logo

Vad är nätverkstopologi?

Topologi definierar strukturen i nätverket för hur alla komponenter är sammankopplade med varandra. Det finns två typer av topologi: fysisk och logisk topologi.

Typer av nätverkstopologi

Fysisk topologi är den geometriska representationen av alla noder i ett nätverk. Det finns sex typer av nätverkstopologi som är busstopologi, ringtopologi, trädtopologi, stjärntopologi, meshtopologi och hybridtopologi.

Datornätverkstopologier

1) Busstopologi

Datornätverkstopologier
  • Busstopologin är utformad på ett sådant sätt att alla stationer är anslutna via en enda kabel som kallas stamkabel.
  • Varje nod är antingen ansluten till stamkabeln med droppkabel eller direkt ansluten till stamkabeln.
  • När en nod vill skicka ett meddelande över nätverket lägger den ett meddelande över nätverket. Alla stationer som är tillgängliga i nätverket kommer att ta emot meddelandet oavsett om det har adresserats eller inte.
  • Busstopologin används huvudsakligen i 802.3 (ethernet) och 802.4 standardnätverk.
  • Konfigurationen av en busstopologi är ganska enklare jämfört med andra topologier.
  • Stamkabeln betraktas som en 'enkel körfält' genom vilken meddelandet sänds till alla stationer.
  • Den vanligaste åtkomstmetoden för busstopologierna är CSMA (Carrier Sense Multiple Access).

CSMA: Det är en mediaåtkomstkontroll som används för att styra dataflödet så att dataintegriteten bibehålls, det vill säga att paketen inte går vilse. Det finns två alternativa sätt att hantera de problem som uppstår när två noder skickar meddelanden samtidigt.

    CSMA CD:CSMA CD ( Kollisionsdetektering ) är en åtkomstmetod som används för att upptäcka kollisionen. När kollisionen upptäcks kommer avsändaren att sluta sända data. Därför fungerar det på ' återhämtning efter kollisionen '.CSMA CA: CSMA CA (Collision Avoidance) är en åtkomstmetod som används för att undvika kollisionen genom att kontrollera om överföringsmediet är upptaget eller inte. Om den är upptagen väntar avsändaren tills mediet blir inaktivt. Denna teknik minskar effektivt risken för kollision. Det fungerar inte på 'återhämtning efter kollisionen'.

Fördelar med busstopologi:

    Lågpriskabel:I busstopologi är noder direkt anslutna till kabeln utan att gå genom ett nav. Därför är den initiala installationskostnaden låg.Måttliga datahastigheter:Koaxialkablar eller partvinnade kablar används främst i bussbaserade nätverk som stöder upp till 10 Mbps.Bekant teknik:Busstopologi är en välbekant teknik eftersom installations- och felsökningsteknikerna är välkända och hårdvarukomponenter är lättillgängliga.Begränsat fel:Ett fel i en nod kommer inte att ha någon effekt på andra noder.

Nackdelar med busstopologi:

    Omfattande kablage:En busstopologi är ganska enklare, men ändå kräver den mycket kablage.Svår felsökning:Det krävs specialiserad testutrustning för att fastställa kabelfelen. Om något fel uppstår i kabeln, skulle det störa kommunikationen för alla noder.Signalstörningar:Om två noder skickar meddelandena samtidigt, kolliderar signalerna från båda noderna med varandra.Svårt att konfigurera om:Att lägga till nya enheter i nätverket skulle sakta ner nätverket.Försvagning:Dämpning är en förlust av signal leder till kommunikationsproblem. Repeaters används för att återskapa signalen.

2) Ringtopologi

Datornätverkstopologier
  • Ringtopologi är som en busstopologi, men med sammankopplade ändar.
  • Noden som tar emot meddelandet från föregående dator kommer att återsända till nästa nod.
  • Data flödar i en riktning, dvs den är enkelriktad.
  • Data flödar i en enda slinga som kontinuerligt kallas en ändlös slinga.
  • Den har inga terminerade ändar, dvs varje nod är ansluten till en annan nod och har ingen termineringspunkt.
  • Data i en ringtopologi flyter medurs.
  • Den vanligaste åtkomstmetoden för ringtopologin är token passerar .
      Token passerar:Det är en nätverksåtkomstmetod där token skickas från en nod till en annan nod.
  • Tecken:Det är en ram som cirkulerar runt i nätverket.

