Топології мереж. Граф як основа побудови комп'ютерної мережі, Детальна інформація

Одним з методів підвищення продуктивності мережі є розбиття робочої групи на декілька сегментів шляхом встановлення для кожного з них сегментуючого керованого концентратора (група «3»). При цьому керуються наступним простим правилом: з’єднувати в один сегмент доцільно ПК, які працюють над однією задачею або в одному відділі. Сегментуючі концентратори дозволяють обмежити поширення широкомовних пакетів в межах одного сегмента, не перепускаючи їх в зовнішню лінію, і таким чином мінімізувати міжсегментний мережний трафік (кількість звертань між робочими станціями, які належать різним сегментам). При аналізі пакетів, що прийшли, і визначенні адреси одержувачів, він передає в міжсегментну лінію тільки ті пакети, що призначені для робочих станцій з інших сегментів.

Оскільки кількість портів такого концентратора невелика. То при потребі під’єднання в один сегмент великої кількості комп’ютерів роблять наступним чином: до одного або декількох портів одного концентратора під’єднують звичайний концентратор, а вже до цього пристрою приєднують ПК.

Застосування керованих концентраторів зумовлено насамперед тим, що їх можна програмувати, з’єднуючи в один сегмент довільну кількість робочих станцій, під’єднаних до нього, наприклад для 12- портового можна з’єднати 7 портів в один сегмент і 5 - в інший.

Для сегментованої робочої групи «3» можна використовувати концентратор або на 10, або на 100 Мбіт/с, в залежності від вимог до продуктивності мережі. В серверному сегменті «1» найкраще використовувати концентратор 10/100 Мбіт/с з автоматичним визначенням швидкості оюміну для кожного порту, з’єднавши з ним сервера по лінії 100 Мбіт/с, а концентратори сегментів робочих станцій (група «3») - по лінії 10 Мбіт/с.

Звичайно, що в окремих випадках цього також може виявитися мало при наявності інтенсивного обміну інформацією. В такому випадку можна з’єднати концентратори сегментів робочих станцій «3» з концентратором серверної групи »1» лінією 100 Мбіт/с.

Подальшим способом зниження міжсегментного трафіка і відповідно підвищення продуктивності мережі в цілому єпереведення одного або декількох сегментів, і в першу чергу серверного, на комутуємий (Switched) Ethernet або Fast Ethernet (групи «1» і »4») шляхом простої заміни концентратора на комутатор.

Цей пристрій поєднує в собі можливості сегментуючого концентратора з високошвидкісною внутрішньою шиною та функціями утворення незалежних віртуальних каналів для одночасного з’єднання різних пар портів, підтримуючм для всіх таких каналів постійну швидкість обміну. Таким чином, кожний з під’єднаних до нього комп’ютерів, одержує в своє розпорядження всю смугу пропускання - 10 або 100 Мбіт/с в залежності від моделі комутатора.

Комутатор, одержуючи широкомовні службові пакети з адресами від всіх комп’ютерів, які під’єднані до нього, запам’ятовує їх і будує таблицю відповідності цих адрес адресам своїх портів, до яких приєднано ці ПК. Потім, при одержанні пакету з вже відомою йому адресою, він надсилає цей пакет тільки до відповідного порту. Якщо ж адреса йому невідома, то пакет надсилається до усіх портів. Станція, яка отримала цей пакет, відсилає відправнику підтвердження про його одержання. Комутатор за цією відповідю запам’ятовує відповідність адрес портам, і надалі всі подібні пакети будуть відправлятися тільки одержувачу.

Часто така реалізація потрібна для архітектур «клієнт/сервер», коли основна робота з виконання задачі лягає на сервер, а робоча станція тільки формулює завдання і отримує результати, а також при інтенсивних передачах великих обсягів графічних або мультимедійних данних між станціями мережі. При цьому комутатори таких сегментів найкраще під’єднати до сегменту «1» високошвидкісною лінією 100 Мбіт/с.

При наявності великої кількості користувачів таких сегментів їх можна, як і в попередньому випадку, збільшити шляхом під’єдннання до одного або декількох портів додаткових концентраторів (сегментуючих або простих) або навіть комутаторів. При цьому кожний такий вторинний сегмент одержує пропускну спроможність в 10 Мбіт/с для Ethernet або 100 Мбіт/с для Fast Ethernet.

Для об’єднання декількох мереж (в т.ч. тих,що використовують різні архітектури) застосовують маршрутизуючі комутатори або маршрутизатори. Перший пристрій можна застосовувати замість звичайного комутатора, друге використовується разом з ним.

Принцип маршрутизації полягає в наступному. Пристрій маршрутизації має внутрішню пам’ять, до якої автоматично записуються адреси всіх вузлів мережі, а також належність їх до різних сегментів, за цими данними будується логічна схема всієї мережі. При надходженні до нього пакету інформації він аналізує адресу одержувача, співставлюючи її з власною таблицею, будує для цього пакету оптимальний маршрут його проходження по мережі через різні комутатори і концентратори і змінює його заголовок таким чином, щоб далі він слідував саме цим маршрутом. Таким шляхом досягається коротший час передачі інформації від джерела до приймача та зниження завантаження мережі загалом.

Якщо цього виявиться замало, то є лише один шлях: перехід на більш швидкісні технології, такі як Gigabit Ethernet або ATM.

5. Висновки

Топології комп’ютерних мереж можна подати за допомогою графів. Множина таких топологій дуже потужна, тому в цій роботі було зосереджено увагу перш за все на тих схемах, які є найуживанішими в реальному житті. Для більшості комп’ютерних мереж застосовуються досить прості типи з’єднань на зразок шини, зірки, кільця або їх комбінацій. Для розв’язку складних задач можна використовувати спеціалізовані топології.

В наведеному прикладі локальна мережа підприємства дозволяє здіцснювати з високою швидкістю передачу інформації між ПК, а також ефективно виконувати сумісну обробку потоків данних, які народжуються або в різних відділах підприємства, або ж передаються з зовнішних джерел.

9. Список використаної літератури

S.V.R Madabhushi, S. Lakshmivarahan, S.K. Dhall «A Note on Ortogonal Graphs» IEEE Transactions on Computer, Vol. 42, No. 5, May 1993

Khaled Day, Anand Tripathi «Embedding of Cycles in Arrangement Graphs» IEEE Transactions on Computer, Vol. 42, No. 8, August 1993

А. Карпенко «Блюдо на 40 персон» Chip, No. 1, January 1998

PAGE 22