В компьютерных сетях, топология относится к компоновке подключенных устройств. В этой статье представлены стандартные топологии сетей.
Топология в сетевом дизайне
Подумайте о топологии как 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 найдет там кольцевую топологию.
Сетевые топологии подразделяются на следующие основные типы:
- автобус
- кольцо
- звезда
- дерево
- меш
Более сложные сети могут быть построены как гибриды двух или более из вышеперечисленных базовых топологий.
Автобусная топология
Шинные сети (не путать с системной шиной компьютера) используют общую магистраль для подключения всех устройств. Один кабель, магистраль функционирует как общий коммуникационный носитель, который устройства подключают или подключают с помощью интерфейсного разъема. Устройство, которое хочет связываться с другим устройством в сети, отправляет широковещательное сообщение на провод, который видят все другие устройства, но только предполагаемый получатель фактически принимает и обрабатывает сообщение.
Топологии шины Ethernet относительно просты в установке и не требуют много кабелей по сравнению с альтернативами. 10Base-2 («ThinNet») и 10Base-5 («ThickNet») были популярными вариантами Ethernet-кабелей много лет назад для топологий шин. Однако шинные сети работают лучше всего с ограниченным количеством устройств. Если к сетевой шине добавлено более десятка компьютеров, могут возникнуть проблемы с производительностью. Кроме того, если магистральный кабель выходит из строя, вся сеть становится непригодной для использования.
Кольцевая топология
В кольцевой сети каждое устройство имеет ровно два соседа для целей связи. Все сообщения проходят через кольцо в одном направлении (либо «по часовой стрелке», либо «против часовой стрелки»). Сбой в любом кабеле или устройстве прерывает цикл и может удалить всю сеть.
Для реализации кольцевой сети обычно используется технология FDDI, SONET или Token Ring. Кольцевые топологии встречаются в некоторых офисных зданиях или школьных кампусах.
Звездная топология
Многие домашние сети используют звездную топологию. Звездная сеть имеет центральную точку соединения, называемую «узловым узлом», которая может быть сетевым хабом, коммутатором или маршрутизатором. Обычно устройства подключаются к концентратору с неэкранированной витой парой (UTP) Ethernet.
По сравнению с топологией шины сетевая сеть обычно требует большего количества кабелей, но отказ в любом сетевом сетевом кабеле приведет только к отключению сетевого доступа к компьютеру, а не всей локальной сети. (Однако, если хаб выходит из строя, вся сеть также терпит неудачу).
Топология деревьев
Топология дерева объединяет множество звездных топологий вместе на шину. В своей простейшей форме только узловые устройства подключаются непосредственно к древовидной шине, и каждый хаб функционирует как корень дерева устройств. Этот гибридный подход с шиной / звездой поддерживает будущее расширение сети намного лучше, чем шина (ограниченная количеством устройств из-за генерируемого широковещательного трафика) или звезда (ограниченная количеством точек подключения концентратора).
Топология сетки
Топология сетки вводит понятие маршрутов. В отличие от каждой из предыдущих топологий, сообщения, отправленные в сетчатую сеть, могут принимать любой из нескольких возможных путей от источника к месту назначения. (Вспомните, что даже в кольце, хотя существуют два кабельных пути, сообщения могут перемещаться только в одном направлении.) В некоторых сетях WAN, особенно в Интернете, используется маршрутизация сетки.
Сетевая сеть, в которой каждое устройство соединяется со всеми, называется полной сеткой. Как показано на рисунке ниже, существуют частичные сетчатые сети, в которых некоторые устройства подключаются только косвенно к другим.
Резюме
Топология остается важной частью теории сетевого дизайна. Вероятно, вы можете построить домашнюю компьютерную сеть для дома или малого бизнеса, не понимая разницы между дизайном шины и дизайном звезды, но знакомство со стандартными топологиями дает вам лучшее понимание важных сетевых концепций, таких как концентраторы, трансляции и маршруты.
