TechCodeview

Зіркоподібна топологія, іноді відома як зіркоподібна мережа, — це топологія мережі, у якій кожен пристрій підключено до центрального концентратора. Це одна з найпоширеніших конфігурацій комп’ютерних мереж і, безперечно, найпопулярніша топологія мережі. У цій мережі всі пристрої, підключені до центрального мережевого пристрою, відображаються зірочкою.

На відміну від топології Mesh, пристрій не може забезпечити зв’язок безпосередньо між пристроями в топології зірка; він повинен спілкуватися за допомогою концентратора. Периферійні пристрої функціонують як клієнти, а центральний мережевий пристрій — як сервер. Залежно від типу мережевої карти, встановленої на кожному комп’ютері, у топології «зірка» використовується RJ-45 або коаксіальний кабель. Подібно до топології шини, створення комп’ютерної мережі, що використовує топологію типу «зірка», є дуже простим і простим.

У реальному житті також є багато прикладів зіркоподібної топології, і ви можете побачити приклади зіркоподібної топології мережі в аеропортах, лікарнях, банках і навчальних закладах. Комутатор також можна використовувати як центральний пристрій замість концентратора. Комутаційні кабелі будуть використовуватися для підключення клієнта, серверів та іншої мережі до центрального концентратора. У зіркоподібній топології всі підключені пристрої повністю залежать від центрального пристрою; зв'язок через всю комп'ютерну мережу переривається, якщо центральний пристрій має будь-які проблеми.

Зображення вище є прикладом зіркової топології, який допоможе вам чітко зрозуміти зіркову топологію. Ви бачите, що концентратор — це центральний пристрій, через який підключаються всі інші вузли (клієнти, сервери та інші мережі). Кожен вузол на цій діаграмі має пряме з’єднання «точка-точка» з центральним пристроєм, але жоден вузол не може безпосередньо спілкуватися з іншими. Таким чином, перш ніж досягти місця призначення, кожне повідомлення має пройти через цей центральний пристрій (хаб або комутатор).

Шрі Рамануджан

Зіркоподібна топологія може бути активною або пасивною на основі наступного:

• Якщо передача даних активно контролюється мережею.
• Якщо для мережі потрібні джерела електроенергії.
• Якщо такі процеси, як посилення або регенерація даних, виконуються центральним вузлом.

Крім того, бездротовий маршрутизатор, Ethernet/кабельні структури та інші компоненти також можуть бути використані для реалізації зіркоподібної топології.

Застосування зіркової топології

У мережі зіркоподібна топологія може використовуватися в різних місцях. Завдяки легкій доступності та дешевому обладнанню Star Topology ви можете знайти його застосування всюди. Однак деякі види використання зіркової топології є такими:

• Більшість комп’ютерних лабораторій у навчальних закладах використовують цю конструкцію для з’єднання вузлів у лабораторії.
• Наші домашні мережі чітко налаштовані в цій топології мережі.
• Інше використання зіркової топології — це банківський сектор, де всі банківські користувачі з’єднані один з одним за допомогою цього типу топології.

Характеристики зіркоподібної топології

Особливості або характеристики зіркоподібної топології такі:

• Просту в установці зіркоподібну топологію можна використовувати практично в будь-якій комп’ютерній мережі, будь то мала, середня чи велика.
• Порівняно з топологією шини, топологія зірка потребує більше кабелю. Крім того, у цьому типі підключеної мережі немає залежності.
• У зіркоподібній топології для розширення всієї мережі можна використовувати шлейфове розташування.
• Порівняно з іншими типами топологічних структур, структура зіркоподібної топології більш безпечна з точки зору втрати даних.
• Це пропонує перевагу; вся мережа не заважає, якщо ви знімаєте або підключаєте пристрої.

Апаратне обладнання топології зірки

Зоряна топологія вимагає певної кількості обладнання. Однак тип необхідного апаратного обладнання повністю залежить від комп’ютерної мережі, яку ви збираєтеся побудувати.

Тип кабелю в топології «зірка».

Існує можливість використовувати різні кабелі в топології «зірка», якщо ви збираєтеся встановити мережу по дроту. У цій мережі можна використовувати кабель, коаксіальний або виту пару. Раніше мережеві інженери використовували коаксіальний кабель. Але найпоширенішим варіантом кабелю є вита пара. Крім того, ви можете використовувати волоконно-оптичний кабель, якщо хочете встановити високошвидкісні комп’ютерні мережі.

Як працює зіркова топологія?

Зрозуміти роботу зіркоподібної топології дуже легко і просто. Цей тип топології мережі не допускає прямого зв'язку між різними вузлами; вони можуть спілкуватися один з одним за допомогою центрального пристрою, доступного в мережі. Цей центральний пристрій, який може бути пасивним концентратором, активним концентратором або комутатором, відповідає як за отримання, так і за доставку повідомлень від відправника. Процес роботи центрального пристрою відрізняється в кожному сценарії. Таким чином, зіркова топологія класифікується на три категорії на основі робочого механізму, які є такими:

1. Топологія пасивної зірки
2. Топологія активної зірки
3. Зірчаста топологія з використанням Switch

Однак схема зіркової топології в кожному зі сценаріїв буде однаковою. Але механізм роботи кожного робить їх різними. Нижче наведено пояснення щодо кожного з них.

Топологія пасивної зірки

Топологія пасивної зірки створюється за допомогою пасивного концентратора, який є центральним пристроєм мережі. Цей центральний пристрій у комп’ютерній мережі отримує сигнал від відправника та надсилає його іншим станціям. Пасивний концентратор має можливість пропускати сигнал без будь-якого втручання. Іншими словами, комунікаційні сигнали не можуть бути регенеровані або повторно оброблені пасивним концентратором.

Якщо ви проектуєте зіркову мережу за допомогою пасивного концентратора, пасивний концентратор діятиме як центральний пристрій, який отримує повідомлення даних від відправника та транслює його всім підключеним вузлам до центрального пристрою. Після отримання повідомлення з даними всі пов’язані вузли приймають перевірку адреси призначення. Якщо адреса вузла та адреса призначення збігаються, відповідний зберігає повідомлення. Вузол відхиляє повідомлення даних, якщо адреса вузла та адреса призначення не збігаються. Цей тип мережі не підходить для великих комп’ютерних мереж і мереж на великій відстані.

Топологія активної зірки

Виконуючи функції центрального пристрою, активний концентратор присутній в активній зіркоподібній топології. У плані пропускання сигналів зв'язку цей Хаб виконує додаткові функції. Активний концентратор, на відміну від пасивного концентратора, може повторно обробляти або регенерувати комунікаційні сигнали. Після оновлення сигналів зв’язку відправника він транслює їх усім іншим вузлам комп’ютерної мережі. Таким чином, активний концентратор також виконує функції повторювача.

Як було описано, він регенерує сигнал зв'язку, що призводить до потужності сигналу зв'язку. Решта робочого процесу Active Hub така ж, як і Passive Hub. Якщо ви створюєте зіркову мережу за допомогою Active Hub, вона більше підходить для використання довгих кабелів і більшої кількості вузлів.

Зірчаста топологія з використанням Switch

Комутатор можна використовувати замість концентратора як центральний пристрій у зірковій архітектурі. Зіркову мережу, побудовану за допомогою Switch, також можна назвати топологією мережі Switcher Star. Замість активного або пасивного концентратора, інтелектуальний пристрій (комутатор) служить основним пристроєм у цьому типі мережі. Як інтелектуальний концентратор комутатор може виконувати різноманітні функції, але він не може передавати сигнал зв’язку. Комутатор передає повідомлення даних призначеному отримувачу після прочитання адреси призначення повідомлення даних, включаючи також виконання деяких додаткових функцій:

дискета

• Маршрутизація
• Обробка або регенерація сигналу
• Перемикання
• Управління мережею

Подібно до Hub, комутатор приймає повідомлення даних від відправника. Але він не транслює повідомлення даних після отримання повідомлення, спочатку сам перевіряє адресу призначення, а потім надсилає повідомлення конкретному пункту призначення. Цей тип передачі відомий як Uni-cast. З точки зору ідентифікації пункту призначення, маршрутизації та регенерації комутатор є інтелектуальним пристроєм. Тому побудова мережі з топологією «зірка» за допомогою комутатора має бути вашим першим вибором.

