O que são topologias de rede? Por que eles são necessários? Onde eles são usados ​​e com que finalidade? Que tipos e tipos existem? É possível neutralizar de alguma forma os aspectos negativos das topologias de rede e potencializar os positivos? Aqui está uma pequena lista de perguntas que serão respondidas neste artigo.

informações gerais

Muitas pessoas conhecem dispositivos de rede. As topologias para a maioria são uma floresta escura. Então vamos imaginar um modelo pequeno. Temos computadores que operam dentro de um. Eles estão conectados por meio de linhas de comunicação. Dependendo de como sua interação é estruturada, distinguem-se os seguintes tipos de redes:

1. Rotunda.
2. Estrela.
3. Pneu.
4. Hierárquico.
5. Livre.

Todos os itens acima referem-se à topologia física. Mas também existem alguns lógicos. Eles são independentes um do outro. Assim, o primeiro refere-se à geometria de construção da rede. A topologia lógica trata do fato de direcionar os fluxos de dados entre diferentes nós da rede e selecionar o método de transferência de dados. Cada um dos tipos de construção de relacionamento discutidos abaixo tem suas próprias características, vantagens e desvantagens. Agora vamos dar uma olhada nas principais topologias de rede.

Tipologia de pneus

É usado nos casos em que um canal mono linear é usado para transmissão de dados. Os terminadores são instalados em suas extremidades. Cada computador é então conectado a um canal mono linear usando um conector T. Os dados são transmitidos em ambos os lados e refletidos nos terminadores terminais. Como você pode entender por isso, as informações neste caso são enviadas para todos os nós disponíveis. Mas só pode ser aceite por aqueles a quem se destina. O meio de transmissão de dados, neste caso, é utilizado por todos os computadores pessoais conectados à rede. E o sinal que vem de um PC se espalha por todos os dispositivos. Esta tecnologia ganhou popularidade usando a arquitetura Ethernet. Que vantagens este equipamento de rede nos proporciona. Primeiramente, é necessário observar a facilidade de instalação e configuração da rede. Além disso, se um nó falhar, ele poderá continuar seu trabalho como um todo. Graças a isso, podemos afirmar que as redes construídas na tipologia barramento apresentam significativa resistência a faltas. Mas também existem desvantagens. Em primeiro lugar, é necessário observar as limitações quanto ao comprimento do cabo, bem como ao número de estações de trabalho. Além disso, uma quebra em um canal mono linear afeta negativamente o desempenho de toda a rede. Como resultado, muitas vezes é difícil determinar a localização do defeito, especialmente se estiver oculto pelo isolamento.

Topologia de rede em estrela

Nesse caso, cada estação de trabalho é conectada a um hub ou hub por meio de cabos de par trançado. Graças a eles, é garantida uma conexão paralela de todos os computadores pessoais. Através de um hub ou concentrador, os PCs se comunicam entre si. Os dados enviados chegam a todas as estações de trabalho. Mas apenas aquele a quem foram destinados pode aceitá-los. Quanto às vantagens, vale destacar que é fácil conectar um novo computador pessoal à rede. Também é resistente a falhas de nós e desconexões individuais. E tudo isto é complementado pela possibilidade de gestão centralizada. É verdade que existem certas desvantagens. Assim, há um consumo significativo de cabos. Além disso, a falha de um hub ou hub afetará negativamente o funcionamento de toda a rede.

Usando um hub central

Esta tipologia de rede baseia-se no tipo anterior de criação de rede. O papel principal neste caso é desempenhado pelo hub central. É um dispositivo inteligente que disponibiliza diferentes estações segundo o princípio “saída-entrada”, ou seja, graças a ele, cada computador está conectado a mais duas estações de trabalho. Para operação estável, existem anéis principais e de backup. Graças a isso, é possível manter a funcionalidade da rede mesmo na presença de danos significativos. O ponto problemático é simplesmente desligado. Um token especial é usado para transmitir dados. Ele contém o endereço do remetente e do destinatário das informações. De referir que, para além da elevada fiabilidade, esta tipologia também proporciona igualdade de acesso à rede a todos os postos de trabalho. Mas você tem que pagar por tudo. Neste caso, isso se refere ao alto consumo de cabos e à dispendiosa fiação das linhas de comunicação.

