TechCodeview

Hvězdicová topologie, někdy známá jako hvězdicová síť, je topologie sítě, ve které je každé zařízení připojeno k centrálnímu rozbočovači. Je to jedna z nejrozšířenějších konfigurací počítačové sítě a je to zdaleka nejpopulárnější topologie sítě. V tomto uspořádání sítě jsou všechna zařízení připojená k centrálnímu síťovému zařízení zobrazena jako hvězda.

Na rozdíl od topologie Mesh nemůže zařízení poskytovat komunikaci přímo mezi zařízeními v topologii hvězdy; musí komunikovat pomocí rozbočovače. Periferní zařízení fungují jako klienti, zatímco centrální síťové zařízení slouží jako server. V závislosti na typu síťové karty nainstalované v každém počítači se v topologii hvězdy používá RJ-45 nebo koaxiální kabel. Podobně jako u sběrnicové topologie je vytvoření počítačové sítě, která využívá hvězdicovou topologii, velmi přímočaré a snadné.

Existuje také mnoho příkladů hvězdicové topologie v reálném životě a příklady topologie hvězdné sítě můžete vidět na letištích, v nemocnicích, bankách a vzdělávacích institucích. Switch lze také použít jako centrální zařízení místo rozbočovače. Propojovací kabely budou použity k připojení klienta, serverů a další sítě k centrálnímu rozbočovači. V hvězdicové topologii jsou všechna připojená zařízení zcela závislá na centrálním zařízení; komunikace přes celou počítačovou síť selže, pokud má centrální zařízení nějaký problém.

Výše uvedený obrázek je příkladem hvězdicové topologie, která vám pomůže jasně porozumět hvězdicové topologii. Vidíte, že Hub je centrální zařízení, přes které jsou připojeny všechny ostatní uzly (klienti, servery a další sítě). Každý uzel v tomto diagramu má přímé spojení point-to-point s centrálním zařízením, přesto žádný uzel nemůže komunikovat přímo s ostatními. Proto před dosažením cíle musí každá zpráva projít tímto centrálním zařízením (Hub nebo Switch).

str.replace v jazyce Java

Hvězdicová topologie může být aktivní nebo pasivní na základě následujících, které jsou uvedeny níže:

• Pokud je přenos dat aktivně řízen sítí.
• Pokud síť vyžaduje zdroje elektrické energie.
• Pokud procesy, jako je zesílení nebo regenerace dat, provádí centrální uzel.

Kromě toho lze k implementaci hvězdicových topologií použít také bezdrátový směrovač, ethernetové/kabelové struktury a další komponenty.

Aplikace hvězdicové topologie

V sítích lze hvězdicovou topologii použít na různých místech. Jeho použití můžete najít všude kolem sebe díky snadné dostupnosti a levnému vybavení hvězdné topologie. Některá použití hvězdicové topologie jsou však následující:

• Většina počítačových učeben ve vzdělávacích institucích využívá tento návrh k propojení uzlů v laboratoři.
• Naše domácí sítě jsou jasně konfigurovány v této topologii sítě.
• Dalším využitím hvězdicové topologie je bankovní sektor, kde jsou pomocí tohoto typu topologie vzájemně propojeni všichni bankovní uživatelé.

Charakteristika hvězdicové topologie

Vlastnosti nebo charakteristiky hvězdicové topologie jsou následující:

• Snadno instalovatelná hvězdicová topologie může být použita prakticky v jakékoli počítačové síti, ať už malé, střední nebo velké.
• Ve srovnání se sběrnicovou topologií potřebuje hvězdicová topologie více kabelů. V tomto typu připojené sítě také neexistuje žádná závislost.
• V hvězdicové topologii můžete k rozšíření celé sítě použít řetězové uspořádání.
• Ve srovnání s jinými druhy topologických struktur je struktura hvězdicové topologie bezpečnější z hlediska ztráty dat.
• Nabízí výhodu; celá síť nebude rušit, pokud odpojíte nebo připojíte zařízení.

Hardwarové vybavení hvězdicové topologie

Topologie hvězd vyžaduje určité množství hardwaru. Typ požadovaného hardwarového vybavení však zcela závisí na počítačové síti, kterou chcete postavit.

Typ kabelu v topologii hvězdy

Pokud se chystáte vytvořit síť po drátě, existuje možnost použít různé kabely v topologii hvězdy. V této síti lze použít kabel, koaxiální nebo kroucený dvoulinkový kabel. Koaxiální kabel byl v dřívějších dobách používán síťovými inženýry. Ale nejběžnější možností pro kabel je Twisted Pair kabel. Navíc můžete použít optický kabel, pokud chcete vytvořit vysokorychlostní počítačové sítě.

Jak funguje hvězdicová topologie?

Je velmi snadné a jednoduché pochopit fungování hvězdicové topologie. Tento typ topologie sítě neumožňuje přímou komunikaci mezi různými uzly; mohou mezi sebou komunikovat pomocí centrálního zařízení dostupného v síti. Toto centrální zařízení, kterým může být pasivní rozbočovač, aktivní rozbočovač nebo přepínač, je odpovědné za přijímání i doručování zpráv od odesílatele. Proces práce s centrálním zařízením je v každém scénáři jiný. Proto je topologie hvězd klasifikována do tří kategorií na základě pracovního mechanismu, které jsou následující:

1. Topologie pasivní hvězdy
2. Topologie aktivní hvězdy
3. Topologie hvězdy pomocí přepínače

Rozložení hvězdicové topologie v každém ze scénářů by však bylo stejné. Ale pracovní mechanismus každého z nich je odlišuje. Níže je uvedeno vysvětlení každého z nich.

Topologie pasivní hvězdy

Pasivní hvězdicová topologie je vytvořena pomocí pasivního rozbočovače, což je centrální zařízení sítě. Toto centrální zařízení v počítačové síti přijímá signál od odesílatele a odesílá jej dalším stanicím. Pasivní rozbočovač má schopnost umožnit průchod signálu bez jakéhokoli zásahu. Jinými slovy, komunikační signály nemohou být regenerovány nebo přepracovány pasivním rozbočovačem.

Pokud navrhnete hvězdicovou síť pomocí pasivního rozbočovače, bude pasivní rozbočovač fungovat jako centrální zařízení, které přijímá datovou zprávu od odesílatele a vysílá ji do všech připojených uzlů k centrálnímu zařízení. Po přijetí datové zprávy všechny přidružené uzly akceptují kontrolu cílové adresy. Pokud se adresa uzlu a cílová adresa shodují, odpovídající adresa si zprávu ponechá. Uzel zahodí datovou zprávu, pokud se adresa uzlu a cílová adresa neshodují. Tento typ sítě není vhodný pro velké počítačové sítě a dálkové sítě.

Topologie aktivní hvězdy

Aktivní rozbočovač, který slouží účelu centrálního zařízení, je přítomen v topologii aktivní hvězdy. Pokud jde o předávání komunikačních signálů, tento Hub plní další funkce. Active Hub, na rozdíl od Passive Hub, může znovu zpracovávat nebo regenerovat komunikační signály. Po obnovení komunikačních signálů odesílatele je vysílá do všech ostatních uzlů v počítačové síti. V důsledku toho slouží Active Hub také jako opakovač.

Jak bylo popsáno, regeneruje signálovou komunikaci, která vede k síle komunikačního signálu. A zbytek pracovního procesu Active Hub je stejný jako u Passive Hub. Pokud vytvoříte hvězdicovou síť pomocí Active Hub, je vhodnější pro dlouhé kabely a větší počet uzlů.

Topologie hvězdy pomocí přepínače

Switch lze použít místo Hub jako centrální zařízení ve hvězdné architektuře. Hvězdicová síť vytvořená pomocí přepínače může být také nazývána topologií sítě Switcher Star. Namísto aktivního rozbočovače nebo pasivního rozbočovače slouží v tomto typu sítě jako základní zařízení inteligentní zařízení (switch). Jako inteligentní rozbočovač může přepínač provádět různé funkce, ale nemůže přenášet komunikační signál. Switch odešle datovou zprávu určenému příjemci po přečtení cílové adresy datové zprávy, včetně provedení některých dalších funkcí:

datum použití java

• Směrování
• Zpracování nebo regenerace signálu
• Přemostění
• Správa sítě

Podobně jako Hub, přepínač přijímá datovou zprávu od odesílatele. Po obdržení zprávy však datovou zprávu nevysílá, nejprve sama zkontroluje cílovou adresu a poté zprávu odešle na konkrétní destinaci. Tento druh přenosu je známý jako Uni-cast. Z hlediska identifikace, směrování a regenerace cíle je switch inteligentní zařízení. Budování sítě s hvězdicovou topologií pomocí přepínače by proto mělo být vaší první volbou.

Výhody hvězdicové topologie

Když jste uprostřed procesu nastavení, existuje několik výhod hvězdicové topologie, které stojí za zvážení, a které jsou následující:

Odolnost proti chybám

Hvězdicová topologie ovlivní pouze jeden uzel, pokud dojde k selhání síťové karty nebo přerušení kabelu. Protože každé zařízení se připojuje nezávisle k centrálnímu jádru; proto nabízí uživatelům výhodu z hlediska výpadku sítě. Uzly jsou mezi sebou propojeny jedním kabelem. Ve srovnání s jinými konstrukcemi však může být tato struktura nákladná. Ale vzhledem k jeho výhodám jsou obvykle problémy s náklady převáženy. Kompromis s centrálním jádrem je jediný způsob, jak odstranit všechny uzly najednou. Je to bezpečná síť a není snadno dostupná pro běžného člověka. Tuto síť mohou navíc využívat podniky jakékoli velikosti k podpoře svých požadavků.

Škálovatelnost

Může existovat několik důvodů pro přidání nového zařízení do sítě. V síti s hvězdicovou topologií je přidání nového zařízení jednoduchý proces. K tomu je potřeba pouze připojit nové zařízení k centrálnímu jádru pomocí kabeláže. Poskytuje vám výhodu v situaci, kdy potřebujete propojit více zařízení s jedním jádrem. Umožňuje vám rozšířit síť přidáním nových zařízení a pomůže vám i nadále využívat výhod této struktury.

Celá síť je závislá na centrálním připojovacím bodu při přidávání nebo odebírání zařízení z centrálního zařízení. Proto jsou tyto druhy sítí vysoce škálovatelné a pomáhají udržovat úroveň produktivity výměnou nefunkční jednotky.

Připojení více typů zařízení

Hvězdicová topologie umožňuje uživatelům připojit více typů zařízení. Tato síť je nejlepší volbou z hlediska rozmanitosti aplikací, pokud máte rozbočovač nebo přepínač, který má schopnost předávat datové pakety několika typům zařízení. Hvězdicová topologie je také používána většinou podniků k propojení počítačů s různými tiskárnami a dalšími stanicemi.

Kromě toho můžete také maximalizovat dosah každého připojeného zařízení v topologii hvězdy prostřednictvím dostupného serveru, který se připojuje k centrálnímu rozbočovači. Kromě toho můžete pomocí této konfigurace rychle propojit celou kancelář, dokud nebude zařízení kompatibilní se softwarem nebo hardwarem centrálního rozbočovače a také se síťovým připojením, které používáte.

sql výběr více tabulek

Nízká pravděpodobnost kolizí dat

V hvězdicové topologii, protože všechny uzly jsou připojeny k centrálnímu jádru vlastním kabelem, to vede ke snížení šance na kolize dat. Má také schopnost zvládnout situaci, kdy dojde ke kolizi dat, a nevytváří úzká hrdla. To znamená, že ve srovnání s jinými návrhy sítí jsou úrovně výkonu této topologie sítě mimořádně vysoké. Kvůli vysokému provozu však může za určitých podmínek fungovat pomalu.

Vícenásobné přístupy

S hvězdicovou topologií můžete využít více přístupů. To znamená, že si můžete vybrat, zda chcete použít aktivní rozbočovač, pasivní rozbočovač nebo přepínač v době návrhu sítě s hvězdicovou topologií. Pokud se rozhodnete použít pasivní rozbočovač, nepotřebuje čas úpravy datových paketů. A signály procházejí bez jakéhokoli zásahu do hvězdicové topologické sítě navržené s pasivním rozbočovačem.

Kromě toho, kromě svých centrálních základních povinností, síť navržená pomocí aktivního rozbočovače plní další funkce, díky nimž může fungovat jako opakovač. Pokud navrhnete síť s hvězdicovou topologií pomocí přepínače, přenese datovou zprávu zamýšlenému přijímači, jakmile načte cílovou adresu datových paketů.

Vyhýbá se spojením point-to-point

Hvězdicová topologie udržuje rychlou komunikaci, protože vytváří efektivnější přístup. V jiných topologiích však můžete získat vysokou úroveň spolehlivosti. Nabízí větší flexibilitu; můžete jej s jistotou nainstalovat ve vaší společnosti. A díky přítomnosti centrálního rozbočovače si nemusíte dělat starosti se vzájemnou komunikací vašich zařízení. Sítě téměř libovolné velikosti tak mohou snadno využívat síť hvězdicové topologie a získat její výhody. Poskytuje uživatelům bodová připojení a unicastovou komunikaci, která vytváří bezpečný způsob přenosu datových paketů. U tohoto druhu sítě také nehrozí žádné riziko odrazu signálu. Pomáhá tedy vyhnout se spojení point-to-point.

Nevýhody hvězdicové topologie

Přestože hvězdicová topologie nabízí uživatelům řadu výhod, má také některé nevýhody, které jsou následující:

Porucha centrálního jádra

V hvězdicové topologii je celý systém závislý na centrálním zařízení (Hub nebo Switch), které je nejdůležitějším bodem sítě. Pokud dojde k selhání centrálního jádra, bude ovlivněn celý systém a dokonce ani vy nebudete moci používat počítačovou síť. I když v této situaci můžete pracovat offline; může existovat šance na okamžité snížení příležitostí ke spolupráci. Pokud z nějakého důvodu dojde k selhání, možná budete muset vyměnit celý rozbočovač, což může být kritický návrh.

Drahý

Instalace a rozšíření hvězdicové topologie je velmi nákladné, protože vyžaduje kabeláž pro zařízení nebo systémy. V zásadě nejdražším aspektem této topologie je, že potřebuje další rozbočovače nebo přepínače, více konektorů a kabelů. V síti hvězdicové topologie musí být každé zařízení připojeno k centrálnímu rozbočovači přímo. Jeho design je však velmi spolehlivý. Nejdražší tato topologie je hlavním důvodem, proč některé malé podniky hledají alternativy pro tuto síť.

Přestože je dražší, zvyšuje produktivitu sítě a zkracuje dobu potřebnou k vyhledání problémů s údržbou, což vede k úsporám nákladů. Obvykle také dochází k menším prostojům, protože když odpojíte jakékoli zařízení od sítě, musíte nějakým způsobem udělat kompromis s kabelem, protože všechna zařízení se připojují kabelem.

Požadavek dodatečného vybavení

Protože topologie hvězdy potřebuje ke svému fungování centrální jádro, může být centrálním jádrem přepínač nebo rozbočovač. Pokud potřebujete provozovat různé hvězdy, potřebujete také centrální jádro pro každou z nich. Tato instalace zvyšuje náklady a vytváří řadu zranitelností v rámci některých návrhů. Pokud odeberete primární rozbočovač z vícehvězdičkové instalace, můžete změnit hlavní komunikační nástroj. Všechny systémy by již neměly přístup k centrální databázi pro spolupráci, ale stále by spolu mohly komunikovat.

linux spustit cmd

Vliv na mobilitu

Většina lidí je stále závislá na drátovém připojení, i když jsou v moderní době dostupné bezdrátové hvězdicové topologické systémy. Když lidé používají pro svou síť kabelové připojení, omezená délka kabelu omezuje jejich pohyb. Aby zůstali produktivní, nebudou si moci vzít své pracovní stanice s sebou. Také musí opustit svou pracovní stanici, aby načetli položku, pokud chtějí něco vytisknout na síti, protože jste vázáni na určitou vzdálenost od centrálního rozbočovače, což vede ke snížení úrovně produktivity v průběhu času.

Náročné připojení mobilních zařízení

Ačkoli je přidávání dalších zařízení s hvězdicovou topologií jednoduché, připojení chytrého telefonu nebo jiného mobilního zařízení může být obtížné. Kromě toho existují některé počítače, které neposkytují možnost připojení k této síti. Většina centrálního uzlu nemá port, který by nabízel výhody používání internetu s tímto systémem.

Proto se můžete spolehnout na Wi-Fi nebo mobilní připojení, abyste zůstali online. To znamená, že pokud máte pracovníky v mobilních nebo vzdálených kancelářích, můžete čelit mnoha problémům, a dokonce bude velmi těžké spolupracovat na projektech. Lidé, kteří se pokusí připojit k vaší LAN bez vnitřního přístupu, narazí na stejné problémy jako ti, kteří používají kabelové připojení ke komunikaci mimo vaši organizaci.

Kabely náchylné k poškození

Kabel nebo drát, který se používá k vytvoření systému hvězdicové topologie, může být náchylný k poškození. Lepší způsob, jak se kabel dostat k zamýšleným pracovním stanicím nebo periferním zařízením, musí vést pod podlahou, za zdmi nebo přes jiné překážky. Navíc, když se mění povětrnostní podmínky nebo dopady na divokou zvěř, může se stát náchylným ve stavu, kdy LAN vyžaduje instalaci na vnější straně budovy. Spolehlivost některých sítí s hvězdicovou topologií může být těmito problémy ovlivněna. I když se vždy mohou stát nějaké nehody, těmto problémům se můžete vyhnout přidáním ochranné bariéry kolem kabelů.

Nízká rychlost přenosu dat

Bezdrátová hvězdicová topologie není vhodná pro síť, která má velké zatížení, protože má nízkou rychlost přenosu dat. Pokud potřebujete síť, která má potenciál zvládnout velké zatížení, měli byste zvolit síť s kabelovou hvězdicovou topologií. Rizika úzkých míst u WLAN rostou a vždy se pohybují pomalu. Pokud chcete implementovat limity v síti, musíte provést ruční nastavení. To znamená, že místo toho, abyste byli s novým projektem produktivní, trávíte více času na systému. Také zjištění a diagnostika problému v bezdrátové síti může být komplikovaná. To je důvod, proč se někdy investice do kabelu vyplatí více než do kabelové sítě.

Co je topologie rozšířené hvězdy?

Jak podnikání roste, pokud jde o výpočetní zdroje; flexibilita počítačových sítí je proto velmi důležitá. Chcete-li nabídnout možnost sdílení všem svým zaměstnancům, budete muset o toto zvýšení rozšířit svou síť. K vybudování topologie Extended Star, která je propojena v síti a nabízí flexibilitu pro připojení více uzlů, je potřeba více rozbočovačů nebo přepínačů.

Incident topologie rozšířené hvězdy není složitý. Například máte Switch nebo Hub, který obsahuje čtyři porty, což znamená, že v této počítačové síti můžete připojit maximálně čtyři zařízení. Pokud z jakéhokoli důvodu potřebujete připojit šest zařízení, musíte si koupit další Hub nebo Switch, který má schopnost usnadnit šest uživatelů. Pouze tři zařízení lze propojit s prvním centrálním zařízením (nazývaným A). Stejně jako u druhého centrálního zařízení lze s druhým centrálním zařízením (nazývaným B) propojit pouze tři zařízení. Pamatujte, že v každém centrálním zařízení je prázdný port. Proto bude prázdný port A připojen k prázdnému portu B.

K rozšíření této infrastruktury bude potřeba více rozbočovačů. Pomocí tohoto způsobu můžete rozšířit síť tak, aby plně uspokojila rostoucí požadavky uživatelů a můžete dále připojovat rozbočovače nebo přepínače. Obvykle se mu také říká Daisy-Chain Arrangement. Koncept, který používáme se zařízeními USB, také sleduje totéž. Tato topologie je nejen mnohem jednodušší, ale také velmi výhodná ve srovnání se sběrnicovou topologií. Chcete-li vytáhnout přívodní vedení, nemusíte propichovat kabely. V Hubu nebo Switchi stačí najít prázdný port pro rozšíření sítě.

Rozdíly mezi hvězdicovou topologií a sběrnicovou topologií

Existuje několik rozdílů mezi hvězdicovou a sběrnicovou topologií. Níže je uvedena tabulka se všemi rozdíly mezi topologií hvězdy a topologií sběrnice: