I datanettverk er det forskjellige måter forskjellige komponenter kobles til hverandre på. Nettverkstopologi er måten som definerer strukturen, og hvordan disse komponentene er koblet til hverandre.

c#

Typer nettverkstopologi

Arrangementet av et nettverk som omfatter noder og forbindelseslinjer via sender og mottaker omtales som Nettverkstopologi . De ulike nettverkstopologiene er:

• Punkt til punkt topologi
• Mesh-topologi
• Stjernetopologi
• Busstopologi
• Ringtopologi
• Tretopologi
• Hybrid topologi

Punkt til punkt topologi

Punkt-til-punkt-topologi er en type topologi som fungerer på funksjonaliteten til avsender og mottaker. Det er den enkleste kommunikasjonen mellom to noder, der den ene er avsenderen og den andre er mottakeren. Punkt-til-punkt gir høy båndbredde.

Punkt til punkt topologi

Mesh-topologi

I en mesh-topologi er hver enhet koblet til en annen enhet via en bestemt kanal. I Mesh Topology er protokollene som brukes AHCP (Ad Hoc Configuration Protocols), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), etc.

Mesh-topologi

Figur 1 : Hver enhet er koblet til en annen via dedikerte kanaler. Disse kanalene er kjent som lenker.

• Anta at N antall enheter er koblet til hverandre i en mesh-topologi, det totale antallet porter som kreves av hver enhet er N-1. I figur 1 er det 5 enheter koblet til hverandre, derfor er det totale antallet porter som kreves av hver enhet 4. Totalt antall porter som kreves = N * (N-1).
• Anta at N antall enheter er koblet til hverandre i en mesh-topologi, så er det totale antallet dedikerte lenker som kreves for å koble dem til^NC₂dvs. N(N-1)/2. I figur 1 er det 5 enheter koblet til hverandre, derfor er det totale antallet koblinger som kreves 5*4/2 = 10.

Fordeler med mesh-topologi

• Kommunikasjonen er veldig rask mellom nodene.
• Mesh Topology er robust.
• Feilen er lett diagnostisert. Data er pålitelige fordi data overføres mellom enhetene gjennom dedikerte kanaler eller lenker.
• Gir sikkerhet og personvern.

Ulemper med Mesh Topology

• Installasjon og konfigurasjon er vanskelig.
• Kostnaden for kabler er høy ettersom bulkledninger kreves, og er derfor egnet for mindre antall enheter.
• Vedlikeholdskostnadene er høye.

Et vanlig eksempel på mesh-topologi er internettryggraden, der ulike internettleverandører er koblet til hverandre via dedikerte kanaler. Denne topologien brukes også i militære kommunikasjonssystemer og flynavigasjonssystemer.

For mer, se fordelene og ulempene med mesh-topologi.

Stjernetopologi

I Star Topology er alle enhetene koblet til en enkelt hub via en kabel. Denne huben er den sentrale noden og alle andre noder er koblet til den sentrale noden. Huben kan være passiv i naturen, dvs. ikke en intelligent hub som for eksempel kringkastingsenheter, samtidig kan huben være intelligent kjent som en aktiv hub. Aktive huber har repeatere i seg. Koaksialkabler eller RJ-45-kabler brukes til å koble til datamaskinene. I Star Topology brukes mange populære Ethernet LAN-protokoller som CD (Collision Detection), CSMA (Carrier Sense Multiple Access), etc.

Stjernetopologi

Figur 2 : En stjernetopologi som har fire systemer koblet til et enkelt tilkoblingspunkt, dvs. nav.

Fordeler med Star Topology

• Hvis N enheter er koblet til hverandre i en stjernetopologi, er antallet kabler som kreves for å koble dem til N. Så det er enkelt å sette opp.
• Hver enhet krever bare 1 port, dvs. å koble til huben, derfor er det totale antallet porter som kreves N.
• Den er robust. Hvis en kobling mislykkes, vil bare den koblingen påvirke og ikke annet enn det.
• Enkel feilidentifikasjon og feilisolering.
• Stjernetopologi er kostnadseffektiv siden den bruker rimelig koaksialkabel.

Ulemper med Star Topology

• Hvis konsentratoren (huben) som hele topologien er avhengig av svikter, vil hele systemet krasje ned.
• Installasjonskostnadene er høye.
• Ytelsen er basert på enkeltkonsentratoren, dvs. navet.

Et vanlig eksempel på stjernetopologi er et lokalnettverk (LAN) på et kontor hvor alle datamaskiner er koblet til en sentral hub. Denne topologien brukes også i trådløse nettverk der alle enheter er koblet til et trådløst tilgangspunkt.

For mer, se fordelene og ulempene med stjernetopologi.

java lambda

Busstopologi

Busstopologi er en nettverkstype der hver datamaskin og nettverksenhet er koblet til en enkelt kabel. Den er toveis. Det er en flerpunktsforbindelse og en ikke-robust topologi fordi hvis ryggraden svikter, krasjer topologien. I Bus Topology følges forskjellige MAC (Media Access Control) protokoller av LAN Ethernet-tilkoblinger som TDMA, Pure Aloha, CDMA, Slotted Aloha, etc.

Busstopologi

Figur 3 : En busstopologi med delt ryggradskabel. Nodene er koblet til kanalen via drop-linjer.

Fordeler med busstopologi

blokkere YouTube-annonser på Android

• Hvis N enheter er koblet til hverandre i en busstopologi, er antallet kabler som kreves for å koble dem til 1, kjent som ryggradskabel, og N drop-linjer kreves.
• Koaksiale eller tvunnede kabler brukes hovedsakelig i bussbaserte nettverk som støtter opptil 10 Mbps.
• Kostnaden for kabelen er mindre sammenlignet med andre topologier, men den brukes til å bygge små nettverk.
• Busstopologi er kjent teknologi da installasjons- og feilsøkingsteknikker er velkjente.
• CSMA er den vanligste metoden for denne typen topologi.

Ulemper med busstopologi

• En busstopologi er ganske enklere, men likevel krever den mye kabling.
• Hvis felleskabelen svikter, vil hele systemet krasje ned.
• Hvis nettverkstrafikken er stor, øker det kollisjoner i nettverket. For å unngå dette, brukes ulike protokoller i MAC-laget kjent som Pure Aloha, Slotted Aloha, CSMA/CD, etc.
• Å legge til nye enheter i nettverket vil bremse nettverkene.
• Sikkerheten er svært lav.

Et vanlig eksempel på busstopologi er Ethernet LAN, der alle enheter er koblet til en enkelt koaksialkabel eller tvunnet parkabel. Denne topologien brukes også i kabel-TV-nettverk. For mer, se fordeler og ulemper med busstopologi.

Ringtopologi

I en ringtopologi danner den en ring som forbinder enheter med nøyaktig to naboenheter. En rekke repeatere brukes for ringtopologi med et stort antall noder, fordi hvis noen ønsker å sende noen data til den siste noden i ringtopologien med 100 noder, så må dataene passere gjennom 99 noder for å nå den 100. node. Derfor brukes repeatere i nettverket for å forhindre tap av data.

Dataene flyter i én retning, dvs. de er ensrettet, men de kan gjøres toveis ved å ha 2 forbindelser mellom hver nettverksnode, det kalles Dual Ring Topology. In-Ring Topology, Token Ring Passing-protokollen brukes av arbeidsstasjonene for å overføre dataene.

Ringtopologi

Figur 4 : En ringtopologi består av 4 stasjoner forbundet med hver av dem som danner en ring.

Den vanligste tilgangsmetoden for ringtopologi er token-passering.

• Token passering: Det er en nettverkstilgangsmetode der et token sendes fra en node til en annen node.
• Token: Det er en ramme som sirkulerer rundt i nettverket.

Operasjoner av ringtopologi

1. En stasjon er kjent som en Observere stasjon som tar alt ansvar for å utføre operasjonene.
2. For å overføre dataene, må stasjonen holde tokenet. Etter at overføringen er fullført, skal tokenet frigis for andre stasjoner.
3. Når ingen stasjon sender dataene, vil tokenet sirkulere i ringen.
4. Det er to typer tokenfrigjøringsteknikker: Tidlig utgivelse av token frigjør token like etter overføring av data og Forsinket tokenfrigivelse frigir tokenet etter at bekreftelsen er mottatt fra mottakeren.

Fordeler med ringtopologi

hvordan få nåværende dato i java

• Dataoverføringen er høyhastighets.
• Muligheten for kollisjon er minimum i denne typen topologi.
• Billig å installere og utvide.
• Det er rimeligere enn en stjernetopologi.

Ulemper med ringtopologi

• Feil på en enkelt node i nettverket kan føre til at hele nettverket svikter.
• Feilsøking er vanskelig i denne topologien.
• Tilføyelse av stasjoner i mellom eller fjerning av stasjoner kan forstyrre hele topologien.
• Mindre sikker.

For mer, se Fordeler og ulemper med ringtopologi.

Tretopologi

Denne topologien er variasjonen av stjernetopologien. Denne topologien har en hierarkisk dataflyt. I Tree Topology brukes protokoller som DHCP og SAC (Standard Automatic Configuration).

Tretopologi

Figur 5 : I denne er de ulike sekundære hubene koblet til den sentrale huben som inneholder repeateren. Disse dataene flyter fra topp til bunn, dvs. fra det sentrale navet til det sekundære og deretter til enhetene eller fra bunnen til toppen, det vil si enheter til det sekundære navet og deretter til det sentrale navet. Det er en flerpunktsforbindelse og en ikke-robust topologi fordi hvis ryggraden svikter, krasjer topologien.

Fordeler med tretopologi

• Den lar flere enheter kobles til en enkelt sentral hub, og reduserer dermed avstanden som blir tilbakelagt av signalet for å komme til enhetene.
• Det lar nettverket bli isolert og også prioritere fra forskjellige datamaskiner.
• Vi kan legge til nye enheter til det eksisterende nettverket.
• Feilgjenkjenning og feilretting er veldig enkle i en tretopologi.

Ulemper med tretopologi

• Hvis det sentrale navet svikter, svikter hele systemet.
• Kostnaden er høy på grunn av kablingen.
• Hvis nye enheter legges til, blir det vanskelig å rekonfigurere.

Et vanlig eksempel på en tretopologi er hierarkiet i en stor organisasjon. Øverst på treet er administrerende direktør, som er knyttet til de forskjellige avdelingene eller divisjonene (barnenoder) i selskapet. Hver avdeling har sitt eget hierarki, med ledere som fører tilsyn med ulike team (barnebarnsnoder). Teammedlemmene (bladnodene) er nederst i hierarkiet, koblet til sine respektive ledere og avdelinger.

For mer, se fordeler og ulemper ved tretopologi.

Hybrid topologi

Denne topologiske teknologien er kombinasjonen av alle de ulike typene topologier vi har studert ovenfor. Hybrid topologi brukes når nodene er frie til å ha noen form. Det betyr at disse kan være individer som ring- eller stjernetopologi eller kan være en kombinasjon av ulike typer topologier sett ovenfor. Hver enkelt topologi bruker protokollen som er diskutert tidligere.

java-program

Hybrid topologi

Figur 6 : Figuren ovenfor viser strukturen til hybridtopologien. Som sett inneholder den en kombinasjon av alle forskjellige typer nettverk.

Fordeler med hybridtopologi

• Denne topologien er veldig fleksibel .
• Størrelsen på nettverket kan enkelt utvides med legge til nye enheter.

Ulemper med hybridtopologi

• Det er utfordrende å designe arkitekturen av hybridnettverket.
• Huber brukt i denne topologien er veldig dyrt.
• Infrastrukturkostnaden er svært høy som et hybridnett krever mye kabling og nettverksenheter .

Et vanlig eksempel på en hybridtopologi er et universitetscampusnettverk. Nettverket kan ha en ryggrad av en stjernetopologi, med hver bygning koblet til ryggraden gjennom en svitsj eller ruter. Innenfor hvert bygg kan det være en buss- eller ringtopologi som forbinder de ulike rommene og kontorene. De trådløse tilgangspunktene lager også en mesh-topologi for trådløse enheter. Denne hybridtopologien tillater effektiv kommunikasjon mellom ulike bygninger samtidig som den gir fleksibilitet og redundans innenfor hver bygning.

For mer, se fordeler og ulemper ved hybridtopologi.