Arbete med Token-passering

  • En token rör sig runt nätverket och den skickas från dator till dator tills den når destinationen.
  • Avsändaren ändrar token genom att ange adressen tillsammans med data.
  • Data överförs från en enhet till en annan enhet tills destinationsadressen matchar. När token har tagits emot av destinationsenheten skickar den bekräftelsen till avsändaren.
  • I en ringtopologi används en token som bärare.

Fördelar med ringtopologi:

    Nätverkshantering:Felaktiga enheter kan tas bort från nätverket utan att nätverket förstörs.Produkttillgänglighet:Många hård- och mjukvaruverktyg för nätverksdrift och övervakning finns tillgängliga.Kosta:Twisted pair-kablar är billigt och lättillgängligt. Därför är installationskostnaden mycket låg.Pålitlig:Det är ett mer tillförlitligt nätverk eftersom kommunikationssystemet inte är beroende av den enda värddatorn.

Nackdelar med ringtopologi:

    Svår felsökning:Det krävs specialiserad testutrustning för att fastställa kabelfelen. Om något fel uppstår i kabeln, skulle det störa kommunikationen för alla noder.Fel:Avbrottet i en station leder till fel på det övergripande nätet.Svårt att konfigurera om:Att lägga till nya enheter i nätverket skulle sakta ner nätverket.Dröjsmål:Kommunikationsfördröjning är direkt proportionell mot antalet noder. Att lägga till nya enheter ökar kommunikationsfördröjningen.

3) Stjärntopologi

Datornätverkstopologier
  • Stjärntopologi är ett arrangemang av nätverket där varje nod är ansluten till den centrala hubben, switchen eller en central dator.
  • Den centrala datorn är känd som en server , och kringutrustningen som är ansluten till servern kallas kunder .
  • Koaxialkabel eller RJ-45-kablar används för att ansluta datorerna.
  • Hubs eller switchar används huvudsakligen som anslutningsenheter i en fysisk stjärntopologi .
  • Stjärntopologi är den mest populära topologin i nätverksimplementering.

Fördelar med stjärntopologi

    Effektiv felsökning:Felsökning är ganska effektiv i en stjärntopologi jämfört med busstopologi. I en busstopologi måste chefen inspektera antalet kilometer med kabel. I en stjärntopologi är alla stationer anslutna till det centraliserade nätverket. Därför måste nätverksadministratören gå till den enskilda stationen för att felsöka problemet.Nätverkskontroll:Komplexa nätverkskontrollfunktioner kan enkelt implementeras i stjärntopologin. Alla ändringar som görs i stjärntopologin tillgodoses automatiskt.Begränsat fel:Eftersom varje station är ansluten till den centrala hubben med sin egen kabel kommer därför fel i en kabel inte att påverka hela nätverket.Bekant teknik:Stjärntopologi är en välbekant teknik eftersom dess verktyg är kostnadseffektiva.Lätt expanderbar:Det är enkelt att expandera eftersom nya stationer kan läggas till i de öppna portarna på navet.Kostnadseffektiv:Stjärntopologinätverk är kostnadseffektiva eftersom de använder billig koaxialkabel.Höga datahastigheter:Den stöder en bandbredd på cirka 100 Mbps. Ethernet 100BaseT är ett av de mest populära Star-topologinätverken.

Nackdelar med stjärntopologi

    En central punkt för misslyckande:Om den centrala hubben eller switchen går ner, kommer inte alla anslutna noder att kunna kommunicera med varandra.Kabel:Ibland blir kabeldragning svårt när en betydande mängd dragning krävs.

4) Trädtopologi

Datornätverkstopologier
  • Trädtopologi kombinerar egenskaperna hos busstopologi och stjärntopologi.
  • En trädtopologi är en typ av struktur där alla datorer är anslutna till varandra på hierarkiskt sätt.
  • Den översta noden i trädtopologi är känd som en rotnod, och alla andra noder är ättlingar till rotnoden.
  • Det finns bara en väg mellan två noder för dataöverföringen. Således bildar den en förälder-barn-hierarki.

Fördelar med trädtopologi

    Stöd för bredbandsöverföring:Trädtopologi används huvudsakligen för att tillhandahålla bredbandsöverföring, det vill säga signaler skickas över långa avstånd utan att dämpas.Lätt expanderbar:Vi kan lägga till den nya enheten i det befintliga nätverket. Därför kan vi säga att trädtopologin är lätt att expandera.Lätt hanterbar:Inom trädtopologi är hela nätverket uppdelat i segment som kallas stjärnnätverk som enkelt kan hanteras och underhållas.Felidentifiering:Feldetektering och felkorrigering är mycket enkla i en trädtopologi.Begränsat fel:Avbrottet i en station påverkar inte hela nätet.Punkt till punkt kabeldragning:Den har punkt-till-punkt-ledningar för enskilda segment.

