Какую топологию следует использовать в локальной сети компьютерного класса

Обновлено: 04.07.2024

a) Топология сетки:

В ячеистой топологии каждое устройство подключается к другому устройству через определенный канал.

Рис. 1. Каждое устройство подключено к другому через выделенные каналы. Эти каналы известны как ссылки.

Предположим, что N устройств связаны друг с другом в ячеистой топологии, общее количество портов, необходимых для каждого устройства, составляет N-1. На рис. 1 5 устройств подключены друг к другу, следовательно, общее количество портов, необходимых для каждого устройства, равно 4. Общее количество требуемых портов = N*(N-1).
Предположим, что N устройств связаны друг с другом в ячеистой топологии, тогда общее количество выделенных каналов, необходимых для их соединения, составляет N C₂, то есть N(N-1)/2. На рис. 1 – 5 устройств, подключенных друг к другу, следовательно, общее количество необходимых каналов равно 5 * 4/2 = 10.

Он надежный.
Неисправность легко диагностируется. Данные надежны, поскольку они передаются между устройствами по выделенным каналам или ссылкам.
Обеспечивает безопасность и конфиденциальность.

Установка и настройка сложны.
Стоимость кабелей высока, так как требуется массовая проводка, поэтому они подходят для меньшего количества устройств.
Стоимость обслуживания высока.

b) Топология «звезда»:

В звездообразной топологии все устройства подключаются к одному концентратору с помощью кабеля. Этот концентратор является центральным узлом, и все остальные узлы подключены к центральному узлу. Концентратор может быть пассивным по своей природе, т. Е. Не интеллектуальным концентратором, таким как устройства вещания, в то же время концентратор может быть интеллектуальным, известным как активный концентратор. В активных концентраторах есть повторители.

Рисунок 2. Топология "звезда" с четырьмя системами, подключенными к одной точке подключения, т. е. концентратору.

Если N устройств подключены друг к другу по топологии "звезда", то количество кабелей, необходимых для их соединения, равно N. Таким образом, это легко настроить.
Каждому устройству требуется только 1 порт, то есть для подключения к концентратору, поэтому общее количество необходимых портов равно N.

Если концентратор (концентратор), на котором основана вся топология, выйдет из строя, вся система выйдет из строя.
Стоимость установки высока.
Производительность зависит от одного концентратора, т. е. концентратора.

c) Топология шины:

Топология «шина» – это тип сети, в котором каждый компьютер и сетевое устройство подключены к одному кабелю. Он передает данные от одного конца к другому в одном направлении. В шинной топологии нет двунаправленной функции. Это многоточечное соединение и ненадежная топология, потому что в случае отказа магистрали происходит сбой топологии.

Рис. 3. Топология шины с общим магистральным кабелем. Узлы подключены к каналу через линии сброса.

Если N устройств подключены друг к другу в шинной топологии, то количество кабелей, необходимых для их соединения, равно 1, что называется магистральным кабелем, и требуется N ответвлений.
Стоимость кабеля меньше по сравнению с другими топологиями, но он используется для построения небольших сетей.

Если общий кабель выйдет из строя, вся система выйдет из строя.
Если сетевой трафик большой, количество конфликтов в сети увеличивается. Чтобы избежать этого, на уровне MAC используются различные протоколы, известные как Pure Aloha, Slotted Aloha, CSMA/CD и т. д.
Очень низкий уровень безопасности.

d) Кольцевая топология:

В этой топологии он образует кольцо, соединяющее устройства ровно с двумя соседними устройствами.

Для кольцевой топологии с большим количеством узлов используется ряд повторителей, потому что если кто-то хочет отправить какие-то данные на последний узел в кольцевой топологии со 100 узлами, то данные должны будут пройти через 99 узлов до достичь 100-го узла. Следовательно, для предотвращения потери данных в сети используются повторители.

Передача является однонаправленной, но ее можно сделать двунаправленной при наличии 2 соединений между каждым сетевым узлом. Это называется топологией двойного кольца.

Рисунок 4. Кольцевая топология включает 4 станции, каждая из которых образует кольцо.

Одна станция известна как станция мониторинга, которая берет на себя всю ответственность за выполнение операций.
Для передачи данных станция должна удерживать токен.После завершения передачи токен должен быть выпущен для использования другими станциями.
Если ни одна станция не передает данные, токен будет циркулировать по кольцу.
Существует два типа методов выпуска маркеров: ранний выпуск маркера высвобождает маркер сразу после передачи данных, а выпуск маркера с задержкой высвобождает маркер после получения подтверждения от получателя.

В этом типе топологии вероятность коллизии минимальна.
Недорогая установка и расширение.

Устранение неполадок в этой топологии затруднено.
Добавление или удаление станций между ними может нарушить всю топологию.
Менее безопасный.

e) Топология дерева:

Эта топология является разновидностью топологии "звезда". Эта топология имеет иерархический поток данных.

Топология сети — это схематическое описание устройства сети, соединяющего различные узлы (отправитель и получатель) через соединительные линии.

Топология BUS

Топология «шина» – это тип сети, в котором каждый компьютер и сетевое устройство подключены к одному кабелю. Когда у него ровно две конечные точки, это называется топологией линейной шины.

Особенности топологии шины

Он передает данные только в одном направлении.
Каждое устройство подключено к одному кабелю.

Преимущества шинной топологии

Это экономично.
Требуется минимум кабеля по сравнению с другой топологией сети.
Используется в небольших сетях.
Это легко понять.
Легко расширить соединение двух кабелей вместе.

Недостатки шинной топологии

Отказ кабелей приводит к отказу всей сети.
Если сетевой трафик интенсивен или узлов больше, производительность сети снижается.
Кабель имеет ограниченную длину.
Это медленнее, чем кольцевая топология.

Топология КОЛЬЦА

Это называется кольцевой топологией, потому что она образует кольцо, когда каждый компьютер подключается к другому компьютеру, причем последний подключается к первому. Ровно два соседа для каждого устройства.

Особенности кольцевой топологии

Для кольцевой топологии с большим количеством узлов используется несколько повторителей, потому что если кто-то хочет отправить данные на последний узел в кольцевой топологии со 100 узлами, то данные должны будут пройти через 99 узлов, чтобы достичь 100-й узел. Поэтому для предотвращения потери данных в сети используются повторители.
Передача является однонаправленной, но ее можно сделать двунаправленной при наличии 2 соединений между каждым сетевым узлом. Это называется топологией двойного кольца.
В топологии двойного кольца формируются две кольцевые сети, потоки данных в которых идут в противоположном направлении. Кроме того, в случае сбоя одного кольца второе кольцо может выступать в качестве резервного, чтобы поддерживать сеть в рабочем состоянии.
Данные передаются последовательно, побитно. Передаваемые данные должны пройти через каждый узел сети до узла назначения.

Преимущества кольцевой топологии

На передающую сеть не влияет высокий трафик или добавление дополнительных узлов, так как только узлы, имеющие токены, могут передавать данные.
Недорогая установка и расширение

Недостатки кольцевой топологии

Устранение неполадок в кольцевой топологии затруднено.
Добавление или удаление компьютеров нарушает сетевую активность.
Отказ одного компьютера нарушает работу всей сети.

Топология STAR

В этом типе топологии все компьютеры подключены к одному концентратору через кабель. Этот концентратор является центральным узлом, и все остальные узлы подключены к центральному узлу.

Особенности звездообразной топологии

Каждый узел имеет собственное выделенное соединение с концентратором.
Hub действует как повторитель потока данных.
Можно использовать с витой парой, оптическим волокном или коаксиальным кабелем.

Преимущества звездообразной топологии

Высокая производительность благодаря небольшому количеству узлов и низкому сетевому трафику.
Hub можно легко обновить.
Легко устранять неполадки.
Простота настройки и изменения.
Затрагивается только тот узел, который вышел из строя, остальные узлы могут работать без сбоев.

Недостатки звездообразной топологии

Стоимость установки высока.
Дорого в использовании.
Если концентратор выходит из строя, вся сеть останавливается, поскольку все узлы зависят от концентратора.
Производительность зависит от концентратора, то есть от его емкости.

Топология MESH

Это двухточечное соединение с другими узлами или устройствами. Все узлы сети связаны друг с другом. Mesh имеет n(n-1)/2 физических каналов для связи n устройств.

Существует два метода передачи данных по топологии Mesh:

Топология MESH: маршрутизация

При маршрутизации узлы имеют логику маршрутизации в соответствии с требованиями сети. Подобно логике маршрутизации, чтобы направить данные к месту назначения по кратчайшему расстоянию. Или логика маршрутизации, у которой есть информация о неработающих ссылках, и она избегает этих узлов и т. д. У нас даже может быть логика маршрутизации для перенастройки отказавших узлов.

Топология MESH: флуд

При лавинной рассылке одни и те же данные передаются на все узлы сети, поэтому логика маршрутизации не требуется. Сеть надежная, и очень маловероятно, что данные будут потеряны. Но это приводит к нежелательной нагрузке на сеть.

Типы топологии сетки

Частично ячеистая топология. В этой топологии некоторые системы подключаются так же, как и в ячеистой топологии, но некоторые устройства подключаются только к двум или трем устройствам.
Полноячеистая топология: все без исключения узлы или устройства связаны друг с другом.

Особенности сетчатой топологии

Полностью подключен.
Надежный.
Не гибкий.

Преимущества сетчатой топологии

Каждое соединение может нести собственную нагрузку данных.
Он надежный.
Неисправность легко диагностируется.
Обеспечивает безопасность и конфиденциальность.

Недостатки сетчатой топологии

Установка и настройка сложны.
Стоимость кабеля выше.
Требуется массовая проводка.

Топология ДЕРЕВА

У него есть корневой узел, и все остальные узлы связаны с ним, образуя иерархию. Ее также называют иерархической топологией. Он должен иметь как минимум три уровня иерархии.

Особенности топологии дерева

Идеально, если рабочие станции расположены группами.
Используется в глобальной сети.

Преимущества древовидной топологии

Расширение шинных и звездообразных топологий.
Расширение узлов возможно и просто.
Простота управления и обслуживания.
Обнаружение ошибок выполняется легко.

Недостатки древовидной топологии

Слишком много кабелей.
Дорого.
Если будет добавлено больше узлов, обслуживание будет затруднено.
Отказ центрального концентратора, отказ сети.

ГИБРИДНАЯ топология

Это два разных типа топологий, представляющих собой смесь двух или более топологий. Например, если в офисе в одном отделе используется топология «кольцо», а в другом топология «звезда», соединение этих топологий приведет к гибридной топологии (топология «кольцо» и топология «звезда»).

< /p>

ИТ-инфраструктуры компаний стали более сложными, чем когда-либо. Согласно последним отчетам, глобальный рынок «Принеси свое собственное устройство» (рынок BYOD) в 2018 году оценивался в 94 200 миллионов долларов США и, как ожидается, достигнет 337 500 миллионов долларов США к концу 2025 года. и мобильные устройства в работу, поставщикам управляемых услуг (MSP) становится все труднее получать полную информацию о сетях своих клиентов.

Именно здесь в игру вступает сложная топология сети. Он описывает логические и физические отношения между всеми узлами, устройствами и соединениями в сетях ваших клиентов. Проще говоря, топология сети относится к способу организации сети. Физические соединения — это соединения между узлами и сетью — физические провода, кабели и т. д. Логические соединения описывают, какие узлы соединяются друг с другом и как данные передаются по сети. Хотя эти соединения невидимы, они являются неотъемлемой частью общей функции сети.

При наличии правильной системы поставщики MSP могут автоматически определять, добавляется или удаляется устройство, быстро устранять проблемы с сетевым подключением и получать исчерпывающее, понятное визуальное представление сети и ее взаимосвязей.

Как составить карту топологии сети?

Создание карты сети начинается с обнаружения сетевых устройств.Обнаружение сетевых устройств — это процесс идентификации всех компьютеров и других устройств, расположенных в сети. Хотя вы можете сделать это вручную, многие MSP полагаются на программное обеспечение для отображения сети, чтобы автоматизировать и ускорить процесс. Программное обеспечение для обнаружения сети использует распространенные протоколы обнаружения, включая простой протокол управления сетью, протокол обнаружения канального уровня и ping, для быстрого обнаружения и сбора информации о виртуальных компьютерах и сетях, оборудовании в сети, программном обеспечении в сети, а также логических и физических отношения между сетевыми активами.

После обнаружения устройств комплексный инструмент обнаружения сети может использовать эту информацию для создания простых для понимания схем сети, которые объединяют данные топологии OSI уровня 2 и уровня 3, включая коммутатор-коммутатор, коммутатор-узел. , а также порты коммутатора и маршрутизатора.

Какая топология сети наиболее распространена?

Существует несколько различных типов топологии сети. Каждый тип предназначен для своей уникальной цели — не существует универсального решения. Выбор правильной схемы для сетей ваших клиентов зависит от общего размера каждой сети и ваших конкретных целей. Некоторые из наиболее распространенных типов включают звезду, шину, кольцо, дерево, сетку и гибрид. Вот краткий обзор каждого из них:

Топология "звезда" является наиболее распространенной. В этой структуре каждый узел независимо подключается к центральному концентратору через физический кабель, создавая таким образом звездообразную форму. Все данные должны пройти через центральный узел, прежде чем достигнут пункта назначения. Поскольку никакие два соседних узла не соединены, если один выйдет из строя, другие останутся в рабочем состоянии. Однако, если центральный узел выйдет из строя, то же самое произойдет и со всеми соседними узлами в сети.
Топология «шина», также известная как «линия» или «магистраль», соединяет все устройства с помощью одного кабеля, идущего в одном направлении. Все данные в сети также проходят по этому кабелю в том же направлении. Из-за ограниченного количества оборудования, необходимого для создания этой схемы (один коаксиальный кабель или кабель RJ45), топология шины считается надежным и экономичным вариантом для многих MSP. По мере роста потребностей сети вы можете добавлять дополнительные узлы, присоединяя дополнительные кабели. Просто имейте в виду, что эти топологии могут обрабатывать только ограниченную полосу пропускания, и если один кабель выйдет из строя, вся сеть, в свою очередь, выйдет из строя.
Топология "кольцо", как следует из названия, предполагает, что все узлы расположены в виде кольца. Данные могут перемещаться по кольцу в любом направлении, проходя через каждый узел, пока не достигнут пункта назначения. Поскольку только один узел в кольце может отправлять данные в любой момент времени, вероятность коллизии пакетов значительно снижается. Однако, как и в шинной топологии, один неисправный узел в кольцевой схеме может вывести из строя все остальные. Пропускная способность также ограничена, что ставит под вопрос масштабируемость.
Топология дерева устроена как генеалогическое древо с центральной единицей наверху, которая затем переходит в иерархию дополнительных единиц. Опция дерева сочетает в себе лучшее из топологий «звезда» и «шина», что упрощает добавление узлов в сеть. Если концентратор выйдет из строя, узлы, непосредственно подключенные к нему, также выйдут из строя, но связь будет поддерживаться в оставшихся системах филиалов. Хотя древовидные топологии облегчают масштабирование, управление ими может быть дорогостоящим из-за большого количества кабелей, необходимых для подключения всех устройств.
Сетчатые топологии формируют веб-структуры взаимосвязанных узлов. Затем узлы используют логику для определения наиболее эффективного маршрута для передачи каждого пакета данных. В некоторых случаях данные лавинно рассылаются, и информация отправляется на все узлы в сети без необходимости логики маршрутизации. Сетчатые топологии часто требуют многочисленных кабелей и могут быть трудоемкими в настройке. Однако многие MSP считают, что они стоят затраченных усилий из-за их надежного и отказоустойчивого характера.
Гибридная топология использует два или более макета для удовлетворения потребностей использования сети. Топология дерева технически является примером гибридной топологии, поскольку она сочетает в себе структуру звезды и шины. Гибридные технологии обеспечивают большую гибкость и широко распространены среди крупных компаний, особенно тех, которые разбиты на множество различных отделов. Поскольку эти топологии настолько сложны, для управления ими требуется большой опыт.

Каждая из этих сетевых топологий имеет свои преимущества, а также некоторые уникальные недостатки. MSP должны прислушиваться к потребностям своих клиентов и находить наилучший вариант.

Преимущества мониторинга и сопоставления сетевых устройств

Топология сети позволяет MSP проводить углубленную оценку сети и более эффективно выявлять причины сетевых проблем. Имея под рукой подходящее программное обеспечение для мониторинга и сопоставления сетевых устройств, MSP могут:

Автоматическое обнаружение устройств. Вместо того чтобы проводить инвентаризацию всех устройств в сети вручную, MSP могут использовать комплексную платформу для автоматического обнаружения всех устройств в сети за считанные минуты. После этих сканирований можно создать подробные карты сети, чтобы предоставить MSP представление об ИТ-инфраструктуре своих клиентов с высоты птичьего полета. На многих платформах даже предусмотрено сканирование сети по расписанию, чтобы новые устройства автоматически добавлялись в сеть, и MSP не нужно было ничего делать.
Соблюдение нормативных требований. Соблюдение нормативных требований является абсолютной необходимостью для любого MSP. Многие стандарты соответствия, включая PCI, SOX, HIPAA и FIPS 140-2, требуют поддержания актуальной схемы сети. Полная и точная карта, созданная с помощью передового программного обеспечения, упрощает процесс соблюдения требований для MSP. Если по какой-либо причине необходимо экспортировать карты топологии, действительно надежные программы картирования сети даже позволят поставщикам услуг экспортировать карты в форматы Microsoft Office Visio, PDF и PNG.
Быстро устраняйте проблемы с сетью. Проблемы с сетью могут привести к снижению производительности, ставя под угрозу вашу репутацию и прибыль ваших клиентов. Когда возникают проблемы в сети, вы несете ответственность за их быстрое выявление и устранение с минимальным вмешательством. Используя очень подробную карту сети, вы можете легко просмотреть схему сети вашего клиента, что поможет вам найти сетевую проблему, чтобы ускорить устранение неполадок и свести к минимуму время простоя.
Осуществляйте всестороннее управление инвентаризацией сети. Комплексное программное обеспечение для картографирования сети предоставляет больше, чем просто карты. Оно также создает подробные отчеты для отслеживания инвентаризации оборудования, данных о портах коммутатора, кэше ARP устройства, VLAN и подсетях. Эти отчеты позволяют MSP отслеживать инвентаризацию и информацию о сети, чтобы они могли лучше понять все доступные инвентари и существующую емкость устройств. В некоторых отчетах даже указаны уязвимости в системе безопасности и указаны статусы исправлений конечных точек и серверов на нескольких клиентских сайтах.
Повысьте эффективность своей работы. Платформы, которые позволяют поставщикам услуг мобильной связи создавать несколько карт сети без необходимости повторного сканирования, экономят драгоценное время, пропускную способность и ресурсы поставщика услуг мобильной связи. Эти решения часто поддерживают несколько методов обнаружения, включая SNMP v1-v3, ICMP, WMI, CDP, VMware, Hyper-V и другие. Некоторые платформы управления сетью также являются частью наборов услуг, которые предлагают программное обеспечение для удаленного доступа для бизнеса. Это еще больше помогает повысить эффективность работы для многих MSP, позволяя им управлять сетями своих клиентов в режиме реального времени.

Нетрудно заметить, что преимущества программного обеспечения для топологии сети огромны и разнообразны. Использование правильных инструментов может вывести вашу работу на новый уровень, помогая вам добиваться лучших результатов для ваших клиентов.

Геометрическое представление того, как компьютеры связаны друг с другом, называется топологией. Существует пять типов топологии: сетка, звезда, шина, кольцо и гибрид.

Типы топологии

Существует пять типов топологии компьютерных сетей:

1. Топология сетки
2. Топология «звезда»
3. Топология шины
4. Кольцевая топология
5. Гибридная топология

Топология сетки

В ячеистой топологии каждое устройство подключается ко всем другим устройствам в сети через выделенный двухточечный канал. Когда мы говорим «выделенный», это означает, что по ссылке передаются данные только для двух подключенных устройств. Допустим, у нас есть n устройств в сети, тогда каждое устройство должно быть подключено к (n-1) устройствам сети. Количество каналов в ячеистой топологии из n устройств будет равно n(n-1)/2.

Преимущества сетчатой топологии

<р>1. Нет проблем с трафиком данных, так как между двумя устройствами существует выделенная линия, что означает, что ссылка доступна только для этих двух устройств.
2. Сетчатая топология надежна и надежна, поскольку сбой одного канала не влияет на другие каналы и связь между другими устройствами в сети.
3. Сетчатая топология безопасна, поскольку существует двухточечная связь, поэтому несанкционированный доступ невозможен.
4. Обнаружение неисправности легко.

Недостатки сетчатой топологии

<р>1. Количество проводов, необходимых для подключения каждой системы, утомительно и вызывает головную боль.
2. Поскольку каждое устройство должно быть подключено к другим устройствам, количество требуемых портов ввода-вывода должно быть огромным.
3. Проблемы с масштабируемостью, поскольку устройство не может быть подключено к большому количеству устройств с помощью выделенной двухточечной связи.

Топология «звезда»

В звездообразной топологии каждое устройство в сети подключено к центральному устройству, называемому концентратором. В отличие от топологии Mesh, топология «звезда» не допускает прямой связи между устройствами, устройство должно обмениваться данными через концентратор. Если одно устройство хочет отправить данные на другое устройство, оно должно сначала отправить данные на концентратор, а затем концентратор передаст эти данные на назначенное устройство.

Преимущества топологии «звезда»

<р>1. Менее дорого, поскольку каждому устройству нужен только один порт ввода-вывода, и оно должно быть подключено к концентратору одним каналом.
2. Легче установить
3. Требуется меньшее количество кабелей, поскольку каждое устройство должно быть подключено только к концентратору.
4. Надежный, если одна ссылка не работает, другие ссылки будут работать нормально.
5. Простое обнаружение ошибок, потому что ссылка может быть легко идентифицирована.

Недостатки топологии «звезда»

<р>1. Если хаб выходит из строя, все падает, ни одно устройство не может работать без хаба.
2. Hub требует больше ресурсов и регулярного обслуживания, потому что это центральная система звездообразной топологии.

Топология шины

В шинной топологии есть основной кабель, и все устройства подключаются к этому основному кабелю через ответвительные линии. Существует устройство под названием ответвитель, которое соединяет отводную линию с основным кабелем. Поскольку все данные передаются по основному кабелю, существует ограничение на количество ответвлений и расстояние, которое может иметь основной кабель.