logo

Čo je to topológia siete?

Topológia definuje štruktúru siete, ako sú všetky komponenty navzájom prepojené. Existujú dva typy topológie: fyzická a logická topológia.

Typy topológie siete

Fyzická topológia je geometrická reprezentácia všetkých uzlov v sieti. Existuje šesť typov sieťovej topológie, ktorými sú zbernicová topológia, kruhová topológia, stromová topológia, hviezdicová topológia, sieťová topológia a hybridná topológia.

Topológie počítačových sietí

1) Topológia zbernice

Topológie počítačových sietí
  • Zbernicová topológia je navrhnutá tak, že všetky stanice sú prepojené jedným káblom známym ako chrbticový kábel.
  • Každý uzol je buď pripojený k chrbticovému káblu pomocou prepojovacieho kábla alebo priamo pripojený k chrbticovému káblu.
  • Keď chce uzol poslať správu cez sieť, odošle správu cez sieť. Všetky stanice dostupné v sieti dostanú správu bez ohľadu na to, či bola adresovaná alebo nie.
  • Zbernicová topológia sa používa hlavne v sieťach štandardu 802.3 (ethernet) a 802.4.
  • Konfigurácia topológie zbernice je v porovnaní s inými topológiami oveľa jednoduchšia.
  • Chrbticový kábel sa považuje za a 'jeden pruh' prostredníctvom ktorého sa správa vysiela na všetky stanice.
  • Najbežnejšou prístupovou metódou zbernicových topológií je CSMA (Carrier Sense Multiple Access).

CSMA: Ide o riadenie prístupu k médiu, ktoré sa používa na riadenie toku údajov tak, aby bola zachovaná integrita údajov, t. j. aby sa pakety nestrácali. Existujú dva alternatívne spôsoby riešenia problémov, ktoré nastanú, keď dva uzly odosielajú správy súčasne.

    CD CSMA:CSMA CD ( Detekcia kolízie ) je prístupová metóda používaná na zistenie kolízie. Po zistení kolízie odosielateľ zastaví prenos údajov. Preto to funguje na ' zotavenie po zrážke '.CSMA CA: CSMA CA (Collision Avoidance) je prístupová metóda používaná na zabránenie kolízii kontrolou, či je prenosové médium zaneprázdnené alebo nie. Ak je zaneprázdnený, odosielateľ čaká, kým sa médium nestane nečinným. Táto technika účinne znižuje možnosť kolízie. Nefunguje pri „zotavení po zrážke“.

Výhody topológie zbernice:

    Lacný kábel:V zbernicovej topológii sú uzly priamo spojené s káblom bez toho, aby prechádzali cez rozbočovač. Preto sú počiatočné náklady na inštaláciu nízke.Stredná rýchlosť dát:Koaxiálne alebo krútené dvojlinky sa používajú hlavne v sieťach založených na zbernici, ktoré podporujú rýchlosť až 10 Mbps.Známa technológia:Topológia zbernice je známa technológia, pretože techniky inštalácie a riešenia problémov sú dobre známe a hardvérové ​​komponenty sú ľahko dostupné.Obmedzené zlyhanie:Porucha v jednom uzle nebude mať žiadny vplyv na ostatné uzly.

Nevýhody zbernicovej topológie:

    Rozsiahla kabeláž:Zbernicová topológia je pomerne jednoduchšia, ale stále vyžaduje veľa kabeláže.Náročné riešenie problémov:Vyžaduje si to špecializované testovacie zariadenie na určenie porúch káblov. Ak sa vyskytne chyba v kábli, naruší to komunikáciu pre všetky uzly.Rušenie signálu:Ak dva uzly posielajú správy súčasne, signály oboch uzlov sa navzájom zrážajú.Ťažká rekonfigurácia:Pridávanie nových zariadení do siete by spomalilo sieť.útlm:Útlm je strata signálu vedie k problémom s komunikáciou. Na regeneráciu signálu sa používajú opakovače.

2) Kruhová topológia

Topológie počítačových sietí
  • Kruhová topológia je ako topológia zbernice, ale so spojenými koncami.
  • Uzol, ktorý prijme správu z predchádzajúceho počítača, ju prenesie do ďalšieho uzla.
  • Dáta prúdia jedným smerom, t.j. sú jednosmerné.
  • Dáta nepretržite prúdia v jednej slučke známej ako nekonečná slučka.
  • Nemá žiadne ukončené konce, t.j. každý uzol je pripojený k inému uzlu a nemá žiadny koncový bod.
  • Dáta v kruhovej topológii prúdia v smere hodinových ručičiek.
  • Najbežnejšou prístupovou metódou kruhovej topológie je odovzdanie tokenu .
      Odovzdanie tokenu:Je to metóda sieťového prístupu, pri ktorej sa token prenáša z jedného uzla do druhého.
  • Token:Je to rám, ktorý cirkuluje po sieti.

Fungovanie odovzdávania tokenov

  • Token sa pohybuje po sieti a prenáša sa z počítača do počítača, kým nedosiahne miesto určenia.
  • Odosielateľ upraví token vložením adresy spolu s údajmi.
  • Údaje sa prenášajú z jedného zariadenia do druhého, kým sa cieľová adresa nezhoduje. Keď cieľové zariadenie prijme token, odošle potvrdenie odosielateľovi.
  • V kruhovej topológii sa ako nosič používa token.

Výhody kruhovej topológie:

    Správa siete:Chybné zariadenia možno zo siete odstrániť bez toho, aby sa sieť prerušila.Dostupnosť produktu:K dispozícii je veľa hardvérových a softvérových nástrojov na prevádzku a monitorovanie siete.Cena:Krútená dvojlinka je lacná a ľahko dostupná. Preto sú náklady na inštaláciu veľmi nízke.Spoľahlivý:Je to spoľahlivejšia sieť, pretože komunikačný systém nie je závislý od jedného hostiteľského počítača.

Nevýhody kruhovej topológie:

    Náročné riešenie problémov:Vyžaduje si to špecializované testovacie zariadenie na určenie porúch káblov. Ak sa vyskytne chyba v kábli, naruší to komunikáciu pre všetky uzly.Zlyhanie:Porucha jednej stanice vedie k zlyhaniu celej siete.Ťažká rekonfigurácia:Pridávanie nových zariadení do siete by spomalilo sieť.Oneskorenie:Oneskorenie komunikácie je priamo úmerné počtu uzlov. Pridávanie nových zariadení zvyšuje komunikačné oneskorenie.

3) Topológia hviezdy

Topológie počítačových sietí
  • Hviezdicová topológia je usporiadanie siete, v ktorej je každý uzol pripojený k centrálnemu rozbočovaču, prepínaču alebo centrálnemu počítaču.
  • Centrálny počítač je známy ako a server a periférne zariadenia pripojené k serveru sú známe ako klientov .
  • Na prepojenie počítačov sa používa koaxiálny kábel alebo káble RJ-45.
  • Huby alebo prepínače sa používajú hlavne ako spojovacie zariadenia v a fyzická topológia hviezdy .
  • Hviezdicová topológia je najpopulárnejšou topológiou v implementácii siete.

Výhody hviezdicovej topológie

    Efektívne riešenie problémov:Odstraňovanie problémov je pomerne efektívne v hviezdicovej topológii v porovnaní so zbernicovou topológiou. V zbernicovej topológii musí manažér kontrolovať kilometre kábla. V hviezdicovej topológii sú všetky stanice pripojené k centralizovanej sieti. Preto musí správca siete ísť na jedinú stanicu, aby problém vyriešil.Ovládanie siete:V hviezdicovej topológii je možné jednoducho implementovať komplexné funkcie riadenia siete. Všetky zmeny vykonané v hviezdicovej topológii sa automaticky prispôsobia.Obmedzené zlyhanie:Keďže každá stanica je pripojená k centrálnemu rozbočovaču vlastným káblom, porucha jedného kábla neovplyvní celú sieť.Známa technológia:Hviezdicová topológia je známa technológia, pretože jej nástroje sú nákladovo efektívne.Ľahko rozšíriteľné:Je ľahko rozšíriteľný, pretože do otvorených portov na hube je možné pridať nové stanice.Nákladovo efektívne:Siete s hviezdicovou topológiou sú nákladovo efektívne, pretože používajú lacný koaxiálny kábel.Vysoké dátové rýchlosti:Podporuje šírku pásma približne 100 Mbps. Ethernet 100BaseT je jednou z najpopulárnejších sietí s topológiou typu Star.

Nevýhody hviezdicovej topológie

    Centrálny bod zlyhania:Ak dôjde k výpadku centrálneho rozbočovača alebo prepínača, všetky pripojené uzly nebudú môcť navzájom komunikovať.Kábel:Niekedy sa vedenie káblov stáva zložitým, keď sa vyžaduje značné množstvo smerovania.

4) Topológia stromu

Topológie počítačových sietí
  • Stromová topológia kombinuje charakteristiky zbernicovej topológie a hviezdicovej topológie.
  • Stromová topológia je typ štruktúry, v ktorej sú všetky počítače navzájom prepojené hierarchicky.
  • Najvyšší uzol v topológii stromu je známy ako koreňový uzol a všetky ostatné uzly sú potomkami koreňového uzla.
  • Medzi dvoma uzlami existuje len jedna cesta na prenos dát. Tvorí teda hierarchiu rodič-dieťa.

Výhody stromovej topológie

    Podpora širokopásmového prenosu:Stromová topológia sa používa hlavne na poskytovanie širokopásmového prenosu, t.j. signály sa posielajú na veľké vzdialenosti bez toho, aby boli zoslabené.Ľahko rozšíriteľné:Nové zariadenie môžeme pridať do existujúcej siete. Preto môžeme povedať, že topológia stromu je ľahko rozšíriteľná.Ľahko ovládateľné:V stromovej topológii je celá sieť rozdelená na segmenty známe ako hviezdne siete, ktoré možno ľahko spravovať a udržiavať.Detekcia chyby:Detekcia chýb a oprava chýb sú v stromovej topológii veľmi jednoduché.Obmedzené zlyhanie:Výpadok jednej stanice neovplyvňuje celú sieť.Zapojenie z bodu do bodu:Má point-to-point kabeláž pre jednotlivé segmenty.

Nevýhody stromovej topológie

    Náročné riešenie problémov:Ak sa v uzle vyskytne nejaká chyba, potom je ťažké problém vyriešiť.Vysoká cena:Zariadenia potrebné na širokopásmový prenos sú veľmi drahé.Zlyhanie:Stromová topológia sa spolieha hlavne na kábel hlavnej zbernice a zlyhanie kábla hlavnej zbernice poškodí celú sieť.Ťažká rekonfigurácia:Ak sú pridané nové zariadenia, je ťažké ich prekonfigurovať.

5) Topológia siete

Topológie počítačových sietí
  • Mesh technológia je usporiadanie siete, v ktorej sú počítače navzájom prepojené rôznymi redundantnými spojeniami.
  • Existuje viacero ciest z jedného počítača do druhého.
  • Neobsahuje prepínač, rozbočovač ani žiadny centrálny počítač, ktorý funguje ako centrálny bod komunikácie.
  • Internet je príkladom topológie siete.
  • Topológia siete sa používa hlavne pre implementácie WAN, kde sú zlyhania komunikácie kritickým problémom.
  • Mesh topológia sa používa hlavne pre bezdrôtové siete.
  • Topológiu siete je možné vytvoriť pomocou vzorca:
    Počet káblov = (n*(n-1))/2;

Kde n je počet uzlov, ktoré reprezentujú sieť.

Topológia siete je rozdelená do dvoch kategórií:

  • Plne prepojená topológia siete
  • Čiastočne prepojená topológia siete
Topológie počítačových sietí
    Topológia plnej siete:V topológii plnej siete je každý počítač pripojený ku všetkým počítačom dostupným v sieti.Topológia čiastočnej siete:V topológii čiastočnej siete nie sú všetky počítače okrem určitých pripojených k tým počítačom, s ktorými často komunikujú.

Výhody topológie Mesh:

Spoľahlivý: Siete s topológiou mesh sú veľmi spoľahlivé, ako keby akékoľvek zlyhanie spojenia neovplyvnilo komunikáciu medzi pripojenými počítačmi.

súbor c++

Rýchla komunikácia: Komunikácia medzi uzlami je veľmi rýchla.

Jednoduchšia rekonfigurácia: Pridanie nových zariadení by nenarušilo komunikáciu medzi ostatnými zariadeniami.

Nevýhody topológie Mesh

    Cena:Topológia siete obsahuje veľké množstvo pripojených zariadení, ako je napríklad smerovač, a viac prenosových médií ako iné topológie.Zvládanie:Siete topológie Mesh sú veľmi veľké a veľmi náročné na údržbu a správu. Ak sieť nie je starostlivo monitorovaná, zlyhanie komunikačného spojenia zostane nerozpoznané.Účinnosť:V tejto topológii sú redundantné pripojenia vysoké, čo znižuje efektivitu siete.

6) Hybridná topológia

Topológie počítačových sietí
  • Kombinácia rôznych rôznych topológií je známa ako Hybridná topológia .
  • Hybridná topológia je spojenie medzi rôznymi linkami a uzlami na prenos údajov.
  • Keď sa kombinujú dve alebo viac rôznych topológií, označuje sa to ako hybridná topológia a ak sú podobné topológie navzájom prepojené, nevedie to k hybridnej topológii. Napríklad, ak existuje kruhová topológia v jednej pobočke banky ICICI a topológia zbernice v inej pobočke banky ICICI, výsledkom spojenia týchto dvoch topológií bude hybridná topológia.

Výhody hybridnej topológie

    Spoľahlivý:Ak dôjde k poruche v ktorejkoľvek časti siete, neovplyvní to fungovanie zvyšku siete.Škálovateľné:Veľkosť siete je možné jednoducho rozšíriť pridaním nových zariadení bez ovplyvnenia funkčnosti existujúcej siete.Flexibilné:Táto topológia je veľmi flexibilná, keďže ju možno navrhnúť podľa požiadaviek organizácie.Účinné:Hybridná topológia je veľmi efektívna, pretože môže byť navrhnutá tak, aby sila siete bola maximalizovaná a slabosť siete bola minimalizovaná.

Nevýhody hybridnej topológie

    Komplexný dizajn:Hlavnou nevýhodou hybridnej topológie je návrh hybridnej siete. Je veľmi ťažké navrhnúť architektúru hybridnej siete.Nákladné centrum:Huby používané v hybridnej topológii sú veľmi drahé, pretože tieto huby sa líšia od bežných hubov používaných v iných topológiách.Nákladná infraštruktúra:Náklady na infraštruktúru sú veľmi vysoké, pretože hybridná sieť vyžaduje veľa kabeláže, sieťových zariadení atď.