logo

Що таке топологія мережі?

Топологія визначає структуру мережі, як усі компоненти взаємопов’язані один з одним. Існує два типи топології: фізична та логічна топологія.

Типи топології мережі

Фізична топологія — це геометричне зображення всіх вузлів мережі. Існує шість типів топології мережі: топологія шини, топологія кільця, топологія дерева, топологія зірки, топологія сітки та гібридна топологія.

Топології комп’ютерних мереж

1) Топологія шини

Топології комп’ютерних мереж
  • Топологія шини розроблена таким чином, що всі станції з’єднані одним кабелем, відомим як магістральний кабель.
  • Кожен вузол або підключений до магістрального кабелю за допомогою роз’ємного кабелю, або безпосередньо підключений до магістрального кабелю.
  • Коли вузол хоче надіслати повідомлення через мережу, він розміщує повідомлення через мережу. Усі станції, доступні в мережі, отримають повідомлення незалежно від того, було воно адресоване чи ні.
  • Топологія шини в основному використовується в стандартних мережах 802.3 (ethernet) і 802.4.
  • Конфігурація шинної топології є досить простою порівняно з іншими топологіями.
  • Магістральний кабель розглядається як a 'одна смуга' через який повідомлення транслюється на всі станції.
  • Найпоширенішим методом доступу до шинних топологій є CSMA (Множинний доступ із визначенням несучої).

CSMA: Це контроль доступу до середовища, який використовується для керування потоком даних, щоб підтримувати цілісність даних, тобто пакети не втрачалися. Існує два альтернативних способи вирішення проблем, які виникають, коли два вузли надсилають повідомлення одночасно.

    CD CSMA:CD CSMA ( Виявлення зіткнень ) — це метод доступу, який використовується для виявлення зіткнення. Після виявлення конфлікту відправник припинить передачу даних. Тому він працює на ' відновлення після зіткнення '.CSMA CA: CSMA CA (уникнення зіткнень) це метод доступу, який використовується для уникнення зіткнень шляхом перевірки, чи зайняте середовище передачі чи ні. Якщо зайнято, то відправник чекає, доки медіа стане неактивним. Ця техніка ефективно знижує ймовірність зіткнення. Не працює на «відновленні після зіткнення».

Переваги шинної топології:

    Недорогий кабель:У шинній топології вузли безпосередньо підключаються до кабелю, не проходячи через концентратор. Тому початкова вартість установки невелика.Помірна швидкість передачі даних:Коаксіальні кабелі або кабелі типу «кручена пара» в основному використовуються в мережах на основі шини, які підтримують швидкість до 10 Мбіт/с.Знайома технологія:Топологія шини є знайомою технологією, оскільки методи встановлення та усунення несправностей добре відомі, а апаратні компоненти легкодоступні.Обмежена помилка:Збій в одному вузлі не вплине на інші вузли.

Недоліки шинної топології:

    Велика кількість кабелів:Топологія шини досить проста, але все одно вимагає багато кабелів.Складне усунення несправностей:Для визначення несправності кабелю потрібне спеціальне тестове обладнання. Якщо в кабелі станеться будь-яка несправність, це порушить зв’язок між усіма вузлами.Перешкоди сигналу:Якщо два вузли надсилають повідомлення одночасно, то сигнали обох вузлів стикаються один з одним.Переконфігурація складна:Додавання нових пристроїв до мережі сповільнить роботу мережі.Затухання:Затухання – це втрата сигналу, що призводить до проблем зі зв’язком. Для регенерації сигналу використовуються повторювачі.

2) Кільцева топологія

Топології комп’ютерних мереж
  • Кільцева топологія схожа на топологію шини, але має з’єднані кінці.
  • Вузол, який отримує повідомлення від попереднього комп’ютера, буде повторно передавати на наступний вузол.
  • Дані надходять в одному напрямку, тобто є односпрямованими.
  • Дані передаються в один безперервний цикл, відомий як нескінченний цикл.
  • Він не має завершених кінців, тобто кожен вузол з’єднаний з іншим вузлом і не має кінцевої точки.
  • Дані в кільцевій топології передаються за годинниковою стрілкою.
  • Найпоширенішим методом доступу кільцевої топології є передача маркера .
      Передача маркера:Це метод доступу до мережі, при якому маркер передається від одного вузла до іншого вузла.
  • Токен:Це кадр, який циркулює по мережі.

