I computernetværk er der forskellige måder, hvorigennem forskellige komponenter er forbundet med hinanden. Netværkstopologi er den måde, der definerer strukturen, og hvordan disse komponenter er forbundet med hinanden.

solrig deol

Typer af netværkstopologi

Arrangementet af et netværk, der omfatter noder og forbindelseslinjer via afsender og modtager, kaldes Netværkstopologi . De forskellige netværkstopologier er:

• Punkt til punkt topologi
• Mesh-topologi
• Stjernetopologi
• Bus topologi
• Ringtopologi
• Trætopologi
• Hybrid topologi

Punkt til punkt topologi

Punkt-til-punkt-topologi er en type topologi, der arbejder på afsenderens og modtagerens funktionalitet. Det er den enkleste kommunikation mellem to noder, hvor den ene er afsender og den anden er modtageren. Point-to-Point giver høj båndbredde.

Punkt til punkt topologi

Mesh-topologi

I en mesh-topologi er hver enhed forbundet til en anden enhed via en bestemt kanal. I Mesh Topology er de anvendte protokoller AHCP (Ad Hoc Configuration Protocols), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) osv.

Mesh-topologi

figur 1 : Hver enhed er forbundet til en anden via dedikerede kanaler. Disse kanaler er kendt som links.

• Antag, at N antallet af enheder er forbundet med hinanden i en mesh-topologi, det samlede antal porte, der kræves af hver enhed, er N-1. I figur 1 er der 5 enheder forbundet til hinanden, hvorfor det samlede antal porte, der kræves af hver enhed, er 4. Det samlede antal porte, der kræves = N * (N-1).
• Antag, at N antal enheder er forbundet med hinanden i en mesh-topologi, så er det samlede antal dedikerede links, der kræves for at forbinde dem,^NC₂dvs. N(N-1)/2. I figur 1 er der 5 enheder forbundet til hinanden, derfor er det samlede antal nødvendige links 5*4/2 = 10.

Fordele ved mesh-topologi

• Kommunikationen er meget hurtig mellem noderne.
• Mesh Topology er robust.
• Fejlen diagnosticeres let. Data er pålidelige, fordi data overføres mellem enhederne via dedikerede kanaler eller links.
• Giver sikkerhed og privatliv.

Ulemper ved mesh-topologi

• Installation og konfiguration er vanskelig.
• Omkostningerne ved kabler er høje, da der kræves bulkledninger, og er derfor velegnet til færre enheder.
• Omkostningerne til vedligeholdelse er høje.

Et almindeligt eksempel på mesh-topologi er internet-backbone, hvor forskellige internetudbydere er forbundet med hinanden via dedikerede kanaler. Denne topologi bruges også i militære kommunikationssystemer og flynavigationssystemer.

For mere, se fordele og ulemper ved mesh-topologi.

Stjernetopologi

I Star Topology er alle enheder forbundet til en enkelt hub via et kabel. Denne hub er den centrale knude, og alle andre knudepunkter er forbundet til den centrale knude. Hubben kan være passiv af natur, dvs. ikke en intelligent hub, såsom broadcast-enheder, samtidig kan hub'en være intelligent kendt som en aktiv hub. Aktive hubs har repeatere i dem. Koaksialkabler eller RJ-45 kabler bruges til at forbinde computerne. I Star Topology bruges mange populære Ethernet LAN-protokoller som CD (Collision Detection), CSMA (Carrier Sense Multiple Access) osv.

Stjernetopologi

Figur 2 : En stjernetopologi med fire systemer forbundet til et enkelt forbindelsespunkt, dvs. hub.

Fordele ved Star Topology

• Hvis N enheder er forbundet med hinanden i en stjernetopologi, så er antallet af kabler, der kræves for at forbinde dem, N. Så det er nemt at konfigurere.
• Hver enhed kræver kun 1 port, dvs. at forbinde til hubben, derfor er det samlede antal nødvendige porte N.
• Den er robust. Hvis et link fejler, vil kun det link påvirke og ikke andet end det.
• Let at fejlfinde og fejlisolering.
• Stjernetopologi er omkostningseffektiv, da den bruger et billigt koaksialkabel.

Ulemper ved Star Topology

• Hvis koncentratoren (hub), som hele topologien er afhængig af, fejler, vil hele systemet gå ned.
• Omkostningerne ved installation er høje.
• Ydeevnen er baseret på den enkelte koncentrator, dvs. hub.

Et almindeligt eksempel på stjernetopologi er et lokalt netværk (LAN) på et kontor, hvor alle computere er forbundet til en central hub. Denne topologi bruges også i trådløse netværk, hvor alle enheder er forbundet til et trådløst adgangspunkt.

For mere henvises til fordele og ulemper ved stjernetopologi.

java programmering arrays

Bus topologi

Bustopologi er en netværkstype, hvor hver computer og netværksenhed er forbundet til et enkelt kabel. Det er tovejs. Det er en flerpunktsforbindelse og en ikke-robust topologi, fordi hvis rygraden svigter, går topologien ned. I Bus Topology efterfølges forskellige MAC (Media Access Control) protokoller af LAN ethernet forbindelser som TDMA, Pure Aloha, CDMA, Slotted Aloha osv.

Bus topologi

Figur 3 : En bustopologi med delt backbonekabel. Noderne er forbundet til kanalen via drop lines.

Fordele ved bustopologi

arraylist i java sortering

• Hvis N enheder er forbundet med hinanden i en bustopologi, er antallet af kabler, der kræves for at forbinde dem, 1, kendt som backbone-kabel, og der kræves N drop lines.
• Koaksiale eller parsnoede kabler bruges hovedsageligt i busbaserede netværk, der understøtter op til 10 Mbps.
• Omkostningerne ved kablet er mindre sammenlignet med andre topologier, men det bruges til at bygge små netværk.
• Bustopologi er velkendt teknologi, da installations- og fejlfindingsteknikker er velkendte.
• CSMA er den mest almindelige metode til denne type topologi.

Ulemper ved bustopologi

• En bustopologi er ret enklere, men stadig kræver den en del kabling.
• Hvis det fælles kabel svigter, vil hele systemet gå ned.
• Hvis netværkstrafikken er stor, øger det kollisioner i netværket. For at undgå dette, bruges forskellige protokoller i MAC-laget kendt som Pure Aloha, Slotted Aloha, CSMA/CD osv.
• Tilføjelse af nye enheder til netværket ville bremse netværket.
• Sikkerheden er meget lav.

Et almindeligt eksempel på bustopologi er Ethernet LAN, hvor alle enheder er forbundet til et enkelt koaksialkabel eller parsnoet kabel. Denne topologi bruges også i kabel-tv-netværk. For mere henvises til fordele og ulemper ved bustopologi.

Ringtopologi

I en ringtopologi danner den en ring, der forbinder enheder med præcis to naboenheder. Et antal repeatere bruges til ringtopologi med et stort antal noder, for hvis nogen vil sende nogle data til den sidste node i ringtopologien med 100 noder, så skal dataene passere gennem 99 noder for at nå den 100. node. Derfor bruges repeatere i netværket for at forhindre tab af data.

Dataene strømmer i én retning, dvs. de er ensrettede, men de kan gøres tovejs ved at have 2 forbindelser mellem hver netværksknude, det kaldes Dual Ring Topology. In-Ring Topology, Token Ring Passing-protokollen bruges af arbejdsstationerne til at transmittere dataene.

Ringtopologi

Figur 4 : En ringtopologi omfatter 4 stationer forbundet med hver dannelse af en ring.

Den mest almindelige adgangsmetode til ringtopologi er token-passering.

• Token-passering: Det er en netværksadgangsmetode, hvor et token overføres fra en node til en anden node.
• Polet: Det er en ramme, der cirkulerer rundt i netværket.

Operationer af ringtopologi

1. En station er kendt som en overvåge station, som tager alt ansvar for at udføre operationerne.
2. For at transmittere dataene skal stationen holde tokenet. Efter transmissionen er udført, skal tokenet frigives, så andre stationer kan bruge det.
3. Når ingen station transmitterer dataene, vil tokenet cirkulere i ringen.
4. Der er to typer tokenfrigivelsesteknikker: Tidlig tokenfrigivelse frigiver tokenet lige efter overførsel af data og Forsinket tokenfrigivelse frigiver tokenet, efter at bekræftelsen er modtaget fra modtageren.

Fordele ved ringtopologi

tilslut database java

• Dataoverførslen er højhastigheds.
• Muligheden for kollision er minimum i denne type topologi.
• Billig at installere og udvide.
• Det er billigere end en stjernetopologi.

Ulemper ved ringtopologi

• Fejl i en enkelt node i netværket kan få hele netværket til at svigte.
• Fejlfinding er vanskelig i denne topologi.
• Tilføjelse af stationer imellem eller fjernelse af stationer kan forstyrre hele topologien.
• Mindre sikker.

For mere henvises til fordele og ulemper ved ringtopologi.

Trætopologi

Denne topologi er variationen af ​​stjernetopologien. Denne topologi har en hierarkisk datastrøm. I Tree Topology bruges protokoller som DHCP og SAC (Standard Automatic Configuration).

Trætopologi

Figur 5 : I denne er de forskellige sekundære hubs forbundet til den centrale hub, som indeholder repeateren. Disse data strømmer fra top til bund, dvs. fra den centrale hub til den sekundære og derefter til enhederne eller fra bund til top, dvs. enheder til den sekundære hub og derefter til den centrale hub. Det er en flerpunktsforbindelse og en ikke-robust topologi, fordi hvis rygraden svigter, går topologien ned.

Fordele ved trætopologi

• Det gør det muligt at tilslutte flere enheder til en enkelt central hub, så det mindsker afstanden, der tilbagelægges af signalet for at komme til enhederne.
• Det gør det muligt for netværket at blive isoleret og også prioritere fra forskellige computere.
• Vi kan tilføje nye enheder til det eksisterende netværk.
• Fejlregistrering og fejlretning er meget nemme i en trætopologi.

Ulemper ved trætopologi

• Hvis den centrale hub svigter, svigter hele systemet.
• Omkostningerne er høje på grund af kabler.
• Hvis nye enheder tilføjes, bliver det vanskeligt at omkonfigurere.

Et almindeligt eksempel på en trætopologi er hierarkiet i en stor organisation. Øverst i træet er den administrerende direktør, som er forbundet til virksomhedens forskellige afdelinger eller divisioner (underknudepunkter). Hver afdeling har sit eget hierarki, hvor ledere fører tilsyn med forskellige teams (barnebarnsnoder). Teammedlemmerne (bladknudepunkter) er nederst i hierarkiet, forbundet med deres respektive ledere og afdelinger.

For mere henvises til fordele og ulemper ved trætopologi.

Hybrid topologi

Denne topologiske teknologi er kombinationen af ​​alle de forskellige typer topologier, vi har studeret ovenfor. Hybrid topologi bruges, når noderne er frie til at antage enhver form. Det betyder, at disse kan være individer såsom ring- eller stjernetopologi eller kan være en kombination af forskellige typer topologier set ovenfor. Hver individuel topologi bruger den protokol, der er blevet diskuteret tidligere.

java program

Hybrid topologi

Figur 6 : Ovenstående figur viser strukturen af ​​hybridtopologien. Som det ses indeholder den en kombination af alle forskellige typer netværk.

Fordele ved Hybrid Topologi

• Denne topologi er meget fleksibel .
• Størrelsen af ​​netværket kan nemt udvides med tilføje nye enheder.

Ulemper ved hybridtopologi

• Det er udfordrende at designe arkitekturen af hybridnetværket.
• Hubs brugt i denne topologi er meget dyr.
• Infrastrukturomkostningerne er meget høje som et hybridt netværk kræver mange kabler og netværksenheder .

Et almindeligt eksempel på en hybridtopologi er et universitetscampusnetværk. Netværket kan have en rygrad af en stjernetopologi, hvor hver bygning er forbundet til rygraden gennem en switch eller router. Inden for hver bygning kan der være en bus- eller ringtopologi, der forbinder de forskellige rum og kontorer. De trådløse adgangspunkter skaber også en mesh-topologi til trådløse enheder. Denne hybridtopologi muliggør effektiv kommunikation mellem forskellige bygninger, samtidig med at den giver fleksibilitet og redundans i hver bygning.

For mere henvises til fordele og ulemper ved hybridtopologi.