Czym są topologie sieciowe, do czego służą oraz jakie są rodzaje topologii sieciowych?

Topologia sieci inaczej mówiąc jest danym sposobem połączenia urządzeń komputerowych za pomocą  medium transmisyjnego. Topologie LAN opisywane są zarówno na płaszczyźnie fizycznej jak i logicznej.

Topologia fizyczna – ma za zadanie określić geometryczna organizację lokalnej sieci komputerowej, gdzie w sposób graficzny przedstawia jej kształt oraz strukturę.

Topologia logiczna – ustala reguły komunikacji, z jakich korzystają urządzenia komunikacyjne w sieci. Za przyczyna logicznej topologii można opisać urządzenia które mogą komunikować się ze sobą lub posiadają wzajemne bezpośrednie połączenia fizyczne. W sieciach lokalnych zazwyczaj stosuje się topologie logiczne takie jak:

Rozgłaszania – zadanie tej topologii polega na tym że host wysyła informację do wszystkich hostów podłączonych do medium. Reguła zastosowana w medium określa kolejność czyli „kto pierwszy wyśle ten pierwszy zostanie obsłużony ” (first come, first serve). Dobrym przykładem tego typu topologii jest sieć Ethernet.

Przekazywania tokenu (żetonu)  –  ciekawa topologia polegająca na kontrolowaniu sieciowego dostępu do sieci poprzez przekazanie tokenu (specjalnej ramki danych). Host który w danej chwili posiada token, ma możliwość skorzystania z medium. Natomiast gdy host nie potrzebuje dostępu do medium, następuje przekazanie tokenu następnemu hostowi i cały cykl się powtarza. Z tego typu topologii korzystają sieci FDDI oraz Token Ring.

 

Podstawowe fizyczne topologie, wykorzystywane w budowie przewodowych sieci lokalnych to:

• gwiazda (bus)
• pierścień (ring)
• magistrala (star)

 

Topologia magistrali

Wszystkie komputery czy drukarki sieciowe (inaczej mówi się węzły sieciowe), są zawsze połączone przy pomocy jednego specjalnego kabla koncentrycznego. Kabel obsługuje tylko jeden kanał i dlatego nosi nazwę magistrali. Wszystkie węzły połączone są ze sobą za pomocą „trójników”. Jeden jak i drugi koniec magistrali powinien zawsze być zakończony tak zwanym terminatorem inaczej mówiąc elementem organicznym, który ochroni przed niechcianymi odbiciami sygnałowymi. Żadne inne urządzenia zewnętrz nie obsługują magistrali, w związku z tym wszystkie urządzenia przyłączone do sieci słuchaja transmisji magistrali i odbierają przesyłane pakiety. Ten rodzaj topologii miał zastosowanie w małych sieciach lokalnych i dobrze się sprawdzał parę lat temu.

 

Duża zaleta magistrali jest krótki odcinek kabla używanego do budowy sieci, brak potrzeby stosowania koncentratorów i przełączników oraz ogromna łatwość przyłączania nowego urządzenia.

Wadą magistrali jest bardzo duża trudność w zlokalizowaniu miejsca gdzie jest uszkodzony kabel. Gdy dochodzi do usterki kabla to cała sieć lub jej część przestaje funkcjonować.

 

Topologia pierścienia

Każda podłączona do sieci stacja robocza ma dwa połączenia po jednym do każdego najbliższego sąsiada. Tego typu połączenia tworzą fizyczna pętlę inaczej nazywaną pierścieniem (ring). Wszystkie dane transportowane są w jednym kierunku wokół pierścienia. Każda robocza stacja działa na takiej samej zasadzie co wzmacniak, popiera i odpowiada na pakiety do niej zaadresowane oraz transportuje pakiety do kolejnej stacji roboczej.

 

Niedużą wadą tego typu połączenia jest to że gdy kabel ulegnie uszkodzeniu to cała sieć może niestabilnie działać. Jednak aby nie dochodziło do takich sytuacji stosuje się podwójny pierścień lub układy obejściowe, które stanowią dodatkowe zabezpieczenie na wypadek awarii.

Topologia gwiazdy

Wszystkie połączenia sieciowe rozchodzą się z centralnego punktu, jakim jest koncentrator lub przełącznik. W tej topologii  dostęp do współdzielonego nośnika może uzyskać każde urządzenie przyłączone do sieci. Bardzo dużą zaletą topologii gwiazdy jest dobra przepustowość oraz ułatwiona lokalizacja ewentualnych uszkodzeń. Gdy dochodzi do awarii łącza to reszta komputerów może pracować dalej.

Wadą może okazać się duże zapotrzebowanie na okablowanie oraz potrzeba stosowania przełączników i koncentratorów, których usterka może doprowadzić do wadliwego działania całej sieci komputerowej. Tego rodzaju topologia jest ostatnimi czasy dość popularna, ponieważ jest elastyczna, skalowane, i stosunkowo niedrogie.