент – сервер. Цей комп'ютер, що управляє, зберігає всі дані і займається їх обробкою.

• Відмінна швидкодія мережі.
• Єдина надійна система безпеки.
• Одна, загальна всім, інформаційна база.
• Полегшене керування всією мережею та її елементами.

• Необхідність наявності спеціальної кадрової одиниці – адміністратора, який займається моніторингом та обслуговуванням сервера.
• Великі фінансові витрати на покупку комп'ютера.

Найчастіше використовувана конфігурація (топологія) локальної комп'ютерної мережі ієрархічної моделі – це «зірка».

Вибір топології (компонування мережного обладнання та робочих станцій) є винятково важливим моментом при організації локальної мережі. Вибраний вид зв'язку повинен забезпечувати максимально ефективну та безпечну роботу ЛОМ. Важливо також приділити увагу фінансовим витратам та можливості подальшого розширення мережі. Знайти раціональне рішення – непросте завдання, яке виконується завдяки ретельному аналізу та відповідальному підходу. Саме в такому випадку правильно підібрані топології локальних мереж забезпечать максимальну працездатність усієї ЛОМ у цілому.

Під поняттям «локальна мережа» мається на увазі комунікаційна система, що об'єднує кілька комп'ютерів у межах одного приміщення, будівлі чи кількох близько розташованих будівель одного підприємства. Для підключення комп'ютерів можна використовувати кабелі, телефонні лінії або радіоканали.Завдяки такому об'єднанню користувачі: отримують доступ до інформації на всіх комп'ютерах, приєднаних до ЛОМ (програм, папок, файлів); можуть спільно користуватися модемами, принтерами, сканерами […]

Під поняттям «локальна мережа» мається на увазі комунікаційна система, що об'єднує кілька комп'ютерів у межах одного приміщення, будівлі чи кількох близько розташованих будівель одного підприємства. Для підключення комп'ютерів можна використовувати кабелі, телефонні лінії або радіоканали. Завдяки такому об'єднанню користувачі:

• отримують доступ до інформації на всіх комп'ютерах, приєднаних до ЛОМ (програм, папок, файлів);
• можуть спільно користуватися модемами, принтерами, сканерами та іншими периферійними пристроями.

Основні види локальних мереж

ЛОМ класифікуються за різними критеріями. Розглянемо, які бувають локальні мережі залежно від наявності комп'ютера, що управляє:

1. Однорангові – вони актуальні для об'єднання невеликої кількості комп'ютерів (до 10) і у випадках, коли не потрібний підвищений захист інформації. Користувачі мають рівні права доступу до інформації і самостійно вирішують, до яких ресурсів свого комп'ютера відкрити спільний доступ. Такі мережі гранично прості у встановленні та експлуатації, але забезпечити надійний захист даних у них проблематично.
2. Ієрархічні, створені на базі серверів – такі ЛОМ забезпечують високу продуктивність та надійність зберігання інформації при великій кількості користувачів. Вони мають центральний комп'ютер-сервер (один або кілька), призначений для:

• централізованого управління ЛОМ, обміном інформацією та розподілом ресурсів;
• підключення всіх периферійних пристроїв;
• зберігання спеціальних програм, додатків та основної частини інформації ЛОМ;
• розробка маршрутів передачі повідомлень усередині мережі.

Розглянемо, які є види локальних мереж на кшталт комунікацій:

1. Провідні – такі ЛОМ використовують у ролі каналів зв'язку виту пару, оптоволоконний або коаксіальний кабель. Віта пара складається з 2-х скручених провідників. Вона має низьку пропускну здатність (до 1 Мбіт/с), але стійка до виникнення перешкод. Більш високу пропускну здатність (від 100 Мбіт/с) має кручена пара класів 5, 5e, 6, 6e, 7. Коаксіальний кабель містить центральний провідник та ізоляційне покриття, на яке зверху нанесений ще один провідник (екран). Це може бути фольга або обплетення з мідного дроту. Оптоволоконний кабель забезпечує швидкість понад 10 Гбіт/с. Він містить тонкий циліндр зі скла, на який нанесена оболонка з відмінним коефіцієнтом заломлення.
2. Бездротові – вони працюють з передачею даних в інфрачервоному діапазоні або радіоканалів. Такі мережі швидко передають інформацію, але вразливі до появи перешкод від інших джерел однакової частоти та несанкціонованого зовнішнього доступу.

