TechCodeview

Hviezdicová topológia, niekedy známa ako hviezdicová sieť, je sieťová topológia, v ktorej je každé zariadenie pripojené k centrálnemu rozbočovaču. Je to jedna z najrozšírenejších konfigurácií počítačovej siete a je to zďaleka najpopulárnejšia topológia siete. V tomto usporiadaní siete sú všetky zariadenia spojené s centrálnym sieťovým zariadením zobrazené ako hviezdička.

Na rozdiel od topológie Mesh zariadenie nemôže poskytovať komunikáciu priamo medzi zariadeniami v hviezdicovej topológii; musí komunikovať pomocou rozbočovača. Periférne zariadenia fungujú ako klienti, zatiaľ čo centrálne sieťové zariadenie slúži ako server. V závislosti od typu sieťovej karty nainštalovanej v každom počítači sa v hviezdicovej topológii používa RJ-45 alebo koaxiálny kábel. Rovnako ako zbernicová topológia, vytvorenie počítačovej siete, ktorá využíva hviezdicovú topológiu, je veľmi jednoduché a jednoduché.

Existuje tiež veľa príkladov topológie hviezdy v reálnom živote a príklady topológie hviezdnej siete môžete vidieť na letiskách, nemocniciach, bankách a vzdelávacích inštitútoch. Prepínač možno použiť aj ako centrálne zariadenie namiesto rozbočovača. Na pripojenie klienta, serverov a ďalšej siete k centrálnemu rozbočovaču sa použijú prepojovacie káble. V hviezdicovej topológii sú všetky pripojené zariadenia úplne závislé od centrálneho zariadenia; komunikácia cez celú počítačovú sieť zlyhá, ak má centrálne zariadenie nejaký problém.

Vyššie uvedený obrázok je príkladom hviezdnej topológie, ktorá vám pomôže jasne porozumieť topológii hviezdy. Môžete vidieť, že Hub je centrálne zariadenie, cez ktoré sú pripojené všetky ostatné uzly (klienti, servery a ďalšie siete). Každý uzol v tomto diagrame má priame spojenie point-to-point s centrálnym zariadením, no žiaden uzol nemôže komunikovať priamo s ostatnými. Preto pred dosiahnutím cieľa musí každá správa prejsť cez toto centrálne zariadenie (Hub alebo Switch).

localdate

Topológia hviezdy môže byť aktívna alebo pasívna na základe nasledujúcich údajov:

• Ak je prenos údajov aktívne riadený sieťou.
• Ak sieť vyžaduje zdroje elektrickej energie.
• Ak procesy ako zosilnenie alebo regenerácia údajov vykonáva centrálny uzol.

Okrem toho možno na implementáciu hviezdicových topológií použiť aj bezdrôtový smerovač, ethernetové/káblové štruktúry a ďalšie komponenty.

Aplikácie hviezdicovej topológie

Pri vytváraní sietí môže byť hviezdicová topológia použitá na rôznych miestach. Jeho využitie nájdete všade okolo seba vďaka jeho ľahkej dostupnosti a lacnému zariadeniu Star Topology. Niektoré použitia hviezdicovej topológie sú však nasledovné:

• Väčšina počítačových laboratórií vo vzdelávacích inštitúciách využíva tento dizajn na prepojenie uzlov v laboratóriu.
• Naše domáce siete sú jasne nakonfigurované v tejto topológii siete.
• Ďalším využitím hviezdicovej topológie je bankový sektor, kde sú všetci bankoví užívatelia navzájom prepojení pomocou tohto typu topológie.

Charakteristika hviezdicovej topológie

Vlastnosti alebo charakteristiky hviezdicovej topológie sú nasledovné:

• Jednoducho inštalovateľná hviezdicová topológia môže byť použitá prakticky v akomkoľvek druhu počítačovej siete, či už malej, strednej alebo veľkej.
• V porovnaní so zbernicovou topológiou potrebuje hviezdicová topológia viac káblov. V tomto type pripojenej siete tiež neexistuje žiadna závislosť.
• V hviezdicovej topológii môžete na rozšírenie celej siete použiť reťazové usporiadanie.
• V porovnaní s inými druhmi topologických štruktúr je štruktúra hviezdicovej topológie bezpečnejšia z hľadiska straty dát.
• Ponúka výhodu; celá sieť nebude rušiť, ak odpojíte alebo pripojíte zariadenia.

Hardvérové ​​vybavenie topológie hviezdy

Hviezdna topológia vyžaduje špecifické množstvo hardvéru. Typ požadovaného hardvérového vybavenia však úplne závisí od počítačovej siete, ktorú chcete postaviť.

Typ kábla v hviezdicovej topológii

Ak sa chystáte vytvoriť sieť po drôte, existuje možnosť použiť rôzne káble v hviezdicovej topológii. V tejto sieti je možné použiť kábel, koaxiálny alebo krútený párový kábel. Koaxiálny kábel používali v predchádzajúcich dňoch sieťoví inžinieri. Najbežnejšou možnosťou pre kábel je však krútený pár. Okrem toho môžete použiť kábel z optických vlákien, ak chcete vytvoriť vysokorýchlostné počítačové siete.

Ako funguje topológia hviezd?

Je veľmi ľahké a jednoduché pochopiť fungovanie hviezdicovej topológie. Tento typ topológie siete neumožňuje priamu komunikáciu medzi rôznymi uzlami; môžu medzi sebou komunikovať pomocou centrálneho zariadenia dostupného v sieti. Toto centrálne zariadenie, ktorým môže byť pasívny rozbočovač, aktívny rozbočovač alebo prepínač, je zodpovedné za prijímanie aj doručovanie správ od odosielateľa. Proces fungovania centrálneho zariadenia je v každom scenári odlišný. Preto je topológia hviezd rozdelená do troch kategórií na základe pracovného mechanizmu, ktoré sú nasledovné:

1. Topológia pasívnej hviezdy
2. Topológia aktívnej hviezdy
3. Topológia hviezd pomocou prepínača

Rozloženie hviezdicovej topológie v každom zo scenárov by však bolo rovnaké. Ale pracovný mechanizmus každého z nich ich odlišuje. Nižšie je uvedené vysvetlenie každého z nich.

Topológia pasívnej hviezdy

Pasívna topológia hviezdy sa vytvára pomocou pasívneho rozbočovača, ktorý je centrálnym zariadením siete. Toto centrálne zariadenie v počítačovej sieti prijíma signál od odosielateľa a posiela ho ďalším staniciam. Pasívny rozbočovač má schopnosť umožniť prechod signálu bez akéhokoľvek zásahu. Inými slovami, komunikačné signály nemôže pasívny rozbočovač regenerovať ani spracovať.

Ak navrhnete hviezdnu sieť pomocou pasívneho rozbočovača, pasívny rozbočovač bude fungovať ako centrálne zariadenie, ktoré prijíma dátovú správu od odosielateľa a vysiela ju do všetkých pripojených uzlov k centrálnemu zariadeniu. Po prijatí dátovej správy všetky pridružené uzly akceptujú kontrolu cieľovej adresy. Ak sa adresa uzla a cieľová adresa zhodujú, zhodná adresa si správu ponechá. Uzol zahodí dátovú správu, ak sa adresa uzla a cieľová adresa nezhodujú. Tento typ siete nie je vhodný pre veľké počítačové siete a siete na veľké vzdialenosti.

Topológia aktívnej hviezdy

Aktívny rozbočovač, ktorý slúži účelu centrálneho zariadenia, je prítomný v topológii aktívnej hviezdy. Pokiaľ ide o prenos komunikačných signálov, tento Hub vykonáva ďalšie funkcie. Aktívny rozbočovač, na rozdiel od pasívneho rozbočovača, môže prepracovávať alebo regenerovať komunikačné signály. Po obnovení komunikačných signálov odosielateľa ich vysiela do všetkých ostatných uzlov v počítačovej sieti. Výsledkom je, že aktívny rozbočovač slúži aj ako opakovač.

