Центральной частью сети, построенной по звездообразной топологии, является концентратор. Концентраторы могут быть разными, но их суть проста: это устройства, реализующие центральный узел для всех сетевых табелей, обеспечивая тем самым связь между портами, что позволяет компьютерам подключаться к нему для обмена сообщениями.

Еще одним важным преимуществом такой сети является то, что в ней легко диагностировать неисправности. При возникновении сбоя в сети с шинной топологией может оказаться очень непросто точно определить, в чем заключается проблема, если, конечно, не просматривать все узлы подряд. В сети, построенной по звездообразной топологии, найти ее источник очень легко. Если некий узел не работает, то проблему, очевидно, следует искать где-то между портом концентратора и физически подключенным к нему узлом. Следует проверить, что является источником нарушения работоспособности:

• терминал;

• кабель между концентратором и терминалом;

• порт концентратора, обслуживающий терминал вызывающий беспокойство.

Если ни один из узлов сети не обеспечивает качественное соединение сервера и концентратора, то проблема, вероятно, заключается в сервере. Если это так, то самое время уповать на то, что вы запланировали сделать для отказоустойчивой работы системы и на то, что вы сделали резервные копии файлов.

Звездообразная топология также хорошо подходит и для физически распределенных сетей. Конечно, звездообразная топология имеет один серьезный недостаток: в ней используется много кабеля. К каждому элементу сети требуется проложить свой собственный кабель.

Распределенная физическая звездообразная топология

Для больших сетей одного концентратора может оказаться недостаточно. Возможно, у него будет маловато портов для поддержки всех компьютеров сети или компьютеры слишком далеко отстоят от концентратора, или одновременно и то, и другое. Для подключения всех устройств к сети может потребоваться несколько концентраторов, но идея создания в одном здании трех или четырех отдельных сетей может показаться не очень привлекательной. Как же решить проблему?

Это случай, для которого может пригодиться одна из разновидностей физической звездообразной топологии: связанная звезда (connected star) или распределенная звезда (distributed star). Здесь концентраторы сети последовательно подключены друг к другу, так что все они могут обмениваться информацией. Такая организация сети имеет некоторые недостатки, свойственные сети, построенной по шинной топологии: разрыв кабеля между двумя концентраторами изолирует части сети по обеим сторонам разрыва. Однако этот недостаток компенсируется тем, что при отсутствии шины концентраторы были бы изолированы друг от друга в любом случае.

Рис.11 Использование распределенной звездообразной топологии для подсоединения нескольких сетей, также построенных по звездообразной топологии

Физическая кольцевая топология

Это сеть, построенная по физической кольцевой топологии, в которой все персональные компьютеры сети для обеспечения целостности сети соединены в кольцо, выполненное в виде пары кабелей, проложенных между каждым узлом. Такая система вполне работоспособна, но ее стоимость и трудоемкость прокладки кабельной системы весьма велики, поскольку в такой сети затраты на кабель удваиваются. (рис.12)

Такую сеть иногда применяют для глобальных оптоволоконных сетей, поскольку это неплохой способ предоставить множеству узлов в региональной области доступ к оптоволоконной сети.

1.11 Метод доступа CSMA/CD BUS

Этот метод применяется исключительно в сетях с логической общей шиной (к которым относятся и радиосети, породившие этот метод). Все компьютеры та­кой сети имеют непосредственный доступ к общей шине, поэтому она может быть использована для передачи данных между любыми двумя узлами сети. Одновре­менно все компьютеры сети имеют возможность немедленно (с учетом задержки распространения сигнала по физической среде) получить данные, которые любой из компьютеров начал передавать на общую шину (см. рис.). Простота схемы под­ключения — это один из факторов, определивших успех стандарта Ethernet. Гово­рят, что кабель, к которому подключены все станции, работает в режиме коллектив­ного доступа (Multiply Access, MA).

рис.13

Этапы доступа к среде

Все данные, передаваемые по сети, помещаются в кадры определенной структуры и снабжаются уникальным адресом станции назначения.

Чтобы получить возможность передавать кадр, станция должна убедиться, что разделяемая среда свободна. Это достигается прослушиванием основной гармони­ки сигнала, которая также называется несущей частотой (carrier-sense, CS). При­знаком незанятости среды является отсутствие на ней несущей частоты, которая при манчестерском способе кодирования равна 5-10 МГц, в зависимости от после­довательности единиц и нулей, передаваемых в данный момент.

Если среда свободна, то узел имеет право начать передачу кадра. Этот кадр изображен на рис. первым. Узел 1 обнаружил, что среда свободна, и начал пере­давать свой кадр. В классической сети Ethernet на коаксиальном кабеле сигналы передатчика узла 1 распространяются в обе стороны, так что все узлы сети их получают. Кадр данных всегда сопровождается преамбулой (preamble), которая со­стоит из 7 байт, состоящих из значений 10101010, и 8-го байта, равного 10101011. Преамбула нужна для вхождения приемника в побитовый и побайтовый синхро­низм с передатчиком.

Все станции, подключенные к кабелю, могут распознать факт передачи кадра, и та станция, которая узнает собственный адрес в заголовках кадра, записывает его содержимое в свой внутренний буфер, обрабатывает полученные данные, передает их вверх по своему стеку, а затем посылает по кабелю кадр-ответ. Адрес станции-источника содержится в исходном кадре, поэтому станция-получатель знает, кому нужно послать ответ.

Узел 2 во время передачи кадра узлом 1 также пытался начать передачу своего кадра, однако обнаружил, что среда занята — на ней присутствует несущая часто­та, — поэтому узел 2 вынужден ждать, пока узел 1 не прекратит передачу кадра.

После окончания передачи кадра все узлы сети обязаны выдержать техно­логическую паузу (Inter Packet Gap) в 9,6 мкс. Эта пауза, называемая также меж­кадровым интервалом, нужна для приведения сетевых адаптеров в исходное состояние, а также для предотвращения монопольного захвата среды одной стан­цией. После окончания технологической паузы узлы имеют право начать передачу своего кадра, так как среда свободна. Из-за задержек распространения сигнала по кабелю не все узлы строго одновременно фиксируют факт окончания передачи кадра узлом 1.

В приведенном примере узел 2 дождался окончания передачи кадра узлом 1, сделал паузу в 9,6 мкс и начал передачу своего кадра.

Следует отметить, что метод доступа CSMA/CD вообще не гарантирует стан­ции, что она когда-либо сможет получить доступ к среде. Конечно, при небольшой загрузке сети вероятность такого события невелика, но при коэффициенте исполь­зования сети, приближающемся к 1, такое событие становится очень вероятным. Этот недостаток метода случайного доступа — плата за его чрезвычайную простоту, которая сделала технологию Ethernet самой недорогой. Другие методы доступа — маркерный доступ сетей Token Ring и FDDI, метод Demand Priority сетей 100VG-AnyLAN — свободны от этого недостатка.