logo

Què és la topologia de xarxa?

La topologia defineix l'estructura de la xarxa de com tots els components estan interconnectats entre si. Hi ha dos tipus de topologia: la física i la lògica.

Tipus de topologia de xarxa

La topologia física és la representació geomètrica de tots els nodes d'una xarxa. Hi ha sis tipus de topologia de xarxa que són Topologia de bus, Topologia d'anell, Topologia d'arbre, Topologia d'estrella, Topologia de malla i Topologia híbrida.

Topologies de xarxes informàtiques

1) Topologia de bus

Topologies de xarxes informàtiques
  • La topologia del bus està dissenyada de manera que totes les estacions es connecten mitjançant un únic cable conegut com a cable troncal.
  • Cada node està connectat al cable troncal mitjançant un cable de baixada o directament connectat al cable troncal.
  • Quan un node vol enviar un missatge a la xarxa, posa un missatge a la xarxa. Totes les estacions disponibles a la xarxa rebran el missatge tant si s'ha adreçat com si no.
  • La topologia de bus s'utilitza principalment en xarxes estàndard 802.3 (ethernet) i 802.4.
  • La configuració d'una topologia de bus és força més senzilla en comparació amb altres topologies.
  • El cable troncal es considera com a 'carril únic' a través del qual s'emet el missatge a totes les emissores.
  • El mètode d'accés més comú de les topologies de bus és CSMA (Accés múltiple de Carrier Sense).

CSMA: És un control d'accés als mitjans que s'utilitza per controlar el flux de dades de manera que es mantingui la integritat de les dades, és a dir, que els paquets no es perdin. Hi ha dues maneres alternatives de gestionar els problemes que es produeixen quan dos nodes envien els missatges simultàniament.

    CD CSMA:CD CSMA ( Detecció de col·lisions ) és un mètode d'accés utilitzat per detectar la col·lisió. Un cop detectada la col·lisió, l'emissor deixarà de transmetre les dades. Per tant, funciona en ' recuperació després de la col·lisió '.CSMA CA: CSMA CA (Evitació de col·lisions) és un mètode d'accés utilitzat per evitar la col·lisió comprovant si el mitjà de transmissió està ocupat o no. Si està ocupat, el remitent espera fins que el suport estigui inactiu. Aquesta tècnica redueix eficaçment la possibilitat de col·lisió. No funciona en 'recuperació després de la col·lisió'.

Avantatges de la topologia de bus:

    Cable de baix cost:En la topologia de bus, els nodes es connecten directament al cable sense passar per un concentrador. Per tant, el cost inicial d'instal·lació és baix.Velocitats de dades moderades:Els cables coaxials o de parell trenat s'utilitzen principalment en xarxes basades en bus que admeten fins a 10 Mbps.Tecnologia coneguda:La topologia de bus és una tecnologia familiar, ja que les tècniques d'instal·lació i resolució de problemes són ben conegudes i els components de maquinari són fàcilment disponibles.Falla limitada:Una fallada en un node no tindrà cap efecte en els altres nodes.

Desavantatges de la topologia de bus:

    Cablejat extens:Una topologia de bus és bastant més senzilla, però encara requereix molt de cablejat.Resolució de problemes difícils:Requereix un equip de prova especialitzat per determinar les fallades del cable. Si es produeix algun error al cable, interrompria la comunicació de tots els nodes.Interferència del senyal:Si dos nodes envien els missatges simultàniament, els senyals dels dos nodes xoquen entre si.Reconfiguració difícil:Afegir nous dispositius a la xarxa alentiria la xarxa.Atenuació:L'atenuació és una pèrdua de senyal que condueix a problemes de comunicació. Els repetidors s'utilitzen per regenerar el senyal.

2) Topologia en anell

Topologies de xarxes informàtiques
  • La topologia en anell és com una topologia de bus, però amb extrems connectats.
  • El node que rep el missatge de l'ordinador anterior es retransmetrà al node següent.
  • Les dades flueixen en una direcció, és a dir, són unidireccionals.
  • Les dades flueixen en un sol bucle contínuament conegut com a bucle sense fi.
  • No té extrems acabats, és a dir, cada node està connectat a un altre node i no té cap punt de terminació.
  • Les dades en una topologia d'anell flueixen en el sentit de les agulles del rellotge.
  • El mètode d'accés més comú de la topologia en anell és pas de fitxes .
      Passatge de fitxes:És un mètode d'accés a la xarxa en què el testimoni es passa d'un node a un altre node.
  • Token:És un marc que circula per la xarxa.