Árvore

Esta tipologia de rede é considerada uma combinação de várias estrelas. A árvore pode estar nos seguintes estados:

1. Ativo.
2. Passiva.
3. Verdadeiro.

Dependendo do estado requerido, o pessoal responsável seleciona o que precisa ser utilizado: computadores centrais ou hubs (hubs). Cada escolha tem suas próprias vantagens e desvantagens. No primeiro caso, podemos falar em construir um sistema mais centralizado, com melhor controlabilidade e assim por diante. Mas a utilização de hubs ou concentradores, via de regra, é muito mais lucrativa em termos de recursos e finanças.

Topologia em anel

Neste caso, uma conexão é fornecida em uma cadeia ininterrupta. No entanto, não precisa se assemelhar a um círculo. Neste caso, prevê-se que a saída de um computador pessoal, que está ligado à entrada de outro computador, seja utilizada para transmitir dados. Portanto, quando a informação começa a se mover de um ponto específico, ela acabará por chegar lá, completando um círculo. Os dados nesses anéis sempre se movem em uma direção. Somente a estação de trabalho à qual foi endereçada pode reconhecer e processar a mensagem recebida. Quando a topologia funciona, o acesso por token é usado. Prevê o direito de usar o anel da maneira prescrita. Um anel lógico é usado durante a transferência de dados. É muito fácil criar e configurar esta rede. Mas devido ao fato de que danos em um local podem desativá-lo, quase nunca é usado em sua forma pura devido à sua falta de confiabilidade. Para funcionar na prática, várias modificações desta tipologia podem ser utilizadas.

Combinações

Eles são usados ​​para reduzir ou eliminar os aspectos negativos ao criar interconexões entre diferentes computadores. Os tipos combinados mais comuns de topologias de rede são baseados em tecnologias estrela, barramento e anel. Para compreender a situação, vários exemplos podem ser dados. Vamos usar a topologia star-bus para o primeiro. O principal é o concentrador. Mas não apenas computadores individuais, mas também segmentos inteiros de barramento da rede podem se conectar a ele. É claro que não pode ser usado um concentrador, mas muitos. Uma arquitetura de barramento backbone (backbone) também pode ser usada. A vantagem desta combinação é que o administrador do sistema pode obter os benefícios de ambas as tipologias e influenciar facilmente o número de computadores conectados à rede. Vejamos outro exemplo. Uma topologia em anel estrela será considerada. Ele não conecta computadores, mas sim hubs, aos quais os computadores estão diretamente conectados. Assim, cria-se um circuito fechado no qual se combinam as vantagens dessas duas topologias, aparecendo também uma série de outras conveniências. Um exemplo disso é que todos os concentradores podem ser reunidos em um só lugar. Isso significa que os pontos de conexão dos cabos estarão localizados juntos e o trabalho com eles será significativamente simplificado.

Conclusão

Então, examinamos os principais tipos de topologia de rede. As possibilidades apresentadas no artigo para construção de relacionamentos entre diferentes computadores são as mais populares devido à sua praticidade. Mas, em alguns casos, podem ser necessárias topologias de rede mais especializadas. O seu desenvolvimento ou a utilização de tecnologias já criadas é realizado levando em consideração todas as características, nuances e aspectos necessários ao correto funcionamento. Normalmente, algo assim é usado apenas para instalações científicas e militares, enquanto para a vida civil as abordagens mais comuns são mais que suficientes. Afinal, as topologias de rede consideradas são desenvolvimentos de décadas!

A topologia de uma rede de computadores é entendida como a configuração de um grafo, cujos vértices correspondem aos computadores da rede (às vezes outros equipamentos), e as arestas correspondem às conexões físicas entre eles.

A escolha da topologia de conexão elétrica afeta significativamente muitas características da rede. A facilidade de conexão de novos nós, inerente a algumas topologias, torna a rede facilmente expansível. Considerações económicas levam frequentemente à selecção de topologias que são caracterizadas por um comprimento total mínimo de linhas de comunicação.

