Tietokoneverkossa on useita tapoja, joilla eri komponentit yhdistetään toisiinsa. Verkkotopologia on tapa, jolla määritellään rakenne ja kuinka nämä komponentit liittyvät toisiinsa.

java-piste

Verkkotopologian tyypit

Solmuja ja yhdyslinjoja lähettäjän ja vastaanottajan kautta käsittävän verkon järjestelyä kutsutaan nimellä Verkkotopologia . Eri verkkotopologiat ovat:

• Point to Point -topologia
• Verkkotopologia
• Tähtitopologia
• Väylän topologia
• Rengastopologia
• Puun topologia
• Hybriditopologia

Point to Point -topologia

Point-to-Point-topologia on eräänlainen topologia, joka toimii lähettäjän ja vastaanottajan toiminnassa. Se on yksinkertaisin viestintä kahden solmun välillä, joissa toinen on lähettäjä ja toinen vastaanottaja. Point-to-Point tarjoaa suuren kaistanleveyden.

Point to Point -topologia

Verkkotopologia

Mesh-topologiassa jokainen laite on yhdistetty toiseen laitteeseen tietyn kanavan kautta. Mesh-topologiassa käytetyt protokollat ​​ovat AHCP (Ad Hoc Configuration Protocols), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) jne.

Verkkotopologia

Kuvio 1 : Jokainen laite on yhdistetty toiseen erillisten kanavien kautta. Näitä kanavia kutsutaan linkeiksi.

• Oletetaan, että N määrä laitteita on kytketty toisiinsa mesh-topologiassa, kunkin laitteen tarvitsemien porttien kokonaismäärä on N-1. Kuvassa 1 on 5 laitetta kytkettynä toisiinsa, joten kunkin laitteen tarvitsemien porttien kokonaismäärä on 4. Vaadittujen porttien kokonaismäärä = N * (N-1).
• Oletetaan, että N määrä laitteita on kytketty toisiinsa verkkotopologiassa, jolloin niiden yhdistämiseen tarvittavien omistettujen linkkien kokonaismäärä on^NC₂eli N(N-1)/2. Kuvassa 1 on 5 laitetta kytkettynä toisiinsa, joten tarvittavien linkkien kokonaismäärä on 5*4/2 = 10.

Mesh-topologian edut

• Yhteys solmujen välillä on erittäin nopeaa.
• Mesh-topologia on vankka.
• Vika diagnosoidaan helposti. Tiedot ovat luotettavia, koska tiedot siirretään laitteiden välillä omistettujen kanavien tai linkkien kautta.
• Tarjoaa turvallisuutta ja yksityisyyttä.

Verkkotopologian haitat

• Asennus ja konfigurointi ovat vaikeita.
• Kaapeleiden hinta on korkea, koska tarvitaan joukkojohdotuksia, joten ne sopivat pienemmälle määrälle laitteita.
• Ylläpitokustannukset ovat korkeat.

Yleinen esimerkki mesh-topologiasta on Internet-runkoverkko, jossa useat Internet-palveluntarjoajat ovat yhteydessä toisiinsa omistettujen kanavien kautta. Tätä topologiaa käytetään myös sotilasviestintäjärjestelmissä ja lentokoneiden navigointijärjestelmissä.

Katso lisätietoja kohdasta Mesh-topologian edut ja haitat.

Tähtitopologia

Star Topologyssa kaikki laitteet on kytketty yhteen keskittimeen kaapelilla. Tämä keskitin on keskussolmu ja kaikki muut solmut on kytketty keskussolmuun. Keskitin voi olla luonteeltaan passiivinen eli ei älykäs keskitin, kuten lähetyslaitteet, mutta samaan aikaan keskitin voi olla älykäs eli aktiivinen keskitin. Aktiivisissa hubeissa on toistimet. Tietokoneiden liittämiseen käytetään koaksiaalikaapeleita tai RJ-45-kaapeleita. Star Topologyssa käytetään monia suosittuja Ethernet LAN -protokollia kuten CD (Collision Detection), CSMA (Carrier Sense Multiple Access) jne.

Tähtitopologia

Kuva 2 : Tähtitopologia, jossa on neljä järjestelmää yhdistettynä yhteen liitäntäpisteeseen eli keskittimeen.

Tähtitopologian edut

• Jos N laitetta on kytketty toisiinsa tähtitopologiassa, niiden yhdistämiseen tarvitaan N kaapelia. Se on siis helppo asentaa.
• Jokainen laite tarvitsee vain 1 portin eli muodostaakseen yhteyden keskittimeen, joten tarvittavien porttien kokonaismäärä on N.
• Se on vankka. Jos yksi linkki epäonnistuu, vain tämä linkki vaikuttaa, ei muu kuin se.
• Helppo vian tunnistaminen ja vian eristäminen.
• Tähtitopologia on kustannustehokas, koska se käyttää edullista koaksiaalikaapelia.

Tähtitopologian haitat

• Jos keskitin (keskitin), johon koko topologia perustuu, epäonnistuu, koko järjestelmä kaatuu.
• Asennuskustannukset ovat korkeat.
• Suorituskyky perustuu yhteen keskittimeen eli keskiöön.

Yleinen esimerkki tähtitopologiasta on lähiverkko (LAN) toimistossa, jossa kaikki tietokoneet on kytketty keskuskeskittimeen. Tätä topologiaa käytetään myös langattomissa verkoissa, joissa kaikki laitteet on yhdistetty langattomaan tukiasemaan.

Katso lisätietoja Tähtitopologian eduista ja haitoista.

javan kesto

Väylän topologia

Väylätopologia on verkkotyyppi, jossa jokainen tietokone ja verkkolaite on kytketty yhteen kaapeliin. Se on kaksisuuntainen. Se on monipisteyhteys ja epävakaa topologia, koska jos runkoverkko epäonnistuu, topologia kaatuu. Väylätopologiassa erilaisia ​​MAC-protokollia (Media Access Control) seuraavat LAN-ethernet-yhteydet, kuten TDMA, Pure Aloha, CDMA, Slotted Aloha jne.

Väylän topologia

Kuva 3 : Väylätopologia jaetulla runkokaapelilla. Solmut on kytketty kanavaan pudotuslinjoilla.

Väylätopologian edut

• Jos N laitetta on kytketty toisiinsa väylätopologiassa, niiden yhdistämiseen tarvittavien kaapelien määrä on 1 eli runkokaapeli, ja tarvitaan N pudotuslinjaa.
• Koaksiaali- tai kierrettyjä parikaapeleita käytetään pääasiassa väyläpohjaisissa verkoissa, jotka tukevat jopa 10 Mbps:n nopeutta.
• Kaapelin hinta on pienempi verrattuna muihin topologioihin, mutta sitä käytetään pienten verkkojen rakentamiseen.
• Väylätopologia on tuttua tekniikkaa, koska asennus- ja vianetsintätekniikat tunnetaan hyvin.
• CSMA on yleisin menetelmä tämän tyyppiselle topologialle.

Väylätopologian haitat

• Väylätopologia on melko yksinkertaisempi, mutta silti se vaatii paljon kaapelointia.
• Jos yhteinen kaapeli epäonnistuu, koko järjestelmä kaatuu.
• Jos verkkoliikenne on raskasta, se lisää törmäyksiä verkossa. Tämän välttämiseksi MAC-kerroksessa käytetään erilaisia ​​protokollia, jotka tunnetaan nimellä Pure Aloha, Slotted Aloha, CSMA/CD jne.
• Uusien laitteiden lisääminen verkkoon hidastaisi verkkoja.
• Turvallisuus on erittäin alhainen.

Yleinen esimerkki väylätopologiasta on Ethernet LAN, jossa kaikki laitteet on kytketty yhteen koaksiaalikaapeliin tai kierrettyyn parikaapeliin. Tätä topologiaa käytetään myös kaapelitelevisioverkoissa. Katso lisätietoja väylätopologian eduista ja haitoista.

Rengastopologia

Rengastopologiassa se muodostaa renkaan, joka yhdistää laitteet täsmälleen kahden viereisen laitteen kanssa. Useita toistimia käytetään rengastopologiassa, jossa on suuri määrä solmuja, koska jos joku haluaa lähettää tietoja 100 solmun rengastopologian viimeiseen solmuun, datan täytyy kulkea 99 solmun läpi päästäkseen 100. solmu. Tästä syystä verkossa käytetään toistimia tietojen häviämisen estämiseksi.

Data virtaa yhteen suuntaan, eli se on yksisuuntaista, mutta se voidaan tehdä kaksisuuntaiseksi siten, että kunkin verkkosolmun välillä on 2 yhteyttä, sitä kutsutaan Dual Ring Topologyksi. In-Ring Topology, Token Ring Passing -protokollaa käyttävät työasemat tiedon lähettämiseen.

java skanneri

Rengastopologia

Kuva 4 : Rengastopologia käsittää 4 asemaa, jotka on yhdistetty, joista jokainen muodostaa renkaan.

Yleisin soittotopologian pääsytapa on tokenin välitys.

• Tokenin välitys: Se on verkkopääsymenetelmä, jossa token välitetään solmusta toiseen.
• Tunnus: Se on kehys, joka kiertää verkossa.

Rengastopologian toiminnot

1. Yksi asema tunnetaan nimellä a monitori asema, joka ottaa kaiken vastuun toimintojen suorittamisesta.
2. Datan lähettämiseksi asemalla on oltava token. Kun lähetys on suoritettu, token vapautetaan muiden asemien käyttöön.
3. Kun mikään asema ei lähetä dataa, merkki kiertää kehässä.
4. Tunnusten vapautustekniikoita on kahdenlaisia: Varhainen tunnuksen julkaisu vapauttaa tunnuksen heti tiedon lähettämisen jälkeen ja Viivästynyt tunnuksen julkaisu vapauttaa merkin, kun kuittaus on vastaanotettu vastaanottajalta.

Rengastopologian edut

windows-komento arp

• Tiedonsiirto on nopeaa.
• Törmäyksen mahdollisuus on minimaalinen tämän tyyppisessä topologiassa.
• Halpa asentaa ja laajentaa.
• Se on halvempi kuin tähtitopologia.

Rengastopologian haitat

• Verkon yhden solmun vika voi aiheuttaa koko verkon epäonnistumisen.
• Vianetsintä on vaikeaa tässä topologiassa.
• Asemien lisääminen väliin tai asemien poistaminen voi häiritä koko topologiaa.
• Vähemmän turvallinen.

Katso lisätietoja kohdasta Ring Topologyn edut ja haitat.

Puun topologia

Tämä topologia on tähtitopologian muunnelma. Tällä topologialla on hierarkkinen tietovirta. Tree Topologyssa käytetään protokollia, kuten DHCP ja SAC (Standard Automatic Configuration).

Puun topologia

Kuva 5 : Tässä eri toissijaiset keskittimet on kytketty keskittimeen, joka sisältää toistimen. Tämä data virtaa ylhäältä alas eli keskuskeskittimestä toissijaiseen ja sitten laitteisiin tai alhaalta ylös eli laitteilta toissijaiseen keskittimeen ja sitten keskuskeskittimeen. Se on monipisteyhteys ja epävakaa topologia, koska jos runkoverkko epäonnistuu, topologia kaatuu.

Puutopologian edut

• Se mahdollistaa useampien laitteiden liittämisen yhteen keskittimeen, mikä vähentää matkaa, jonka signaali kulkee laitteisiin saapuvana.
• Sen avulla verkko voidaan eristää ja priorisoida eri tietokoneista.
• Voimme lisätä uusia laitteita olemassa olevaan verkkoon.
• Virheiden havaitseminen ja virheen korjaus ovat erittäin helppoja puutopologiassa.

Puutopologian haitat

• Jos keskuskeskitin epäonnistuu, koko järjestelmä epäonnistuu.
• Kustannukset ovat korkeat kaapeloinnin takia.
• Jos uusia laitteita lisätään, on vaikea määrittää uudelleen.

Yleinen esimerkki puutopologiasta on hierarkia suuressa organisaatiossa. Puun yläosassa on toimitusjohtaja, joka on yhteydessä yrityksen eri osastoon tai divisioonaan (lapsisolmuihin). Jokaisella osastolla on oma hierarkia, jossa johtajat valvovat eri tiimejä (lastenlapsisolmuja). Tiimin jäsenet (lehtisolmut) ovat hierarkian alaosassa, ja he ovat yhteydessä vastaaviin esimiehiinsä ja osastoihinsa.

Katso lisätietoja kohdasta Puutopologian edut ja haitat.

Hybriditopologia

Tämä topologinen tekniikka on yhdistelmä kaikkia erityyppisiä topologioita, joita olemme tutkineet edellä. Hybriditopologiaa käytetään, kun solmut voivat olla vapaasti missä tahansa muodossa. Se tarkoittaa, että nämä voivat olla yksilöitä, kuten rengas- tai tähtitopologiaa, tai ne voivat olla yhdistelmä erityyppisiä topologioita, jotka on nähty yllä. Jokainen yksittäinen topologia käyttää protokollaa, josta on keskusteltu aiemmin.

Hybriditopologia

Kuva 6 : Yllä oleva kuva näyttää hybriditopologian rakenteen. Kuten nähdään, se sisältää yhdistelmän kaikkia erityyppisiä verkkoja.

Hybriditopologian edut

• Tämä topologia on erittäin joustava .
• Verkon kokoa voidaan helposti laajentaa uusien laitteiden lisääminen.

Hybriditopologian haitat

java häntä

• Se on haastavaa suunnittelemaan arkkitehtuuria hybridiverkosta.
• Keskittimet käytetään tässä topologiassa erittäin kallis.
• Infrastruktuurikustannukset ovat hybridiverkona erittäin korkeat vaatii paljon kaapelointia ja verkkolaitteita .

Yleinen esimerkki hybriditopologiasta on yliopiston kampusverkko. Verkossa voi olla tähtitopologian runko, jossa jokainen rakennus on kytketty runkoon kytkimen tai reitittimen kautta. Jokaisessa rakennuksessa voi olla väylä- tai rengastopologia, joka yhdistää eri huoneet ja toimistot. Langattomat tukiasemat luovat myös verkkotopologian langattomille laitteille. Tämä hybriditopologia mahdollistaa tehokkaan viestinnän eri rakennusten välillä samalla kun se tarjoaa joustavuutta ja redundanssia jokaisessa rakennuksessa.

Katso lisätietoja kohdasta Hybriditopologian edut ja haitat.