Які є види топології локальної мережі?

Класифікація локальних мереж за топологією (структурою) здійснюється за типом з'єднання комп'ютерів.

Конфігурація мережі може бути:

1. У вигляді шини – коли кабель послідовно з'єднує комп'ютери друг з одним. Підключення та обмін інформацією здійснюється через єдиний канал зв'язку – шину. Така топологія проста та економічна, забезпечує швидку передачу інформації. Але при пошкодженні кабелю виникають проблеми з усією мережею і виявити місце несправності непросто.
2. У формі зірки – коли кожна машина під'єднується окремим кабелем до сервера, що знаходиться в центрі мережі, який централізовано керує всією мережею. Така структура більш стійка до несправностей і несанкціонованого доступу, не викликає труднощів щодо місця неполадок і забезпечує швидку передачу даних від робочих станцій до серверу. Вона поширена під час створення локальної мережі. Недоліками такої структури виступають низька швидкість передачі між окремими робочими станціями та залежність роботи всієї мережі від характеристик сервера.
3. У вигляді кільця – коли машини мережі послідовно з'єднані один з одним і сервером або спільно виконують функції сервера. Такі схеми відрізняються простотою управління та швидким отриманням доступу до даних, але при виході з ладу окремої машини або збої в каналі між двома вузлами виникають проблеми в роботі всієї мережі. Щоб зв'язок між іншими комп'ютерами не переривався, у таких мережах потрібно використовувати спеціальні перехідні з'єднання.
4. Комірчаста – структура, при якій встановлюються лінії зв'язку з усіма машинами, що знаходяться поблизу. У таких системах безпосередньо з'єднуються лише робочі станції, інтенсивно обмінюються інформацією. Машини, які не об'єднані прямими зв'язками, обмінюються даними за допомогою транзитних передач з використанням проміжних комп'ютерів. Така структура підходить для об'єднання великої кількості машин і часто використовується для організації глобальних або великих локальних мереж. Вона максимально стійка до перевантажень та відмов.
5. Деревоподібна – є поєднанням кількох топологій (шинно-зіркоподібна, зіркоподібно-кільцева).Основа дерева ЛОМ знаходиться в точці, де збираються комунікаційні лінії даних. Такі мережі потрібні при неможливості організації базових топологій.
6. Змішана (гібридна) – при створенні великих ЛОМ часто використовуються довільні зв'язки між робочими станціями, але можна виділити підмережі з типовою структурою.

Тепер ви знаєте, які різновиди локальних мереж існують, чим вони відрізняються один від одного, які переваги та недоліки кожного окремо взятого типу. Щоб визначитися з вибором ЛВС, що підходить вам, проконсультуйтеся з нашими фахівцями. Також ви можете доручити нам монтаж локальної мережі, обслуговування серверів та виконання інших актуальних послуг IT для вашого офісу.

Про те, як встановити та налаштувати сервер, читайте у нашому попередньому матеріалі.

У сучасному світі ми постійно користуємося комп'ютерами, телефонами та іншими пристроями, які часто пов'язані однією мережею. Чи замислювалися ви, як саме ці пристрої спілкуються?

Локальна мережа це, коли комп'ютери та інші пристрої з'єднані між собою в обмеженому просторі, наприклад, в офісі або будинку. Вони можуть обмінюватися інформацією та ресурсами без необхідності підключення до зовнішньої мережі. Локальна мережа спрощує життя та роботу, дозволяючи економити час та ресурси. Завдяки ній, ви можете швидко обмінюватися інформацією, працювати над проектами разом та використовувати спільне обладнання. Це важлива частина сучасного життя як у будинку, так і в офісі.