Vejamos algumas das topologias mais conhecidas:

Fig.3 Topologias de rede

O barramento comum (Fig. 3, a) é uma topologia muito comum para redes locais. Neste caso, os computadores são conectados a um cabo coaxial usando o circuito “mount OR”. A informação transmitida pode ser distribuída em ambas as direções. A utilização de um barramento comum reduz os custos de fiação, unifica a conexão de vários módulos e oferece a possibilidade de acesso instantâneo de transmissão a todas as estações da rede. Assim, as principais vantagens de tal esquema são o baixo custo e a facilidade de distribuição dos cabos pelas instalações. A desvantagem mais séria do barramento comum é sua baixa confiabilidade: qualquer defeito no cabo ou em qualquer um dos numerosos conectores paralisa completamente toda a rede. Infelizmente, um conector coaxial com defeito não é incomum. Outra desvantagem do barramento compartilhado é seu baixo desempenho, pois com esse método de conexão apenas um computador por vez pode transmitir dados para a rede. Portanto, a largura de banda do canal de comunicação é sempre dividida aqui entre todos os nós da rede.

Anel (Fig. 3, b). Em redes com configuração em anel, os dados são transferidos em torno do anel de um computador para outro, geralmente em uma direção. Se o computador reconhecer os dados como “seus”, ele os copiará para seu buffer interno. Numa rede com topologia em anel, é necessário tomar medidas especiais para que em caso de falha ou desconexão de alguma estação, o canal de comunicação entre as restantes estações não seja interrompido. O anel é uma configuração muito conveniente para organizar o feedback - os dados, tendo feito uma revolução completa, retornam ao nó de origem. Portanto, este nó pode controlar o processo de entrega de dados ao destinatário. Freqüentemente, essa propriedade do anel é usada para testar a conectividade da rede e localizar um nó que não está funcionando corretamente. Para isso, mensagens de teste especiais são enviadas à rede.

Estrela (Fig. 3, c). Nesse caso, cada computador é conectado por um cabo separado a um dispositivo comum denominado hub, localizado no centro da rede. A função de um hub é direcionar as informações transmitidas por um computador para um ou todos os outros computadores da rede. A principal vantagem desta topologia sobre um barramento comum é uma confiabilidade significativamente maior. Quaisquer problemas com o cabo afetam apenas o computador ao qual este cabo está conectado, e apenas um mau funcionamento do hub pode derrubar toda a rede. Além disso, o hub pode atuar como um filtro inteligente para informações provenientes dos nós e, se necessário, bloquear transmissões proibidas pelo administrador.
As desvantagens de uma topologia em estrela incluem o maior custo do equipamento de rede devido à necessidade de aquisição de um hub. Além disso, a capacidade de aumentar o número de nós na rede é limitada pelo número de portas de hub. Às vezes faz sentido construir uma rede usando vários hubs, interligados hierarquicamente por links em estrela. Atualmente, uma estrela hierárquica é o tipo de topologia de conexão mais comum, tanto em redes locais quanto globais.

Um escritório necessita de uma rede local confiável, pois o tempo de inatividade associado à inoperabilidade dos equipamentos e da rede reduz a qualidade do serviço, o que acarretará prejuízos. Devido ao uso de sistemas cliente-servidor, o desempenho da rede não desempenha um papel significativo. Além da área de vendas, é necessário combinar o departamento de contabilidade, a sala da diretoria e o almoxarifado, sendo também necessário levar em consideração o laptop do administrador do sistema.

O mais adequado e que atende aos requisitos da empresa é uma rede local com topologia em estrela, complementada por um ponto de acesso sem fio 802.11b.

2.1 Selecionando tipo de rede e topologias

Topologia de rede é a forma geométrica e a disposição física dos computadores em relação uns aos outros. Existem topologias físicas e lógicas. As topologias de rede lógica e física são independentes uma da outra. A topologia física é uma forma de conectar fisicamente computadores usando determinados meios de transmissão de dados, por exemplo, seções de cabo de rede. A topologia lógica define as rotas de transmissão de dados na rede. A escolha da topologia depende das necessidades do usuário. A escolha das topologias influencia a escolha e as características dos equipamentos de rede, a forma como o sistema é gerenciado e se é possível expandir a rede no futuro.

Existem três topologias principais de rede local:

- “Estrela” - se você usar esta topologia, cada computador se conectará ao roteador separadamente, para que os computadores conectados à rede possam se comunicar entre si. Esta topologia é utilizada em redes locais com arquitetura Ethernet 10Base-T.

