Физическая топология ЛВС

Топология сети - характеризует физическое расположение компонентов сети (рабочих станций, серверов, кабелей). Каждая топология сети налагает ряд условий. Например, она может диктовать не только тип кабеля, но и способ его прокладки. Выбор топологии электрических связей существенно влияет на многие характеристики сети. Например, наличие резервных связей повышает надежность сети и делает возможным балансирование загрузки отдельных каналов. Простота присоединения новых узлов, свойственная некоторым топологиям, делает сеть легко расширяемой. Экономические соображения часто приводят к выбору топологий, для которых характерна минимальная суммарная длина линий связи.

Топология шина. В этом случае компьютеры подключаются к одному коаксиальному кабелю, именуемым магистралью или сегментом (рисунок 2).

Рисунок 2 - Топология шина

Передаваемая информация распространяется одновременно по всей сети, если не предпринимать никаких специальных действий, сигнал, достигая конца кабеля, будет отражаться и не позволит другим компьютерам осуществлять передачу. Чтобы предотвратить эффект отражения сигналов, к концам кабеля подключают терминаторы, поглощающие эти сигналы.

Применение общей шины снижает стоимость проводки, унифицирует подключение различных модулей, обеспечивает возможность почти мгновенного широковещательного обращения ко всем станциям сети. Таким образом, основными преимуществами такой схемы являются дешевизна и простота разводки кабеля по помещениям. Так же преимуществом данной топологии является то, что к выходу из строя компьютеров она не чувствительна, нарушается обмен только с поврежденным компьютером, а вся остальная сеть остается в рабочем состоянии.

Самый серьезный недостаток общей шины заключается в ее низкой надежности: любой дефект кабеля или какого-нибудь из многочисленных разъемов полностью парализует всю сеть. К сожалению, дефект коаксиального разъема редкостью не является. Другим недостатком общей шины является ее невысокая производительность, так как при таком способе подключения в каждый момент времени только один компьютер может передавать данные в сеть. Поэтому, чем больше компьютеров в сети, тем меньше ее пропускная способность.

Топология звезда. В этом случае каждый компьютер подключается отдельным кабелем к общему устройству, называемому концентратором, который находится в центре сети. В функции концентратора входит направление передаваемой компьютером информации одному или всем остальным компьютерам сети. В качестве концентратора может выступать как универсальный компьютер, так и специализированное устройство. Топология звезда, изображена на рисунке 3.

Рисунок 3 - Топология звезда

Главное преимущество этой топологии перед общей шиной - большая надежность. Любые неприятности с кабелем касаются лишь того компьютера, к которому этот кабель присоединен, и только неисправность концентратора может вывести из строя всю сеть. Кроме того, концентратор может играть роль интеллектуального фильтра информации, поступающей от узлов в сеть, и при необходимости блокировать запрещенные администратором передачи. В настоящее время иерархическая звезда является самым распространенным типом топологии связей, как в локальных, так и глобальных сетях.

Кольцевая топология. В сетях с такой топологией данные передаются по кольцу от одного компьютера к другому. Пример данной топологии изображен на рисунке 4.

Рисунок 4 - Кольцевая топология

Если компьютер распознает данные как «свои», то он копирует их себе во внутренний буфер. В сети с кольцевой топологией необходимо принимать специальные меры, чтобы в случае выхода из строя или отключения какой-либо станции не прервался канал связи между всеми остальными станциями. Таким же образом разрыв кабеля в любой точке нарушает целостность кольца и выводит из строя всю сеть. Во избежание этого применяют дублирование кабеля. К достоинствам данной топологии можно отнести то, что кольцо представляет собой очень удобную конфигурацию для организации обратной связи - данные, сделав полный оборот, возвращаются к узлу-источнику. Поэтому этот узел может контролировать процесс доставки данных адресату. Часто это свойство кольца используется для тестирования связности сети и поиска узла, работающего некорректно. Для этого в сеть посылаются специальные тестовые сообщения. Также достоинством является автоматическое усиление передаваемого сигнала каждым абонентом сети, поэтому его размеры могут быть очень большими, и ограничены они только временем прохождения сигнала по всему кольцу. Можно также объединить несколько локальных сетей, выполненных с использованием разных топологий, в единую локальную сеть. Пример такой сети изображен на рисунке 5.

Рисунок 5 – Локальная сеть, выполненная с использованием разных топологий

Существуют также смешанные топологии, такие как звезда-шина и звезда-кольцо, каждая из которых имеет свои преимущества.

Топология звезда-шина. Это комбинация топологий шина и звезда. Чаще всего это выглядит так: несколько сетей с топологией звезда объединяются при помощи магистральной линейной шины. В этом случае выход из стоя одного компьютера не оказывает никакого влияния на сеть – остальные компьютеры по-прежнему взаимодействуют друг с другом. А выход из стоя концентратора, повлечет за собой остановку подключенных к нему компьютеров и концентраторов[2].

Топология звезда-кольцо. Кажется несколько похожей на звезду-шину. И в той, и в другой топологии компьютеры подключены к концентратору, который фактически и формирует кольцо или шину. Отличие в том, что концентраторы в звезде-шине соединены магистральной линейной шиной, а в звезде-кольце на основе главного концентратора они образуют звезду.

В локально-вычислительной сети может использоваться одна из перечисленных топологий. Это зависит от количества объединяемых компьютеров, их взаимного расположения и других условий.

Биллинговые системы

На данный момент практически каждая локальная сеть имеет выход во всемирную информационную сеть – Internet. Для учета и ограничения внешнего Интернет-трафика используются биллинговые системы.

Биллинговые системы – это системы, вычисляющие стоимость услуг связи для каждого клиента и хранящие информацию обо всех тарифах и прочих стоимостных характеристиках, которые используются телекоммуникационными операторами для выставления счетов абонентам и взаиморасчетов с другими поставщиками услуг. Цикл выполняемых ими операций сокращенно именуется биллингом.

Из основных функций биллинговых систем можно выделить следующие:

– встраиваемость в систему, тесная интеграция с Active Directory и службой RAS;

– наличие средств по управлению учетными записями;

– создание тарифов учитывающих время суток, направление трафика, скорость, количество пакетов, и др.;

– функции управления роутингом;

– встроенный кэширующий прокси-сервер;

– встроенный SMTP шлюз;

– удобное визуальное представление всех пользователей и мониторинг в режиме реального времени;

– возможность построения различных отчетов и отображения детальной статистики до уровня посещенных ресурсов и переданных байт; группировка по любому из полей;

– возможность удаленного управления сервером;

– учет входящего, и исходящего трафика, с распределением его по пользователям и станциям;

– возможность задавать лимиты трафика и следить за их превышением;

– возможность отключения пользователя, превысившего лимит трафика.

Схема организации биллинга достаточно проста: информация о соединениях и их продолжительности записывается коммутатором и после предварительной обработки передается в расчетную систему. Ее программы «знают» все тарифы для возможных соединений в сети линии связи, «идентифицируют» принадлежность соединений и выполняют необходимые расчеты, формируя счета абонентов.

В такой системе необходимо хранить не только нормативы, тарифы и информация об услугах, но и данные о клиентах, заключенных контрактах с абонентами и сторонними поставщиками услуг связи (если сеть данного оператора связана с другими), а также о стоимости передачи информации по разным каналам и направлениям. Кроме того, любая расчетная система немыслима без «истории» платежей и выставленных счетов всех клиентов, поскольку только эти сведения позволяют организовать контроль за оплатой и автоматизировать так называемую активацию и деактивацию абонентов. Чем мощнее исполнительный механизм СУБД, тем более масштабной и многофункциональной будет биллинговая система, построенная на ее основе.

По функциональным возможностям таких систем их можно разделить на три класса – предназначенные для транснациональных операторов связи, заказные национального масштаба и так называемые системы среднего класса для региональных сетей.

Продукты, относящиеся к первому классу, должны обеспечивать взаимодействие сетей на межнациональном уровне и работу в различных временных зонах, т.е. иметь многовалютный и многоязычный интерфейс и учитывать различия налогообложения в разных странах. Для них характерна гетерогенная структура и тесная интеграция с бухгалтерскими системами.

В масштабе региона обычно вполне приемлемы стандартные требования к биллингу. Подобные системы почти всегда имеют классическую архитектуру клиент - сервер и (особенно в последнее время) часто используют Web-интерфейс. Однако не следует забывать, что они должны обеспечивать возможности масштабирования и функционального расширения.

Каждая биллинговая система создается и настраивается на бизнес-процесс определенного оператора связи, имеет собственный набор функций, соответствующий технологическому циклу предоставления услуг, и может работать с конкретным сетевым оборудованием, поставляющим ей информацию о вызовах и соединениях. И, тем не менее, существует «стандартный» набор функций, поддерживаемых почти всеми биллинговыми системами. В него входят операции, выполняемые на этапе предварительной обработки и анализа исходной информации, операции управления сетевым оборудованием, основные функции обычного приложения СУБД, а нередко – и функции электронной почты для автоматического информирования абонентов.

«Классическая» биллинговая система состоит из следующих функциональных подсистем: предварительной обработки данных о соединениях, оперативного управления биллингом, оповещения клиентов, продаж, маркетинга, обслуживания, администрирования, генерации отчетов, генерации счетов, архивации, складского и бухгалтерского учета.