Topologie sieci

Topologia gwiazdy (ang. star network) – sposób połączenia komputerów w sieci komputerowej, charakteryzujący się tym, że kable sieciowe połączone są w jednym wspólnym punkcie, w którym znajduje się koncentrator lub przełącznik.

Sieć o topologii gwiazdy zawiera przełącznik (switch) i koncentrator (hub) łączący do niego pozostałe elementy sieci. Większość zasobów znajduje się na serwerze, którego zadaniem jest przetwarzać dane i zarządzać siecią. Pozostałe elementy tej sieci nazywamy terminalami – korzystają one z zasobów zgromadzonych na serwerze. Same zazwyczaj mają małe możliwości obliczeniowe. Zadaniem huba jest nie tylko łączyć elementy sieci, ale także rozsyłać sygnały oraz wykrywać kolizje w sieci.

·                    Większa przepustowość.

·                    Łatwa lokalizacja uszkodzeń ze względu na centralne sterowanie.

·                    Wydajność.

·                    Łatwa rozbudowa.

·                    Awaria komputera peryferyjnego nie blokuje sieci.

·                    Przejrzystość sieci

·                    Duża liczba połączeń (duże zużycie kabli).

·                    Gdy awarii ulegnie centralny punkt (koncentrator lub przełącznik), to nie działa cała sieć.

 

Topologia magistrali (topologia szynowa, ang. bus) – jedna z topologii fizycznych sieci komputerowych charakteryzująca się tym, że wszystkie elementy sieci są podłączone do jednej magistrali (zazwyczaj w postaci kabla koncentrycznego). W tej topologii pracują na przykład sieci 10Base-2 czy NMEA 2000.

Sieć o takiej topologii składa się z jednego kabla koncentrycznego (10Base-2, 10Base-5 lub 10Broad36). Poszczególne części sieci (takie jak hosty) są do niej podłączane za pomocą specjalnych trójników (zwanych także łącznikami T) oraz łączy BNC. Na obu końcach magistrali powinien znaleźć się opornik (ang. terminator) o rezystancji równejimpedancji falowej wybranego kabla, aby zapobiec odbiciu się impulsu i tym samym zajęciu całego dostępnego łącza. Maksymalna długość segmentu sieci w poszczególnych standardach wynosi

 

·                    10Base-2 – 185 m

·                    10Base-5 – 500 m

·                    10Broad36 – 1800 m.

Ze względu na problemy z doprowadzeniem pojedynczego kabla sieciowego praktycznie bezpośrednio do każdego komputera, sieć w topologii magistrali jest głównie stosowana w przypadku prostego ich rozmieszczenia – niewielkie biura lub sale wykładowe (komputerowe). Dużym problemem tej topologii jest minimalna odporność na awarie. Uszkodzenie magistrali w jednym miejscu praktycznie unieruchamia całą sieć, a znalezienie miejsca uszkodzenia jest trudne.

Sieć w topologii magistrali pozwala na realizację wyłącznie jednej transmisji w danym momencie (wyjątkiem jest tutaj 10Broad36, który umożliwia podział kabla na kilka kanałów). Sygnał nadany przez jedną ze stacji jest odbierany przez wszystkie (co bez zastosowania dodatkowych zabezpieczeń umożliwia jego przechwycenie, które opiera się wyłącznie na przestawieniu karty sieciowej w tryb odbierania promiscuous), jednakże tylko stacja, do której pakiet został zaadresowany, interpretuje go. Dużym problemem w tego typu sieciach jest pojawianie się kolizji, czyli próby transmisji przez więcej niż jedną stację, w tym samym momencie. Aby ten problem rozwiązać stosuje się odpowiednie metody detekcji kolizji jak np. CSMA/CD. Maksymalna przepustowość łącza w trzech podanych wyżej standardach sieci Ethernet to 10 Mb/s.

Zalety

·                    małe użycie kabla

·                    brak dodatkowych urządzeń (koncentratorów, switchów)

·                    niska cena sieci

·                    łatwość instalacji

Wady

·                    trudna lokalizacja usterek

·                    tylko jedna możliwa transmisja w danym momencie (wyjątek: 10Broad36)

·                    potencjalnie duża ilość kolizji

·                    awaria głównego kabla powoduje unieruchomienie całej domeny kolizyjnej

·                    słaba skalowalność

·                    niskie bezpieczeństwo

 

 

Topologia hierarchiczna (zwana również topologią drzewa lub rozproszonej gwiazdy) jest utworzona z wielu magistrali liniowych połączonych łańcuchowo. Zasada jej działania polega na dublowaniu poszczególnych magistrali. Początkowa pierwszą magistralę liniową dołącza się dokoncentratora, dzieląc ją na dwie lub więcej magistral za pomocą przewodów koncentrycznych - w ten sposób powstają kolejne magistrale. Proces dzielenia można kontynuować, tworząc dodatkowe magistrale liniowe wychodzące z magistral odchodzących od pierwszej magistrali, co nadaje topologii cechy topologii gwiazdy. Jeśli jedną magistralę podzieli się na trzy magistrale i każdą z nich na kolejne trzy to w efekcie otrzymamy łącznie trzynaście magistral. Tworzone są kolejne poziomy drzewa, ale ich liczba jest ograniczona. Na końcu tego drzewa zawsze znajdują się pojedyncze terminale (urządzenia) podłączane do magistral.

Zaletami topologii hierarchicznej są:

·                    łatwa konfiguracja

·                    sieć zazwyczaj nie jest czuła na uszkodzenie danego komputera czy kabla

·                    łatwa rozbudowa sieci komputerowej poprzez dodawanie kolejnych rozgałęzień

Wadami topologii hierarchicznej są:

·                    duża ilość kabli

·                    trudności w odnajdywaniu błędów

 

 

Topologia siatki – jedna z fizycznych topologii sieci komputerowych.

Istnieją dwa typy topologii siatki:

·                    pełna siatka (ang. full mesh) – każdy węzeł sieci ma fizyczne połączenie z każdym innym węzłem w danej sieci

·                    częściowa siatka (ang. partial mesh) – węzły mają różną ilość połączeń sieciowych do innych węzłów

Topologia ta jest używana wtedy, gdy niezbędne jest zapewnienie wysokiej przepustowości, wysokiego bezpieczeństwa oraz wyeliminowanie kolizji sieciowych. Im bardziej te cechy są pożądane, tym sieć posiada więcej połączeń pomiędzy węzłami.

Internet oparty jest na topologii siatki częściowej – możliwe jest dotarcie bardzo dużą ilością różnych ścieżek z jednego węzła do drugiego. W praktyce stworzenie dużej sieci opartej na pełnej siatce jest niewykonalne, gdyż ilość połączeń rośnie kwadratowo wraz z dołączaniem kolejnych węzłów sieci.

·                    wysoka niezawodność

·                    brak kolizji w przypadku siatki pełnej; ograniczona ilość kolizji w przypadku siatki częściowej

·                    uszkodzony komputer nie wpływa na pracę sieci w przypadku siatki pełnej; ograniczony wpływ w przypadku siatki częściowej

·                    przesył danych wieloma ścieżkami – Shortest Path Bridging (SPB; IEEE 802.1aq)

·                    wysoki koszt

·                    skomplikowana budowa