- “Ring” – Numa rede com uma determinada topologia. todos os nós serão conectados por canais de comunicação em um anel ininterrupto (não necessariamente um círculo). Uma topologia em anel é caracterizada pela ausência de terminais de conexão. Esta rede é muito fácil de criar e configurar. Uma extremidade do cabo se conecta ao soquete do adaptador de rede e a outra se conecta a um dispositivo central chamado hub. Hoje, a topologia em “anel” não é utilizada em sua forma pura devido à sua falta de confiabilidade, portanto, modificações dessa topologia são utilizadas na prática.

- “Barramento” - Ao usar uma topologia de barramento, os computadores são conectados em uma linha, nas extremidades da qual os computadores são instalados. Esta topologia é utilizada em redes locais com arquitetura Ethernet.

Esta empresa implementa a tecnologia “Star”.

A topologia em árvore é uma topologia de rede em que cada nó é conectado em forma de estrela, formando uma combinação de estrelas. A topologia em árvore também é chamada de estrela hierárquica. O nó que está em um nível superior é geralmente chamado de pai, e os dois nós inferiores conectados a ele são chamados de filhos. A escolha da estrela ou da árvore depende apenas da preferência pessoal. As únicas diferenças são que em uma topologia em “árvore”, via de regra, o esquema é mais rígido e hierárquico, é mais fácil rastrear conexões de rede, e esse esquema geralmente usa elementos de uma arquitetura de “barramento”.

Esta topologia foi escolhida devido à maioria de suas vantagens e pequenas desvantagens. Em particular, a implementação da topologia de rede é fácil de conectar e configurar, o que simplifica muito a escalabilidade da rede corporativa, o que não é menos importante com o constante crescimento da tecnologia informática e sua substituição. Também é conveniente que nesta topologia seja muito fácil monitorar o desempenho de toda a rede. Esta rede é muito fácil de atualizar. A topologia em estrela é boa porque nesta topologia os computadores são conectados em paralelo e o controle é centralizado.

Possui pequenas desvantagens que não afetarão de forma alguma o desempenho da rede.

Ao contrário da “estrela”, outras topologias são significativamente piores, por exemplo, o “anel” - esta topologia é significativamente inferior em muitas vantagens à topologia “estrela”, uma vez que a sua implementação é mais cara, e a rede de computadores local implementada de acordo com esta topologia não possui a maior velocidade, o que afeta muito a velocidade de trabalho dos funcionários da empresa.

A topologia “bus” apresenta uma série de vantagens, por exemplo, se um dos computadores falhar, esta rede não alterará o seu funcionamento, a rede de computadores é fácil de configurar, não há problemas na colocação de cabos de rede, bem como um um grande número de desvantagens que afetarão o desempenho do local Em uma rede de computadores, por exemplo, nesta topologia é difícil encontrar uma avaria, portanto, não será possível corrigi-la rapidamente. Se os cabos estiverem danificados, tal falha afetará significativamente o desempenho de toda a rede local. Além disso, esta topologia tem baixa largura de banda e limita o número de computadores conectados à rede local;

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A topologia (layout, configuração, estrutura) de uma rede de computadores geralmente se refere à localização física dos computadores na rede em relação uns aos outros e à forma como estão conectados por linhas de comunicação. É importante notar que o conceito de topologia refere-se principalmente a redes locais, nas quais a estrutura das conexões pode ser facilmente rastreada. Nas redes globais, a estrutura das conexões costuma ficar oculta aos usuários e não é muito importante, pois cada sessão de comunicação pode ser realizada ao longo de seu próprio caminho.

A topologia determina os requisitos do equipamento, o tipo de cabo utilizado, os métodos possíveis e mais convenientes de gerenciamento da troca, a confiabilidade da operação e as possibilidades de expansão da rede. E embora um usuário de rede raramente precise escolher uma topologia, todos provavelmente precisam conhecer os recursos das principais topologias, suas vantagens e desvantagens.

Existem três topologias de rede principais:

pneu(barramento), no qual todos os computadores estão conectados em paralelo a uma linha de comunicação e as informações de cada computador são transmitidas simultaneamente para todos os outros computadores (Fig. 6.1);

estrela(estrela), em que outros computadores periféricos são conectados a um computador central, cada um deles utilizando sua própria linha de comunicação separada (Fig. 6.2);

anel(anel), em que cada computador sempre transmite informações para apenas um computador próximo na cadeia, e recebe informações apenas do computador anterior da cadeia, e esta cadeia é fechada em um “anel” (Fig. 6.3).

