LAN topologier (netværk)

topologi er det fysiske og logiske arrangement af et netværk. Det fysiske arrangement af netværket refererer til, hvordan arbejdsstationer, servere og andet udstyr er forbundet sammen med kabler og stik. Det logiske arrangement af et netværk henviser til, hvordan arbejdsstationer, servere og andet udstyr forholder sig til hinanden med hensyn til trafikstrøm. Der er tre primære LAN-topologier: lineær bus, ring og stjerne. En anden netværkstopologi er hierarkisk, som kan inkorporere elementer i bussen, ringen og stjernen. Den passende fysiske og logiske topologi for et LAN bestemmes af pålidelighed og omkostningsmål samt af brugernes tilslutningskrav.

Bus

i en lineær bustopologi er stationer arrangeret langs en enkelt kabellængde, som kan forlænges i begge ender eller i begge ender for at rumme flere noder (figur 65). Netværket består af koaksialkabel, såsom RG-58 A/u-kablet, der bruges med 10base2 Ethernet LAN ‘ er. Knudepunkterne er fastgjort til kablet med et BNC (Bajonetmøtrikstik) T-stik (figur 66), hvis stamme fastgøres til netværksgrænsefladekortet (NIC). En BNC tønde stik tillægger kabelsegmenter og en BNC terminator stik hætter kablet ender. Selvfølgelig bruges snoet par ledninger oftest til Ethernet LAN ‘ er, i hvilket tilfælde RJ45-stik giver forbindelserne mellem enheder.

figur 65

den lineære bus topologi.

et lineært busnetværk kan udvides yderligere. For eksempel er en trætopologi faktisk en kompleks lineær bus, hvor kablet forgrener sig i den ene eller begge ender, men tilbyder kun en transmissionsvej mellem to stationer.

Ring

i en ringtopologi er noder arrangeret langs transmissionsvejen, så data passerer gennem hver efterfølgende station, inden de vender tilbage til dets oprindelsessted. Som navnet antyder, består ringtopologien af noder, der danner en lukket cirkel (figur 67).

i token-ring Lan ‘ er cirkuleres en lille pakke kaldet et token rundt om ringen, hvilket giver hver station i rækkefølge en chance for at sætte information på netværket. Stationen griber fat i tokenet og erstatter det med en informationsramme. Kun adressaten kan kræve meddelelsen. Ved afslutningen af passere gennem den centrale knude, som fungerer som et behandlings-og koordineringspunkt for netværket. Denne centrale knude kaldes generelt et knudepunkt. Oplysninger adresseret til en eller flere specifikke noder sendes gennem den centrale knude og skiftes til den / de korrekte modtagestation(er) over en dedikeret fysisk sti.

figur 66

BNC T-stik bruges til at forbinde to kabelsegmenter til en node netværkskort (NIC).

figur 67

ringtopologien.

hierarkisk

mere komplekse LAN-topologier kan oprettes ud fra de grundlæggende bus -, ring-og stjernetopologier. En af disse er” dual Ring of trees ” på Fiber Distributed Data Interface (FDDI) netværk, der er oprettet med specielle kategorier af udstyr. Disse udstyrstyper kan arrangeres i en hvilken som helst af tre topologier: dobbelt ring, træ og dobbelt ring af træer (figur 69).

figur 69

med FDDI kan en dobbelt ring af træer bruges til at skabe en hierarkisk topologi for at forbedre netværkets pålidelighed.

i dual ring-topologien danner dual attached stations (DASs) en fysisk løkke, hvor alle stationerne er dual attached. I en trætopologi er fjerntliggende enkelt vedhæftede stationer (SASs) knyttet til en koncentrator, som er forbundet til en anden koncentrator på hovedringen.

enhver DAS forbundet til en koncentrator fungerer som en SAS. Koncentratorer kan bruges til at oprette et netværkshierarki, der er kendt som en dobbelt ring af træer. Denne topologi tilbyder et fleksibelt hierarkisk systemdesign, der er effektivt og økonomisk. Enheder, der kræver meget pålidelig kommunikation, fastgøres direkte til hovedringen, mens de, der er mindre afgørende, fastgøres til grene fra hovedringen. SAS-enheder kan således kommunikere med hovedringen, men uden de ekstra omkostninger ved at udstyre dem med en dual-ring-grænseflade eller en loop-around-kapacitet, der ellers ville være nødvendig for at sikre ringens pålidelighed i tilfælde af en stationsfejl.

valg af topologi

hver topologi har fordele og ulemper. Bus topologi karakteristisk for Ethernet LAN er den mest økonomiske og nemmeste at installere. Ringen er lidt dyrere og mere kompliceret. I begge typer topologier, når en knude fungerer eller bliver ubrugelig, kan knudepunkterne på begge sider af den ikke kommunikere. Dette kan overvindes ved at tilføje en hub. Knudepunkterne kommunikerer med hinanden over separate kabelsegmenter via den sammenklappede rygrad i navet. Hvis en knude bliver ubrugelig, påvirkes de andre noder ikke, da de ikke længere er direkte forbundet.

i tilfælde af Ethernet, selvom den fysiske topologi er ændret fra en lineær bus til en stjerne, forbliver den logiske operation uændret i det Ethernet ‘ s Carrier Sense Multiple Access med Collision Detection (CSMA/CD) protokol styrer stadig adgangen. I tilfælde af tokenring, selvom den fysiske topologi er ændret fra en ring til en stjerne, forbliver den logiske operation uændret i den tokenrings cirkulerende “token” styrer stadig adgangen.

når det kommer til linktilgængelighed, er stjernetopologien meget pålidelig. I denne topologi opretter alle netværksenheder forbindelse til et centralt hub gennem dedikerede eller delte LAN-segmenter. Selvom tabet af et link forhindrer kommunikation mellem navet og de berørte knudepunkter, fortsætter alle andre knudepunkter som før, medmindre navet selv lider af en katastrofal fiasko.

for at sikre en høj grad af pålidelighed har navet redundant kontrollogik, backplane og strømforsyning. Navets styringssystem kan forbedre fejltolerancen for disse overflødige delsystemer ved at overvåge deres drift og rapportere eventuelle problemer. Med strømforsyningen kan overvågning for eksempel omfatte hotspot-detektion og ventilatordrift for at registrere problemer, før det forstyrrer navdriften. Ved fejl i hovedstrømforsyningen skifter den overflødige enhed automatisk eller manuelt under netværksadministratorens kontrol uden at forstyrre netværket. Hvis en ventilator slukker, kan der sendes en alarm til administrationskonsollen såvel som til en teknikers personsøger.

navarkitekturens fleksibilitet egner sig til forskellige grader af fejltolerance afhængigt af applikationernes betydning. For eksempel kan arbejdsstationer, der kører finansielle modelleringsapplikationer, dele et link til det samme LAN-modul på hubben. Selvom denne konfiguration kan virke økonomisk, er det problematisk, fordi en fejl i LAN-modulet vil sætte alle arbejdsstationer på dette link ud af drift.

en lidt højere grad af fejltolerance kan opnås ved at fordele arbejdsstationerne mellem to LAN-moduler og links. På den måde vil fejlen i et modul kun påvirke halvdelen af arbejdsstationerne. En en-til-en korrespondance af arbejdsstationer til moduler giver et endnu større niveau af fejltolerance, idet fejlen i et modul kun påvirker den arbejdsstation, der er tilsluttet den. Denne konfiguration er dog også den dyreste løsning.

en missionskritisk applikation kan kræve det højeste niveau af fejltolerance. Dette kan opnås ved at forbinde arbejdsstationen til to LAN-moduler på navet med separate links. Den ultimative fejltolerance kan opnås ved at forbinde en af disse links til en anden hub. I dette arrangement bruges en transceiver til at opdele linkene fra programmets værtscomputer, hvilket gør det muligt for hvert link at oprette forbindelse til et andet modul i navet eller til et andet hub. I hvert tilfælde ændres den fysiske topologi, men den logiske topologi forbliver den samme.

sidste ord

med introduktionen af koblingsudstyr til LAN er det nu muligt at finjustere topologien i mindre underafsnit i en organisations netværk. Netværksplanlæggere kan give fordelene ved en topologi frem for en anden for at imødekomme de specifikke behov hos enkeltpersoner, arbejdsgrupper eller afdelinger.