Вид компьютерного сетевого кольца

Обновлено: 21.11.2024

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.

Преимущества шинной топологии

<р>1. Простая установка, каждый кабель должен быть подключен к магистральному кабелю.
2. Требуется меньше кабелей, чем в ячеистой или звездообразной топологии

Недостатки шинной топологии

<р>1. Трудно в обнаружении неисправности.
2. Не масштабируется, так как существует ограничение на количество узлов, которые можно подключить с помощью магистрального кабеля.

Топология кольца


В кольцевой топологии каждое устройство связано с двумя устройствами по обе стороны от него. Устройство имеет два выделенных соединения «точка-точка» с устройствами по обе стороны от него. Эта структура образует кольцо, поэтому она известна как кольцевая топология. Если устройство хочет отправить данные другому устройству, оно отправляет данные в одном направлении, каждое устройство в кольцевой топологии имеет повторитель, если полученные данные предназначены для другого устройства, то повторитель пересылает эти данные до тех пор, пока предполагаемое устройство не получит их.< /p>

Преимущества кольцевой топологии

<р>1. Простота установки.
2.Управлять проще, так как для добавления или удаления устройства из топологии требуется изменить только две ссылки.

Недостатки кольцевой топологии

<р>1. Сбой канала может привести к сбою всей сети, поскольку сигнал не будет распространяться из-за сбоя.
2. Проблемы с трафиком данных, так как все данные циркулируют по кольцу.

Гибридная топология


Комбинация двух или более топологий называется гибридной топологией. Например, сочетание топологии "звезда" и "сетка" называется гибридной топологией.

Преимущества гибридной топологии

<р>1. Мы можем выбрать топологию на основе требований, например, масштабируемость является нашей заботой, тогда мы можем использовать звездообразную топологию вместо шинной технологии.
2. Масштабируемость, так как мы можем дополнительно подключить другие компьютерные сети к существующим сетям с другой топологией.

Недостатки гибридной топологии

<р>1. Обнаружение неисправности затруднено.
2. Установка сложная.
3. Дизайн сложный, поэтому обслуживание дорогое, а значит дорогое.

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

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

Преимущества шинной топологии

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

Недостатки шинной топологии

  1. Отказ кабелей приводит к отказу всей сети.
  2. Если сетевой трафик интенсивен или узлов больше, производительность сети снижается.
  3. Кабель имеет ограниченную длину.
  4. 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

  1. 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.
  2. Передача является однонаправленной, но ее можно сделать двунаправленной при наличии 2 соединений между каждым сетевым узлом. Это называется топологией двойного кольца.
  3. 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.
  4. Данные передаются последовательно, побитно. Передаваемые данные должны пройти через каждый узел сети до узла назначения.

Преимущества кольцевой топологии

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

Недостатки кольцевой топологии

  1. Устранение неполадок в кольцевой топологии затруднено.
  2. Добавление или удаление компьютеров нарушает сетевую активность.
  3. 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

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

Преимущества звездообразной топологии

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

Недостатки звездообразной топологии

  1. Стоимость установки высока.
  2. Дорого в использовании.
  3. Если концентратор выходит из строя, вся сеть останавливается, поскольку все узлы зависят от концентратора.
  4. 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

  1. 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.
  2. Полноячеистая топология: все без исключения узлы или устройства связаны друг с другом.

Особенности сетчатой ​​топологии

  1. Полностью подключен.
  2. Надежный.
  3. Не гибкий.

Преимущества сетчатой ​​топологии

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

Недостатки сетчатой ​​топологии

  1. Установка и настройка сложны.
  2. Стоимость кабеля выше.
  3. 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

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

Преимущества древовидной топологии

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

Недостатки древовидной топологии

  1. Слишком много кабелей.
  2. Дорого.
  3. Если будет добавлено больше узлов, обслуживание будет затруднено.
  4. 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»).

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, поэтому 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.

  1. Одна станция известна как станция мониторинга, которая берет на себя всю ответственность за выполнение операций.
  2. Для передачи данных станция должна удерживать токен. После завершения передачи токен должен быть выпущен для использования другими станциями.
  3. Если ни одна станция не передает данные, токен будет циркулировать по кольцу.
  4. 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 представляет собой сетевое устройство, состоящее из нескольких узлов, то есть узлов-отправителей и узлов-получателей, и соединяющих их линий.

Типы топологии сети

Давайте рассмотрим доступные типы сетевых топологий.

Веб-разработка, языки программирования, тестирование программного обеспечения и другое

1.Топология шины

Топология «шина» – это топология сети, в которой каждый узел, т. е. каждое устройство в сети, подключено к отдельной основной кабельной линии. Данные передаются по одному маршруту, из одной точки в другую. Мы не можем передавать данные обоими способами. Когда эта топология имеет ровно две конечные точки, она называется топологией линейной шины. В основном используется для небольших сетей.

Преимущества шинной топологии

  • Это рентабельно.
  • Требуемая длина кабеля наименьшая по сравнению с другими топологиями.
  • Работу этой топологии легко понять.
  • Расширение можно легко выполнить, соединив кабели вместе.

Недостатки шинной топологии

  • Если обрушится основной кабель, обрушится вся сеть.
  • На карту поставлена ​​производительность сети, которая снижается при наличии большого количества узлов и интенсивного сетевого трафика.
  • Основной кабель может быть только определенной длины. Длина кабеля ограничена.
  • Топология «шина» не такая быстрая, как топология «кольцо».

2. Кольцевая топология

Топология «кольцо» — это тип топологии, в котором каждый компьютер подключен к другому компьютеру с каждой стороны. Последний компьютер подключается к первому, образуя таким образом форму кольца. Эта топология позволяет каждому компьютеру иметь ровно два соседних компьютера.

В этой топологии главный компьютер называется станцией мониторинга и отвечает за все операции. Передача данных между устройствами осуществляется с помощью токенов. Для передачи данных компьютерная станция должна удерживать маркер. Токен освобождается только после завершения передачи, после чего другие компьютерные станции могут использовать токен для передачи данных.

Передача данных осуществляется последовательным методом, то есть побитно. Следовательно, данные должны пройти через каждый узел в сети, чтобы достичь узла назначения. Мы используем повторители в кольцевой топологии, чтобы предотвратить потерю данных во время передачи. Эти повторители особенно полезны, когда в топологии большое количество узлов и данные должны достигать самого последнего узла в сети.

Передача данных является однонаправленной в кольцевой топологии, но ее можно сделать двунаправленной, соединив каждый узел другим набором соединительных линий. Это известно как топология двойного кольца. Здесь создаются две кольцевые сети, данные в каждой из которых передаются в противоположных направлениях.

Обучение кибербезопасности (10 курсов, 3 проекта) 10 онлайн-курсов | 3 практических проекта | 65+ часов | Поддающийся проверке сертификат об окончании | Пожизненный доступ
4,5 (8 505 оценок)

Преимущества кольцевой топологии

  • На сеть не влияют многочисленные узлы или интенсивный трафик, поскольку только узлы, обладающие токенами, могут передавать данные.
  • Топология «кольцо» обеспечивает дешевую установку и расширение.

Недостатки кольцевой топологии

  • Устранение неполадок в кольцевой топологии — утомительная задача.
  • Добавить или удалить узлы сложно, так как это прерывает сетевую активность.
  • При выходе из строя одного компьютера нарушается вся сетевая активность.

3. Топология «звезда»

Топология «звезда» – это топология сети, в которой все узлы подключены кабелями к одному узлу, называемому концентратором, который является центральным узлом. Концентратор может быть активным или пассивным по своей природе. Активные концентраторы содержат повторители, а пассивные концентраторы считаются неинтеллектуальными узлами. Каждый узел содержит зарезервированное соединение с центральным узлом, при этом центральный узел действует как повторитель во время передачи данных.

Преимущества топологии «звезда»

  • Топология «звезда» обеспечивает высокую производительность благодаря низкому сетевому трафику.
  • Центр легко обновить по мере необходимости.
  • Установку можно легко выполнить, а также легко изменить.
  • Топологию «звезда» легко устранить.
  • В случае отказа узла его можно легко заменить, не влияя на работу остальной части сети.

Недостатки звездообразной топологии

  • Стоимость установки чрезвычайно высока, а использование дорого.
  • Все узлы зависят от концентратора.

4. Топология сетки

Сетчатая топология — это такая топология, в которой все узлы связаны со всеми остальными узлами через сетевой канал. Сетчатая топология представляет собой соединение точка-точка. Он имеет n(n-1)/2 сетевых каналов для подключения n узлов.

Сетчатая топология использует два метода передачи данных: маршрутизацию и лавинную рассылку. В методе маршрутизации узлы обладают логикой маршрутизации, такой как логика кратчайшего расстояния до узла назначения или логика предотвращения маршрутов с разорванными соединениями. В методе лавинной рассылки все узлы сети получают одни и те же данные. Это не оставляет нам необходимости в логике маршрутизации. Этот метод делает сеть надежной, но приводит к нежелательной нагрузке на сеть.

Преимущества сетчатой ​​топологии

  • Каждое соединение может нести определенную нагрузку данных.
  • Сетчатая топология очень надежна.
  • Ошибки легко диагностировать.
  • Сетчатая топология обеспечивает конфиденциальность и безопасность.

Недостатки сетчатой ​​топологии

  • Mesh Topology сложно установить и настроить.
  • Поскольку все узлы соединены друг с другом, прокладка кабелей стоит дорого.
  • Необходима групповая проводка.

5. Топология дерева

Топология дерева — это топология, в которой узлы связаны иерархически, при этом все узлы связаны с самым верхним узлом или корневым узлом. Следовательно, она также известна как иерархическая топология. Топология дерева имеет как минимум три уровня иерархии.

Топология дерева применяется в глобальной сети. Это расширение топологии шины и топологии звезды. Лучше всего, если рабочие станции расположены группами, для удобства работы и управления.

Преимущества топологии дерева

  • Расширить сеть, добавив дополнительные узлы, несложно.
  • Его легко поддерживать и управлять.
  • Ошибку в сети легко обнаружить.

Недостатки древовидной топологии

  • Он глубоко запутан.
  • Это дорого по сравнению с другими топологиями.
  • Если рухнет корневой узел, сеть тоже рухнет.

6. Гибридная топология

Гибридная топология — это, по сути, топология сети, состоящая из топологий двух или более разных типов. Это надежная и масштабируемая топология, но одновременно и дорогостоящая. Он учитывает достоинства и недостатки топологий, использованных для его построения.

Преимущества гибридной топологии

  • С ним легко устранять неполадки, и он предлагает простые методы обнаружения ошибок.
  • Это гибкая топология сети, что делает ее весьма эффективной.
  • Его можно масштабировать, так как размер можно легко увеличить.

Недостатки гибридной топологии

  • Создать его не так-то просто.
  • Это дорого, так как включает более одной топологии.

Заключение

Мы рассмотрели различные доступные нам топологии сети, а также их преимущества и недостатки. В соответствии с нашими требованиями теперь нам будет легко выбрать, какую топологию сети можно использовать.

Рекомендуемые статьи

Это руководство по типам топологии сети. Здесь мы обсудим 8 типов топологии сети с их соответствующими преимуществами и недостатками. Вы также можете просмотреть другие предлагаемые нами статьи, чтобы узнать больше –

Читайте также: