ICNDv3 #2 — Топологии.
Виды топологий
Как мы помним из первой статьи: Топология (Topology) — взаиморасположение элементов в определенной технологии, для которой она предназначена.
Физическая топология — это то, как участники сетевого обмена подключены друг к другу.
Bus Topology (Шина) — все имеют единообразный, однотипный доступ к среде передачи. Когда раньше не было коммутаторов, то Ethernet представлял из себя следующую картину: длинный общий провод, в который Т-образными коннекторами подключались абоненты. Общий провод гарантировал то, что если один из абонентов передает цепочку бит, то все остальные вынуждены ее слушать, так как они воткнуты в этот же провод. Такая же ситуация сейчас в радиосреде: есть определенный канал частот, все кто в него передают и все кто его слушают, естественно, слышат одни и те же данные. Поэтому, как только один из абонентов начал передавать данные в определенном радиусе от него, в этом канале частот ничего передавать не получится, придется принудительно слушать то, что он передает.
Ring Topology (Кольцо) — это топология, где от каждого абонента до другого существует 2 варианта как добраться. С одной стороны, это добавляет возможности, например, передавать сразу 2 потока данных и увеличивать таким образом скорость. С другой стороны, топология «кольцо» приносит кучу проблем: передавать до абонента, который не является соседом, придется через кого-то, и этот «промежуточный» будет слушать ваш трафик, хотя, он ему совершенно не нужен. Еще появятся задачи по арбитражу среды. Небольшое отступление.
Арбитраж среды — это вопросы управления доступом. Как только у вас больше двух абонентов в сети, то встает вопрос, как в одну сетевую среду запустить этих абонентов. Как они должны определять кто имеет право передавать, а кто нет? Как определять, что один слишком долго передает, а другому срочно надо? Как определять, если кто-то не по правилам ведет передачу?
«Одиночное кольцо» довольно быстро себя изжило и появилось «двойное кольцо», где в одном кольце трафик идет в одну сторону, а во втором — в другую, это сняло много конфликтов, но снизило общую скорость сети. Сейчас такая схема уже не используется, и последней реализацией был Token Ring. В Token Ring по сети по кругу бегал маленький служебный кадр-маркер, и если какой-то узел хотел передать информацию, то узел к этому маркеру прикреплял трафик, и маркер продолжал бегать дальше.
Star Topology (Звезда) — в таком варианте физического расположения существует один специальный узел, у которого другой взгляд на всю сеть. Все остальные думают, что сеть построена по типу PPP. А центральный узел считает, что они все от него на одном расстоянии. Ранее это были модемные пулы, VPN-концентраторы и др. Сейчас же, это классическая технология локальных сетей, где один коммутатор и в него физически воткнуты компьютеры.
Mesh Topology — хоть как-нибудь связанная сеть. В ней несколько абонентов и от каждого до каждого из них можно добраться несколькими путями. Как частный случай: Full Mesh (каждый связан с каждым). Full Mesh на 2 абонентов — это PPP. Full Mesh на 3 абонентов — Ring. Из плюсов Full Mesh — это самый быстрый вариант связи, так как любые две железки связаны проводом напрямую. И какой бы не был мощный и дорогой промежуточный аппарат, он все равно внесет свои задержки. Но чем больше оборудования надо соединить между собой, тем больше нужно будет отдать портов для взаимной коммутации, что экономически невыгодно. Проще и дешевле поставить пару мощных железок и выстроить сеть по схеме «звезды».
Логическая топология — это то, как участники сетевого обмена взаимодействуют друг с другом.
Сразу перейдем к примеру! У вас есть локальная сеть, в ней есть 5 компьютеров с IP адресами от 192.168.0.1 до 192.168.0.5, с точки зрения всех эти компьютеров они расположены в сети с топологией «шина». Каждый из них предполагает, что для того, чтобы передать трафик любому из соседей, нужно просто указать его адрес в получателях. У них нет понимания, от кого до кого ближе, они не понимают, что надо передавать трафик через одного до другого, и так далее.
Корневой роутер, в данном случае, разбивает сеть на 4 сегмента. У всех клиентов в каждом из этих сегментов сетевые адреса будут из одной сети. То есть, у 1-ого сегмента будет своя IP-адресация, у 2-ого своя и так далее. Если им надо общаться только внутри одного сегмента, то как и писал выше, они будут на одной шине работать. А если им надо передать данные из одного сегмента в другой, то им надо только добросить пакет до маршрутизатора, а он там уже сам разберется, что с ним делать.