В компьютерных сетях топология относится к расположению подключенных устройств. В этой статье представлены стандартные топологии сетей.
Топология в сетевом дизайне
Думайте о топологии как о виртуальной форме или структуре сети. Эта форма не обязательно соответствует фактическому физическому расположению устройств в сети. Например, компьютеры в домашней сети могут быть расположены по кругу в семейной комнате, но вряд ли найдется там кольцевая топология.
Сетевые топологии подразделяются на следующие основные типы:
- автобус
- Кольцо
- звезда
- дерево
- меш
Более сложные сети могут быть построены как гибриды двух или более из этих основных топологий.
Топология шины
Шинные сети (не путать с системной шиной компьютера) используют общую магистраль для подключения всех устройств. Магистраль — это один кабель, который функционирует как общая коммуникационная среда, которую устройства подключают или подключают через интерфейсный разъем. Устройство, которое хочет установить связь с другим устройством в сети, отправляет широковещательное сообщение на провод, который видят другие устройства, но только предполагаемый получатель может принять и обработать сообщение.
Топологии шины Ethernet относительно просты в установке и не требуют большого количества кабелей по сравнению с альтернативами. 10Base-2 (ThinNet) и 10Base-5 (ThickNet) были популярными вариантами кабельных сетей Ethernet для шинных топологий. Однако, шины лучше всего работают с ограниченным числом устройств. Если к сетевой шине добавлено более нескольких десятков компьютеров, это приведет к проблемам с производительностью. Кроме того, если магистральный кабель выходит из строя, сеть не работает.
Кольцевая топология
В кольцевой сети каждое устройство имеет ровно двух соседей для коммуникационных целей. Все сообщения проходят через кольцо в одном и том же направлении (по часовой стрелке или против часовой стрелки). Сбой в любом кабеле или устройстве нарушает петлю и может привести к отключению сети.
Кольцевые сети реализуются с использованием технологий FDDI, SONET или Token Ring . Кольцевые топологии встречаются в офисных зданиях и школьных городках.
Топология звезды
Многие домашние сети используют звездную топологию. Звездная сеть имеет центральную точку подключения, называемую узловым узлом, который является либо сетевым концентратором , коммутатором или маршрутизатором . Устройства обычно подключаются к концентратору с помощью неэкранированной витой пары (UTP).
По сравнению с топологией шины для звездообразной сети обычно требуется больше кабелей, но отказ любого сетевого кабеля звездообразной сети ограничивает доступ к сети только для одного компьютера, а не всей локальной сети . Однако в случае отказа концентратора происходит сбой всей сети.
Топология дерева
Топология дерева объединяет несколько звездных топологий вместе в шину. В своей простейшей форме только устройства-концентраторы подключаются к шине дерева, и каждый концентратор функционирует в качестве корня дерева устройств. Этот гибридный подход шина / звезда поддерживает расширение сети в будущем лучше, чем шина (ограниченная по количеству устройств из-за генерируемого ею широковещательного трафика) или звезда (ограниченная числом точек подключения к концентратору).
Топология сетки
Топология сетки вводит понятие маршрутов. В отличие от других топологий, сообщения, отправляемые в ячеистой сети, могут принимать любой из нескольких возможных путей от источника к месту назначения. (В кольце, хотя существуют две кабельные трассы, сообщения перемещаются только в одном направлении.) Некоторые глобальные сети , особенно Интернет, используют ячеистую маршрутизацию.
Ячеистая сеть, в которой каждое устройство подключается друг к другу, называется полной сеткой. Существуют также частичные ячеистые сети, в которых некоторые устройства подключаются только косвенно к другим.
Резюме
Топология остается важной частью теории проектирования сетей. Можно построить домашнюю или небольшую компьютерную компьютерную сеть, не понимая разницы между дизайном шины и звездой, но знакомство со стандартными топологиями обеспечивает лучшее понимание таких сетевых концепций, как концентраторы, широковещательные рассылки и маршруты.