I datornätverk finns det olika sätt genom vilka olika komponenter kopplas till varandra. Nätverks topologi är sättet som definierar strukturen och hur dessa komponenter är kopplade till varandra.

latex bord

Typer av nätverkstopologi

Arrangemanget av ett nätverk som innefattar noder och förbindelselinjer via sändare och mottagare kallas Nätverks topologi . De olika nätverkstopologierna är:

• Punkt till punkt topologi
• Mesh Topologi
• Stjärntopologi
• Busstopologi
• Ringtopologi
• Trädtopologi
• Hybrid topologi

Punkt till punkt topologi

Punkt-till-punkt-topologi är en typ av topologi som fungerar på sändarens och mottagarens funktionalitet. Det är den enklaste kommunikationen mellan två noder, där den ena är avsändaren och den andra är mottagaren. Point-to-Point ger hög bandbredd.

Punkt till punkt topologi

Mesh Topologi

I en mesh-topologi är varje enhet ansluten till en annan enhet via en viss kanal. I Mesh Topology är protokollen som används AHCP (Ad Hoc Configuration Protocols), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) etc.

Mesh Topologi

Figur 1 : Varje enhet är ansluten till en annan via dedikerade kanaler. Dessa kanaler kallas länkar.

• Antag att antalet N-enheter är anslutna till varandra i en mesh-topologi, det totala antalet portar som krävs av varje enhet är N-1. I figur 1 är det 5 enheter anslutna till varandra, därför är det totala antalet portar som krävs av varje enhet 4. Det totala antalet portar som krävs = N * (N-1).
• Antag att N antal enheter är anslutna till varandra i en mesh-topologi, då är det totala antalet dedikerade länkar som krävs för att ansluta dem^NC₂dvs N(N-1)/2. I figur 1 är det 5 enheter anslutna till varandra, därför är det totala antalet länkar som krävs 5*4/2 = 10.

Fördelar med Mesh Topology

• Kommunikationen är mycket snabb mellan noderna.
• Mesh Topology är robust.
• Felet diagnostiseras enkelt. Data är tillförlitliga eftersom data överförs mellan enheterna via dedikerade kanaler eller länkar.
• Ger säkerhet och integritet.

Nackdelar med Mesh Topology

• Installation och konfiguration är svåra.
• Kostnaden för kablar är hög eftersom bulkledningar krävs, därför lämplig för färre antal enheter.
• Kostnaden för underhåll är hög.

Ett vanligt exempel på mesh-topologi är internetryggraden, där olika internetleverantörer är anslutna till varandra via dedikerade kanaler. Denna topologi används också i militära kommunikationssystem och flygnavigeringssystem.

För mer, se Fördelar och Nackdelar med Mesh Topology.

Stjärntopologi

I Star Topology är alla enheter anslutna till en enda hubb via en kabel. Detta nav är den centrala noden och alla andra noder är anslutna till den centrala noden. Navet kan vara passivt till sin natur, det vill säga inte ett intelligent nav såsom sändningsenheter, samtidigt kan navet vara intelligent känt som ett aktivt nav. Aktiva nav har repeaters i sig. Koaxialkablar eller RJ-45-kablar används för att ansluta datorerna. I Star Topology används många populära Ethernet LAN-protokoll som CD (Collision Detection), CSMA (Carrier Sense Multiple Access), etc.

Stjärntopologi

figur 2 : En stjärntopologi med fyra system anslutna till en enda anslutningspunkt, dvs navet.

Fördelar med Star Topology

• Om N enheter är anslutna till varandra i en stjärntopologi, är antalet kablar som krävs för att ansluta dem N. Så det är lätt att ställa in.
• Varje enhet kräver endast 1 port, dvs för att ansluta till hubben, därför är det totala antalet portar som krävs N.
• Den är Robust. Om en länk misslyckas kommer bara den länken att påverka och inte annat än det.
• Lätt att felidentifiera och felisolera.
• Stjärntopologi är kostnadseffektiv eftersom den använder billig koaxialkabel.