Arroz. 6.1 – Topologia de rede “barramento”

Arroz. 6.2 – Topologia de rede em estrela

Arroz. 6.3 – Topologia de rede em anel

Na prática, combinações de topologias básicas são frequentemente utilizadas, mas a maioria das redes concentra-se nessas três. Vamos agora considerar brevemente os recursos das topologias de rede listadas.

TOPOLOGIA DE ÔNIBUS

A topologia “barramento” (ou, como também é chamada, “barramento comum”), pela sua própria estrutura, assume a identidade dos equipamentos de rede dos computadores, bem como a igualdade de todos os assinantes. Com essa conexão, os computadores só podem transmitir um por um, pois existe apenas uma linha de comunicação. Caso contrário, as informações transmitidas serão distorcidas como resultado de sobreposição (conflito, colisão). Assim, o barramento implementa um modo de troca half-duplex (em ambas as direções, mas por sua vez, e não simultaneamente). Na topologia “barramento” não existe um assinante central através do qual todas as informações são transmitidas, o que aumenta sua confiabilidade (afinal, se alguma central falhar, todo o sistema controlado por esta central deixa de funcionar). Adicionar novos assinantes ao barramento é bastante simples e geralmente é possível mesmo enquanto a rede está funcionando. Na maioria dos casos, o barramento requer uma quantidade mínima de cabos de conexão em comparação com outras topologias. Porém, devemos levar em consideração que cada computador (exceto os dois externos) possui dois cabos, o que nem sempre é conveniente.

Como a resolução de possíveis conflitos neste caso recai sobre o equipamento de rede de cada assinante individual, o equipamento adaptador de rede na topologia “barramento” é mais complexo do que em outras topologias. Porém, devido ao uso generalizado de redes com topologia de barramento (Ethernet, Arcnet), o custo dos equipamentos de rede não é muito alto.

O barramento não tem medo de falhas de computadores individuais, pois todos os outros computadores da rede podem continuar a trocar normalmente. Pode parecer que o ônibus não tem medo de rompimento de cabo, pois neste caso teremos dois ônibus totalmente funcionais. Porém, devido às peculiaridades da propagação dos sinais elétricos em longas linhas de comunicação, é necessário prever a inclusão nas extremidades do barramento de dispositivos especiais de correspondência - terminadores, mostrados na Fig. 6.1 na forma de retângulos. Sem a inclusão de terminadores, o sinal é refletido no final da linha e fica distorcido de forma que a comunicação pela rede se torna impossível. Assim, se o cabo estiver quebrado ou danificado, a coordenação da linha de comunicação é interrompida e a comunicação é interrompida mesmo entre os computadores que permanecem conectados entre si. Um curto-circuito em qualquer ponto do cabo do barramento desativa toda a rede. Qualquer falha de equipamento de rede no barramento é muito difícil de localizar, pois todos os adaptadores estão conectados em paralelo e não é tão fácil entender qual deles falhou.

Arroz. 6.4 - Conectando segmentos de rede de barramento usando um repetidor

Ao passar por uma linha de comunicação de uma rede com topologia “barramento”, os sinais de informação são enfraquecidos e não são restaurados de forma alguma, o que impõe restrições estritas ao comprimento total das linhas de comunicação, além disso, cada assinante pode receber sinais de diferentes níveis; da rede dependendo da distância até o assinante transmissor. Isto impõe exigências adicionais aos nós receptores dos equipamentos de rede. Para aumentar o comprimento de uma rede com topologia de “barramento”, são frequentemente utilizados vários segmentos (cada um dos quais representa um barramento), interligados por meio de restauradores de sinal especiais - repetidores , ou repetidores (a Figura 6.4 mostra a conexão de dois segmentos). No entanto, tal aumento no comprimento da rede não pode continuar indefinidamente, uma vez que também existem limitações associadas à velocidade finita de propagação do sinal ao longo das linhas de comunicação.

TOPOLOGIA ESTRELA

“Estrela” é uma topologia com um centro claramente designado ao qual todos os outros assinantes estão conectados. Toda a troca de informações ocorre exclusivamente através do computador central, que fica portanto sujeito a uma carga muito pesada, não podendo fazer mais nada a não ser a rede. É claro que o equipamento de rede do assinante central deve ser significativamente mais complexo do que o equipamento dos assinantes periféricos. Não há necessidade de falar em direitos iguais para os assinantes neste caso. Via de regra, é o computador central o mais potente e é nele que estão atribuídas todas as funções de gerenciamento da bolsa. Em princípio, não são possíveis conflitos em uma rede com topologia em estrela, pois o gerenciamento é totalmente centralizado e não há nada com que entrar em conflito.

