Все учебники / Информатика — 9 класс. Учебник / § 2. Структуры сетей

§ 2. Структуры сетей

1.

Структура компьютерных сетей

2.

Как выглядит структура шина?

3.

Как выглядит структура кольцо?

4.

Как выглядит структура звезда?

5.

Какие еще бывают структуры?

6.

Заключение

Структура компьютерных сетей

В мире компьютерных сетей существует несколько ключевых структур, определяющих способ соединения компьютеров. Эти структуры влияют на надежность, скорость передачи данных, безопасность и масштабируемость сети. Существуют три основные схемы: шина, кольцо и звезда.

Как выглядит структура шина?

В структуре шина все компьютеры сети подключены к одному общему каналу связи – кабелю. Этот кабель, называемый шиной, служит для передачи данных между всеми устройствами сети. Данные передаются по этому каналу, и каждый компьютер “видит” все, что передается.

Структура шина

Преимущества:

Простота: простая структура в реализации и настройке. Не требует сложных устройств и конфигураций.

Дешевизна: требует меньше кабеля по сравнению с другими структурами, что делает ее экономичной в установке.

Легкое добавление устройств: новые компьютеры легко подключаются к общей шине.

Недостатки:

Уязвимость: разрыв кабеля в любой точке приводит к полной остановке сети. Это делает структуру шина уязвимой для физических повреждений.

Низкая безопасность: все компьютеры «видят» все данные, что повышает риск перехвата информации. Данные могут быть легко прослушаны любым устройством в сети.

Ограниченная пропускная способность: при увеличении числа компьютеров скорость передачи данных снижается. Это происходит из-за того, что все компьютеры делят один канал связи.

Структура шина в современных сетях встречается редко, так как ее недостатки перевешивают преимущества. Она может использоваться в небольших сетях с ограниченным бюджетом и минимальными требованиями к безопасности.

Как выглядит структура кольцо?

В структуре кольцо компьютеры соединены в замкнутый контур, и данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому. Каждый компьютер в сети одновременно является отправителем и получателем данных.

Структура кольцо

Преимущества:

Высокая пропускная способность: данные передаются по кругу, что позволяет обеспечить высокую скорость передачи информации. Каждый компьютер может передавать данные, не ожидая своей очереди.

Масштабируемость: сеть кольцо может быть легко расширена за счет добавления новых компьютеров. Новые устройства подключаются к кольцу, не прерывая его работу.

Недостатки:

Сложность: сложная в настройке и обслуживании. Требует точной настройки и синхронизации всех устройств в сети.

Низкая надежность: разрыв кабеля между двумя компьютерами приводит к прерыванию связи во всей сети. Это делает структуру уязвимой для физических повреждений.

Низкая безопасность: данные проходят через все компьютеры в кольце, что повышает риск перехвата информации. Любое устройство в сети может получить доступ к данным, проходящим через него.

Структура кольцо редко используется в современных сетях из-за ее недостатков. Она может применяться в специализированных сетях, где требуется высокая скорость передачи данных и устойчивость к перегрузкам, например, в телекоммуникационных сетях.

Как выглядит структура звезда?

В структуре звезда все компьютеры сети подключены к одному и тому же устройству, называемому коммутатором (свитч). Коммутатор является «сердцем» сети, отвечая за передачу данных между всеми соединенными компьютерами. Он направляет данные только тому компьютеру, которому они были отправлены.

Структура звезда

Преимущества:

Высокая надежность: если один компьютер выйдет из строя, то это не повлияет на работу других. Таким образом, когда один компьютер отключается, остальные продолжают работать без перебоев.

Высокая безопасность: каждый компьютер получает только "свои" данные, что повышает безопасность сети. Коммутатор предотвращает доступ к информации, не предназначенной для конкретного устройства.

Высокая пропускная способность: коммутатор распределяет трафик между компьютерами, что позволяет сети эффективно работать даже при большой нагрузке. Это позволяет избежать конфликтов данных и обеспечивает более высокую скорость передачи данных.

Недостатки:

Сложность: более сложная в реализации и настройке, чем структура шина. Требует установки и настройки коммутатора, а также прокладки кабелей к каждому компьютеру.

Большой расход кабеля: для каждого компьютера требуется отдельный кабель, соединяющий его с коммутатором. Это может быть дорогостоящим, особенно для больших сетей.

Зависимость от коммутатора: неисправность коммутатора приводит к полному отключению сети. Это делает структуру звезда уязвимой при сбоях центрального устройства.

Структура звезда является наиболее популярной структурой в современных сетях, так как она обеспечивает высокую надежность, безопасность и пропускную способность. Она подходит для различных типов сетей, от домашних сетей до крупных корпоративных сетей.

Какие еще бывают структуры?

В современном мире большое распространение имеют древовидная и ячеистая структура сети:

Древовидная структура напоминает перевернутое дерево с корнем вверху и ветвями, разветвляющимися вниз. Эта структура является расширением структуры шина и звезда.

Древовидная структура

Ячеистая структура, в отличие от древовидной, не имеет четкой иерархии. Каждый элемент в такой структуре может быть связан с любым другим элементом. Эта структура является расширением структуры кольцо и звезда.

Ячеистая структура

Однако, эти структуры являются еще более сложными в настройке. Но при этом предоставляют более безопасный и отказоустойчивый обмен данными. Поэтому в основном их используют в крупных компаниях и корпорациях.

Заключение

Выбор структуры компьютерной сети зависит от ее размера, требований к безопасности, надежности, пропускной способности и бюджета.

Шинная структура, хоть и проста в реализации, не подходит для современных сетей из-за уязвимости и ограничений.

Кольцевая структура может быть пригодна для специальных сетей, требующих высокой скорости передачи данных, но не подходит для повседневного использования.

Звездообразная структура является наиболее популярной благодаря высокой надежности, безопасности и производительности, идеально подходит для большинства современных сетей.

Более сложные древовидная и ячеистая структуры предоставляют еще больше возможностей, но требуют более глубокого понимания и специализированных знаний для настройки и управления.

Выбор оптимальной структуры – это комплексная задача, требующая взвешенного подхода и учета всех факторов.

Остались вопросы?

Расскажите нам, что вызвало трудности, и мы ответим на ваш вопрос по элеткронной почте