Nackdelar med Star Topology

• Om koncentratorn (hubben) som hela topologin bygger på misslyckas kommer hela systemet att krascha ner.
• Kostnaden för installationen är hög.
• Prestanda är baserad på den enda koncentratorn, dvs navet.

Ett vanligt exempel på stjärntopologi är ett lokalt nätverk (LAN) på ett kontor där alla datorer är anslutna till en central hubb. Denna topologi används även i trådlösa nätverk där alla enheter är anslutna till en trådlös åtkomstpunkt.

För mer, se fördelar och nackdelar med stjärntopologi.

bubbelsorteringspyton

Busstopologi

Busstopologi är en nätverkstyp där varje dator och nätverksenhet är ansluten till en enda kabel. Den är dubbelriktad. Det är en flerpunktsanslutning och en icke-robust topologi, för om ryggraden misslyckas kraschar topologin. I Bus Topology följs olika MAC-protokoll (Media Access Control) av LAN-ethernetanslutningar som TDMA, Pure Aloha, CDMA, Slotted Aloha, etc.

sammanlänkningssträng i java

Busstopologi

Figur 3 : En busstopologi med delad stamkabel. Noderna är anslutna till kanalen via drop lines.

Fördelar med busstopologi

• Om N enheter är anslutna till varandra i en busstopologi, är antalet kablar som krävs för att ansluta dem 1, känd som stamkabel, och N drop-linjer krävs.
• Koaxialkablar eller partvinnade kablar används främst i bussbaserade nätverk som stöder upp till 10 Mbps.
• Kostnaden för kabeln är mindre jämfört med andra topologier, men den används för att bygga små nätverk.
• Busstopologi är välkänd teknik då installations- och felsökningstekniker är välkända.
• CSMA är den vanligaste metoden för denna typ av topologi.

Nackdelar med busstopologi

• En busstopologi är ganska enklare, men ändå kräver den mycket kablage.
• Om den gemensamma kabeln misslyckas kommer hela systemet att krascha.
• Om nätverkstrafiken är tung ökar det kollisioner i nätverket. För att undvika detta används olika protokoll i MAC-lagret som kallas Pure Aloha, Slotted Aloha, CSMA/CD, etc.
• Att lägga till nya enheter i nätverket skulle sakta ner nätverken.
• Säkerheten är mycket låg.

Ett vanligt exempel på busstopologi är Ethernet LAN, där alla enheter är anslutna till en enda koaxialkabel eller tvinnad parkabel. Denna topologi används också i kabel-tv-nät. För mer, se fördelar och nackdelar med busstopologi.

Ringtopologi

I en ringtopologi bildar den en ring som förbinder enheter med exakt två angränsande enheter. Ett antal repeatrar används för ringtopologi med ett stort antal noder, för om någon vill skicka lite data till den sista noden i ringtopologin med 100 noder, då måste data passera genom 99 noder för att nå den 100:e. nod. Därför används repeatrar i nätverket för att förhindra dataförlust.

Data flödar i en riktning, dvs den är enkelriktad, men den kan göras dubbelriktad genom att ha 2 anslutningar mellan varje nätverksnod, det kallas Dual Ring Topology. In-Ring Topology, Token Ring Passing-protokollet används av arbetsstationerna för att överföra data.

Ringtopologi

Figur 4 : En ringtopologi omfattar 4 stationer anslutna med var och en bildar en ring.

Den vanligaste åtkomstmetoden för ringtopologi är token-passering.

• Token passerar: Det är en nätverksåtkomstmetod där en token skickas från en nod till en annan nod.
• Tecken: Det är en ram som cirkulerar runt i nätverket.

Ringtopologis verksamhet

1. En station är känd som en övervaka station som tar allt ansvar för att utföra operationerna.
2. För att överföra data måste stationen hålla token. Efter att överföringen är klar ska token släppas för andra stationer att använda.
3. När ingen station sänder data, kommer token att cirkulera i ringen.
4. Det finns två typer av tekniker för frigivning av token: Tidig tokenfrigivning släpper token precis efter att ha överfört data och Försenad tokenfrigivning släpper token efter att bekräftelsen har tagits emot från mottagaren.