Nackdelar med trädtopologi

    Svår felsökning:Om något fel uppstår i noden blir det svårt att felsöka problemet.Hög kostnad:Enheter som krävs för bredbandsöverföring är mycket dyra.Fel:En trädtopologi förlitar sig huvudsakligen på huvudbusskabel och fel i huvudbusskabeln kommer att skada det övergripande nätverket.Svårt att konfigurera om:Om nya enheter läggs till blir det svårt att konfigurera om.

5) Mesh-topologi

Datornätverkstopologier
  • Mesh-teknik är ett arrangemang av nätverket där datorer är sammankopplade med varandra genom olika redundanta anslutningar.
  • Det finns flera vägar från en dator till en annan.
  • Den innehåller inte switchen, hubben eller någon central dator som fungerar som en central kommunikationspunkt.
  • Internet är ett exempel på mesh-topologin.
  • Mesh-topologi används främst för WAN-implementeringar där kommunikationsfel är ett kritiskt problem.
  • Mesh-topologi används främst för trådlösa nätverk.
  • Mesh-topologi kan bildas genom att använda formeln:
    Antal kablar = (n*(n-1))/2;

Där n är antalet noder som representerar nätverket.

Mesh-topologi är indelad i två kategorier:

  • Helt ansluten mesh-topologi
  • Delvis ansluten mesh-topologi
Datornätverkstopologier
    Full Mesh Topologi:I en full mesh-topologi är varje dator ansluten till alla datorer som är tillgängliga i nätverket.Partiell Mesh Topologi:I en partiell mesh-topologi är inte alla utom vissa datorer anslutna till de datorer som de ofta kommunicerar med.

Fördelar med Mesh-topologi:

Pålitlig: Mesh-topologinätverken är mycket tillförlitliga som om någon länknedbrytning inte kommer att påverka kommunikationen mellan anslutna datorer.

matrismultiplikation i c

Snabb kommunikation: Kommunikationen är mycket snabb mellan noderna.

Enklare omkonfiguration: Att lägga till nya enheter skulle inte störa kommunikationen mellan andra enheter.

Nackdelar med Mesh-topologi

    Kosta:En mesh-topologi innehåller ett stort antal anslutna enheter som en router och fler överföringsmedia än andra topologier.Förvaltning:Mesh-topologinätverk är mycket stora och mycket svåra att underhålla och hantera. Om nätverket inte övervakas noggrant, blir kommunikationslänksfelet oupptäckt.Effektivitet:I denna topologi är redundanta anslutningar höga, vilket minskar effektiviteten i nätverket.

6) Hybridtopologi

Datornätverkstopologier
  • Kombinationen av olika topologier kallas Hybrid topologi .
  • En hybridtopologi är en koppling mellan olika länkar och noder för att överföra data.
  • När två eller flera olika topologier kombineras kallas hybridtopologi och om liknande topologier är förbundna med varandra kommer det inte att resultera i hybridtopologi. Till exempel, om det finns en ringtopologi i en gren av ICICI-banken och busstopologi i en annan gren av ICICI-banken, kommer anslutning av dessa två topologier att resultera i hybridtopologi.

Fördelar med hybridtopologi

    Pålitlig:Om ett fel uppstår i någon del av nätverket kommer det inte att påverka funktionen för resten av nätverket.Skalbar:Storleken på nätverket kan enkelt utökas genom att lägga till nya enheter utan att det påverkar det befintliga nätverkets funktionalitet.Flexibel:Denna topologi är mycket flexibel eftersom den kan utformas enligt organisationens krav.Effektiv:Hybridtopologi är mycket effektiv då den kan utformas på ett sådant sätt att nätverkets styrka maximeras och nätverkets svaghet minimeras.

Nackdelar med hybridtopologi

    Komplex design:Den största nackdelen med hybridtopologin är utformningen av hybridnätverket. Det är mycket svårt att designa hybridnätverkets arkitektur.Kostsamt nav:De nav som används i hybridtopologin är mycket dyra eftersom dessa nav skiljer sig från vanliga nav som används i andra topologier.Dyr infrastruktur:Infrastrukturkostnaden är mycket hög då ett hybridnätverk kräver mycket kablage, nätverksenheter osv.