Під топологією обчіслювальних зв”язків розумієтся конфігурація графа, вершинами котрого відповідають комп'ютерні зв'язки (іноді і іньше обладнання, наприклад концентратори), а ребрами – фізичні зв'язки між ними. Комп”ютери, які підключєні до мережі, часто називають мережами станціями або вузлами мережі.
Вибір топології електричних зв”язків суттєво впливає на багато характеристик мережі. Наприклад наявність резервних зв”язків збільшує надійність мережі і надає можливість балансування завантаженності окремих каналів. Простота приєднання нових вузлів, властивим де-яким типологіям, робить мережу легко розширюваною. Економічні міркування часто приводять до вибору топологій, для яких характерна мінімальна сумарна довжина ліній зв”язку.
Існують такі топології:
- повнозв”язна топологія відповідає мережі, в якій кожний комп”ютер мережі пов”язан с іншими. Цей вріант є громоздким та неєфективним хоч і логічно простим;
- ячєістая топологія отримуєтся шляхом видалення де-якіх можливих зв”язків. Ця топологія допускає з”єднання більшої кількості копм”ютерів і характерна, як правило, для глобальних мереж;
- загальна шина є дуже розповсюдженною топологією для локальних мереж. Основною перевагою є дешевизна та простота розводки кабелю по преміщєнням, недоліком загальної шини є низька її надійність, невелика продуктивність, так як при такому способі підключення в кожний момент часу тільки один комп”ютер може передавати данні в мережу;
- зірка, в цьому випадку кожний комп”ютер підключаєтся окремим кабелем до загального пристрою – концентратору. Перевагою перед загальною шиною є значна більша надійність, недоліком – значна більша вартість мережевого обладнання із-за необхідності придбання концентратора, при цьому, можливість по нарощуванню кількості вузлів в мережі обмежуєтся кількостью портів концентратора;
- кільцева конфігурація, данні передаются по кільцю від одного комп”ютера до іньшого, як правило в одному напрямку. Мережі з кільцевою топологією необхідно приймати спеціальні заходи, щоб у випадку виходу зі строю або відключення якої-небудь станції неприривався канал зв”язку між іньшими станціями. Кільце представляє собою дуже вигідну конфігурацію для організації зворотнього зв”язку.
Для великих мереж характерно наявність прогувальних зв”язків між комп”ютерами. В таких мережах можливо відокремити окремі випадково пов”язані фрагменти (підмережі), які мають топологію, тому їх називають мережами зі змішеною топологією.
В обчислювальних мережах використовуются як індивідуальні лінії зв”язку між комп”ютерами так і відокремлені, коли одна лінія використовуєтся поперемінно де-кількома комп”ютерами. Класичним прикладом мережі з окремими лінічми зв”язку є мережі з топологією “загальна шина”. У випадку використування відокремленних ліній зв”язку виникає комплекс проблем, пов”язанних з їх сумістним використовуванням, який включає як чисто електричні проблеми забеспечення якості сигналів при підключенні до одного і того ж проводу де-кількох приймачів та передатчиків, так і логічні проблеми відокремлення в час доступа до ціх ліній. Існують різноманітні способи вирешення задачі організації сумістного доступу до окремих ліній зв”язку. Ще однією проблемою, яку необхідно враховувати при об”єднанні 3-х і більше комп”ютерів, це адресації. До адреси вузла мережі та схеми його призначення необхідно пред”явити де-кілька вимог:
- адрес повинен унікально ідентифікувати комп”ютер мережі будь-якого масштабу;
- схема призначення адресу повинна сводити до мінімума ризку працю адміністратора та імовірність дублювання адресів;
- адрес повинен мати ієрархичну структуру, зручну для побудування великіх мереж;
- адрес повинен бути зручним для користувачей мережі, а це означає, що він повинен мати символьне представлення.
Проблеми физичної передачі данних по лініям зв’язку. Навіть при розгляду найпростійшої мережі, яка складаєтся з двох машин, можно побачити багато проблем, які належать будь-якій обчислювальній техниці у тому чіслі труднощі, які пов”язані з фізичною передачєю сигналів по лініям зв”язку , без розв”язання яких неможливий будь-який вид зв”язку.
В обчислювальній техниці для представлення данних використовуєтся двоичний код. Представлення данних в вигляді електричних або оптичних сигналів називаєтся кодуванням. Існує багато способів кодування двоичних цифр 1 або 0, наприклад, потенціальнй способ, при якому одиниці відповідає один рівень напруги, а нулю – іньший, або імпульсний спосіб, коли для представлення цифр використовиваются імпульси різноманітної або однієї полярності.
Аналогічні підходи можуть використовуваться для кодування данних або при передачі їх між двома комп”ютерами по лініям зв”язку. Але ці лінії зв”язку відрізняються по своїм електричним характеристикам від тих, які існують усередині комп”ютера. Головна відзнака зовнішніх ліній зв”язку полягає в їх найбільш великою протягненности , а також в тому, що вони проходять зовні екранірованного корпусу по простірам, найчастіше підверженним впливу сильних електромагнитних полів.
В обчислювальних мережах використовують як потенційне так і імпульсне кодування дескретних данних, а також специфічний засіб представлення данних, який ніколи не використовується усередені комп”ютера – модуля. При модуляції дискретна інформація представлена сінусоідальним сигналом тієї частоти , яку добре передає ця лінія зв”язку.
На спосіб передачі сигналів впливає також кількість проводів у лініях зв”язку між комп”ютерами. Для зменьшення вартості лінії зв”язку використовивають побитну передачу яка потребує однієї пари проводів.
Ще однією з проблем є проблема взаємної синхронізації передавача одного комп”ютера з приймачем іньшого. Цю проблему можливо вирішувати різними способами, як за допомогою обміну спеціальними тактовими синхроімпульсами по окремим лініям , так за допомогою переодичної синхронізації раніше обумовленої кодами або імпульсами характерної форми.
Задачі надійного обміну двоичними сигналами, які представлені відповідними електромагнитними сигналами, в обчислювальних мережах вирішуює визначений клас обладнання. В локальних мережах це мережеві адаптори, а в глобальних мережах – апаратура передачі данних, до якіх належать, наприклад, засоби, які виконують модуляцію та демодуляцію дискретних сигналів – модеми.
Internet – приклад стандартного рішення мережевих проблем.
Мережева технологія – це узгодженний набір стандартних протоколів і реалізуючих їх програмно-апаратних засобів (наприклид, мережевих адаптерів, драйверів, кабелів та разйомів), достатьний для побудови обчислювальной мережі.