Översikt över
nätverksarkitekturer
Det primära målet
med ett nätverk är att kombinera ett antal hårdvaruprodukter
med ett antal programvarukomponenter så att de bildar ett fungerande
system. Hur det går till definieras av vissa standarder och specifikationer.
Termen "standard" kan betyda olika saker i ett datornät, särskilt
då man får ta hänsyn till att det finns många standarder
och att många datortillverkare avviker från dem för att skapa
egna typer av komponenter. När produkter tillverkade av olika tillverkare
skall kommunicera och samköras uppstår problemen.
För att minska problemen finns det programvarustandarder som kallas protokoll. Protokoll möjliggör kommunikation mellan olika nätverk genom att bestämma formatet på de data som skickas. Termen nätverksarkitektur syftar på kombinationen av standarder och protokoll som krävs för att skapa ett fungerande nätverk. En nätverksarkitektur är också en standard. Den bestämmer reglerna i nätet och gör att olika komponenter kan fungera ihop.
Topologier
Med topologi avses
nätverkets utseende, dvs hur kablar och anslutningar placeras. Varje
nät måste vara ihopkopplat via någon slags överföringsmedium
eller kablage. Nätverkstopologin definierar den fysiska strukturen på
nätkablarna liksom klienternas (datorernas) fysiska koppling till nätet.
Idag används tre grundläggande typer av topologier, samt ett antal
variationer av dem. Dessa tre typer går under beteckningarna
vilka var och en har sina starka och respektive svaga sidor.
När man väljer typ av topologi för sitt nätverk skall man tänka på följande:
Den största nackdelen med att använda ett bussnät är att hela nätverket slutar att fungera om bara en del av nätkabeln bryts av. För att hitta felet måste du göra ett s k binärtest. Bussen delas då i två sektioner för att bestämma i vilken halva felet ligger. När du har hittat i vilken halva felet ligger, måste du dela segmentet i två lika delar och fortsätta processen så tills kabelbrottet har hittats.
Bussnätet lämpar sig särsklit för korridorer och kulvertar. Det är lätt att bygga ut nätet eftersom man bara behöver förlänga bussen. I små nät kan man ansluta bussen direkt till datorerna. Om nätet växer ökar emellertid svårigheterna med att hitta fel i det. Därför är det lämpligt att dela upp stora bussnät i mindre sektioner. Dessutom ger detta den fördelen att nätets prestanda höjs.
En annan typ av bussnät
kallas lokal buss (se bild 2.1 nedan). En lokal buss
använder en T-anslutning för att koppla kabeln till arbetsstationens
nätverkskort. En terminator ansluts till den sista T-anslutningen i vardera
änden av nätet.
Bild 2.1
Busstopologin är passiv, vilket innebär att arbetsstationerna bara lyssnar efter data på nätet. De är inte på något sätt ansvariga för att flytta data mellan sig.
bild 2.2
Tabell: Fördelar och nackdelar med bussnät
Fördelar Nackdelar
En felande arbetsstation
påverkar inte hela nätet.
Kabelbrott kan påverka ett stort antal användare.
Enkla kabelanslutningar gör
nätverket flexibelt.
Begränsad kabellängd och antal arbetsstationer.
Billiga kablar och kontaktdon.
Svårt att hitta kabelfel, prestanda går ner snabbt.
Kräver minst kabelmängder.
Svårt att hitta fel.
Mycket enkelt uppbyggt rent
elektriskt/kabelmässigt. Huvudlinjen
kan bli en flaskhals.
Väldigt lätt att
bygga ut.
Stjärna
Början
I ett stjärnnät
(se bild 2.3) är varje arbetsstation kopplad till en särskild
enhet kallad nätnav (eng. hub). Navet erbjuder en gemensam
anslutningspunkt så att alla datorer kan kommunicera med varandra. Man
kan jämföra stjärnnätet med en telefonväxel där
varje telefon är ansluten till växeln
med en kabel.
I stjärntopologibaserade nät används signaldelare i navet för att skicka ut signaler i olika riktningar. Både aktiva och passiva nav kan användas. Aktiva nav kan skicka en starkare signal för att tillåta en längre kabel och/eller ytterligare signaldelare.
Kombinerade stjärnnät
även kallat Distribuerat stjärnnät
Ett företag som exempelvis
har sin verksamhet i flera olika våningsplan kan på ett våningsplan
ha ett stjärnnät och på ett annat ha ett bussnät. De
båda näten är inte direkt kopplade till servern utan är
anslutna till kopplingsboxar, hubar som i sin tur anslutits till varandra.
Även en server kan var ansluten till den ena huben. Ju fler servrar man
har i anslutning desto högre prestanda i nätet.
Om ett kabelsegment slutar att fungera mellan navet och en arbetsstation kommer bara den datorn att påverkas. De andra arbetsstationerna fortsätter utan att ens märka problemet. Om ett nätnav slutar att fungera kommer emellertid alla arbetsstationer som är anslutna till det att förlora kontakt med nätet. Ett sådant fel är lätt att hitta eftersom alla användare som är anslutna till det felande navet kommer att ropa på hjälp.
För att undvika den
här typen av katastrofer bör du ha ett nätnav i reserv som
kan ersätta den fallerande enheten. Därför är det en god
idé att använda samma typ av nätnav i hela ditt nätverk.
Dessutom är det en bra idè att använda smarta nav
(eng. smart hubs). Ett smart nav kan hantera övervakningsprotokollet
SNMP (Simple Network Management Protocol), vilket kan användas
för att kontrollera navets prestanda och även i många fall
startar om navet utan att man behöva gå dit och manuellt slå
av och på strömmen.
Bild 2.3
Tabell: Fördelar och nackdelar med stjärnnät
Fördelar Nackdelar
Lätt att lägga
till nya arbetsstationer.
Om nätnavet går ner påverkas alla arbetsstationer som är
anslutna till det.
Central övervakning
och nätadministration.
Kabelstrukturen är lätt
att ändra.
En centraliserad kontrollpunkt,vilket
gör det hela lättare, vilket
i sin tur gör det lättare
att hitta felande förbindelser.
Ringnät och Token Ring-nät
Början
I ett Token Ring-nät
(se bild 2.4 nedan) ligger arbetsstationerna i en kontinuerlig nätverksslinga
längs vilken en token (sv. pollet) färdas från arbetsstation
till arbetsstation. Trots namnet Token Ring är ett Token Ring-nät
rent fysiskt ihopkopplat som en stjärna, men logiskt bildar de en ring.
Kablarna är i standarden Token Ring dragna från punkt till punkt.
Varje arbetsstation är kopplad till ett centralt nav (eng. hub),
en kopplingspunkt kallat MAU (Media Access Unit).
Detta blir en kombination av stjärn- och ringtopologi.
Så här fungerar
det
Arbetsstationerna måste
vänta på en ledig token innan de kan skicka ett meddelande. Token/polleten
används också för att skicka data. Denna innehåller
avsändaradress och mottagaradress. När mottagaren har kopierat informationen
från det mottagna meddelandet returneras polleten till den arbetsstation
som skickade den för att bekräfta att den kommit fram till sin adressat.
Avsändaren skickar därefter polleten vidare till nästa arbetsstation
i ringen så att den arbetsstationen får en chans att skicka något.
Olika ledare i en kabel tar hand om den ut- och ingående trafiken avseende
varje enhet i nätet.
Token Ring är efter
Ethernet den ledande teknologin för lokala nätverk idag. Den har
stor betydelse på marknaden eftersom IBM stöder konceptet Token
Ring för nätverksmiljöer med persondatorer såväl
som med mini- och stordatorer.
Token Ring innehåller
en del automatiska funktioner för:
Bild 2.5