logo

Co je topologie sítě?

Topologie definuje strukturu sítě, jak jsou všechny komponenty vzájemně propojeny. Existují dva typy topologie: fyzická a logická topologie.

Typy topologie sítí

Fyzická topologie je geometrická reprezentace všech uzlů v síti. Existuje šest typů topologie sítě, kterými jsou sběrnicová topologie, kruhová topologie, stromová topologie, hvězdicová topologie, síťová topologie a hybridní topologie.

Topologie počítačových sítí

1) Topologie sběrnice

Topologie počítačových sítí
  • Sběrnicová topologie je navržena tak, že všechny stanice jsou propojeny jediným kabelem známým jako páteřní kabel.
  • Každý uzel je buď připojen k páteřnímu kabelu pomocí drop kabelu nebo přímo připojen k páteřnímu kabelu.
  • Když chce uzel poslat zprávu přes síť, pošle zprávu přes síť. Všechny stanice dostupné v síti obdrží zprávu bez ohledu na to, zda byla adresována nebo ne.
  • Sběrnicová topologie se používá především v sítích standardu 802.3 (ethernet) a 802.4.
  • Konfigurace topologie sběrnice je ve srovnání s jinými topologiemi mnohem jednodušší.
  • Páteřní kabel je považován za a 'jeden pruh' prostřednictvím kterého je zpráva vysílána všem stanicím.
  • Nejběžnější přístupová metoda sběrnicových topologií je CSMA (Carrier Sense Multiple Access).

CSMA: Jedná se o řízení přístupu k médiu používané k řízení toku dat tak, aby byla zachována integrita dat, tj. aby se pakety neztratily. Existují dva alternativní způsoby řešení problémů, ke kterým dochází, když dva uzly odesílají zprávy současně.

    CSMA CD:CSMA CD ( Detekce kolize ) je přístupová metoda používaná k detekci kolize. Jakmile je kolize detekována, odesílatel přestane vysílat data. Proto to funguje na ' zotavení po srážce '.CSMA CA: CSMA CA (Collision Avoidance) je přístupová metoda používaná k zabránění kolizi tím, že kontroluje, zda je přenosové médium zaneprázdněno nebo ne. Pokud je zaneprázdněn, odesílatel čeká, dokud se médium nestane nečinným. Tato technika účinně snižuje možnost kolize. Nefunguje při „obnovení po kolizi“.

Výhody sběrnicové topologie:

    Levný kabel:V topologii sběrnice jsou uzly připojeny přímo ke kabelu, aniž by procházely rozbočovačem. Proto jsou počáteční náklady na instalaci nízké.Střední rychlosti dat:Koaxiální nebo kroucené dvoulinky se používají hlavně v sítích založených na sběrnici, které podporují až 10 Mbps.Známá technologie:Sběrnicová topologie je známá technologie, protože techniky instalace a odstraňování problémů jsou dobře známé a hardwarové komponenty jsou snadno dostupné.Omezené selhání:Selhání v jednom uzlu nebude mít žádný vliv na ostatní uzly.

Nevýhody sběrnicové topologie:

    Rozsáhlá kabeláž:Sběrnicová topologie je mnohem jednodušší, ale přesto vyžaduje hodně kabeláže.Obtížné odstraňování problémů:K určení chyb kabelu vyžaduje specializované testovací zařízení. Pokud by se v kabelu objevila jakákoliv závada, narušilo by to komunikaci pro všechny uzly.Rušení signálu:Pokud dva uzly posílají zprávy současně, pak se signály obou uzlů vzájemně srazí.Obtížná rekonfigurace:Přidání nových zařízení do sítě by zpomalilo síť.útlum:Útlum je ztráta signálu vede k problémům s komunikací. K regeneraci signálu se používají opakovače.

2) Kruhová topologie

Topologie počítačových sítí
  • Kruhová topologie je jako topologie sběrnice, ale s připojenými konci.
  • Uzel, který přijme zprávu z předchozího počítače, ji znovu přenese do dalšího uzlu.
  • Data proudí jedním směrem, tedy jednosměrně.
  • Data proudí v jediné smyčce nepřetržitě známé jako nekonečná smyčka.
  • Nemá žádné ukončené konce, tj. každý uzel je připojen k jinému uzlu a nemá žádný koncový bod.
  • Data v kruhové topologii proudí ve směru hodinových ručiček.
  • Nejběžnější přístupová metoda kruhové topologie je předávání tokenů .
      Předání tokenu:Jedná se o metodu přístupu k síti, při které se token předává z jednoho uzlu do druhého.
  • Žeton:Je to rám, který obíhá po síti.