Що таке топологія локальних мереж

Коли ми говоримо про мережі, в яких комп'ютери та інші пристрої взаємодіють один з одним, одне з ключових понять – це топологія мережі. Але що це означає? Давайте розберемося на простому прикладі.

Топологія мережі — це спосіб підключення пристроїв до мережі. Інакше висловлюючись, це конфігурація та структура зв'язку між комп'ютерами, принтерами, роутерами та іншими девайсами.

Її можна порівняти зі схемою метро чи картою доріг: різні станції (пристрою) з'єднані лініями (кабелями, радіосигналами тощо). Від того, як саме пов'язані ці пристрої, залежить, як інформація передаватиметься по мережі.

Види топологій локальних мереж

Шина (Bus)

Опис: уявіть одну довгу лінію, до якої підключені всі пристрої, як кабель з безліччю відгалужень.

Переваги: ​​простота та економічність мережевої структури.

Недоліки: якщо кабель пошкоджено одному місці, вся мережа перестає працювати. Збільшення кількості підключених пристроїв уповільнює роботу всієї мережі.

Зірка (Star)

Опис: кожен комп'ютер та пристрій підключено до центрального вузла або світчу. Це схоже на колеса велосипедів, де спиці йдуть від центру до обіду.

Переваги: ​​якщо один пристрій вийде з ладу, інші продовжать працювати. Легко додавати нові пристрої.

Недоліки: якщо центральний вузол вийде з ладу, мережа перестане працювати.

Кільце (Ring)

Опис: пристрої з'єднані по колу, і дані передаються круговим маршрутом.

Переваги: ​​порядок передачі робить цю мережу ефективною.

Недоліки: якщо одне з'єднання розривається, вся мережа виходить із ладу.

Комірчаста або повнозв'язкова структура (Mesh)

Опис: кожен комп'ютер підключено до всіх інших.Можна уявити це як павутинку, де кожен вузол з'єднаний із кількома іншими.

Переваги: ​​максимальна надійність. Навіть при виході однієї з сполук решта продовжують функціонувати.

Недоліки: дорожнеча та складність установки.

Деревоподібна (Tree)

Опис: схоже на кілька топологій "зірка", пов'язаних між собою. Є «корінь» та «гілки».

Переваги: ​​підходить для великих мереж. Легко керувати та розширювати.

Недоліки: якщо одне з основних з'єднань переривається, торкнуться відразу кількох пристроїв.

Чому топологія локальних мереж важлива

Ефективність передачі даних

Правильна топологія дозволяє передавати дані швидко та ефективно. Це як із дорогами: якщо вибрати короткий та вільний маршрут, ви досягнете мети швидше.

Надійність

Деякі топології забезпечують високу надійність мережі. Наприклад, у комірчастої топології (Mesh), якщо один кабель вийде з ладу, дані зможуть передаватися через інші маршрути.

Керованість та масштабованість

Мережі повинні зростати та змінюватися разом із вашими потребами. Добре спроектована топологія мережі дозволяє легко додавати нові пристрої та модернізувати обладнання.

Економія коштів

Вибір правильної топології може заощадити гроші. Наприклад, у топології «шина» потрібно менше кабелів, ніж у топології комірчастої, що може суттєво зменшити витрати. Однак іноді краще вкластися в дорожчу мережеву структуру, щоб уникнути проблем у майбутньому.

Як вибрати відповідну топологію локальних мереж

Коли ви будуєте власну мережу або оновлюєте поточну, важливо вибрати правильну «схему розмов» для ваших пристроїв.

Розуміння потреб

Перш за все вам потрібно зрозуміти, що саме ви хочете від своєї мережі. Ось кілька питань, які допоможуть вам визначити ваші потреби:

– Скільки пристроїв ви маєте намір підключити до мережі?

