Топологии сети "шина"

Рис.1 – Сетевая топология шина

Шина – самая простая топология. Все компьютеры параллельно подключаются к одной линии связи, и информация от каждого компьютера одновременно передается ко всем остальным компьютерам. Согласно этой топологии создается одноранговая сеть. При таком соединении компьютеры могут передавать информацию только по очереди, так как линия связи единственная.

В топологии шина отсутствует явно выраженный центральный абонент, через который передается вся информация, это увеличивает ее надежность (ведь при отказе центра перестает функционировать вся управляемая им система). Добавление новых абонентов в шину довольно просто и обычно возможно даже во время работы сети. В большинстве случаев при использовании шины требуется минимальное количество соединительного кабеля по сравнению с другими топологиями.

Поскольку центральный абонент отсутствует, разрешение возможных конфликтов в данном случае ложится на сетевое оборудование каждого отдельного абонента. В связи с этим сетевая аппаратура при топологии шина сложнее, чем при других топологиях. Тем не менее из-за широкого распространения сетей с топологией шина стоимость сетевого оборудования не слишком высока.

Важное преимущество шины состоит в том, что при отказе любого из компьютеров сети, исправные машины смогут нормально продолжать обмен.

Рис.2 – Обрыв кабеля в сети с топологией шина

Казалось бы, при обрыве кабеля получаются две вполне работоспособные шины (Рис.2). Однако надо учитывать, что из-за особенностей распространения электрических сигналов по длинным линиям связи необходимо предусматривать включение на концах шины специальных согласующих устройств – терминаторов, показанных на Рис.1 и Рис.2 в виде закрашенных прямоугольников. Без включения терминаторов сигнал отражается от конца линии и искажается так, что связь по сети становится невозможной. В случае разрыва или повреждения кабеля нарушается согласование линии связи, и прекращается обмен даже между теми компьютерами, которые остались соединенными между собой.

Короткое замыкание в любой точке кабеля шины выводит из строя всю сеть. К тому же такой отказ довольно трудно локализовать, поскольку все абоненты включены параллельно, и понять, какой из них вышел из строя, невозможно.

При прохождении по линии связи сети с топологией шина информационные сигналы ослабляются и никак не восстанавливаются, что накладывает жесткие ограничения на суммарную длину линий связи.

Рис.3 – Соединение сегментов сети типа шина с помощью репитера

Для увеличения длины сети с топологией шина часто используют несколько сегментов (частей сети, каждый из которых представляет собой шину), соединенных между собой с помощью специальных усилителей и восстановителей сигналов – репитеров или повторителей (на Рис.3 показано соединение двух сегментов; предельная длина сети в этом случае возрастает вдвое). Однако такое наращивание длины сети не может продолжаться бесконечно. Ограничения на длину связаны с конечной скоростью распространения сигналов по линиям связи.

Таким образом, можно выделить следующие достоинства и недостатки топологии «шина»:

    Достоинства:
  • простота добавления новых узлов в сеть (это возможно даже во время работы сети);
  • сеть продолжает функционировать, даже если отдельные компьютеры вышли из строя;
  • недорогое сетевое оборудование за счет широкого распространения такой топологии.
    Недостатки:
  • сложность сетевого оборудования;
  • сложность диагностики неисправности сетевого оборудования из-за того, что все адаптеры включены параллельно;
  • обрыв кабеля влечет за собой выход из строя всей сети;
  • ограничение на максимальную длину линий связи из-за того, что сигналы при передаче ослабляются и никак не восстанавливаются.