Fungování předávání tokenů

  • Token se pohybuje po síti a je předán z počítače do počítače, dokud nedosáhne cíle.
  • Odesílatel modifikuje token tak, že k datům přidá adresu.
  • Data jsou předávána z jednoho zařízení do druhého, dokud se cílová adresa neshoduje. Jakmile token obdrží cílové zařízení, odešle potvrzení odesílateli.
  • V kruhové topologii se jako nosič používá token.

Výhody kruhové topologie:

    Správa sítě:Vadná zařízení lze ze sítě odstranit, aniž by došlo k výpadku sítě.Dostupnost produktu:K dispozici je mnoho hardwarových a softwarových nástrojů pro provoz a monitorování sítě.Náklady:Kroucená dvoulinka je levná a snadno dostupná. Proto jsou náklady na instalaci velmi nízké.Spolehlivý:Je to spolehlivější síť, protože komunikační systém není závislý na jediném hostitelském počítači.

Nevýhody kruhové topologie:

    Obtížné odstraňování problémů:K určení chyb kabelu vyžaduje specializované testovací zařízení. Pokud by se v kabelu objevila jakákoliv závada, narušilo by to komunikaci pro všechny uzly.Selhání:Porucha jedné stanice vede k výpadku celé sítě.Obtížná rekonfigurace:Přidání nových zařízení do sítě by zpomalilo síť.Zpoždění:Zpoždění komunikace je přímo úměrné počtu uzlů. Přidáním nových zařízení se prodlouží komunikační zpoždění.

3) Hvězdicová topologie

Topologie počítačových sítí
  • Hvězdicová topologie je uspořádání sítě, ve kterém je každý uzel připojen k centrálnímu rozbočovači, přepínači nebo centrálnímu počítači.
  • Centrální počítač je známý jako a server a periferní zařízení připojená k serveru jsou známá jako klientů .
  • K propojení počítačů se používá koaxiální kabel nebo kabely RJ-45.
  • Huby nebo přepínače se používají hlavně jako spojovací zařízení v a fyzická topologie hvězdy .
  • Hvězdicová topologie je nejoblíbenější topologií v síťové implementaci.

Výhody hvězdicové topologie

    Efektivní řešení problémů:Odstraňování problémů je v hvězdicové topologii ve srovnání se sběrnicovou topologií docela efektivní. V topologii sběrnice musí manažer kontrolovat kilometry kabelu. V hvězdicové topologii jsou všechny stanice připojeny k centralizované síti. Správce sítě se proto musí obrátit na jedinou stanici, aby problém vyřešil.Ovládání sítě:V hvězdicové topologii lze snadno implementovat komplexní funkce řízení sítě. Jakékoli změny provedené v topologii hvězdy se automaticky přizpůsobí.Omezené selhání:Jelikož je každá stanice připojena k centrálnímu rozbočovači vlastním kabelem, porucha jednoho kabelu neovlivní celou síť.Známá technologie:Hvězdicová topologie je známá technologie, protože její nástroje jsou nákladově efektivní.Snadno rozšiřitelné:Je snadno rozšiřitelný, protože do otevřených portů na hubu lze přidat nové stanice.Nákladově efektivní:Sítě s hvězdicovou topologií jsou nákladově efektivní, protože používají levný koaxiální kabel.Vysoké datové rychlosti:Podporuje šířku pásma přibližně 100 Mbps. Ethernet 100BaseT je jednou z nejpopulárnějších sítí hvězdné topologie.

Nevýhody hvězdicové topologie

    Centrální bod selhání:Pokud dojde k výpadku centrálního rozbočovače nebo přepínače, všechny připojené uzly spolu nebudou schopny komunikovat.Kabel:Někdy je vedení kabelů obtížné, když je vyžadováno značné množství vedení.

4) Topologie stromu

Topologie počítačových sítí
  • Stromová topologie kombinuje vlastnosti sběrnicové topologie a hvězdicové topologie.
  • Stromová topologie je typ struktury, ve které jsou všechny počítače vzájemně propojeny hierarchickým způsobem.
  • Nejvyšší uzel v topologii stromu je známý jako kořenový uzel a všechny ostatní uzly jsou potomky kořenového uzlu.
  • Mezi dvěma uzly existuje pouze jedna cesta pro přenos dat. Tvoří tedy hierarchii rodič-dítě.

Výhody stromové topologie

    Podpora širokopásmového přenosu:Stromová topologie se používá hlavně k poskytování širokopásmového přenosu, tj. signály jsou odesílány na velké vzdálenosti, aniž by byly tlumeny.Snadno rozšiřitelné:Můžeme přidat nové zařízení do stávající sítě. Proto můžeme říci, že topologie stromu je snadno rozšiřitelná.Snadno ovladatelné:Ve stromové topologii je celá síť rozdělena do segmentů známých jako hvězdicové sítě, které lze snadno spravovat a udržovat.Detekce chyb:Detekce chyb a oprava chyb jsou ve stromové topologii velmi snadné.Omezené selhání:Porucha v jedné stanici nemá vliv na celou síť.Zapojení point-to-point:Má point-to-point kabeláž pro jednotlivé segmenty.

Nevýhody stromové topologie

    Obtížné odstraňování problémů:Pokud se v uzlu vyskytne jakákoliv porucha, je obtížné problém odstranit.Vysoká cena:Zařízení potřebná pro širokopásmový přenos jsou velmi nákladná.Selhání:Stromová topologie závisí hlavně na kabelu hlavní sběrnice a selhání kabelu hlavní sběrnice poškodí celou síť.Obtížná rekonfigurace:Pokud jsou přidána nová zařízení, je obtížné je znovu nakonfigurovat.

5) Topologie sítě

Topologie počítačových sítí
  • Technologie Mesh je uspořádání sítě, ve kterém jsou počítače vzájemně propojeny pomocí různých redundantních spojení.
  • Existuje několik cest z jednoho počítače do druhého.
  • Neobsahuje switch, hub ani žádný centrální počítač, který funguje jako centrální bod komunikace.
  • Internet je příkladem topologie sítě.
  • Topologie sítě se používá hlavně pro implementace WAN, kde jsou selhání komunikace kritickým problémem.
  • Topologie Mesh se používá hlavně pro bezdrátové sítě.
  • Topologii sítě lze vytvořit pomocí vzorce:
    Počet kabelů = (n*(n-1))/2;

Kde n je počet uzlů, které představují síť.

Topologie sítě je rozdělena do dvou kategorií:

  • Plně propojená topologie sítě
  • Topologie částečně propojené sítě
Topologie počítačových sítí
    Topologie plné sítě:V topologii plné sítě je každý počítač připojen ke všem počítačům dostupným v síti.Topologie částečné sítě:V topologii částečné sítě nejsou všechny počítače kromě určitých připojeny k těm počítačům, se kterými často komunikují.

Výhody topologie Mesh:

Spolehlivý: Sítě s topologií mesh jsou velmi spolehlivé, protože jakékoli přerušení spojení neovlivní komunikaci mezi připojenými počítači.

operační systémy mac

Rychlá komunikace: Komunikace mezi uzly je velmi rychlá.

Jednodušší rekonfigurace: Přidání nových zařízení by nenarušilo komunikaci mezi ostatními zařízeními.

Nevýhody topologie Mesh

    Náklady:Síťová topologie obsahuje velké množství připojených zařízení, jako je router a více přenosových médií než jiné topologie.Řízení:Sítě s topologií Mesh jsou velmi velké a velmi obtížné je udržovat a spravovat. Není-li síť pečlivě monitorována, selhání komunikačního spojení zůstane nezjištěno.Účinnost:V této topologii jsou redundantní připojení vysoká, což snižuje efektivitu sítě.

6) Hybridní topologie

Topologie počítačových sítí
  • Kombinace různých různých topologií je známá jako Hybridní topologie .
  • Hybridní topologie je spojení mezi různými linkami a uzly pro přenos dat.
  • Když jsou dvě nebo více různých topologií kombinovány dohromady, nazývá se to hybridní topologie, a pokud jsou podobné topologie vzájemně propojeny, nevede to k hybridní topologii. Pokud například existuje kruhová topologie v jedné pobočce banky ICICI a topologie sběrnice v jiné pobočce banky ICICI, výsledkem propojení těchto dvou topologií bude hybridní topologie.

Výhody hybridní topologie

    Spolehlivý:Pokud dojde k poruše v jakékoli části sítě, nebude to mít vliv na fungování zbytku sítě.Škálovatelné:Velikost sítě lze snadno rozšířit přidáním nových zařízení bez ovlivnění funkčnosti stávající sítě.Flexibilní:Tato topologie je velmi flexibilní, protože může být navržena podle požadavků organizace.Efektivní:Hybridní topologie je velmi efektivní, protože může být navržena tak, aby byla maximalizována síla sítě a minimalizována slabost sítě.

Nevýhody hybridní topologie

    Komplexní design:Hlavní nevýhodou hybridní topologie je návrh hybridní sítě. Je velmi obtížné navrhnout architekturu hybridní sítě.Nákladný rozbočovač:Rozbočovače používané v hybridní topologii jsou velmi drahé, protože se liší od běžných rozbočovačů používaných v jiných topologiích.Nákladná infrastruktura:Náklady na infrastrukturu jsou velmi vysoké, protože hybridní síť vyžaduje spoustu kabeláže, síťových zařízení atd.