– Які типи пристроїв будуть підключені (комп'ютери, принтери, сервери тощо)?

– Як часто ці пристрої обмінюватимуться даними між собою?

– Наскільки важливо, щоб мережа була надійною та безпечною?

Ухвалення рішення

Коли ви вивчили варіанти, вирішіть, яка топологія найкраще підходить для ваших потреб:

– «Шина» підходить для невеликих мереж з обмеженим бюджетом.

– «Зірка» для середніх та великих мереж, де важлива надійність.

– «Кільце» може стати гарним вибором для мереж, де дані передаються у порядку.

– «Коміркова» годиться для критично важливих мереж, де надійність понад усе.

– «Деревоподібна» добре масштабується та підходить для мереж з різними рівнями важливості пристроїв.

Як дізнатися топологію локальної мережі

Локальні мережі (LAN) відіграють ключову роль у сучасному бізнесі та у повсякденному житті, допомагаючи передавати дані між пристроями з високою швидкістю. Однак багато користувачів і навіть фахівці можуть не знати, яка топологія використовується в їхній мережі. Розуміння топології мережі допомагає усунути неполадки, оптимізувати продуктивність і планувати розширення мережі. Давайте розглянемо кілька простих кроків, які допоможуть визначити топологію вашої локальної мережі.

Подивитися, як розташовані пристрої

– "Зірка": всі пристрої підключені до одного центрального пристрою, такого як комутатор або концентратор. Це найпоширеніша топологія у сучасних мережах.

Як дізнатися: перегляньте, чи є центральний комутатор або роутер, до якого підключені всі пристрої.

– "Шина": всі пристрої підключені до одного спільного кабелю.

Як дізнатися: шукайте довгий коаксіальний кабель, до якого послідовно підключені пристрої.

– "Кільце": пристрої з'єднані по колу, при цьому кожен пристрій з'єднаний з двома сусідніми.

Як дізнатися: шукайте круглу мережу кабелів, що з'єднують пристрої послідовно.

– "Коміркова": кожен пристрій підключено до іншого пристрою, забезпечуючи множинні маршрути передачі даних.

Як дізнатися: цей тип топології може бути складніше визначити візуально, тому шукайте безліч перехрещуваних підключень між пристроями.

– «Деревоподібна»: мережа має структуру дерева з дрібнішими «гілками», що виходять із більших.

Як дізнатися: знайдіть ієрархічну структуру, де пристрої підключаються через кілька рівнів мережевих пристроїв (наприклад, комутаторів або маршрутизаторів).

Вивчити мережеві карти та схеми

Якщо вашою компанією або вами створювалися схеми та карти мережі, вони можуть дати розуміння топології, що використовується. Перевірте документацію, створену під час проектування мережі, або зверніться до системних адміністраторів за актуальною мережевою схемою.

Використовувати мережні сканери та моніторингові інструменти

Існують спеціалізовані програмні засоби, які можуть автоматично визначити топологію мережі.

Мережевий сканер, який може допомогти виявити пристрої та їх взаємозв'язки.

Аналізатор мережного трафіку, що допомагає зрозуміти маршрути передачі.

– Microsoft Visio

Використовується для створення та аналізу мережевих схем.

Встановіть та запустіть ці програми для аналізу мережі.Вони створять візуальні карти, що показують, як пристрої підключені один до одного.

Топологія мережі – це основа для всіх підключень та взаємодій у вашій мережі. Розуміння її важливості допоможе вам створити ефективну, надійну та зручну у використанні мережу, що відповідає вашим потребам.

Читайте також, що таке інтернет:

Що таке Інтернет? Що таке інтернет, як він влаштований та як працює

Інтернет — інформаційно-комунікаційна мережа та всесвітня система об'єднаних комп'ютерних мереж для зберігання та передачі інформації. Якщо ви читаєте цю статтю, ви вже в ньому. Але як саме він працює?