Funcionament del pas de fitxes

  • Un testimoni es mou per la xarxa i es passa d'ordinador a ordinador fins que arriba a la destinació.
  • El remitent modifica el testimoni posant l'adreça juntament amb les dades.
  • Les dades es passen d'un dispositiu a un altre fins que l'adreça de destinació coincideixi. Un cop el testimoni rebut pel dispositiu de destinació, aquest envia el reconeixement al remitent.
  • En una topologia d'anell, un testimoni s'utilitza com a portador.

Avantatges de la topologia en anell:

    Gestió de la xarxa:Els dispositius defectuosos es poden eliminar de la xarxa sense desfer-la.Disponibilitat del producte:Hi ha disponibles moltes eines de maquinari i programari per al funcionament i la supervisió de la xarxa.Cost:El cablejat de parell trenat és econòmic i fàcilment disponible. Per tant, el cost d'instal·lació és molt baix.Fiable:És una xarxa més fiable perquè el sistema de comunicació no depèn de l'ordinador amfitrió únic.

Desavantatges de la topologia d'anell:

    Resolució de problemes difícils:Requereix un equip de prova especialitzat per determinar les fallades del cable. Si es produeix algun error al cable, interrompria la comunicació de tots els nodes.Fallada:L'avaria en una estació porta a la fallada de la xarxa global.Reconfiguració difícil:Afegir nous dispositius a la xarxa alentiria la xarxa.Retard:El retard de comunicació és directament proporcional al nombre de nodes. L'addició de nous dispositius augmenta el retard de la comunicació.

3) Topologia en estrella

Topologies de xarxes informàtiques
  • La topologia en estrella és una disposició de la xarxa en la qual cada node està connectat al concentrador central, commutador o ordinador central.
  • L'ordinador central es coneix com a servidor , i els dispositius perifèrics connectats al servidor es coneixen com clients .
  • Per connectar els ordinadors s'utilitzen cables coaxials o cables RJ-45.
  • Els concentradors o commutadors s'utilitzen principalment com a dispositius de connexió en a topologia física en estrella .
  • La topologia en estrella és la topologia més popular en la implementació de xarxa.

Avantatges de la topologia en estrella

    Resolució eficient de problemes:La resolució de problemes és bastant eficient en una topologia en estrella en comparació amb la topologia de bus. En una topologia de bus, el gestor ha d'inspeccionar els quilòmetres de cable. En una topologia en estrella, totes les estacions estan connectades a la xarxa centralitzada. Per tant, l'administrador de xarxa ha d'anar a l'estació única per solucionar el problema.Control de xarxa:Les funcions complexes de control de xarxa es poden implementar fàcilment a la topologia en estrella. Qualsevol canvi fet a la topologia en estrella s'adapta automàticament.Falla limitada:Com que cada estació està connectada al concentrador central amb el seu propi cable, la fallada d'un cable no afectarà tota la xarxa.Tecnologia coneguda:La topologia en estrella és una tecnologia familiar, ja que les seves eines són rendibles.Fàcilment ampliable:És fàcilment ampliable, ja que es poden afegir noves estacions als ports oberts del concentrador.Rentable:Les xarxes de topologia en estrella són rendibles, ja que utilitzen un cable coaxial de baix cost.Alta velocitat de dades:Admet una amplada de banda d'aproximadament 100 Mbps. Ethernet 100BaseT és una de les xarxes de topologia estrella més populars.

Inconvenients de la topologia en estrella

    Un punt central de fracàs:Si el concentrador o commutador central cau, tots els nodes connectats no es podran comunicar entre ells.Cable:De vegades, l'encaminament del cable es fa difícil quan es requereix una quantitat significativa d'encaminament.

4) Topologia en arbre

Topologies de xarxes informàtiques
  • La topologia en arbre combina les característiques de la topologia de bus i la topologia en estrella.
  • Una topologia d'arbre és un tipus d'estructura en què tots els ordinadors estan connectats entre si de manera jeràrquica.
  • El node superior de la topologia d'arbre es coneix com a node arrel, i tots els altres nodes són els descendents del node arrel.
  • Només hi ha un camí entre dos nodes per a la transmissió de dades. Així, forma una jerarquia pare-fill.

Avantatges de la topologia en arbre

    Suport per a la transmissió de banda ampla:La topologia d'arbre s'utilitza principalment per proporcionar transmissió de banda ampla, és a dir, els senyals s'envien a llargues distàncies sense atenuar-se.Fàcilment ampliable:Podem afegir el nou dispositiu a la xarxa existent. Per tant, podem dir que la topologia d'arbre és fàcilment ampliable.Fàcil de gestionar:En la topologia d'arbre, tota la xarxa es divideix en segments coneguts com a xarxes en estrella que es poden gestionar i mantenir fàcilment.Detecció d'errors:La detecció d'errors i la correcció d'errors són molt fàcils en una topologia d'arbre.Falla limitada:L'avaria en una estació no afecta tota la xarxa.Cablejat punt a punt:Disposa de cablejat punt a punt per a segments individuals.

Inconvenients de la topologia en arbre

    Resolució de problemes difícils:Si es produeix algun error al node, serà difícil solucionar el problema.Alt cost:Els dispositius necessaris per a la transmissió de banda ampla són molt costosos.Fallada:Una topologia d'arbre es basa principalment en el cable del bus principal i la fallada del cable del bus principal danyarà la xarxa global.Reconfiguració difícil:Si s'afegeixen nous dispositius, serà difícil reconfigurar-los.

5) Topologia de malla

Topologies de xarxes informàtiques
  • La tecnologia de malla és una disposició de la xarxa en la qual els ordinadors estan interconnectats entre si mitjançant diverses connexions redundants.
  • Hi ha diverses rutes d'un ordinador a un altre.
  • No conté l'interruptor, el concentrador ni cap ordinador central que actuï com a punt central de comunicació.
  • Internet és un exemple de topologia de malla.
  • La topologia de malla s'utilitza principalment per a les implementacions WAN on els errors de comunicació són una preocupació crítica.
  • La topologia de malla s'utilitza principalment per a xarxes sense fil.
  • La topologia de malla es pot formar mitjançant la fórmula:
    Nombre de cables = (n*(n-1))/2;

On n és el nombre de nodes que representen la xarxa.

La topologia de malla es divideix en dues categories:

  • Topologia de malla totalment connectada
  • Topologia de malla parcialment connectada
Topologies de xarxes informàtiques
    Topologia de malla completa:En una topologia de malla completa, cada ordinador està connectat a tots els ordinadors disponibles a la xarxa.Topologia de malla parcial:En una topologia de malla parcial, no tots els ordinadors, excepte alguns, estan connectats a aquells ordinadors amb els quals es comuniquen amb freqüència.

Avantatges de la topologia de malla:

Fiable: Les xarxes de topologia de malla són molt fiables com si qualsevol interrupció de l'enllaç no afectés la comunicació entre ordinadors connectats.

for loop bash

Comunicació ràpida: La comunicació entre els nodes és molt ràpida.

Reconfiguració més fàcil: L'addició de nous dispositius no interrompria la comunicació entre altres dispositius.

Inconvenients de la topologia de malla

    Cost:Una topologia de malla conté un gran nombre de dispositius connectats com ara un encaminador i més mitjans de transmissió que altres topologies.Gestió:Les xarxes de topologia de malla són molt grans i molt difícils de mantenir i gestionar. Si la xarxa no es controla acuradament, la fallada de l'enllaç de comunicació no es detecta.Eficiència:En aquesta topologia, les connexions redundants són altes, cosa que redueix l'eficiència de la xarxa.

6) Topologia híbrida

Topologies de xarxes informàtiques
  • La combinació de diverses topologies diferents es coneix com Topologia híbrida .
  • Una topologia híbrida és una connexió entre diferents enllaços i nodes per transferir les dades.
  • Quan dues o més topologies diferents es combinen juntes s'anomena topologia híbrida i si es connecten topologies similars entre elles, no es produirà una topologia híbrida. Per exemple, si hi ha una topologia en anell en una branca del banc ICICI i una topologia de bus en una altra branca del banc ICICI, connectar aquestes dues topologies donarà lloc a una topologia híbrida.

Avantatges de la topologia híbrida

    Fiable:Si es produeix una fallada en qualsevol part de la xarxa no afectarà el funcionament de la resta de la xarxa.Escalable:La mida de la xarxa es pot ampliar fàcilment afegint nous dispositius sense afectar la funcionalitat de la xarxa existent.Flexible:Aquesta topologia és molt flexible ja que es pot dissenyar segons els requisits de l'organització.Eficaç:La topologia híbrida és molt eficaç, ja que es pot dissenyar de manera que es maximitzi la força de la xarxa i es minimitzi la debilitat de la xarxa.

Inconvenients de la topologia híbrida

    Disseny complex:El principal inconvenient de la topologia híbrida és el disseny de la xarxa híbrida. És molt difícil dissenyar l'arquitectura de la xarxa híbrida.Centre costós:Els concentradors utilitzats a la topologia híbrida són molt cars, ja que aquests concentradors són diferents dels concentradors habituals utilitzats en altres topologies.Infraestructures costoses:El cost de la infraestructura és molt elevat ja que una xarxa híbrida requereix molt cablejat, dispositius de xarxa, etc.