Топологія шина

Топологія шина (або, як її ще називають, спільна шина) самій своєю структурою передбачає ідентичність мережевого устаткування комп'ютерів, а також рівноправ'я всіх абонентів по доступу до мережі. Комп'ютери в шині можуть передавати тільки по черзі, оскільки лінія зв'язку в даному випадку єдина. Якщо декілька комп'ютерів передаватимуть інформацію одночасно, вона спотвориться в результаті накладення (конфлікту, колізії). У шині завжди реалізується режим так званого напівдуплексного (half duplex) обміну (у обох напрямах, але по черзі, а не одночасно).

У топології шина відсутня явно виражений центральний абонент, через якого передається вся інформація, це збільшує її надійність (адже при відмові центру перестає функціонувати вся керована ним система). Додавання нових абонентів в шину досить просто і зазвичай можливо навіть під час роботи мережі. В більшості випадків при використанні шини потрібна мінімальна кількість сполучного кабелю в порівнянні з іншими топологиями.

Оскільки центральний абонент відсутній, вирішення можливих конфліктів в даному випадку лягає на мережеве устаткування кожного окремого абонента. У зв'язку з цим мережева апаратура при топології шина складніша, ніж при інших топологиях. Проте із-за широкого розповсюдження мереж з топологією шина (перш за все найбільш популярній мережі Ethernet) вартість мережевого устаткування не дуже висока.

Мал. 1.9. Обрив кабелю в мережі з топологією шина.

Важлива перевага шини полягає в тому, що при відмові будь-якого з комп'ютерів мережі, справні машини зможуть нормально продовжувати обмін.

Здавалося б, при обриві кабелю виходять дві цілком працездатні шини (мал. 1.9). Проте треба враховувати, що із-за особливостей розповсюдження електричних сигналів по довгих лініях зв'язку необхідно передбачати включення на кінцях шини спеціальних пристроїв, що погоджують, термінаторів, показаних на(мал. 1.5 і 1.9) у вигляді прямокутників. Без включення терминаторов сигнал відбивається від кінця лінії і спотворюється так, що зв'язок по мережі стає неможливим. В разі розриву або пошкодження кабелю порушується узгодження лінії зв'язку, і припиняється обмін навіть між тими комп'ютерами, які залишилися сполученими між собою. Докладніше про узгодження буде викладено в спеціальному розділі книги. Коротке замикання в будь-якій точці кабелю шини виводить з ладу всю мережу.

Відмова мережевого устаткування будь-якого абонента в шині може вивести з буд всю мережу. До того ж таку відмову досить важко локалізувати, оскільки всі абоненти включені паралельно, і зрозуміти, який з них вийшов з буд, неможливо.

При проходженні по лінії зв'язку мережі з топологією шина інформаційні сигнали ослабляються і ніяк не відновлюються, що накладає жорсткі обмеження на сумарну довжину ліній зв'язку. Причому кожен абонент може отримувати з мережі сигнали різного рівня залежно від відстані до передавального абонента. Це пред'являє додаткові вимоги до приймальних вузлів мережевого устаткування.

Якщо прийняти, що сигнал в кабелі мережі ослабляється до гранично допустимого рівня на довжині Lпр, то повна довжина шини не може перевищувати величини Lпр. У цьому сенсі шина забезпечує найменшу довжину в порівнянні з іншими базовими топологиями.

Для збільшення довжини мережі з топологією шина часто використовують декілька сегментів (часток мережі, кожен з яких є шиною), сполучених між собою за допомогою спеціальних підсилювачів і відновників сигналів - репітерівабо повторювачів (на мал. 1.10 показано з'єднання двох сегментів, гранична довжина мережі в цьому випадку зростає до 2 Lпр, оскільки кожен з сегментів може бути довжиною Lпр). Проте таке нарощування довжини мережі не може продовжуватися нескінченно. Обмеження на довжину пов'язані з кінцевою швидкістю розповсюдження сигналів по лініях зв'язку.

Мал. 1.10. З'єднання сегментів мережі типа шина за допомогою репітера.