W sieciach komputerowych topologia odnosi się do układu podłączonych urządzeń. W tym artykule przedstawiono standardowe topologie tworzenia sieci.
Topologia w projektowaniu sieci
Pomyśl o topologii jako wirtualnym kształcie lub strukturze sieci. Ten kształt niekoniecznie odpowiada faktycznemu fizycznemu układowi urządzeń w sieci. Na przykład komputery w domowej sieci mogą być ustawione w kręgu w pokoju rodzinnym, ale byłoby mało prawdopodobne, aby znalazł tam topologię pierścienia.
Topologie sieci podzielono na następujące podstawowe typy:
- autobus
- pierścień
- gwiazda
- drzewo
- siatka
Bardziej złożone sieci mogą być budowane jako hybrydy dwóch lub więcej z powyższych podstawowych topologii.
Topologia magistrali
Sieci magistrali (nie mylić z magistralą systemową komputera) używają wspólnego szkieletu do łączenia wszystkich urządzeń. Pojedynczy kabel, kręgosłup funkcjonuje jako współdzielony nośnik komunikacyjny, który urządzenia łączą lub łączą ze złączem interfejsu. Urządzenie, które chce się komunikować z innym urządzeniem w sieci, wysyła wiadomość rozgłoszeniową na przewód, który widzą wszystkie inne urządzenia, ale tylko docelowy odbiorca faktycznie akceptuje i przetwarza wiadomość.
Topologie magistrali Ethernet są stosunkowo łatwe do zainstalowania i nie wymagają okablowania w porównaniu do alternatyw. 10Base-2 ("ThinNet") i 10Base-5 ("ThickNet") były popularnymi opcjami okablowania Ethernet wiele lat temu dla topologii magistrali. Jednak sieci autobusowe działają najlepiej z ograniczoną liczbą urządzeń. Jeśli do magistrali sieciowej zostanie dodanych więcej niż kilkadziesiąt komputerów, prawdopodobnie wystąpią problemy z wydajnością. Ponadto, jeśli kabel sieci szkieletowej ulegnie awarii, cała sieć staje się bezużyteczna.
Topologia pierścienia
W sieci pierścieniowej każde urządzenie ma dokładnie dwóch sąsiadów do celów komunikacyjnych. Wszystkie wiadomości przechodzą przez pierścień w tym samym kierunku ("w prawo" lub "w lewo"). Awaria jakiegokolwiek kabla lub urządzenia powoduje przerwanie pętli i może spowodować zerwanie całej sieci.
Aby zaimplementować sieć pierścieniową, zwykle używa się technologii FDDI, SONET lub Token Ring. Topologie pierścieniowe można znaleźć w niektórych budynkach biurowych lub kampusach szkolnych.
Topologia gwiazdy
Wiele sieci domowych korzysta z topologii gwiazdy. Sieć gwiazda ma centralny punkt połączenia zwany "węzłem węzła", który może być koncentratorem, przełącznikiem lub routerem sieci. Urządzenia zazwyczaj łączą się z koncentratorem za pomocą nieekranowanej skrętki (UTP) Ethernet.
W porównaniu z topologią magistrali, sieć gwiazda zwykle wymaga większej ilości kabli, ale awaria jakiegokolwiek kabla sieciowego w standardzie spowoduje tylko jeden dostęp do sieci komputera, a nie całą sieć LAN. (Jeśli hub się nie powiedzie, cała sieć również się nie powiedzie.)
Topologia drzewa
Topologia drzewa łączy razem topologie wielu gwiazd na szynie. W najprostszej postaci tylko urządzenia hubowe łączą się bezpośrednio z magistralą drzewa, a każdy hub działa jako katalog główny drzewa urządzeń. To hybrydowe podejście typu "autobus / gwiazda" umożliwia przyszłą rozbudowę sieci o wiele lepiej niż sama magistrala (ograniczona liczbą urządzeń z powodu generowanego przez nią ruchu transmisyjnego) lub gwiazda (ograniczona jedynie liczbą punktów połączeń typu hub).
Topologia siatki
Topologia siatki wprowadza pojęcie tras. W przeciwieństwie do każdej z poprzednich topologii, wiadomości wysyłane w sieci kratowej mogą mieć dowolną z kilku możliwych ścieżek od źródła do miejsca docelowego. (Przypomnij sobie, że nawet w pierścieniu, chociaż istnieją dwie ścieżki kablowe, wiadomości mogą podróżować tylko w jednym kierunku.) Niektóre sieci WAN, w szczególności Internet, wykorzystują routing siatki.
Sieć kratowa, w której każde urządzenie łączy się ze sobą, nazywana jest pełną siatką. Jak pokazano na poniższej ilustracji, istnieją również częściowe sieci kratowe, w których niektóre urządzenia łączą się tylko pośrednio z innymi.
streszczenie
Topologia pozostaje ważną częścią teorii projektowania sieci. Prawdopodobnie możesz zbudować sieć komputerową dla domu lub małej firmy bez zrozumienia różnicy między projektem autobusu a projektem gwiazdy, ale zapoznanie się ze standardowymi topologiami pozwala lepiej zrozumieć ważne koncepcje sieciowe, takie jak koncentratory, transmisje i trasy.