Переваги зіркоподібної топології

Коли ви перебуваєте в середині процесу налаштування, є кілька переваг зіркоподібної топології, які варто розглянути, а саме:

Відмовостійкість

Зіркоподібна топологія впливає лише на один вузол, коли в ньому виходить з ладу мережна карта або обривається кабель. Оскільки кожен пристрій незалежно підключається до центрального ядра; отже, він пропонує користувачам перевагу щодо збою мережі. Вузли з'єднані між собою одним кабелем. Однак, порівняно з іншими конструкціями, ця конструкція може бути дорогою. Але завдяки його перевагам, як правило, питання вартості переважують. Компроміс із центральним ядром — єдиний спосіб зняти всі вузли за один раз. Це безпечна мережа, яка не є легкодоступною для звичайної людини. Крім того, цю мережу можуть використовувати компанії будь-якого розміру для задоволення своїх потреб.

Масштабованість

Для додавання нового пристрою до мережі можуть бути деякі причини. У мережі зі зірковою топологією додавання нового пристрою є простим процесом. Для цього вам потрібно лише підключити новий пристрій до центральної жили за допомогою кабелю. Це дає вам перевагу в ситуації, коли вам потрібно підключити кілька пристроїв до одного ядра. Це дозволяє розширювати мережу шляхом додавання нових пристроїв і допомагає вам продовжувати користуватися перевагами цієї структури.

Уся мережа залежить від центральної точки підключення, оскільки пристрої додаються або видаляються з центрального пристрою. Таким чином, такі мережі мають високу масштабованість і допомагають підтримувати рівень продуктивності шляхом заміни несправного блоку.

Підключення декількох типів пристроїв

Зірчаста топологія дозволяє користувачам підключати кілька типів пристроїв. Ця мережа є найкращим варіантом з точки зору різноманітності програм, якщо у вас є концентратор або комутатор, який має можливість пересилати пакет даних на кілька типів обладнання. Зірчаста топологія також використовується більшістю підприємств для підключення комп’ютерів до різних принтерів та інших станцій.

Крім того, ви також можете максимізувати охоплення кожного підключеного пристрою в зіркоподібній топології за допомогою доступного сервера, який підключається до центрального концентратора. Крім того, ви можете швидко зв’язати цілий офіс із цією конфігурацією, доки обладнання не стане сумісним із програмним або апаратним забезпеченням центрального концентратора, а також мережевим з’єднанням, яке ви використовуєте.

Низька ймовірність зіткнень даних

У зіркоподібній топології, оскільки всі вузли підключаються до центрального ядра за допомогою власного кабелю, це призводить до зменшення ймовірності зіткнень даних. Крім того, він має можливість вирішувати ситуації, коли виникають конфлікти даних, і не створює вузьких місць. Це означає, що порівняно з іншими проектами мереж рівень продуктивності цієї мережевої топології надзвичайно високий. Однак через високий рівень трафіку за деяких умов він може працювати повільно.

Кілька підходів

Із зіркоподібною топологією можна застосувати кілька підходів. Це означає, що ви можете вибрати використання активного концентратора, пасивного концентратора або комутатора під час проектування мережі зі зірковою топологією. Якщо ви вирішите використовувати пасивний концентратор, йому не потрібен час модифікації пакетів даних. Крім того, сигнали проходять без будь-якого втручання в мережу топології типу «зірка», розроблену з використанням пасивного концентратора.

Крім того, на додаток до своїх центральних основних обов’язків, мережа, розроблена з використанням активного концентратора, виконує додаткові функції, які роблять її здатною діяти як ретранслятор. Якщо ви проектуєте мережу з топологією «зірка» за допомогою комутатора, він передасть повідомлення даних призначеному отримувачу, коли зчитує адресу призначення пакетів даних.

