STRUKTURA OGÓLNA SIECI LAN Topologia sieci LAN odnosi się do sposobu organizacji koncentratorów i okablowania. Topologiami podstawowymi sieci są: topologia magistrali topologia gwiazdy topologia pierścienia topologia przełączana topologie złożone (hybrydowe) Wspomniane atrybuty tworzą zarys ułatwiający rozróżnianie warstw funkcjonalnych sieci LAN.
TOPOLOGIA MAGISTRALI Typowa magistrala składa się z pojedynczego kabla łączącego wszystkie węzły w sposób charakterystyczny dla sieci równorzędnej. Kabel ten nie jest obsługiwany przez żadne urządzenia zewnętrzne. Zatem wszystkie urządzenia przyłączone do sieci słuchają transmisji przesyłanych magistralą i odbierają pakiety do nich zaadresowane. Oba końce magistrali muszą być zakończone opornikami ograniczającymi, zwanymi również często terminatorami. Oporniki te chronią przed odbiciami sygnału. Topologia ta jest praktyczna jedynie dla najmniejszych sieci LAN. Wobec tego obecnie dostępne sieci lokalne o topologii magistrali są tanimi sieciami równorzędnymi udostępniającymi podstawowe funkcje współdziałania sieciowego. Produkty te są przeznaczone do użytku w domach i małych biurach.
TOPOLOGIA PIERŚCIENIA W połączonych w pierścień komputerach dane przesyłane są w jednym kierunku. Każda działa podobnie pobierając i odpowiadając na pakiety do niej zaadresowane lub przesyłając dalej pozostałe pakiety. Bardzo ważną cechą tych sieci jest możliwość przewidywania czasu dostarczenia pakietu do wybranej stacji lub określenia maksymalnego czasu, który potrzebny jest na przejście całego pierścienia. Identyfikuje więc oryginalną sekwencję pakietów i ustawia je w oryginalnej kolejności przed wysłaniem ich zawartości do warstwy sesji. Poważną wadą jest zaprzestanie pracy całego pierścienia w przypadku awarii jednej stacji roboczej
TOPOLOGIA PIERŚCIENIA Sieci równorzędne opisane powyżej zastąpione zostały przez sieci tworzone w oparciu o koncentrator. W takim przypadku sieci LAN mogą być wdrażane w topologii gwiazdy, przy zachowaniu - mimo to metody dostępu cyklicznego. Przykładem takiej sieci jest sieć Token Ring stworzona przez IBM. Sieci Token Ring oparta na koncentratorze fizycznie tworzy topologie gwiazdy. Jednak koncentrator zachowuje metodę cyklicznego dostępu przekazując token (żeton) pomiędzy poszczególnymi portami, zachowując logicznie układ pierścienia. Na rysunku przedstawiony jest najprostszy schemat takiej sieci. Linie pełne reprezentują połączenia fizyczne, podczas gdy linie przerywane - logiczny przebieg sterowanego dostępu do nośnika.
TOPOLOGIA GWIAZDY Połączenia sieci LAN o topologii gwiazdy z przyłączonymi do niej urządzeniami rozchodzą się z jednego, wspólnego punktu, którym jest koncentrator. Odmiennie niż w topologiach pierścienia - tak fizycznej, jak i wirtualnej każde urządzenie przyłączone do sieci w topologii gwiazdy może uzyskiwać bezpośredni i niezależny od innych urządzeń dostęp do nośnika. Każde urządzenie przyłączone do takiej sieci może inicjować dostęp do nośnika niezależnie od innych przyłączonych urządzeń. Topologie gwiazdy przez długi czas były dominującym we współczesnych sieciach LAN rodzajem topologii. Są one elastyczne, skalowalne i stosunkowo tanie w porównaniu z bardziej skomplikowanymi sieciami LAN o ściśle regulowanych metodach dostępu.
TOPOLOGIA GWIAZDY Ethernet Hub D4-47-55-C4-B6-9F Stacaja o adresie MAC A1-44-D5-1F-AA-4C nadaje dane. Hub przesyła każdy bit danych otrzymanych na port 2 do wszystkich pozostałych portów. Ethernet Hub C3-2D-55-3B-A9-4F A1-44-D5-1F-AA-4C B2-CD-13-5B-E4-65 D4-47-55-C4-B6-9F Stacja o adresie MAC A1-44-D5-1F-AA-4C transmituje dane. Stacja o adresie MAC B2-CD-13-5B-E4-65 nie może w tym czasie rozpocząć nadawania. Pasmo zajęte/ kolizja. A1-44-D5-1F-AA-4C Transmisja C3-2D-55-3B-A9-4F B2-CD-13-5B-E4-65 Oczekiwanie /Kolizja
TOPOLOGIA PRZEŁACZANA Typowa sieć LAN o topologii przełączanej ma wiele połączeń urządzeń z portami koncentratora przełączającego. Każdy port oraz urządzenie, które jest doń przyłączone, ma własną dedykowaną szerokość pasma. Przełączniki poprawiają sprawność sieci LAN na dwa sposoby. Poprzez zwiększaniu szerokości pasma dostępnego w sieci Poprzez zwiększania sprawności przełączanych sieci LAN polega na zmniejszaniu liczby urządzeń, wymuszających udostępnianie wszystkich segmentów pasma szerokości. Jedyny problem dużych sieci przełączanych (komutowanych) polega na tym, że przełączniki nie rozróżniają rozgłoszeniowych transmisji danych. Zwiększenie sprawności sieci jest wynikiem segmentacji wyłącznie domeny kolizji, a nie domeny rozgłaszania.
TOPOLOGIA PRZEŁACZANA Tablica przełaczania Przełacznik łaczy poszczególne pary portów. Mozliwe są zatem połaczenia jednoczesne miedzy wieloma stacjami. Port 4 5 6 16 Stacja A1-44-D5-1F-AA-4C B2-CD-13-5B-E4-65 C3-2D-55-3B-A9-4F D4-47-55-C4-B6-9F 15 C3-2D-55-3B-A9-4F Ethernet Switch D4-47-55-C4-B6-9F Switch Port 16 Frame Frame A1-44-D5-1F-AA-4C Switch Port 10 B2-CD-13-5B-E4-65 Switch Port 13 C3-2D-55-3B-A9-4F Switch Port 15
TOPOLOGIA ZŁOŻONA - ŁAŃCUCHY Najprostszą z topologii złożonych otrzymać można w wyniku połączenia szeregowego wszystkich koncentratorów sieci tak, jak przedstawia to rysunek. Taki sposób łączenia znany jest jako łańcuchowanie. Łańcuchowanie zwiększa liczbę połączeń i tym samym również liczbę urządzeń możliwych do przyłączenia do sieci LAN. Łańcuchowanie nie powoduje to zwiększenia całkowitej szerokości pasma ani domen kolizji. Łańcuchowanie zwiększa po prostu liczbę urządzeń współdzielących dostępne w sieci pasmo szerokości.
HIERARCHICZNE PIERŚCIENIE Rozmiary sieci pierścieniowych mogą być zwiększane przez łączenie wielu pierścieni w sposób hierarchiczny Łączność między stacją roboczą a serwerem może być realizowana za pomocą tylu pierścieni o ograniczonych rozmiarach, ile potrzeba do uzyskania odpowiedniego poziomu sprawności. Pierścień poziomu drugiego, zarówno w sieciach Token Ring, jak i FDDI, może być używany do wzajemnego łączenia wszystkich pierścieni poziomu użytkownika oraz do umożliwienia zagregowanego dostępu do sieci rozległych Sieci lokalne o małych pierścieniach można skalować, dodając hierarchicznie kolejne pierścienie.
HIERARCHICZNE GWIAZDY Topologie gwiazdy również mogą być organizowane hierarchicznie w wiele gwiazd Hierarchiczne gwiazdy mogą być realizowane jako pojedyncze domeny kolizji lub dzielone przy użyciu przełączników, routerów i mostków na segmenty, z których każdy jest domeną kolizji. Ethernet Switch A Domena kolizji składa się ze wszystkich urządzeń konkurujących o prawo do transmisji przy użyciu współdzielonego nośnika. Przełączniki oraz routery dzielą domeny kolizji tworząc w ten sposób wiele mniejszych domen kolizji. Ethernet Switch B Ethernet Switch D Client PC1 PC Client 2 Ethernet Switch E Ethernet Switch C Ethernet Switch F Server Y Server X
SEGMENT A SZKIELET Termin segment ma wiele znaczeń. Po pierwsze, może oznaczać główny przebieg okablowania, łączący urządzenia z urządzeniem zbiorczym. Po drugie, może także odnosić się do logicznego zgrupowania urządzeń, komunikujących się ze sobą w ramach danej podsieci. Termin szkielet ma również wiele znaczeń. Szkielet oznacza przede wszystkim główny kabel (pień), do którego przyłączone są wszystkie węzły i urządzenia. Ponadto szkielet stanowi fundament sieci LAN zapewniając serwerom, routerom i urządzeniom zbiorczym wzajemne połączenia o dużej szerokości pasma. SZKIELET Core Ethernet Switch A Core Ethernet Switch B Workgroup Ethernet Workgroup Switch D Ethernet Switch E Client PC1 Core Ethernet Switch C Workgroup Ethernet Switch F SEGMENTY Server Y Server X
SZKIELET SZEREGOWY I ROZPROSZONY Szkielet szeregowy (rys. A) jest szeregiem koncentratorów połączonych ze sobą łańcuchowo. B A Szkielet rozproszony (rys. B) jest rodzajem topologii hierarchicznej, która może być utworzona przez zamontowanie koncentratora szkieletowego w centralnym miejscu sieci.
SZKIELET SEGMENTOWY Topologia szkieletu segmentowego oparta jest na centralnie umieszczonym routerze łączącym wszystkie segmenty sieci LAN w danym budynku. Router skutecznie tworzy wiele domen kolizji i rozgłaszania zwiększając w ten sposób wydajność każdego z segmentów sieci LAN. Routery działają na poziomie warstwy 3 modelu referencyjnego OSI. Funkcjonują one wolniej od koncentratorów i mogą ograniczać efektywną wydajność każdej transmisji rozpoczynającej się w jednym i kończącej się w drugim segmencie sieci LAN.
SZKIELET RÓWNOLEGŁY Zmodyfikowana wersja szkieletu segmentowego nazywana jest szkieletem równoległym. Głównymi powodami stosowania struktury szkieletu równoległego mogą być, np.: Wymagają dotyczące wydajności dostępu do określonych aplikacji/ serwerów aplikacji. Bezpieczeństwo połączeń określonej grupy użytkowników sieci
PODSUMOWANIE