Topologie sítě

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 1. června 2022; kontroly vyžadují 2 úpravy .

Topologie sítě je grafová konfigurace , jejíž vrcholy odpovídají koncovým uzlům sítě (počítače a komunikační zařízení (směrovače) a hrany fyzickým nebo informačním vazbám mezi vrcholy.

Topologie sítě může být

Topologie

Plně připojeno

Síť, ve které je každý počítač přímo propojen se všemi ostatními. Tato možnost je však těžkopádná a neefektivní, protože každý počítač v síti musí mít velký počet komunikačních portů, které jsou dostatečné pro komunikaci s každým z ostatních počítačů.

Není plně připojeno

Existuje několik ne zcela propojených topologií. V nich, na rozdíl od plně připojených, lze přenos dat použít nikoli přímo mezi počítači, ale prostřednictvím dalších uzlů.

Sheena

Tento typ topologie je společný kabel (nazývaný sběrnice nebo páteř), ke kterému jsou připojeny všechny pracovní stanice. Na koncích kabelu jsou zakončení, která brání odrazu signálu.

Výhody sítí sběrnicové topologie:

  • spotřeba kabelu je výrazně snížena;
  • porucha jednoho z uzlů neovlivňuje provoz sítě jako celku;
  • síť se snadno nastavuje a konfiguruje;
  • síť je odolná proti výpadkům jednotlivých uzlů.

Nevýhody sítí sběrnicové topologie:

  • přerušení kabelu může ovlivnit provoz celé sítě;
  • omezená délka kabelu a počet pracovních stanic;
  • nedostatečná spolehlivost sítě kvůli problémům s kabelovými konektory;
  • nízký výkon, kvůli rozdělení kanálu mezi všechny předplatitele.
Hvězda

V síti postavené na hvězdicové topologii je každá pracovní stanice připojena kabelem (kroucenou dvojlinkou) k rozbočovači nebo rozbočovači ( anglicky  rozbočovač ). Hub zajišťuje paralelní připojení PC a tak mohou všechny počítače připojené do sítě mezi sebou komunikovat.

Data z vysílací síťové stanice jsou přenášena přes hub přes všechny komunikační linky do všech PC. Informace přicházejí na všechny pracovní stanice, ale přijímají je pouze ty stanice, kterým jsou určeny. Protože je vysílána signalizace ve fyzické hvězdicové topologii, to znamená, že signály z PC se šíří současně všemi směry, je logickou topologií této lokální sítě logická sběrnice.

Tato topologie se používá v lokálních sítích s architekturou 10Base-T Ethernet.

Výhody sítí hvězdicové topologie:

  • snadné připojení nového PC;
  • existuje možnost centralizovaného řízení;
  • síť je odolná proti výpadkům jednotlivých PC a odpojení jednotlivých PC.

Nevýhody sítí hvězdicové topologie:

  • porucha hubu ovlivňuje provoz celé sítě;
  • vysoká spotřeba kabelu.
Prsten

V síti s "kruhovou" topologií jsou všechny uzly propojeny komunikačními kanály do nerozlučitelného kruhu, kterým jsou přenášena data. Výstup jednoho PC je propojen se vstupem druhého PC. Zahájením pohybu z jednoho bodu se data nakonec dostanou na začátek. Data v kruhu se pohybují vždy stejným směrem.

Přijímající pracovní stanice rozpozná a přijme pouze zprávu, která je jí adresována. Síť s fyzickou kruhovou topologií používá tokenový přístup, který stanici uděluje právo používat kruh v určitém pořadí. Logickou topologií této sítě je logický kruh. Tato síť se velmi snadno vytváří a konfiguruje.

Hlavní nevýhodou sítí kruhové topologie je, že poškození komunikační linky na jednom místě nebo porucha PC vede k nefunkčnosti celé sítě.

Zpravidla se „kruhová“ topologie nepoužívá ve své čisté podobě z důvodu její nespolehlivosti, proto se v praxi používají různé modifikace kruhové topologie.

Topologie sítě

Získáno z plně propojené topologie odstraněním některých odkazů. Umožňuje připojení velkého počtu počítačů a je typický pro velké sítě.

Existuje také velké množství dalších způsobů připojení:

Doplňkové metody jsou kombinacemi základních. Obecně se takové topologie nazývají smíšené nebo hybridní topologie, ale některé z nich mají své vlastní názvy, například "strom".

Smíšená topologie

Smíšená topologie je síťová topologie, která převládá ve velkých sítích s libovolným připojením mezi počítači. V takových sítích je možné vyčlenit samostatné libovolně spojené fragmenty ( podsítě ), které mají typickou topologii, proto se jim říká sítě se smíšenou topologií.

Centralizace

Hvězdicová topologie snižuje možnost selhání sítě připojením všech periferních uzlů (počítače atd.) k centrálnímu uzlu. Když je na logickou sběrnicovou síť, jako je Ethernet, aplikována fyzická hvězdicová topologie, centrální uzel (obvykle rozbočovač) přenáší všechny přenosy přijaté z libovolného periferního uzlu do všech periferních uzlů v síti, někdy včetně původního uzlu. Všechny periferní uzly tedy mohou komunikovat se všemi ostatními vysíláním a přijímáním pouze z centrálního uzlu. Selhání přenosové linky spojující jakýkoli periferní uzel s centrálním uzlem bude mít za následek, že tento periferní uzel bude izolován od všech ostatních a zbývající periferní uzly nebudou ovlivněny. Nevýhodou však je, že výpadek centrálního uzlu povede k výpadku všech periferních uzlů.

Aby se snížil objem síťového provozu, který přichází v režimu vysílání, byly vyvinuty pokročilejší centrální uzly, které jsou schopny sledovat jedinečnost uzlů připojených k síti. Tyto síťové přepínače se učí rozložení sítě „nasloucháním“ každému portu během normálního přenosu dat, prohlížením datových paketů a zápisem ID každého připojeného uzlu a portu, ke kterému je připojen, do interní vyhledávací tabulky. Tato vyhledávací tabulka, uložená ve specializované asociativní paměti , umožňuje budoucí přenosy přesměrovat pouze na jejich cílový port.

Decentralizace

V topologii sítě existují alespoň dva uzly se dvěma nebo více cestami mezi nimi, které poskytují další cesty, které se mají použít v případě, že jedna z cest selže. Tato decentralizace se často používá ke kompenzaci nevýhody jednoho bodu selhání použitím jediného zařízení jako centrálního uzlu (např. ve hvězdicových a stromových sítích). Zvláštní druh sítě, který omezuje počet cest mezi dvěma uzly, se nazývá hyperkrychle. Počet vidlic v sítích ztěžuje jejich navrhování a implementaci, ale jsou velmi pohodlné. V roce 2012 vydala IEEE protokol IEEE 802-1aq (Shortest Path Bridging), který usnadňuje konfigurační úlohy a udržuje všechny cesty při životě, což zvyšuje šířku pásma a redundanci mezi všemi zařízeními. Do jisté míry je to podobné liniovým nebo kruhovým topologiím používaným k propojení systémů v mnoha směrech.

Literatura

  • V. Olifer, N. Olifer. Počítačové sítě. Principy, technologie, protokoly. - Petr, 2013. - S. 55. - 944 s. - 3000 výtisků.  - ISBN 978-5-496-00004-8 .

Odkazy