Топологія зірка

Зірка - це єдина топологія мережі з явно виділеним центром, до якого підключається решта всіх абонентів. Обмін інформацією йде виключно через центральний комп'ютер, на який лягає велике навантаження, тому нічим іншим, окрім мережі, він, як правило, займатися не може. Зрозуміло, що мережеве устаткування центрального абонента має бути істотно складнішим, ніж устаткування периферійних абонентів. Про рівноправ'я всіх абонентів (як в шині) в даному випадку говорити не доводиться. Зазвичай центральний комп'ютер найпотужніший, саме на нього покладаються всі функції по управлінню обміном. Ніякі конфлікти в мережі з топологією зірка в принципі неможливі, оскільки управління повністю централізоване.

Якщо говорити про стійкість зірки до відмов комп'ютерів, то вихід з буд периферійного комп'ютера або його мережевого устаткування ніяк не відбивається на функціонуванні частки мережі, що залишилася, зате будь-яку відмову центрального комп'ютера робить мережа повністю непрацездатною. У зв'язку з цим повинні прийматися спеціальні заходи по підвищенню надійності центрального комп'ютера і його мережевої апаратури.

Обрив кабелю або коротке замикання в нім при топології зірка порушує обмін тільки з одним комп'ютером, а решта всіх комп'ютерів може нормально продовжувати роботу.

На відміну від шини, в зірці на кожній лінії зв'язку знаходяться тільки два абоненти: центральний і один з периферійних. Найчастіше для їх з'єднання використовується дві лінії зв'язку, кожна з яких передає інформацію в одному напрямі, тобто на кожній лінії зв'язку є тільки один приймач і один передавач. Це так звана передача крапка-крапка. Все це істотно спрощує мережеве устаткування в порівнянні з шиною і позбавляє від необхідності застосування додаткових, зовнішніх терминаторов.

Проблема загасання сигналів в лінії зв'язку також вирішується в зірці простіше, ніж в разі шини, адже кожен приймач завжди отримує сигнал одного рівня. Гранична довжина мережі з топологією зірка може бути удвічі більше, чим в шині (тобто 2 Lпр), оскільки кожен з кабелів, що сполучає центр з периферійним абонентом, може мати довжину Lпр.

Серйозний недолік топології зірка полягає в жорсткому обмеженні кількості абонентів. Зазвичай центральний абонент може обслуговувати не більше 8-16 периферійних абонентів. У цих межах підключення нових абонентів задоволене просто, але за ними воно просто неможливе. У зірці допустиме підключення замість периферійного ще одного центрального абонента (в результаті виходить топологія з декількох сполучених між собою зірок).

Зірка, показана на(мал. 1.6), носить назву активної або дійсної зірки. Існує також топологія, звана пасивною зіркою, яка тільки зовні схожа на зірку (мал. 1.11). В даний час вона поширена набагато ширше, ніж активна зірка. Досить сказати, що вона використовується в найбільш популярній сьогодні мережі Ethernet.

В центрі мережі з даною топологією поміщається не комп'ютер, а спеціальний пристрій - концентратор або, як його ще називають, хаб (hub), яке виконує ту ж функцію, що і репітер, тобто відновлює сигнали, що приходять, і пересилає їх у всі інші лінії зв'язку.

Мал. 1.11. Топологія пасивна зірка і її еквівалентна схема.

Виходить, що хоча схема прокладки кабелів подібна до дійсної або активної зірки, фактично мова йде про шинній топології, оскільки інформація від кожного комп'ютера одночасно передається до решти всіх комп'ютерів, а ніякого центрального абонента не існує. Безумовно, пасивна зірка дорожча за звичайну шину, оскільки в цьому випадку потрібний ще і концентратор. Проте вона надає цілу лаву додаткових можливостей, пов'язаних з перевагами зірки, зокрема, спрощує обслуговування і ремонт мережі. Саме тому останнім часом пасивна зірка все більше витісняє дійсну шину, яка вважається за малоперспективну топологію.

Можна виділити також проміжного типа топології між активною і пасивною зіркою. В цьому випадку концентратор не лише ретранслює сигнали, що поступають на нього, але і проводить управління обміном, проте сам в обміні не бере участь (так зроблено в мережі 100VG-AnyLAN).

Велика гідність зірки (як активною, так і пасивною) полягає в тому, що всі точки підключення зібрані в одному місці. Це дозволяє легко контролювати роботу мережі, локалізувати несправності шляхом простого відключення від центру тих або інших абонентів (що неможливе, наприклад, в разі шинної топології), а також обмежувати доступ сторонніх осіб до життєво важливих для мережі точок підключення. До периферійного абонента в разі зірки може личити як один кабель (по якому йде передача в обох напрямах), так і два (кожен кабель передає в одному з двох зустрічних напрямів), причому останнє зустрічається набагато частіше.

Спільним недоліком для всіх топологий типа зірка (як активною, так і пасивною) є значно більший, ніж при інших топологиях, витрата кабелю. Наприклад, якщо комп'ютери розташовані в одну лінію (як на мал. 1.5), то при виборі топології зірка знадобиться у декілька разів більше кабелю, чим при топології шина. Це істотно впливає на вартість мережі в цілому і помітно ускладнює прокладку кабелю.