Ako už bolo popísané, regeneruje signálnu komunikáciu, ktorá vedie k sile komunikačného signálu. A zvyšok pracovného procesu Active Hub je rovnaký ako Passive Hub. Ak vytvoríte hviezdicovú sieť pomocou Active Hub, je vhodnejšia pre dlhé káble a väčší počet uzlov.

Topológia hviezd pomocou prepínača

Switch možno použiť namiesto Hubu ako centrálne zariadenie v hviezdnej architektúre. Hviezdna sieť vytvorená pomocou prepínača sa môže nazývať aj topológia hviezdnej siete Switcher. Namiesto aktívneho rozbočovača alebo pasívneho rozbočovača slúži v tomto type siete ako základné zariadenie inteligentné zariadenie (switch). Ako inteligentný rozbočovač môže prepínač vykonávať rôzne funkcie, ale nemôže prenášať komunikačný signál. Switch odošle dátovú správu určenému príjemcovi po prečítaní cieľovej adresy dátovej správy, vrátane vykonania niektorých ďalších funkcií:

dátum použitia java

• Smerovanie
• Spracovanie alebo regenerácia signálu
• Premostenie
• Správa siete

Podobne ako Hub, prepínač prijíma dátovú správu od odosielateľa. Po prijatí správy však dátovú správu neodošle, najskôr sám skontroluje cieľovú adresu a následne správu odošle na konkrétnu destináciu. Tento druh prenosu je známy ako Uni-cast. Z hľadiska identifikácie, smerovania a regenerácie cieľa je switch inteligentné zariadenie. Preto by vašou prvou voľbou malo byť vybudovanie siete s hviezdicovou topológiou pomocou Switch.

Výhody hviezdicovej topológie

Keď ste uprostred procesu nastavenia, existuje niekoľko výhod hviezdicovej topológie, ktoré stojí za zváženie, a to:

Odolnosť proti chybám

Hviezdicová topológia ovplyvňuje iba jeden uzol, keď dôjde k zlyhaniu NIC alebo prerušeniu kábla. Pretože každé zariadenie sa pripája nezávisle k centrálnemu jadru; preto ponúka užívateľom výhodu z hľadiska výpadku siete. Uzly sú navzájom prepojené jedným káblom. Avšak v porovnaní s inými návrhmi môže byť táto štruktúra nákladná. Ale kvôli jeho výhodám zvyčajne prevážia problémy s nákladmi. Kompromis s centrálnym jadrom je jediný spôsob, ako odstrániť všetky uzly naraz. Je to bezpečná sieť a nie je ľahko dostupná pre bežného človeka. Túto sieť môžu navyše využívať podniky akejkoľvek veľkosti na podporu svojich požiadaviek.

Škálovateľnosť

Môžu existovať dôvody na pridanie nového zariadenia do siete. V sieti s hviezdicovou topológiou je pridanie nového zariadenia jednoduchý proces. Na to je potrebné iba pripojiť nové zariadenie k centrálnemu jadru pomocou kabeláže. Poskytuje vám výhodu v situácii, keď potrebujete pripojiť viacero zariadení s jedným jadrom. Umožňuje vám rozširovať sieť pridávaním nových zariadení a pomáha vám naďalej využívať výhody tejto štruktúry.

java bajtové pole na reťazec

Celá sieť závisí od centrálneho bodu pripojenia, keď sa zariadenia pridávajú alebo odstraňujú z centrálneho zariadenia. Preto sú tieto druhy sietí vysoko škálovateľné a pomáhajú udržiavať vašu úroveň produktivity výmenou nefunkčnej jednotky.