Робота передачі токенів

  • Маркер рухається по мережі та передається від комп’ютера до комп’ютера, поки не досягне місця призначення.
  • Відправник змінює маркер, додаючи адресу разом із даними.
  • Дані передаються з одного пристрою на інший, доки адреса призначення не збігається. Після того, як маркер отримано пристроєм призначення, він надсилає підтвердження відправнику.
  • У кільцевій топології маркер використовується як носій.

Переваги кільцевої топології:

    Керування мережею:Несправні пристрої можна видалити з мережі, не відключаючи мережу.Наявність товару:Доступно багато апаратних і програмних засобів для роботи в мережі та моніторингу.Вартість:Кабель з витою парою недорогий і легкодоступний. Тому вартість установки дуже низька.Надійний:Це більш надійна мережа, оскільки система зв’язку не залежить від одного головного комп’ютера.

Недоліки кільцевої топології:

    Складне усунення несправностей:Для визначення несправності кабелю потрібне спеціальне тестове обладнання. Якщо в кабелі станеться будь-яка несправність, це порушить зв’язок між усіма вузлами.Помилка:Поломка однієї станції призводить до виходу з ладу всієї мережі.Переконфігурація складна:Додавання нових пристроїв до мережі сповільнить роботу мережі.Затримка:Затримка зв'язку прямо пропорційна кількості вузлів. Додавання нових пристроїв збільшує затримку зв’язку.

3) Топологія зірки

Топології комп’ютерних мереж
  • Топологія типу «зірка» — це структура мережі, в якій кожен вузол підключений до центрального концентратора, комутатора або центрального комп’ютера.
  • Центральний комп'ютер відомий як a сервер , а периферійні пристрої, підключені до сервера, відомі як клієнтів .
  • Для підключення комп’ютерів використовується коаксіальний кабель або кабелі RJ-45.
  • Концентратори або комутатори в основному використовуються як з’єднувальні пристрої в a фізична топологія зірки .
  • Зірчаста топологія є найпопулярнішою топологією в реалізації мережі.

Переваги топології «зірка».

    Ефективне усунення несправностей:Пошук і усунення несправностей є досить ефективним у зіркоподібній топології порівняно з шинною. У топології шини менеджер повинен перевірити кілометри кабелю. У зіркоподібній топології всі станції підключені до централізованої мережі. Тому мережевий адміністратор має звернутися до однієї станції, щоб усунути проблему.Контроль мережі:Складні функції керування мережею можна легко реалізувати в топології типу «зірка». Будь-які зміни, внесені в зіркоподібну топологію, враховуються автоматично.Обмежена помилка:Оскільки кожна станція підключена до центрального концентратора власним кабелем, тому збій в одному кабелі не вплине на всю мережу.Знайома технологія:Зіркоподібна топологія є знайомою технологією, оскільки її інструменти є економічно ефективними.Легко розширюється:Його легко розширити, оскільки до відкритих портів концентратора можна додавати нові станції.Економічно ефективним:Мережі з топологією «зірка» є економічно ефективними, оскільки використовують недорогий коаксіальний кабель.Висока швидкість передачі даних:Він підтримує пропускну здатність приблизно 100 Мбіт/с. Ethernet 100BaseT є однією з найпопулярніших мереж топології Star.

Недоліки топології «зірка».

    Центральна точка невдачі:Якщо центральний концентратор або комутатор вийде з ладу, то всі підключені вузли не зможуть спілкуватися один з одним.Кабель:Іноді прокладання кабелю стає складним, коли потрібна значна кількість прокладок.

4) Топологія дерева

Топології комп’ютерних мереж
  • Деревоподібна топологія поєднує характеристики шинної топології та зіркової топології.
  • Деревоподібна топологія — це тип структури, у якій усі комп’ютери з’єднані один з одним у ієрархічний спосіб.
  • Самий верхній вузол у топології дерева називається кореневим вузлом, а всі інші вузли є нащадками кореневого вузла.
  • Існує лише один шлях між двома вузлами для передачі даних. Таким чином, він формує ієрархію «батьки-діти».

Переваги топології дерева

    Підтримка широкосмугової передачі:Деревоподібна топологія в основному використовується для забезпечення широкосмугової передачі, тобто сигнали надсилаються на великі відстані без ослаблення.Легко розширюється:Ми можемо додати новий пристрій до існуючої мережі. Тому можна сказати, що топологія дерева легко розширюється.Легко керований:У деревоподібній топології вся мережа розділена на сегменти, відомі як зіркові мережі, якими можна легко керувати та підтримувати.Виявлення помилок:Виявлення та виправлення помилок дуже прості в топології дерева.Обмежена помилка:Поломка однієї станції не впливає на всю мережу.Проводка точка-точка:Він має двоточкову проводку для окремих сегментів.

Недоліки топології дерева

    Складне усунення несправностей:Якщо у вузлі виникає якась несправність, усунути проблему стає важко.висока вартість:Пристрої, необхідні для широкосмугової передачі, дуже дорогі.Помилка:Деревоподібна топологія в основному залежить від кабелю основної шини, а збій кабелю основної шини пошкодить всю мережу.Переконфігурація складна:Якщо додаються нові пристрої, стає важко переналаштувати.

5) Сітчаста топологія

Топології комп’ютерних мереж
  • Меш-технологія — це мережева структура, у якій комп’ютери з’єднані один з одним за допомогою різноманітних резервних з’єднань.
  • Існує кілька шляхів від одного комп’ютера до іншого.
  • Він не містить комутатора, концентратора чи будь-якого центрального комп’ютера, який діє як центральна точка зв’язку.
  • Інтернет є прикладом сітчастої топології.
  • Меш-топологія в основному використовується для реалізацій WAN, де збої зв’язку є критичною проблемою.
  • Меш-топологія в основному використовується для бездротових мереж.
  • Топологію сітки можна сформувати за формулою:
    Кількість кабелів = (n*(n-1))/2;

Де n – кількість вузлів, які представляють мережу.

Меш-топологія поділяється на дві категорії:

  • Повністю зв'язана сітчаста топологія
  • Частково зв'язана сітчаста топологія
Топології комп’ютерних мереж
    Повна сітчаста топологія:У топології повної сітки кожен комп’ютер підключений до всіх комп’ютерів, доступних у мережі.Часткова сітчаста топологія:У частковій сітчастій топології не всі, але певні комп’ютери підключені до тих комп’ютерів, з якими вони часто спілкуються.

Переваги топології Mesh:

Надійний: Мережі з сітчастою топологією є дуже надійними, тому що будь-який збій зв’язку не вплине на зв’язок між підключеними комп’ютерами.

розмір python

Швидке спілкування: Зв'язок між вузлами дуже швидкий.

Простіша реконфігурація: Додавання нових пристроїв не порушить зв’язок між іншими пристроями.

Недоліки топології Mesh

    Вартість:Меш-топологія містить велику кількість підключених пристроїв, таких як маршрутизатор, і більше засобів передачі, ніж інші топології.Управління:Мережі з топологією Mesh дуже великі, і їх дуже важко підтримувати та керувати ними. Якщо мережа не контролюється ретельно, збій каналу зв’язку залишається непоміченим.Ефективність:У цій топології надлишкові з’єднання є високими, що знижує ефективність мережі.

6) Гібридна топологія

Топології комп’ютерних мереж
  • Комбінація різних топологій відома як Гібридна топологія .
  • Гібридна топологія – це з’єднання між різними посиланнями та вузлами для передачі даних.
  • Коли дві або більше різних топологій поєднуються разом, це називається гібридною топологією, і якщо схожі топології з’єднані одна з одною, це не призведе до гібридної топології. Наприклад, якщо існує кільцева топологія в одній філії банку ICICI та топологія шини в іншій філії банку ICICI, з’єднання цих двох топологій призведе до гібридної топології.

Переваги гібридної топології

    Надійний:Якщо збій станеться в будь-якій частині мережі, це не вплине на функціонування решти мережі.Масштабований:Розмір мережі можна легко розширити, додавши нові пристрої, не впливаючи на функціональність існуючої мережі.гнучкий:Ця топологія є дуже гнучкою, оскільки її можна спроектувати відповідно до вимог організації.Ефективний:Гібридна топологія є дуже ефективною, оскільки її можна спроектувати таким чином, щоб потужність мережі була максимальною, а слабкість мережі мінімізованою.

Недоліки гібридної топології

    Комплексна конструкція:Головним недоліком гібридної топології є дизайн гібридної мережі. Дуже складно спроектувати архітектуру гібридної мережі.Дорогий центр:Концентратори, які використовуються в гібридній топології, дуже дорогі, оскільки ці концентратори відрізняються від звичайних концентраторів, що використовуються в інших топологіях.Дорога інфраструктура:Вартість інфраструктури дуже висока, оскільки для гібридної мережі потрібно багато кабелів, мережевих пристроїв тощо.