Se falamos da resistência da estrela às falhas do computador, então a falha de um computador periférico não afeta de forma alguma o funcionamento do resto da rede, mas qualquer falha do computador central torna a rede completamente inoperante. Portanto, medidas especiais devem ser tomadas para melhorar a confiabilidade do computador central e do seu equipamento de rede. Uma ruptura em qualquer cabo ou um curto-circuito em uma topologia em estrela interrompe a comunicação com apenas um computador e todos os outros computadores podem continuar funcionando normalmente.

Ao contrário de um ônibus, em uma estrela existem apenas dois assinantes em cada linha de comunicação: um central e um periférico. Na maioria das vezes, duas linhas de comunicação são usadas para conectá-los, cada uma delas transmitindo informações em apenas uma direção. Assim, em cada linha de comunicação existe apenas um receptor e um transmissor. Tudo isso simplifica significativamente o equipamento de rede em comparação com um barramento e elimina a necessidade de usar terminadores externos adicionais. O problema da atenuação do sinal numa linha de comunicação também se resolve mais facilmente numa “estrela” do que num “barramento”, porque cada receptor recebe sempre um sinal do mesmo nível.

Uma séria desvantagem da topologia em estrela é que ela limita estritamente o número de assinantes. Normalmente, o assinante central não pode atender mais do que 8 a 16 assinantes periféricos. Se dentro desses limites conectar novos assinantes for bastante simples, se eles forem excedidos é simplesmente impossível. É verdade que às vezes uma estrela oferece a possibilidade de expansão, ou seja, conectar outro assinante central em vez de um dos assinantes periféricos (o resultado é uma topologia de várias estrelas interligadas).

A estrela mostrada na Fig. 6.2, é chamada de estrela ativa ou verdadeira. Existe também uma topologia chamada estrela passiva, que é apenas superficialmente semelhante a uma estrela (Figura 6.5). Atualmente é muito mais difundido do que uma estrela ativa. Basta dizer que ele é usado na rede Ethernet mais popular da atualidade.

Arroz. 6.5 - Topologia estrela passiva

No centro de uma rede com esta topologia não existe um computador, mas sim um concentrador, ou hub, que desempenha a mesma função de um repetidor. Recupera sinais recebidos e os encaminha para outras linhas de comunicação. Embora o layout do cabo seja semelhante a uma estrela verdadeira ou ativa, na verdade estamos lidando com uma topologia de barramento, uma vez que as informações de cada computador são transmitidas simultaneamente para todos os outros computadores, e não há assinante central. Naturalmente, uma estrela passiva acaba sendo mais cara que um barramento normal, pois neste caso também é necessário um hub. No entanto, ele fornece uma série de recursos adicionais associados aos benefícios estrela. É por isso que recentemente a estrela passiva está substituindo cada vez mais o barramento verdadeiro, que é considerado uma topologia pouco promissora.

Também é possível distinguir um tipo intermediário de topologia entre uma estrela ativa e uma passiva. Nesse caso, o hub não apenas retransmite os sinais que chegam até ele, mas também controla a troca, mas ele próprio não participa da troca.

A grande vantagem de uma estrela (ativa e passiva) é que todos os pontos de conexão são reunidos em um só lugar. Isto permite monitorar facilmente o funcionamento da rede, localizar falhas de rede simplesmente desconectando determinados assinantes da central (o que é impossível, por exemplo, no caso de um ônibus), e também limitar o acesso de pessoas não autorizadas a pontos de conexão vitais. para a rede. No caso de uma estrela, cada assinante periférico pode ser abordado por um cabo (que transmite em ambas as direções) ou por dois cabos (cada um deles transmite em uma direção), sendo a segunda situação mais comum.

Uma desvantagem comum para todas as topologias em estrela é o consumo de cabos significativamente maior do que outras topologias. Por exemplo, se os computadores estiverem localizados em uma linha (como na Fig. 6.1), ao escolher uma topologia “estrela”, você precisará de várias vezes mais cabos do que com uma topologia “barramento”. Isso pode afetar significativamente o custo de toda a rede como um todo.

TOPOLOGIA DE ANEL

“Anel” é uma topologia em que cada computador está conectado por linhas de comunicação a apenas dois outros: de um apenas recebe informações, e para o outro apenas transmite. Em cada linha de comunicação, como no caso de uma estrela, existe apenas um transmissor e um receptor. Isso permite evitar o uso de terminadores externos. Uma característica importante do anel é que cada computador retransmite (restaura) o sinal que chega até ele, ou seja, atua como um repetidor, portanto não importa a atenuação do sinal ao longo do anel, apenas a atenuação entre computadores vizinhos do anel. o anel é importante. Neste caso não existe um centro claramente definido; todos os computadores podem ser iguais; No entanto, muitas vezes é alocado no anel um assinante especial que gerencia ou controla a troca. É claro que a presença de tal assinante de controle reduz a confiabilidade da rede, uma vez que sua falha paralisará imediatamente toda a central.

A rigor, os computadores em anel não são completamente iguais (ao contrário, por exemplo, de uma topologia de barramento). Alguns deles necessariamente recebem informações do computador que transmite no momento anterior, enquanto outros - mais tarde. É nesta característica da topologia que se baseiam os métodos de controle de troca de rede, especialmente projetados para o “anel”. Nesses métodos, o direito à próxima transmissão (ou, como também dizem, ao controle da rede) passa sequencialmente para o próximo computador do círculo.

Conectar novos assinantes ao “anel” geralmente é completamente indolor, embora exija o desligamento obrigatório de toda a rede durante a conexão. Como no caso de uma topologia de barramento, o número máximo de assinantes em um anel pode ser bastante grande (até mil ou mais). A topologia em anel costuma ser a mais resistente a sobrecargas, pois garante um funcionamento confiável com os maiores fluxos de informações transmitidas pela rede, pois, via de regra, não há conflitos (ao contrário de um barramento) e não há assinante central (ao contrário de um barramento); uma estrela) .

Como o sinal do anel passa por todos os computadores da rede, a falha de pelo menos um deles (ou de seu equipamento de rede) atrapalha o funcionamento de toda a rede como um todo. Da mesma forma, qualquer interrupção ou curto-circuito em qualquer um dos cabos em anel impossibilita a operação de toda a rede. O anel é mais vulnerável a danos no cabo, portanto esta topologia geralmente envolve a colocação de duas (ou mais) linhas de comunicação paralelas, uma das quais está de reserva.

Ao mesmo tempo, a principal vantagem do anel é que a retransmissão de sinais por cada assinante permite aumentar significativamente o tamanho de toda a rede como um todo (às vezes até várias dezenas de quilômetros). O anel é significativamente superior a qualquer outra topologia nesse aspecto.

A desvantagem de um anel (comparado a uma estrela) é que dois cabos precisam ser conectados a cada computador da rede.

Às vezes, uma topologia em anel é baseada em duas linhas de comunicação em anel que transmitem informações em direções opostas. O objetivo de tal solução é aumentar (idealmente, duplicar) a velocidade de transferência de informações. Além disso, se um dos cabos estiver danificado, a rede poderá funcionar com outro cabo (embora a velocidade máxima diminua).

OUTRAS TOPOLOGIAS

Além das três topologias básicas consideradas, também é frequentemente utilizada a topologia de rede em “árvore”, que pode ser considerada como uma combinação de várias estrelas. Como no caso de uma estrela, uma árvore pode ser ativa ou verdadeira (Fig. 6.6) e passiva (Fig. 6.7). Com uma árvore ativa, os computadores centrais estão localizados nos centros de combinação de diversas linhas de comunicação, e com uma árvore passiva, existem concentradores (hubs).

Arroz. 6.6 - Topologia em árvore ativa

Arroz. 6.7 - Topologia em árvore passiva. K – concentradores

Topologias combinadas também são utilizadas com bastante frequência, entre as quais as mais comuns são barramento estrela (Fig. 6.8) e anel estrela (Fig. 6.9).

Arroz. 6.8 - Exemplo de topologia star-bus

Uma topologia de barramento estrela usa uma combinação de um barramento e uma estrela passiva. Nesse caso, tanto computadores individuais quanto segmentos inteiros de barramento são conectados ao hub, ou seja, uma topologia física de “barramento” é efetivamente implementada, incluindo todos os computadores da rede. Nessa topologia podem ser utilizados diversos hubs, interligados e formando o chamado backbone, barramento de suporte. Computadores ou segmentos de barramento separados são conectados a cada um dos hubs. Assim, o usuário tem a oportunidade de combinar com flexibilidade as vantagens das topologias barramento e estrela, bem como alterar facilmente a quantidade de computadores conectados à rede.

Arroz. 6.9 - Exemplo de topologia em anel estrela

No caso de uma topologia em anel em estrela, não são os próprios computadores que são unidos em um anel, mas hubs especiais (mostrados na Fig. 6.9 como retângulos), aos quais os computadores, por sua vez, são conectados por meio de linhas de comunicação duplas em forma de estrela. . Na realidade, todos os computadores da rede ligam V um anel fechado, pois dentro dos hubs todas as linhas de comunicação formam um circuito fechado (conforme mostrado na Fig. 6.9). Esta topologia permite combinar as vantagens das topologias em estrela e em anel. Por exemplo, os hubs permitem coletar todos os pontos de conexão dos cabos de rede em um só lugar.

Existem muitos fatores que devem ser considerados na escolha da topologia mais adequada para uma determinada situação. Esta tabela 2.2 irá ajudá-lo a fazer a escolha certa.

Tabela 2.2

Fatores necessários ao escolher uma topologia

Topologia	Vantagens	Imperfeições
	Consumo econômico de cabos. Meio de transmissão relativamente barato e fácil de usar. Simplicidade. Confiabilidade. Fácil de expandir	Com volumes significativos de informações transmitidas, o rendimento da rede diminui. É difícil localizar problemas. Falha no cabo impede muitos usuários de trabalhar
	Todos os computadores têm acesso igual. O número de usuários não tem nenhum impacto significativo no desempenho	A falha de um computador impede o funcionamento de toda a rede. É difícil localizar problemas. Alterar a configuração da rede requer parar toda a rede
	É fácil modificar a rede adicionando novos computadores. Controle e gerenciamento centralizados. A falha de um computador não afeta a funcionalidade da rede	Falha do nó central desabilita toda a rede

Para consolidar o material apresentado, vamos considerar a solução do problema.

Uma seguradora independente composta por um presidente, gerente, administrador e 5 agentes decidiu estabelecer uma rede. A empresa ocupa metade de um pequeno prédio. Recentemente, tem-se verificado um aumento da clientela e para fazer face ao crescente volume de trabalho está prevista a contratação de mais dois agentes.

Cada funcionário da empresa possui um computador. Se você precisar trocar informações comerciais, deverá fazê-lo oralmente ou usando disquetes. Todos os agentes tratam apenas dos assuntos de seus clientes, e as informações sobre esses clientes são estritamente confidenciais. Uma impressora a laser de oito anos está em posse do administrador do escritório. Cada agente possui sua própria impressora matricial.

Paralelamente à instalação da rede, optou-se pela aquisição de uma impressora laser de alta velocidade.

Você está encarregado de configurar uma rede para esta pequena empresa. Para tornar o problema mais fácil, responda às seguintes perguntas.

1. Que tipo de rede você recomendaria que esta empresa instalasse?

Pessoa para pessoa ______

Baseado em servidor ______

2. Qual topologia é apropriada nesta situação?

Anel ______

Estrela ______

Pneu estrela ______

Estrela do anel ______

Solução possível

Não existe uma solução clara para este problema. As possíveis soluções e a sua fundamentação são apenas recomendações.

1. Baseado em servidor.

Parece que, como há apenas 8 pessoas na empresa, uma rede peer-to-peer poderia ser uma rede adequada. Mas já sabemos que a empresa está começando a crescer. Além disso, algumas das informações são confidenciais. Portanto, a conclusão é: é melhor instalar uma rede baseada em servidores, que ofereça oportunidades de crescimento da empresa e centralização da proteção de dados, enquanto uma rede peer-to-peer pode esgotar seu potencial em um ou dois anos.

2. Não existe uma única resposta correta. Hoje, as topologias mais populares são barramento estrela e barramento.

O primeiro parece mais atraente porque facilita a resolução de problemas de rede e a reconfiguração da rede.

Você também pode escolher uma rede com topologia “bus” - é mais barata e fácil de instalar, mas neste caso perderemos as vantagens que o hub oferece na administração e solução de problemas de rede.

A topologia em anel é muito complexa para tal rede.