Pripojenie viacerých typov zariadení

Hviezdicová topológia umožňuje používateľom pripojiť viacero typov zariadení. Táto sieť je najlepšou voľbou z hľadiska rozmanitosti aplikácií, ak máte rozbočovač alebo prepínač, ktorý má schopnosť posielať dátové pakety niekoľkým typom zariadení. Hviezdicová topológia sa tiež používa vo väčšine podnikov na prepojenie počítačov s rôznymi tlačiarňami a inými stanicami.

Okrem toho môžete tiež maximalizovať dosah každého pripojeného zariadenia v hviezdicovej topológii prostredníctvom dostupného servera, ktorý sa pripája k centrálnemu rozbočovaču. Okrem toho môžete pomocou tejto konfigurácie rýchlo prepojiť celú kanceláriu, kým nebude zariadenie kompatibilné so softvérom alebo hardvérom centrálneho rozbočovača, ako aj so sieťovým pripojením, ktoré používate.

Nízka pravdepodobnosť kolízií údajov

V hviezdicovej topológii, keďže všetky uzly sú pripojené k centrálnemu jadru pomocou vlastného kábla, vedie to k zníženiu pravdepodobnosti kolízií údajov. Má tiež schopnosť zvládnuť situáciu, keď dôjde ku kolíziám údajov a nevytvára úzke miesta. To znamená, že v porovnaní s inými sieťovými návrhmi sú úrovne výkonu tejto topológie siete mimoriadne vysoké. V dôsledku vysokej úrovne premávky však môže za určitých podmienok fungovať pomaly.

Viaceré prístupy

S hviezdicovou topológiou môžete použiť viacero prístupov. Znamená to, že v čase navrhovania siete s hviezdicovou topológiou si môžete vybrať, či chcete použiť aktívny rozbočovač, pasívny rozbočovač alebo prepínač. Ak sa rozhodnete použiť pasívny rozbočovač, nepotrebuje čas úpravy dátových paketov. A signály prechádzajú bez akéhokoľvek zásahu do siete hviezdicovej topológie navrhnutej s pasívnym rozbočovačom.

Okrem toho, okrem svojich centrálnych základných úloh, sieť navrhnutá pomocou aktívneho rozbočovača vykonáva ďalšie funkcie, vďaka ktorým môže fungovať ako opakovač. Ak navrhnete sieť s hviezdicovou topológiou pomocou prepínača, prenesie dátovú správu do zamýšľaného prijímača, keď načíta cieľovú adresu dátových paketov.

Vyhýba sa spojeniam point-to-point

Hviezdicová topológia udržuje rýchlu komunikáciu, pretože vytvára efektívnejší prístup. V iných topológiách však môžete získať vysokú úroveň spoľahlivosti. Ponúka väčšiu flexibilitu; môžete ho bezpečne nainštalovať vo vašej spoločnosti. A vďaka prítomnosti centrálneho rozbočovača si nemusíte robiť starosti so vzájomnou komunikáciou vašich zariadení. Siete takmer akejkoľvek veľkosti tak môžu jednoducho využívať sieť hviezdicovej topológie a získať jej výhody. Poskytuje používateľom bodové pripojenia a komunikáciu unicast, ktorá vytvára bezpečný spôsob prenosu dátových paketov. Pri tomto druhu siete tiež neexistuje riziko odrazu signálu. Preto pomáha vyhnúť sa spojeniam point-to-point.

Nevýhody hviezdicovej topológie

Aj keď hviezdicová topológia ponúka používateľom viacero výhod, má aj niektoré nevýhody, ktoré sú nasledovné:

Porucha centrálneho jadra

V hviezdicovej topológii je celý systém závislý od centrálneho zariadenia (Hub alebo Switch), ktoré je najdôležitejším bodom siete. Ak zlyhá centrálne jadro, bude to mať vplyv na celý systém a dokonca ani vy nemôžete používať počítačovú sieť. Aj keď v tejto situácii môžete pracovať offline; môžu existovať šance na okamžité zníženie príležitostí na spoluprácu. Ak z nejakého dôvodu dôjde k zlyhaniu, možno budete musieť vymeniť celé centrum, čo môže byť kritický návrh.

drahé

Inštalácia a rozšírenie hviezdicovej topológie je veľmi nákladné, pretože vyžaduje kabeláž pre zariadenia alebo systémy. V podstate najdrahším aspektom tejto topológie je, že potrebuje ďalšie rozbočovače alebo prepínače, viac konektorov a káblov. V sieti s hviezdicovou topológiou musí byť každé zariadenie pripojené priamo k centrálnemu rozbočovaču. Jeho dizajn je však veľmi spoľahlivý. Najdrahšia táto topológia je hlavným dôvodom, prečo niektoré malé podniky hľadajú alternatívy pre túto sieť.

Aj keď je to drahšie, zvyšuje produktivitu siete a skracuje čas potrebný na sledovanie problémov s údržbou, čo vedie k úspore nákladov. Tiež zvyčajne dochádza k menej prestojom, pretože keď odpojíte akékoľvek zariadenie od siete, musíte nejakým spôsobom urobiť kompromis s káblom, pretože všetky zariadenia sa pripájajú pomocou kábla.

Požiadavka dodatočného vybavenia

Keďže topológia hviezdy potrebuje na fungovanie centrálne jadro, centrálnym jadrom môže byť prepínač alebo rozbočovač. Ak potrebujete spustiť rôzne hviezdy, pre každú potrebujete aj centrálne jadro. Táto inštalácia zvyšuje náklady a vytvára množstvo zraniteľností v rámci niektorých návrhov. Ak odstránite primárny rozbočovač z viachviezdičkovej inštalácie, môžete zmeniť hlavný komunikačný nástroj. Všetky systémy by už nemali prístup k centrálnej databáze na spoluprácu, ale stále by mohli medzi sebou komunikovať.

strint do int

Vplyv na mobilitu

Väčšina ľudí je stále závislá od káblových pripojení, aj keď sú v modernej dobe dostupné bezdrôtové systémy s hviezdicovou topológiou. Keď ľudia používajú pre svoju sieť káblové pripojenie, obmedzená dĺžka kábla obmedzuje ich pohyb. Aby zostali produktívni, nebudú si môcť vziať svoje pracovné stanice so sebou. Tiež musia opustiť svoju pracovnú stanicu, aby získali položku, ak chcú niečo vytlačiť na sieti, pretože ste viazaní na určitú vzdialenosť od centrálneho rozbočovača, čo vedie k zníženiu úrovne produktivity v priebehu času.

Náročné na pripojenie mobilných zariadení

Aj keď je pridávanie ďalších zariadení s hviezdicovou topológiou jednoduché, pripojenie smartfónu alebo iného mobilného zariadenia môže byť náročné. Okrem toho existuje niekoľko počítačov, ktoré neposkytujú možnosť pripojenia k tejto sieti. Väčšina centrálneho rozbočovača nemá port, ktorý by ponúkal výhody používania internetu s týmto systémom.

Preto sa môžete spoľahnúť na Wi-Fi alebo mobilné pripojenie, aby ste zostali online. To znamená, že ak máte pracovníkov v mobilných alebo vzdialených kanceláriách, môžete čeliť mnohým problémom a dokonca bude veľmi ťažké spolupracovať na projektoch. Ľudia, ktorí sa pokúsia pripojiť k vašej sieti LAN bez vnútorného prístupu, budú mať rovnaké problémy ako tí, ktorí používajú káblové pripojenie na komunikáciu mimo vašej organizácie.

Káble náchylné na poškodenie

Kábel alebo drôt, ktorý sa používa na vytvorenie systému hviezdicovej topológie, môže byť náchylný na poškodenie. Lepší spôsob, ako sa kábel dostať na určené pracovné stanice alebo periférne zariadenia, musí ísť pod podlahu, za steny alebo cez iné prekážky. Navyše, pri zmene poveternostných podmienok alebo vplyvu na divokú zver sa môže stať náchylnou v stave, keď LAN potrebuje inštalačné práce na vonkajšej strane budovy. Tieto problémy môžu ovplyvniť spoľahlivosť niektorých sietí s hviezdicovou topológiou. Aj keď sa vždy môžu vyskytnúť nejaké nehody, týmto problémom sa môžete vyhnúť pridaním ochrannej bariéry okolo káblov.

Nízke rýchlosti prenosu dát

Bezdrôtová hviezdicová topológia nie je vhodná pre sieť, ktorá má veľké zaťaženie, pretože má nízku rýchlosť prenosu dát. Ak potrebujete sieť, ktorá má potenciál zvládnuť veľké zaťaženie, mali by ste zvoliť sieť s káblovou hviezdicovou topológiou. Riziko úzkych miest s WLAN stúpa a vždy sa pohybuje pomaly. Ak chcete implementovať limity v sieti, musíte vykonať manuálne nastavenia. To znamená, že namiesto toho, aby ste boli pri svojom novom projekte produktívni, trávite viac času systémom. Komplikované môže byť aj zistenie a diagnostika problému v bezdrôtovej sieti. To je dôvod, prečo sa niekedy investícia do kábla oplatí viac ako do káblovej siete.

Čo je topológia rozšírenej hviezdy?

Ako podnikanie rastie, pokiaľ ide o výpočtové zdroje; preto je flexibilita počítačových sietí veľmi dôležitá. Ak chcete ponúknuť možnosť zdieľania všetkým svojim zamestnancom, budete musieť o toto zvýšenie rozšíriť svoju sieť. Na vybudovanie topológie rozšírenej hviezdy, ktorá je prepojená v sieti a ponúka flexibilitu na pripojenie viacerých uzlov, je potrebných viacero rozbočovačov alebo prepínačov.

Incident topológie rozšírenej hviezdy nie je zložitý. Napríklad máte Switch alebo Hub, ktorý obsahuje štyri porty, čo znamená, že v tejto počítačovej sieti môžete pripojiť maximálne štyri zariadenia. Ak z nejakého dôvodu potrebujete pripojiť šesť zariadení, musíte si kúpiť ďalší rozbočovač alebo prepínač, ktorý dokáže uľahčiť šesť používateľov. Jediné tri zariadenia môžu byť spojené s prvým centrálnym zariadením (nazývaným A). Rovnako ako pri druhom centrálnom zariadení, iba tri zariadenia môžu byť spojené s druhým centrálnym zariadením (nazývaným B). Pamätajte, že v každom centrálnom zariadení je prázdny port. Preto bude prázdny port A spojený s prázdnym portom B.

Na rozšírenie tejto infraštruktúry bude potrebných viac uzlov. Pomocou tohto spôsobu môžete rozšíriť sieť tak, aby plne uspokojila rastúce požiadavky používateľov a môžete pokračovať v pripájaní rozbočovačov alebo prepínačov. Zvyčajne sa tiež nazýva Daisy-Chain Arrangement. Koncept, ktorý používame so zariadeniami USB, tiež sleduje to isté. Táto topológia je nielen oveľa jednoduchšia, ale aj veľmi priaznivá v porovnaní so zbernicovou topológiou. Na vytiahnutie prepojovacích vedení nie je potrebné prepichovať káble. V Hube alebo Switchi stačí nájsť prázdny port na rozšírenie siete.

Rozdiely medzi topológiou hviezdy a topológiou zbernice

Existuje niekoľko rozdielov medzi hviezdicovou a zbernicovou topológiou. Tabuľka so všetkými rozdielmi medzi topológiou hviezdy a topológiou zbernice je uvedená nižšie: