Drzewo, gwiazda i pierścień, czyli topologia sieci.

Witamy!

W dzisiejszym poście wyjaśnimy, czym jest topologia sieci i jakie są jej rodzaje.

Topologia sieci komputerowej to model układu połączeń różnych elementów sieci komputerowej.

Wyróżniamy 6 podstawowych topologii.


Topologia liniowa (ang. Line)
Urządzenia sieciowe i komputery w tej topologii- oprócz granicznych- połączone są z dwoma sąsiednimi. W topologii liniowej dane przesyłane są przez kolejne połączenia i urządzenia sieciowe aż do dotarcia do celu.
Jest to najprostszy sposób na stworzenie fizycznego połączenia pomiędzy wieloma komputerami bez użycia dodatkowych urządzeń sieciowych, choć wymaga, by wszystkie urządzenia w niej pracujące były włączone.
Połączenie ze sobą granicznych urządzeń powoduje przejście do topologii pierścienia.

ZALETY:

• małe zużycie przewodów.

WADY:

•  awaria pojedynczego przewodu, urządzenia sieciowego (łączy ono urządzenia końcowe, czyli komputery) lub komputera powoduje przerwanie pracy sieci.

Topologia pierścienia (ang. Ring)

Komputery połączone są za pomocą jednego nośnika informacji w układzie zamkniętym- okablowanie nie ma żadnych zakończeń (tworzy krąg). Sygnał wędruje w pętli od komputera do komputera, który pełni rolę wzmacniacza regenerującego sygnał i wysyłającego go do następnego komputera.Metoda transmisji danych w pętli nazywana jest przekazywaniem żetonu dostępu. Żeton dostępu jest określoną sekwencją bitów zawierających informację kontrolną. Przejęcie żetonu zezwala urządzeniu w sieci na transmisję danych w sieci. Każda sieć posiada tylko jeden żeton dostępu. Komputer wysyłający usuwa żeton z pierścienia i wysyła dane przez sieć. Każdy komputer przekazuje dane dalej, dopóki nie zostanie znaleziony komputer, do którego pakiet jest adresowany. Następnie komputer odbierający wysyła komunikat do komputera wysyłającego o odebraniu danych. Po weryfikacji, komputer wysyłający tworzy nowy żeton dostępu i wysyła go do sieci.

ZALETY:

• małe zużycie przewodów.

WADY:

• awaria pojedynczego przewodu lub komputera powoduje przerwanie pracy całej sieci (jeśli nie jest zainstalowany dodatkowy sprzęt)
• trudna lokalizacja uszkodzenia,
• dołączenie nowych stacji jest utrudnione, jeśli w pierścieniu jest wiele stacji.

Topologia magistrali (ang. Bus)

Wszystkie elementy sieci podłączone są do jednej magistrali (zazwyczaj jest to kabel koncentryczny, czyli przewód telekomunikacyjny). Sieć o takiej topologii umożliwia tylko jedną transmisję w danej chwili. Sygnał nadawany przez jedną ze stacji jest odbierany przez wszystkie (co, bez zastosowania dodatkowych zabezpieczeń, umożliwia jego przechwycenie), jednakże tylko stacja, do której pakiet został zaadresowany, interpretuje go.

ZALETY:

• małe zużycie kabla,
• brak dodatkowych urządzeń (koncentratorów, switchów),
• niska cena sieci,
• łatwość instalacji,
• awaria pojedynczego komputera nie powoduje unieruchomienia całej sieci.

WADY:

• trudna lokalizacja usterek,
• tylko jedna możliwa transmisja w danym momencie,
• potencjalnie duża ilość kolizji (sytuacji, w której dwa komputery chcą przesłać pakiet informacji w jednym czasie),
• niskie bezpieczeństwo.

Topologia gwiazdy (ang. Star)

Kable sieciowe połączone są w jednym wspólnym punkcie, w którym znajduje się hub (koncentrator) lub przełącznik (switch). 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. Zadaniem huba jest nie tylko łączyć elementy sieci, ale też rozsyłać sygnały oraz wykrywać kolizje w sieci.

ZALETY:

• większa przepustowość,
• łatwa lokalizacja uszkodzeń ze względu na centralne sterowanie,
• wydajność,
• łatwa rozbudowa,
• awaria komputera peryferyjnego nie blokuje sieci.

WADY:

• duże zużycie kabli (duża liczba połączeń),
• gdy awarii ulegnie centralny punkt (koncentrator lub przełącznik), to nie działa cała sieć.

Topologia drzewa (ang. Tree)

Utworzona jest z wielu magistrali liniowych (patrz: topologia liniowa) połączonych łańcuchowo. Zasada jej działania polega na dublowaniu poszczególnych magistrali. Początkowo pierwszą magistralę liniową dołącza się do koncentratora, dzieląc ją na dwie lub więcej magistral za pomocą przewodów koncentrycznych- w ten sposób powstają kolejne magistrale. Proces dzielenia można kontynuować, dzieląc dodatkowe magistrale liniowe wychodzące od magistral odchodzących od pierwszej magistrali, co nadaje tej topologii cechy topologii gwiazdy. Tworzone są kolejne poziomy drzewa, ale ich liczba jest ograniczona. Na końcu tego drzewa zawsze znajdują się pojedyncze terminale (urządzenia) podłączane do magistral.

ZALETY:

• łatwa konfiguracja,
• sieć zazwyczaj nie jest czuła na uszkodzenia danego kabla lub komputera,
• łatwa rozbudowa sieci poprzez dodawanie nowych rozgałęzień.

WADY:

• duża ilość kabli,
• trudność w odnajdywaniu błędu.

Topologia siatki (ang. Mesh)

Istnieją dwa typy topologii siatki:

• pełna siatka (ang. full mesh)- każdy węzeł sieci na fizyczne połączenie z każdym innym węzłem w danej sieci,
• częściowa siatka (ang. partial mesh)- węzły mają różną ilość połączeń do innych węzłów.

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

ZALETY:

• 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.

WADY:

• wysoki koszt,
• skomplikowana budowa.

Mamy nadzieję, że wiesz już, na czym polegają poszczególne topologie. 

W następnym poście omówimy różnice między siecią równorzędną i siecią klient- serwer.