Топология связей
Топология связей — графическое представление соединений элементов вычислительной сети. Представляется в виде графа, состоящего из узлов (компьютеров или коммутирующих устройств) и ребер (физических и информационных связей между узлами).
Узлы могут быть подразделены на
Существуют следующие основные виды топологий:
Полносвязная топология
Рис. 1.  
Достоинства: надежность, гибкость.
Недостатки: для узлов необходимо физических соединительных линий.
Кольцевая топология
Рис. 2.  
Достоинства: простота, относительная надежность, ретрансляция и усиление сигнала транзитными узлами.
Недостатки: выход из строя одного узла или одной соединительной линии приводит к выходу из строя всей сети.
Шинная топология
Рис. 3.  
Достоинства: простота, относительная надежность, пассивные узлы – выход из строя одного узла не влияет на работоспособность сети.
Недостатки: недостаточное расстояние передачи данных, слабая расширяемость.
Звездообразная топология
Рис. 4.  
Достоинства: простота наращивания числа узлов, выход из строя одного узла или соединительной линии не влияет на работоспособность всей сети.
Недостатки: отсутствие гибкости при выборе соединений, дорогое и сложное дополнительное устройство — центральный концентратор, при выходе которого из строя вся сеть теряет работоспособность.
Древовидная топология
Рис. 5.  
Достоинства: наращиваемость, гибкость.
Недостатки: те же, что и у звездообразной топологии.
Системы адресации узлов вычислительной сети
Итак, вычислительная сеть состоит из узлов, между которыми передается информация. Очевидно, что в процессе передачи информации участвуют как минимум узел-источник и узел-приемник (узел назначения). Необходимость указания узла назначения вызывает необходимость использования адресации узлов. Всем узлам должны быть присвоены уникальные адреса, аналогично ситуации с ячейками ЗУ.
Адреса могут присваиваться узлам сети в соответствии с некоторыми установленными правилами. Правила, определяющие порядок назначения адресов узлам сети называются системой адресации. Система адресации имеет ряд характеристик, и в соответствии с ними существует определенная классификация систем адресации.
По структуре:
По способу кодировки адреса:
По способу преобразования (разрешения) адресов:
Коммутация вычислительной сети
Под коммутацией понимается соединение двух узлов вычислительной сети для обмена информацией между ними.
Задача коммутации может быть представлена в виде нескольких взаимосвязанных частных задач.
Задача 1. Определение информационных потоков.
Информационный поток (поток данных) — непрерывная последовательность байт, имеющая объединяющий их набор признаков.
Информационный поток может быть структурирован. Структурированный поток состоит из последовательности структур данных определенного формата (пакеты, кадры и т.п.).
Базовым необходимым идентификатором потока является адрес узла назначения.
Признаки, характеризующие информационный поток, могут быть подразделены на
Задача 2. Определение маршрутов.
Если представить сеть в виде графа, информационный поток, двигаясь от узла-источника к узлу назначения, последовательно проходит через транзитные узлы и соединяющие их каналы связи, то есть движется по определенному маршруту. В общем случае, в вычислительной сети могут существовать несколько маршрутов, по которым поток может достичь узла назначения. Возникает задача поиска оптимального маршрута. Возможные критерии оптимальности:
Задача поиска оптимального маршрута имеет однозначное решение для одного потока — сообщения. Для случая множества потоков используются полуэмпирические методы, ищется экстремум функции

где , , — критерии оптимальности маршрута — весовые коэффициенты, выбираемые эмпирически.
Задача 3. Фиксация маршрутов.
Составляются таблицы коммутации устройств в сети (каналы + узлы). В каждой записи признаку (признакам) потока ставится в соответствие идентификатор интерфейса узла, на который устройство должно передавать данные, относящиеся к этому потоку.
Задача 4. Коммутация каналов и пакетов.
Существует несколько методов собственно коммутации.
Метод коммутации каналов предполагает "жесткое" соединение двух узлов на время передачи информационного потока. Примером коммутации каналов может служить соединение в телефонной сети.
Достоинства метода:
Недостатки:
Метод коммутации пакетов.
При этом каждый транзитный узел сети должен иметь буферное ЗУ для временного хранения пакетов перед их отправкой дальше.
Достоинство метода :
Недостатки метода:
Существуют две разновидности реализации метода коммутации каналов: дейтаграммный метод и метод "виртуального канала"
При дейтаграммном методе пакеты, принадлежащие одному информационному сообщению — потоку, могут следовать по разным маршрутам. При этом возможна ситуация, когда пакет, отправленный позже, прибудет к узлу назначения раньше (двигаясь по более короткому маршруту), то есть в узле назначения возможен прием пакетов не в том порядке, в котором они отправлялись в сеть. Дейтаграммный метод рассматривает каждый пакет полностью независимо от других.
При методе "виртуального канала", пакеты в узле назначения программно упорядочиваются. Для этого в заголовок каждого пакета перед отправлением добавляется его порядковый номер. В конечном итоге в узле назначения формируется последовательность пакетов с правильным порядком следования. Таким образом, между узлом-источником и узлом назначения устанавливается виртуальный (воображаемый) канал связи.