Fördelar med ringtopologi

ta bort första tecknet i excel

• Dataöverföringen sker med hög hastighet.
• Risken för kollision är minimal i denna typ av topologi.
• Billigt att installera och bygga ut.
• Det är billigare än en stjärntopologi.

Nackdelar med ringtopologi

• Fel på en enda nod i nätverket kan göra att hela nätverket misslyckas.
• Felsökning är svårt i denna topologi.
• Tillägg av stationer mellan eller borttagning av stationer kan störa hela topologin.
• Mindre säker.

För mer, se fördelar och nackdelar med ringtopologi.

Trädtopologi

Denna topologi är variationen av stjärntopologin. Denna topologi har ett hierarkiskt dataflöde. I Tree Topology används protokoll som DHCP och SAC (Standard Automatic Configuration).

Trädtopologi

Bild 5 : I denna är de olika sekundära hubben anslutna till den centrala hubben som innehåller repeatern. Dessa data flödar från topp till botten, dvs från det centrala navet till det sekundära och sedan till enheterna eller från botten till toppen, dvs enheter till det sekundära navet och sedan till det centrala navet. Det är en flerpunktsanslutning och en icke-robust topologi, för om ryggraden misslyckas kraschar topologin.

Fördelar med trädtopologi

• Det gör att fler enheter kan kopplas till ett enda centralt nav, så det minskar avståndet som färdas av signalen för att komma till enheterna.
• Det gör att nätverket kan isoleras och även prioritera från olika datorer.
• Vi kan lägga till nya enheter till det befintliga nätverket.
• Felupptäckt och felkorrigering är mycket lätta i en trädtopologi.

Nackdelar med trädtopologi

kommandot arp-a

• Om det centrala navet misslyckas, misslyckas hela systemet.
• Kostnaden är hög på grund av kablage.
• Om nya enheter läggs till blir det svårt att konfigurera om.

Ett vanligt exempel på en trädtopologi är hierarkin i en stor organisation. Överst i trädet finns VD:n, som är kopplad till företagets olika avdelningar eller divisioner (barnnoder). Varje avdelning har sin egen hierarki, med chefer som övervakar olika team (barnbarnsnoder). Teammedlemmarna (bladnoder) är längst ner i hierarkin, kopplade till sina respektive chefer och avdelningar.

För mer, se fördelar och nackdelar med trädtopologi.

Hybrid topologi

Denna topologiska teknologi är kombinationen av alla de olika typer av topologier vi har studerat ovan. Hybridtopologi används när noderna är fria att ta vilken form som helst. Det betyder att dessa kan vara individer som ring- eller stjärntopologi eller kan vara en kombination av olika typer av topologier som ses ovan. Varje enskild topologi använder det protokoll som har diskuterats tidigare.

Hybrid topologi

Bild 6 : Ovanstående figur visar strukturen för hybridtopologin. Som sett innehåller den en kombination av alla olika typer av nätverk.

Fördelar med hybridtopologi

• Denna topologi är mycket flexibel .
• Storleken på nätverket kan enkelt utökas med lägga till nya enheter.

Nackdelar med hybridtopologi

• Det är utmanande att utforma arkitekturen av hybridnätverket.
• Hubs som används i denna topologi är Väldigt dyr.
• Infrastrukturkostnaden är mycket hög som ett hybridnät kräver mycket kablar och nätverksenheter .

Ett vanligt exempel på en hybridtopologi är ett universitetscampusnätverk. Nätverket kan ha en ryggrad av en stjärntopologi, med varje byggnad ansluten till ryggraden via en switch eller router. Inom varje byggnad kan det finnas en buss- eller ringtopologi som förbinder de olika rummen och kontoren. De trådlösa åtkomstpunkterna skapar också en mesh-topologi för trådlösa enheter. Denna hybridtopologi möjliggör effektiv kommunikation mellan olika byggnader samtidigt som den ger flexibilitet och redundans inom varje byggnad.

För mer, se fördelar och nackdelar med hybridtopologi.