V počítačovej sieti existujú rôzne spôsoby, ktorými sú rôzne komponenty navzájom prepojené. Topológia siete je spôsob, ktorý definuje štruktúru a ako sú tieto komponenty navzájom spojené.

tcp vs udp

Typy topológie siete

Usporiadanie siete, ktorá obsahuje uzly a spojovacie linky cez odosielateľa a prijímača, sa označuje ako Topológia siete . Rôzne sieťové topológie sú:

• Topológia z bodu do bodu
• Topológia siete
• Topológia hviezdy
• Topológia zbernice
• Prstencová topológia
• Topológia stromu
• Hybridná topológia

Topológia z bodu do bodu

Topológia Point-to-Point je typ topológie, ktorá pracuje na funkčnosti odosielateľa a prijímača. Je to najjednoduchšia komunikácia medzi dvoma uzlami, v ktorých jeden je odosielateľ a druhý je príjemca. Point-to-Point poskytuje veľkú šírku pásma.

Topológia z bodu do bodu

Topológia siete

V topológii mesh je každé zariadenie pripojené k inému zariadeniu cez konkrétny kanál. V topológii siete sa používajú protokoly AHCP (Ad Hoc Configuration Protocols), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) atď.

Topológia siete

postava 1 : Každé zariadenie je pripojené k inému prostredníctvom vyhradených kanálov. Tieto kanály sú známe ako odkazy.

• Predpokladajme, že N počet zariadení je navzájom prepojených v topológii mesh, celkový počet portov, ktoré vyžaduje každé zariadenie, je N-1. Na obrázku 1 je 5 zariadení navzájom prepojených, takže celkový počet portov požadovaných každým zariadením je 4. Celkový počet požadovaných portov = N * (N-1).
• Predpokladajme, že N počet zariadení je navzájom prepojených v topológii mesh, potom je celkový počet vyhradených prepojení potrebných na ich prepojenie^NC₂t.j. N(N-1)/2. Na obrázku 1 je 5 zariadení navzájom prepojených, takže celkový počet požadovaných spojení je 5*4/2 = 10.

Výhody topológie siete

• Komunikácia medzi uzlami je veľmi rýchla.
• Topológia siete je robustná.
• Porucha je ľahko diagnostikovaná. Údaje sú spoľahlivé, pretože údaje sa medzi zariadeniami prenášajú prostredníctvom vyhradených kanálov alebo prepojení.
• Poskytuje bezpečnosť a súkromie.

Nevýhody topológie siete

• Inštalácia a konfigurácia sú náročné.
• Náklady na káble sú vysoké, pretože je potrebné veľké množstvo káblov, a preto sú vhodné pre menší počet zariadení.
• Náklady na údržbu sú vysoké.

Bežným príkladom topológie mesh je internetová chrbtica, kde sú rôzni poskytovatelia internetových služieb navzájom prepojení prostredníctvom vyhradených kanálov. Táto topológia sa používa aj vo vojenských komunikačných systémoch a leteckých navigačných systémoch.

Ďalšie informácie nájdete v časti Výhody a nevýhody topológie siete.

Topológia hviezdy

V topológii hviezdy sú všetky zariadenia pripojené k jednému rozbočovaču pomocou kábla. Tento rozbočovač je centrálnym uzlom a všetky ostatné uzly sú pripojené k centrálnemu uzlu. Hub môže byť pasívnej povahy, t. j. nie inteligentný hub, ako sú vysielacie zariadenia, zároveň môže byť hub inteligentný známy ako aktívny hub. Aktívne huby majú v sebe opakovače. Na prepojenie počítačov sa používajú koaxiálne káble alebo káble RJ-45. V topológii hviezd sa používa mnoho populárnych ethernetových LAN protokolov ako CD (detekcia kolízie), CSMA (viacnásobný prístup so zisťovaním prenosu) atď.

Topológia hviezdy

Obrázok 2 : Hviezdicová topológia so štyrmi systémami pripojenými k jedinému bodu pripojenia, t. j. rozbočovaču.

Výhody hviezdicovej topológie

• Ak je N zariadení navzájom prepojených v hviezdicovej topológii, potom počet káblov potrebných na ich prepojenie je N. Nastavenie je teda jednoduché.
• Každé zariadenie vyžaduje iba 1 port, t. j. na pripojenie k rozbočovaču, preto je celkový počet požadovaných portov N.
• Je robustný. Ak jeden odkaz zlyhá, ovplyvní to iba tento odkaz a nie iné.
• Jednoduchá identifikácia porúch a izolácia porúch.
• Hviezdicová topológia je nákladovo efektívna, pretože využíva lacný koaxiálny kábel.

Nevýhody hviezdicovej topológie

• Ak zlyhá koncentrátor (hub), na ktorom sa spolieha celá topológia, zrúti sa celý systém.
• Náklady na inštaláciu sú vysoké.
• Výkon je založený na jedinom koncentrátore, t.j. rozbočovači.

Bežným príkladom hviezdicovej topológie je lokálna sieť (LAN) v kancelárii, kde sú všetky počítače pripojené k centrálnemu rozbočovaču. Táto topológia sa používa aj v bezdrôtových sieťach, kde sú všetky zariadenia pripojené k bezdrôtovému prístupovému bodu.

Ďalšie informácie nájdete v časti Výhody a nevýhody topológie hviezd.

vzorové programy java

Topológia zbernice

Bus Topology je typ siete, v ktorej je každý počítač a sieťové zariadenie pripojené k jedinému káblu. Je obojsmerný. Ide o viacbodové spojenie a nerobustnú topológiu, pretože ak zlyhá chrbtica, topológia spadne. V topológii zbernice po rôznych protokoloch MAC (Media Access Control) nasledujú ethernetové pripojenia LAN ako TDMA, Pure Aloha, CDMA, Slotted Aloha atď.

Topológia zbernice

Obrázok 3 : Topológia zbernice so zdieľaným chrbticovým káblom. Uzly sú pripojené ku kanálu pomocou prepojovacích vedení.

Výhody zbernicovej topológie

• Ak je N zariadení navzájom prepojených v zbernicovej topológii, potom počet káblov potrebných na ich prepojenie je 1, známy ako chrbticový kábel, a vyžaduje sa N prepojovacích vedení.
• Koaxiálne alebo krútené dvojlinky sa používajú hlavne v sieťach založených na zbernici, ktoré podporujú rýchlosť až 10 Mbps.
• Cena kábla je nižšia v porovnaní s inými topológiami, ale používa sa na budovanie malých sietí.
• Topológia zbernice je známa technológia, keďže techniky inštalácie a riešenia problémov sú dobre známe.
• CSMA je najbežnejšou metódou pre tento typ topológie.

Nevýhody zbernicovej topológie

• Zbernicová topológia je pomerne jednoduchšia, ale stále vyžaduje veľa kabeláže.
• Ak zlyhá spoločný kábel, celý systém sa zrúti.
• Ak je sieťová prevádzka vysoká, zvyšuje to kolízie v sieti. Aby sa tomu zabránilo, vo vrstve MAC sa používajú rôzne protokoly známe ako Pure Aloha, Slotted Aloha, CSMA/CD atď.
• Pridávanie nových zariadení do siete by spomalilo siete.
• Bezpečnosť je veľmi nízka.

Bežným príkladom topológie zbernice je Ethernet LAN, kde sú všetky zariadenia pripojené k jednému koaxiálnemu káblu alebo krútenej dvojlinke. Táto topológia sa používa aj v sieťach káblovej televízie. Ďalšie informácie nájdete v časti Výhody a nevýhody topológie zbernice.

c program na porovnávanie reťazcov

Prstencová topológia

V kruhovej topológii tvorí kruh spájajúci zariadenia s presne dvoma susednými zariadeniami. Pre kruhovú topológiu s veľkým počtom uzlov sa používa množstvo opakovačov, pretože ak chce niekto poslať nejaké dáta do posledného uzla v kruhovej topológii so 100 uzlami, tak dáta budú musieť prejsť cez 99 uzlov, aby dosiahli 100. uzol. Preto sa v sieti používajú opakovače, aby sa zabránilo strate údajov.

Dátové toky prúdia jedným smerom, t. j. sú jednosmerné, ale môžu byť obojsmerné vďaka 2 spojeniam medzi každým sieťovým uzlom, nazýva sa to dvojitá kruhová topológia. Topológia In-Ring, protokol Token Ring Passing používajú pracovné stanice na prenos údajov.

Prstencová topológia

Obrázok 4 : Kruhová topológia obsahuje 4 stanice spojené, pričom každá tvorí kruh.

Najbežnejšou prístupovou metódou kruhovej topológie je odovzdávanie tokenov.

• Odovzdanie tokenu: Je to metóda prístupu k sieti, pri ktorej sa token odovzdáva z jedného uzla do druhého uzla.
• Token: Je to rám, ktorý cirkuluje po sieti.

Operácie kruhovej topológie

1. Jedna stanica je známa ako a monitorovať stanica, ktorá preberá všetku zodpovednosť za vykonávanie operácií.
2. Na prenos údajov musí stanica držať token. Po dokončení prenosu sa token uvoľní pre ďalšie stanice na použitie.
3. Keď žiadna stanica nevysiela dáta, token bude cirkulovať v kruhu.
4. Existujú dva typy techník uvoľnenia tokenov: Skoré vydanie tokenu uvoľní token hneď po odoslaní údajov a Oneskorené uvoľnenie tokenu uvoľní token po prijatí potvrdenia od príjemcu.

Výhody kruhovej topológie

ako spustiť skript

• Prenos dát je vysokorýchlostný.
• Možnosť kolízie je v tomto type topológie minimálna.
• Lacná inštalácia a rozšírenie.
• Je to menej nákladné ako hviezdicová topológia.

Nevýhody kruhovej topológie

• Zlyhanie jedného uzla v sieti môže spôsobiť zlyhanie celej siete.
• Riešenie problémov je v tejto topológii zložité.
• Pridanie staníc medzi alebo odstránenie staníc môže narušiť celú topológiu.
• Menej bezpečné.

Ďalšie informácie nájdete v časti Výhody a nevýhody kruhovej topológie.

Topológia stromu

Táto topológia je variáciou hviezdnej topológie. Táto topológia má hierarchický tok údajov. V stromovej topológii sa používajú protokoly ako DHCP a SAC (štandardná automatická konfigurácia).

Topológia stromu

Obrázok 5 : V tomto sú rôzne sekundárne rozbočovače pripojené k centrálnemu rozbočovaču, ktorý obsahuje zosilňovač. Tieto dáta prúdia zhora nadol, t. j. z centrálneho rozbočovača do sekundárneho a potom do zariadení alebo zdola nahor, t. j. zariadení do sekundárneho rozbočovača a potom do centrálneho rozbočovača. Ide o viacbodové spojenie a nerobustnú topológiu, pretože ak zlyhá chrbtica, topológia spadne.

Výhody topológie stromov

• Umožňuje pripojenie viacerých zariadení k jednému centrálnemu rozbočovaču, čím sa znižuje vzdialenosť, ktorú prejde signál, ktorý prichádza k zariadeniam.
• Umožňuje sieti izolovať sa a tiež uprednostňovať od rôznych počítačov.
• Môžeme pridať nových zariadení do existujúcej siete.
• Detekcia chýb a oprava chyby sú veľmi jednoduché v stromovej topológii.

Nevýhody topológie stromov

• Ak zlyhá centrálny rozbočovač, zlyhá celý systém.
• Cena je vysoká kvôli kabeláži.
• Ak sa pridajú nové zariadenia, bude ťažké ich prekonfigurovať.

Bežným príkladom stromovej topológie je hierarchia vo veľkej organizácii. V hornej časti stromu je generálny riaditeľ, ktorý je prepojený s rôznymi oddeleniami alebo divíziami (podradenými uzlami) spoločnosti. Každé oddelenie má svoju vlastnú hierarchiu, pričom manažéri dohliadajú na rôzne tímy (uzly vnukov). Členovia tímu (listové uzly) sú na spodku hierarchie a sú prepojení so svojimi príslušnými manažérmi a oddeleniami.

Ďalšie informácie nájdete v časti Výhody a nevýhody topológie stromov.

Hybridná topológia

Táto topologická technológia je kombináciou všetkých rôznych typov topológií, ktoré sme študovali vyššie. Hybridná topológia sa používa, keď uzly môžu mať akúkoľvek formu. To znamená, že to môžu byť jednotlivci, ako napríklad topológia Ring alebo Star, alebo môže ísť o kombináciu rôznych typov topológií uvedených vyššie. Každá jednotlivá topológia používa protokol, ktorý bol diskutovaný vyššie.

Hybridná topológia

Obrázok 6 : Vyššie uvedený obrázok znázorňuje štruktúru hybridnej topológie. Ako je vidieť, obsahuje kombináciu všetkých rôznych typov sietí.

líška vs vlk

Výhody hybridnej topológie

• Táto topológia je veľmi flexibilné .
• Veľkosť siete sa dá ľahko rozšíriť o pridávanie nových zariadení.

Nevýhody hybridnej topológie

• Je to náročné navrhnúť architektúru hybridnej siete.
• Náboje používané v tejto topológii sú veľmi drahý.
• Náklady na infraštruktúru sú v prípade hybridnej siete veľmi vysoké vyžaduje veľa kabeláže a sieťových zariadení .

Bežným príkladom hybridnej topológie je sieť univerzitného kampusu. Sieť môže mať chrbticu hviezdicovej topológie, pričom každá budova je k chrbtici pripojená cez prepínač alebo smerovač. V každej budove môže byť zbernicová alebo kruhová topológia spájajúca rôzne miestnosti a kancelárie. Bezdrôtové prístupové body tiež vytvárajú sieťovú topológiu pre bezdrôtové zariadenia. Táto hybridná topológia umožňuje efektívnu komunikáciu medzi rôznymi budovami a zároveň poskytuje flexibilitu a redundanciu v rámci každej budovy.

Ďalšie informácie nájdete v časti Výhody a nevýhody hybridnej topológie.