Информатика. Учебник для 9 класса (по учебнику К. Ю. Полякова, Е.А. Еремина, базовый уровень)
§2. Структуры сетей.
Общая шина
Ключевые слова:
• общая шина • звезда • кольцо • коммутатор
Для обмена данными в сети очень важно, как именно связаны компьютеры линиями связи. Существуют три основные схемы соединения компьютеров в сети: общая шина, звезда и кольцо. Каждая из них обладает своими достоинствами и недостатками.
В схеме «общая шина» (рис. 1.3) все компьютеры обмениваются данными с помощью одного канала связи. Например, они могут быть присоединены к одному кабелю.
Рис. 1.3
Так как существует всего одна линия связи, компьютеры передают данные по очереди. Сигнал, который идёт по шине, получают все компьютеры, но каждый из них обрабатывает только те данные, которые ему предназначены.
Это самая простая и дешёвая схема, она позволяет легко подключать новые компьютеры, расход кабеля небольшой. В то же время при разрыве кабеля вся сеть не работает. Каждый компьютер «видит» все данные, которые идут по сети, поэтому данные легко перехватить. Так как используется один канал связи, при увеличении числа компьютеров работа сети замедляется. Поэтому количество компьютеров в такой сети ограничено (обычно не более 10-15).
Схема «общая шина» в современных кабельных сетях не встречается, но фактически применяется в беспроводных сетях, которые используют один канал связи.
Используя дополнительные источники, выясните значение слова «терминатор». Зачем используют терминаторы в сетях типа «общая шина»?
Звезда
В схеме «звезда» (рис. 1.4) есть центральное устройство, через которое идёт весь обмен данными. Чаще всего в центре находится коммутатор (его часто называют «свитч»). Коммутатор передаёт принятый пакет только адресату, а не всем компьютерам в сети.
Используя дополнительные источники, выясните, от какого иностранного слова произошло слово «свитч» и что оно обозначает.
Рис. 1.4
Схема «звезда» имеет много достоинств. При выходе из строя любой рабочей станции сеть остаётся работоспособной. Каждая рабочая станция получает только «свои» данные, поэтому перехватить «чужую» информацию очень сложно.
Вместе с тем для каждого компьютера нужно проложить отдельную линию связи с коммутатором, поэтому расход кабеля в схеме «звезда» большой. Многое зависит от коммутатора: если он неисправен, то сеть не работает.
Для компьютерной сети в вашем классе сравните расход кабеля при использовании схем соединения «звезда» и «общая шина».
Узнайте (у учителя или с помощью программного обеспечения) скорость передачи данных в вашей компьютерной сети. Вычислите примерное время передачи:
• фотографии размером 5 Мбайт;
• фильма размером 450 Мбайт.
Кольцо
В схеме «кольцо» (рис. 1.5) каждый компьютер соединяется с двумя соседними, причём от одного он только получает данные, а другому только передаёт. Таким образом, пакеты движутся по кольцу в одном направлении. Для повышения надёжности обычно используют «двойное кольцо», в котором каждая линия связи дублируется. По второму кольцу данные могут передаваться в обратном направлении.
Рис. 1.5
Каждый компьютер участвует в передаче сигнала и усиливает его, поэтому размер сети может быть очень велик (до 20 км). Сеть хорошо работает при большом потоке данных, поэтому схема «кольцо» применяется для соединения коммутаторов между собой. В то же время такую сеть сложнее настраивать и обслуживать. Для подключения нового компьютера нужно останавливать работу сети. Так как данные проходят по кольцу через несколько компьютеров, обеспечить надёжную защиту информации в этой схеме довольно сложно.
Выводы
• Существуют три основные схемы соединения компьютеров в сети: общая шина, звезда и кольцо.
• В схеме «общая шина» все компьютеры используют для обмена данными общую линию связи.
• В схеме «звезда» есть центральное устройство (коммутатор), к которому присоединяются все компьютеры.
• В схеме «кольцо» данные передаются по кругу от одного компьютера к другому.
Нарисуйте в тетради интеллект-карту этого параграфа.
Вопросы и задания
1. Найдите в тексте достоинства и недостатки каждой структуры сети.
2. Почему схема «общая шина» сейчас не используется в кабельных сетях?
3. Какие достоинства и недостатки имеет схема «двойное кольцо» в сравнении с «одиночным»?
4. Какая схема обеспечивает лучшую защиту данных? Почему?
5. Выполните по указанию учителя задания в рабочей тетради.
§1. Как работает компьютерная сеть?
§2. Структуры сетей.