Учебное пособие для студентов направления «Электроника и микроэлектроника»

1.1.2. Топология и способ построения компьютерной сети
Структура построения компьютерной сети описывается топологией. Мож-
но определить физическую и логическую топологии компьютерной сети. Под 
физической топологией понимается конфигурация физических каналов связи, 
соединяющих компьютеры и коммуникационное оборудование в сети, а под ло-
гической – конфигурация информационных потоков между компьютерами. Во 
многих случаях физическая и логическая топологии сети совпадают, но так бы-
вает не всегда.
Три основных сетевых топологии получили название:
 Общая шина (англ.: bus). Физическая топология общая шина характери-
зуется тем, что все компьютеры сети подключены к одной общей линии 
связи. Логическая топология общая шина означает, что информация от 
каждого компьютера может одновременно передаваться всем остальным 
компьютерам;
 Звезда (англ.: star). Физическая топология звезда предполагает наличие 
выделенного, центрального элемента в сети: компьютера или коммуника-
ционного устройства. К центральному элементу линиями связи присоеди-
няются остальные компьютеры. В случае логической топологии звезда, 
центральный компьютер управляет сетью, он определяет когда и какой 
компьютер сети может передать сообщение, принимает его и определяя 
адресата, отправляет по назначению;
 Кольцо (англ.: ring). Физическая топология кольцо означает последова-
тельное соединение всех компьютеров сети в замкнутую цепочку. Логиче-
ская топология кольцо строго задает направление передачи информации. 
Каждый компьютер передает информацию всегда только одному компью-
теру, следующему за ним в цепочке, а получает информацию только от 
предыдущего в цепочке компьютера.
9

---

Существуют и другие топологии, например полносвязная (англ.: mesh) тополо-
гия, в которой каждый компьютер сети соединен со всеми остальными компью-
терами отдельными каналами связи. Полносвязная топология используется в 
тех случаях, когда существует риск повреждения и выхода из строя линий связи 
и, в то же время, нельзя допустить прекращения обмена информацией. Доста-
точно распространена топология дерево (англ.: tree) или (другое название этой 
топологии) иерархическая звезда. На практике иногда используют и комбина-
ции различных топологий.
Кроме топологии или способа соединения компьютеров в локальной сети, 
различают два способа построения таких сетей: одноранговые сети (они еще 
называются сетями peer-to-peer, сокращенно p2p) и сети с выделенным серве-
ром.
Одноранговые сети 
 это сети равноправных компьютеров, т.е. каждый 
компьютер одновременно выполняет функции и клиента (отправляет запросы 
по сети) и сервера (обрабатывает поступающие запросы). Процесс создания од-
норанговой сети в Windows 9х/2000/XP решается достаточно просто: каждый 
компьютер должен получить уникальное сетевое имя и входить в одну и ту же 
рабочую группу с другими компьютерами локальной сети. Управление сетевы-
ми ресурсами компьютеров также не вызывает трудностей, можно разрешить 
совместный доступ к дискам, файлам или устройствам, подключенным к кон-
кретному компьютеру, создать сетевую папку, диск или принтер на своем 
компьютере, разрешив к ней доступ из сети. Если это сделают и другие пользо-
ватели в сети, то вы сможете работать с дисками друг друга. Преимущества од-
норанговой сети очевидны: это простое и экономичное решение. Однако у одно-
ранговых сетей есть и серьезные недостатки:
●
Низкая скорость доступа к данным. Данные, которыми будут пользовать-
ся все клиенты сети, скорее всего будут размещены на одном или несколь-
ких компьютерах. Однако, обычные компьютеры плохо приспособлены 
для обработки большого количества сетевых запросов. В то же время, в 
10

---

организации невозможно на каждом рабочем месте поставить высоко-
производительный компьютер.
●
Низкая надежность работы сети. Для повышения надежности может быть 
принят целый ряд мер: дублирование дисков, регулярное резервное копи-
рования, обеспечение компьютера источником бесперебойного питания и 
т.д. Но если использовать все эти меры на каждом компьютере одноранго-
вой сети, теряются ее преимущества – простота и экономичность.
В локальной сети с выделенным сервером, компьютеры пользователей (обычно 
они носят название рабочих станций) работают, как правило, только как клиен-
ты, отправляя серверу свои запросы. Компьютер, выполняющий роль сервера 
может специализироваться на работе с файлами (файловый сервер), выполнять 
задачи архивного хранения данных (сервер резервного копирования), управле-
ния печатью на сетевом принтере (сервер печати), получения и обработки элек-
тронной почты (почтовый сервер) или организации доступа в Интернет (веб-
сервер). Все эти задачи могут выполняться отдельно специализированными 
компьютерами, а могут быть совмещены в рамках одного компьютера, в зависи-
мости от объема и интенсивности сетевых запросов. Обычные пользователи за 
сервером не работают, он обслуживается и настраивается администратором 
сети. Компьютер, выполняющий функции сервера, может быть сконфигуриро-
ван на основе обычной рабочей станции с высокоскоростным процессором, уве-
личенным объемом оперативной памяти и применением высоконадежной дис-
ковой системы, а может быть построен на основе специализированной сервер-
ной компьютерной системы, целиком разрабатываемой для обеспечения высо-
копроизводительной обработки большого количества сетевых запросов и предо-
ставления ресурсов клиентам. При этом сервер может не иметь монитора, для 
его обслуживания используются специализированные программы, запускаемые 
на других компьютерах сети или даже извне, по каналам связи, и подключаю-
щиеся к серверу так же, как другие клиенты. Сети с выделенным сервером име-
ют высокую надежность и производительность, однако это решение более доро-
11

---

гое. Если же в локальной компьютерной сети необходимо обеспечить безопас-
ность и конфиденциальность доступа к информации, единственным решением 
будет сеть с выделенным сервером. На сервер устанавливается специальная се-
тевая операционная система с четкой моделью разграничения прав доступа и 
протоколированием процесса входа в сеть каждого пользователя. Используются 
надежные алгоритмы аутентификации (подтверждения личности пользователя) 
и шифрования персональных пользовательских данных. Сам компьютер-сервер 
устанавливается в хорошо защищенном и охраняемом помещении, а в качестве 
компьютеров пользователей могут использоваться бездисковые рабочие стан-
ции, т.е. компьютеры, у которых отсутствует винчестер и дисковод, так что по-
сле выключения в них не сохраняется никакой информации (все файлы хранят-
ся на сервере). Это предотвращает несанкционированное копирование секрет-
ной информации.