виняток нульового покажчика

Уникає з’єднань «точка-точка».

Зіркоподібна топологія підтримує швидкий зв’язок, оскільки створює більш раціональний підхід. Однак в інших топологіях ви можете отримати високий рівень надійності. Він пропонує більше гнучкості; Ви можете впевнено встановити його у своїй компанії. А з наявністю центрального концентратора вам не потрібно турбуватися про обмін даними між вашими пристроями. Таким чином, мережі майже будь-якого розміру можуть легко використовувати мережу топології «зірка» та отримувати від неї переваги. Він забезпечує користувачам точкові з’єднання та одноадресний зв’язок, що створює безпечний спосіб передачі пакету даних. Крім того, у такому типі мережі немає ризику відбиття сигналу. Таким чином, це допомагає уникнути з’єднань «точка-точка».

Недоліки зіркоподібної топології

Хоча зіркоподібна топологія пропонує користувачам численні переваги, вона також має деякі недоліки, а саме:

Вихід з ладу центрального ядра

У топології «зірка» вся система залежить від центрального пристрою (концентратора або комутатора), який є найважливішою точкою мережі. Якщо центральне ядро ​​виходить з ладу, це вплине на всю систему, і навіть ви не зможете використовувати комп’ютерну мережу. Хоча в цій ситуації ви можете виконувати роботу в автономному режимі; можуть бути шанси скоротити можливості для співпраці негайно. Якщо з будь-якої причини станеться збій, можливо, доведеться замінити весь концентратор, що може бути критичною пропозицією.

Дорого

Зіркоподібна топологія дуже дорога для встановлення та розширення, оскільки для неї потрібні кабелі для пристроїв або систем. По суті, найдорожчим аспектом цієї топології є те, що для неї потрібні додаткові концентратори або комутатори, більше роз’ємів і кабелів. У мережі зі зірковою топологією кожен пристрій має бути підключено безпосередньо до центрального концентратора. Однак його конструкція дуже надійна. Найдорожча для цієї топології є основною причиною, через яку деякі малі підприємства шукають альтернативи для цієї мережі.

Незважаючи на те, що це дорожче, воно підвищує продуктивність мережі та скорочує час, необхідний для виявлення проблем з обслуговуванням, що призводить до економії коштів. Крім того, зазвичай відбувається менший час простою, оскільки коли ви від’єднуєте будь-який пристрій від мережі, вам потрібно певним чином досягти компромісу з кабелем, оскільки всі пристрої під’єднуються за допомогою кабелю.

Вимога додаткового обладнання

Оскільки для роботи зіркоподібної топології потрібне центральне ядро, центральне ядро ​​може бути комутатором або концентратором. Якщо вам потрібно запустити різні зірки, вам також знадобиться центральне ядро ​​для кожної з них. Таке встановлення збільшує вартість, а також створює численні вразливості в деяких конструкціях. Якщо ви видалите основний концентратор із багатозіркової інсталяції, ви зможете змінити основний інструмент зв’язку. Усі системи більше не матимуть доступу до центральної бази даних для співпраці, але вони все ще зможуть спілкуватися одна з одною.

налаштований виняток у java

Вплив на рухливість

Більшість людей все ще залежать від дротових з’єднань, навіть якщо бездротові зіркоподібні системи доступні в наш час. Коли люди використовують дротове з’єднання для своєї мережі, обмежена довжина кабелю обмежує їхні рухи. Щоб залишатися продуктивними, вони не зможуть брати з собою робочі станції. Крім того, вони повинні залишити свою робочу станцію, щоб отримати елемент, якщо вони хочуть надрукувати щось у мережі, оскільки ви прив’язані до певної відстані від центрального концентратора, що з часом призводить до зниження рівня продуктивності.

Складно підключити мобільні пристрої

Незважаючи на те, що додавати додаткові пристрої з топологією «зірка» просто, підключити смартфон або інший мобільний пристрій може бути важко. Крім того, деякі комп’ютери не дають можливості підключитися до цієї мережі. Більшість центральних концентраторів не мають порту, щоб запропонувати переваги використання Інтернету з цією системою.

Таким чином, ви можете покладатися на Wi-Fi або стільниковий зв’язок, щоб залишатися онлайн. Це означає, що якщо у вас є працівники в мобільних або віддалених офісах, ви можете зіткнутися з багатьма проблемами, і навіть вам буде дуже важко співпрацювати над проектами. Люди, які намагаються підключитися до вашої локальної мережі без внутрішнього доступу, зіткнуться з тими ж проблемами, що й ті, хто використовує кабельне з’єднання для спілкування за межами вашої організації.

Кабелі, схильні до пошкоджень

Кабель або дріт, які використовуються для створення системи зіркоподібної топології, можуть бути схильні до пошкоджень. Кращий шлях для того, щоб кабель дістався до призначених робочих станцій або периферійних пристроїв, він повинен проходити під підлогою, за стінами або через інші перешкоди. Крім того, під час зміни погодних умов або впливу дикої природи він може стати вразливим в умовах, коли локальна мережа потребує монтажних робіт на зовнішній частині будівлі. Ці проблеми можуть вплинути на надійність деяких мереж із зіркоподібною топологією. Незважаючи на те, що завжди можуть статися нещасні випадки, ви можете уникнути цих проблем, додавши захисний бар’єр навколо кабелів.

Низька швидкість передачі даних

Бездротова зіркоподібна топологія не підходить для мережі з великим навантаженням, оскільки вона має низьку швидкість передачі даних. Якщо вам потрібна мережа, яка здатна керувати великим навантаженням, вам слід обрати дротову мережу з топологією зірки. Ризик вузького місця з WLAN зростає, і він завжди рухається повільно. Якщо ви хочете запровадити обмеження в мережі, вам потрібно виконати налаштування вручну. Це означає, що замість того, щоб працювати над новим проектом, ви витрачаєте більше часу на систему. Крім того, виявлення та діагностика проблеми в бездротовій мережі може бути складною. Ось чому іноді інвестиції в кабель коштують більше, ніж у дротову мережу.

Що таке розширена зіркова топологія?

Оскільки бізнес зростає з точки зору обчислювальних ресурсів; тому гнучкість комп'ютерних мереж дуже важлива. Щоб запропонувати можливість спільного використання для всіх ваших співробітників, вам доведеться розширити свою мережу за рахунок цього збільшення. Існує кілька концентраторів або комутаторів, необхідних для побудови розширеної зіркової топології, яка з’єднана між собою в Мережу та забезпечує гнучкість підключення більшої кількості вузлів.

Випадок топології розширеної зірки не є складним. Наприклад, у вас є комутатор або концентратор, який містить чотири порти, що означає, що в цю комп’ютерну мережу можна підключити максимум чотири пристрої. Якщо з будь-якої причини вам потрібно підключити шість пристроїв, вам потрібно придбати додатковий концентратор або комутатор, який зможе обслуговувати шість користувачів. Лише три пристрої можна підключити до першого центрального пристрою (називається A). Як і з другим центральним пристроєм, до другого центрального пристрою (називається B) можна підключити лише три пристрої. Пам’ятайте, що кожен центральний пристрій містить порожній порт. Таким чином, порожній порт A буде з’єднаний з порожнім портом B.

Для розширення цієї інфраструктури знадобиться більше концентраторів. За допомогою цього способу ви можете розширити мережу, щоб повністю задовольнити зростаючі потреби користувачів, і можете продовжувати підключати концентратори або комутатори. Його також зазвичай називають шлейфовим розташуванням. Концепція, яку ми використовуємо з пристроями USB, також слідує тому ж. Ця топологія не тільки набагато легша, але й дуже вигідна порівняно з топологією шини. Для того, щоб витягнути лінії розриву, вам не потрібно проколювати кабелі. У концентраторі або комутаторі вам просто потрібно знайти порожній порт, щоб розширити мережу.

Відмінності між топологією зірки та топологією шини

Існує кілька відмінностей між зіркоподібною та шинною топологіями. Нижче наведено таблицю з усіма відмінностями між зіркоподібною та шинною топологією: