LAN-topologiat (verkottuminen)

topologia on verkon fysikaalinen ja looginen järjestely. Verkon fyysisellä järjestelyllä tarkoitetaan sitä, miten työasemat, palvelimet ja muut laitteet liitetään yhteen kaapeleilla ja liittimillä. Verkon looginen järjestely viittaa siihen, miten työasemat, palvelimet ja muut laitteet liittyvät toisiinsa liikennevirran kannalta. Ensisijaisia LAN-topologioita on kolme: lineaarinen väylä, rengas ja tähti. Toinen verkkotopologia on luonteeltaan hierarkkinen, johon voi sisältyä väylän, renkaan ja tähden elementtejä. Lähiverkon sopiva fyysinen ja looginen topologia määräytyy luotettavuuden ja kustannustavoitteiden sekä käyttäjien liitettävyysvaatimusten perusteella.

väylä

lineaarisessa väylätopologiassa asemat on järjestetty yhtä pituista kaapelia pitkin, jota voidaan pidentää joko päästä tai molemmista päistä useampien solmujen sijoittamiseksi (Kuva 65). Verkko koostuu koaksiaalikaapelista, kuten RG-58 A/U-kaapelista, jota käytetään 10Base2 Ethernet-Lansien kanssa. Solmut kiinnitetään kaapeliin BNC (bajonet Nut Connector) T-liittimellä (Kuva 66), jonka varsi kiinnittyy verkkoliitäntäkorttiin (Nic). BNC tynnyri liitin pitää kaapeli segmenttien ja BNC terminator liitin caps kaapelin päät. Tietenkin, kierretty pari johdotus käytetään useimmiten Ethernet LANs, jolloin RJ45 liittimet tarjoavat yhteyksiä laitteiden välillä.

Kuva 65

lineaarinen väylätopologia.

lineaarista väyläverkkoa voidaan laajentaa edelleen. Esimerkiksi puun topologia on itse asiassa monimutkainen lineaarinen väylä, jossa kaapeli haarautuu jommastakummasta tai molemmista päistä, mutta tarjoaa vain yhden siirtotien minkä tahansa kahden aseman välillä.

rengas

rengastopologiassa solmut on järjestetty siirtotien varrelle niin, että tieto kulkee jokaisen peräkkäisen aseman kautta ennen paluuta lähtöpisteeseensä. Nimensä mukaisesti rengastopologia koostuu solmuista, jotka muodostavat suljetun ympyrän (kuva 67).

token-ring Laneissa kehän ympäri kiertää pieni paketti nimeltä token, joka antaa jokaiselle asemalle peräkkäin mahdollisuuden laittaa tietoa verkkoon. Asema tarttuu tokeniin ja korvaa sen informaatiokehyksellä. Vain vastaanottaja voi lunastaa viestin. Vuoden loppuun kulkea keskussolmun, joka toimii käsittely-ja koordinointipisteen verkon. Tätä keskussolmua kutsutaan yleensä keskussolmuksi. Yhdelle tai useammalle tietylle solmulle osoitetut tiedot lähetetään keskussolmun kautta ja siirretään oikealle vastaanottoasemalle(oikeille vastaanottoasemille) tiettyä fyysistä polkua pitkin.

Kuva 66

BNC T-liittimiä käytetään yhdistämään kaksi kaapelisegmenttiä solmun verkkoliitäntäkorttiin (Nic).

Kuva 67

rengastopologia.

hierarkkiset

monimutkaisemmat LAN-topologiat voidaan luoda perusväylän, renkaan ja tähden topologioista. Yksi näistä on” dual ring of trees ” on Fiber Distributed Data Interface (FDDI) verkot, joka on luotu erityisiä laiteluokkia. Nämä laitetyypit voidaan järjestää mihin tahansa kolmesta topologiasta: kaksoisrengas, puu ja kaksoisrengas (Kuva 69).

Kuva 69

FDDI: n avulla voidaan luoda hierarkkinen topologia verkon luotettavuuden parantamiseksi.

duaalirengastopologiassa duaalikiinnitysasemat (dass) muodostavat fysikaalisen silmukan, jossa kaikki asemat ovat duaalikiinnittyneitä. Puun topologiassa etäyhteydet (“remote single attached stations”, SASs) on yhdistetty keskittimeen, joka on kytketty toiseen keskittimeen pääkehällä.

mikä tahansa keskittimeen liitetty DAS toimii SAS: n tavoin. Keskittimien avulla voidaan luoda verkostohierarkia, jota kutsutaan puiden kaksoisrenkaaksi. Tämä topologia tarjoaa joustavan hierarkkisen järjestelmäsuunnittelun, joka on tehokas ja taloudellinen. Erittäin luotettavaa viestintää vaativat laitteet kiinnittyvät suoraan pääkehään, kun taas vähemmän tärkeät laitteet kiinnittyvät pääkehästä irrallisiin oksiin. Näin ollen SAS-laitteet voivat kommunikoida päärenkaan kanssa, mutta ilman lisäkustannuksia, jotka aiheutuvat niiden varustamisesta kaksoisrengasliitännällä tai kiertokytkennällä, jota muutoin tarvittaisiin varmistamaan renkaan luotettavuus aseman vikaantuessa.

topologian valinta

jokaisella topologialla on etuja ja haittoja. Ethernet laneille ominainen väylätopologia on taloudellisin ja helpoin asentaa. Sormus on hieman kalliimpi ja monimutkaisempi. Molemmissa topologiatyypeissä, kun yksi solmu vioittuu tai tulee käyttökelvottomaksi, solmut sen kummallakin puolella eivät pysty kommunikoimaan. Tämä voidaan voittaa lisäämällä napa. Solmut kommunikoivat keskenään eri kaapelisegmenteillä navan romahtaneen selkärangan kautta. Jos yksi solmu tulee käyttökelvottomaksi, muut solmut eivät vaikuta, koska ne eivät ole enää suoraan yhteydessä toisiinsa.

Ethernetin tapauksessa fyysinen topologia on muuttunut lineaarisesta väylästä tähdeksi, mutta looginen operaatio pysyy muuttumattomana siinä mielessä, että Ethernetin Kantoaisti moniyhteys Törmäystunnistuksella (CSMA/CD) hallitsee edelleen pääsyä. Token Ringin tapauksessa, vaikka fysikaalinen topologia on muuttunut renkaasta tähdeksi, looginen operaatio pysyy muuttumattomana siinä, että token Ringin kiertävä “token” hallitsee edelleen pääsyä.

kun on kyse linkkien saatavuudesta, tähden topologia on erittäin luotettava. Tässä topologiassa kaikki verkkolaitteet kytkeytyvät keskitettyyn keskukseen omistettujen tai jaettujen lähiverkon segmenttien kautta. Vaikka linkin menetys estää viestinnän solmun ja kyseisen solmun(solmujen) välillä, kaikki muut solmut jatkavat toimintaansa entiseen tapaan, ellei napa itse kärsi katastrofaalista häiriötä.

korkean luotettavuuden varmistamiseksi keskuksessa on tarpeeton ohjauslogiikka, taustalevy ja virtalähde. Keskuksen johtamisjärjestelmä voi parantaa näiden tarpeettomien osajärjestelmien vikasietoisuutta seuraamalla niiden toimintaa ja raportoimalla mahdollisista ongelmista. Virtalähteen avulla seurantaan voi kuulua esimerkiksi hotspot-tunnistus ja tuulettimen toiminta ongelmien havaitsemiseksi ennen kuin se häiritsee keskittimen toimintaa. Päävirtalähteen vikaantuessa tarpeeton yksikkö siirtyy automaattisesti tai manuaalisesti verkon hallinnoijan hallintaan häiritsemättä verkkoa. Jos tuuletin sammuu, hälytys voidaan lähettää hallintakonsoliin sekä teknikon hakulaitteeseen.

hub-arkkitehtuurin joustavuus mahdollistaa eriasteisen vikasietoisuuden riippuen sovellusten tärkeydestä. Esimerkiksi talousmallinnussovelluksia käyttävät työasemat voivat jakaa linkin samaan LAN-moduuliin keskuksessa. Vaikka tämä kokoonpano saattaa tuntua taloudellinen, se on ongelmallista, että vika LAN-moduulin laittaa kaikki työasemat, että linkki pois komission.

hieman suurempi vikasietoisuus voidaan saavuttaa jakamalla työasemat kahden LÄHIVERKKOMODUULIN ja linkkien kesken. Näin, jos yksi moduuli vaikuttaa vain puolet työasemat. One-to-one kirjeenvaihto työasemien moduulit tarjoaa vielä suuremman tason vikasietoisuus että vika moduulin vaikutuksia vain työasema on kytketty se. Kuitenkin, tämä kokoonpano on myös kallein ratkaisu.

kriittiset sovellus saattaa vaatia korkeimman tason vikasietoisuus. Tämä voidaan saavuttaa kytkemällä työasema kaksi LAN-moduulit napa, jossa on erillinen linkkejä. Lopullinen vikasietoisuus voidaan saavuttaa liittämällä yksi näistä linkeistä toiseen keskukseen. Tässä järjestelyssä sovelluksen isäntätietokoneen linkit jaetaan lähetin-vastaanottimella, jolloin jokainen linkki voi muodostaa yhteyden eri moduuliin Keskuksessa tai eri keskukseen. Jokaisessa tapauksessa fysikaalinen topologia muuttuu, mutta looginen topologia pysyy samana.

viimeinen sana

kytkentälaitteiden käyttöönoton myötä lähiverkkoihin on nyt mahdollista hienosäätää organisaation verkon pienempien osien topologiaa. Verkostosuunnittelijat voivat tarjota yhden topologian etuja toiseen nähden yksilöiden, työryhmien tai osastojen erityistarpeiden täyttämiseksi.