LAN topológiák (hálózatépítés)

a topológia a hálózat fizikai és logikai elrendezése. A hálózat fizikai elrendezése arra utal, hogy a munkaállomások, szerverek és egyéb berendezések hogyan vannak összekötve kábelekkel és csatlakozókkal. A hálózat logikai elrendezése arra utal, hogy a munkaállomások, szerverek és egyéb berendezések hogyan viszonyulnak egymáshoz a forgalomáramlás szempontjából. Három elsődleges LAN topológia létezik: linear bus, ring és star. Egy másik hálózati topológia hierarchikus jellegű, amely magában foglalhatja a busz, a gyűrű és a csillag elemeit. A LAN megfelelő fizikai és logikai topológiáját a megbízhatóság és a költségcélok, valamint a felhasználók csatlakozási követelményei határozzák meg.

busz

lineáris busz topológiában az állomások egyetlen Kábelhossz mentén vannak elrendezve, amely mindkét végén vagy mindkét végén meghosszabbítható több csomópont befogadására (65.ábra). A hálózat koaxiális kábelből áll, például az RG-58 A/U kábelből, amelyet 10Base2 Ethernet LAN-okkal használnak. A csomópontok a kábelhez egy BNC (bajonett Anyacsatlakozó) T-csatlakozóval (66.ábra) vannak rögzítve, amelynek szárát a hálózati interfész kártyához (NIC) rögzítik. A BNC hordócsatlakozó kábelszegmenseket rögzít, a BNC Terminátor csatlakozó pedig lezárja a kábel végeit. Természetesen a csavart érpárú vezetékeket leggyakrabban Ethernet LAN-okhoz használják, ebben az esetben az RJ45 csatlakozók biztosítják az eszközök közötti kapcsolatokat.

65.ábra

a lineáris busz topológia.

a lineáris buszhálózat tovább bővíthető. Például egy fa topológia valójában egy komplex lineáris busz, amelyben a kábel egyik vagy mindkét végén elágazik, de csak egy átviteli utat kínál bármely két állomás között.

gyűrű

egy gyűrűs topológiában a csomópontok az átviteli út mentén vannak elrendezve, így az adatok minden egymást követő állomáson áthaladnak, mielőtt visszatérnének a kiindulási pontra. Ahogy a neve is mutatja, A gyűrűs topológia olyan csomópontokból áll, amelyek zárt kört alkotnak (67.ábra).

a token-ring LAN-okban egy tokennek nevezett kis csomagot keringtetnek a gyűrű körül, így minden állomás egymás után lehetőséget kap arra, hogy információkat helyezzen el a hálózaton. Az állomás megragadja a tokent, helyettesítve egy információs kerettel. Csak a címzett igényelheti az üzenetet. Befejezésekor áthaladnak a központi csomópont, amely úgy működik, mint egy feldolgozó és koordináló pont a hálózat. Ezt a központi csomópontot általában hubnak nevezik. Az egy vagy több meghatározott csomópontnak címzett információkat a központi csomóponton keresztül továbbítják, és egy dedikált fizikai útvonalon átkapcsolják a megfelelő fogadó állomás(OK) ra.

66.ábra

a BNC T-csatlakozók két kábelszakasz csatlakoztatására szolgálnak egy csomópont hálózati interfész kártyájához (NIC).

67.ábra

a gyűrű topológiája.

hierarchikus

bonyolultabb LAN topológiák hozhatók létre az alapvető busz -, gyűrű-és csillag topológiákból. Ezek egyike a” fák kettős gyűrűje ” a Fiber Distributed Data Interface (FDDI) hálózatokon, amelyet speciális berendezéskategóriákkal hoznak létre. Ezek a berendezéstípusok három topológia bármelyikében elrendezhetők: kettős gyűrű, fa és kettős gyűrű (69. ábra).

69.ábra

az FDDI-vel a fák kettős gyűrűje hierarchikus topológia létrehozására használható a hálózat megbízhatóságának növelése érdekében.

a kettős gyűrűs topológiában a kettős csatolt állomások (dass) fizikai hurkot képeznek, ahol az összes állomás kettős csatolt. A fa topológiájában a távoli egycsatolt állomások (Sass) egy koncentrátorhoz kapcsolódnak, amely a főgyűrű másik koncentrátorához van csatlakoztatva.

bármely koncentrátorhoz csatlakoztatott DAS SAS-ként működik. Koncentrátorok lehet használni, hogy hozzon létre egy hálózati hierarchia, amely az úgynevezett kettős gyűrű fák. Ez a topológia rugalmas hierarchikus rendszert kínál, amely hatékony és gazdaságos. A rendkívül megbízható kommunikációt igénylő eszközök közvetlenül a főgyűrűhöz kapcsolódnak, míg azok, amelyek kevésbé fontosak, a főgyűrű ágaihoz kapcsolódnak. Így a SAS eszközök kommunikálhatnak a főgyűrűvel, de anélkül, hogy többletköltséget jelentenének, ha kettős gyűrűs interfésszel vagy hurokkörüli képességgel látják el őket, amelyre egyébként szükség lenne a gyűrű megbízhatóságának biztosításához állomáshiba esetén.

topológia kiválasztás

minden topológiának vannak előnyei és hátrányai. Az Ethernet LAN-ok busz topológiája a leggazdaságosabb és legkönnyebben telepíthető. A gyűrű valamivel drágább és bonyolultabb. Mindkét típusú topológiában, amikor az egyik csomópont meghibásodik vagy működésképtelenné válik, a csomópontok mindkét oldalán nem tudnak kommunikálni. Ezt egy hub hozzáadásával lehet legyőzni. A csomópontok külön kábelszakaszokon keresztül kommunikálnak egymással az agyon belüli összeomlott gerincen keresztül. Ha az egyik csomópont működésképtelenné válik, a többi csomópontot ez nem érinti, mivel már nincsenek közvetlenül csatlakoztatva.

az Ethernet esetében, bár a fizikai topológia lineáris buszról csillagra változott, a logikai művelet változatlan marad abban az esetben, ha az Ethernet Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) protokoll továbbra is szabályozza a hozzáférést. A token ring esetében, bár a fizikai topológia gyűrűről csillagra változott, a logikai művelet változatlan marad abban a token ring keringő “tokenjében”, amely továbbra is szabályozza a hozzáférést.

ami a linkek elérhetőségét illeti, a csillag topológia rendkívül megbízható. Ebben a topológiában az összes hálózati eszköz dedikált vagy megosztott LAN szegmenseken keresztül csatlakozik egy központi hubhoz. Bár a kapcsolat elvesztése megakadályozza a hub és az érintett csomópont(ok) közötti kommunikációt, az összes többi csomópont továbbra is úgy működik, mint korábban, kivéve, ha maga a hub katasztrofális meghibásodást szenved.

a nagyfokú megbízhatóság érdekében a hub redundáns vezérlési logikával, hátlappal és tápegységgel rendelkezik. A hub irányítási rendszere javíthatja ezen redundáns alrendszerek hibatűrését azáltal, hogy figyelemmel kíséri működésüket és jelentést tesz az esetleges problémákról. A tápegységgel például a megfigyelés magában foglalhatja a hotspot észlelését és a ventilátor működését, hogy észlelje a problémákat, mielőtt megzavarná a hub működését. A fő tápegység meghibásodása esetén a redundáns egység automatikusan vagy manuálisan kapcsol át a hálózatkezelő irányítása alatt, a hálózat megzavarása nélkül. Ha egy ventilátor kialszik, riasztást lehet küldeni a kezelő konzolra, valamint a technikus személyhívójára.

a hub architektúra rugalmassága változó mértékű hibatűrést tesz lehetővé, az alkalmazások fontosságától függően. Például a pénzügyi modellező alkalmazásokat futtató munkaállomások megoszthatnak egy linket ugyanahhoz a LAN modulhoz a hubon. Bár ez a konfiguráció gazdaságosnak tűnhet,problematikus, mivel a LAN modul meghibásodása az adott linken lévő összes munkaállomást kikapcsolja.

valamivel nagyobb hibatűrés érhető el a munkaállomások két LAN modul és kapcsolat közötti elosztásával. Így egy modul meghibásodása csak a munkaállomások felét érinti. A munkaállomások modulokkal való egy-egy megfeleltetése még nagyobb hibatűrést kínál, mivel egy modul meghibásodása csak a hozzá csatlakoztatott munkaállomást érinti. Ez a konfiguráció azonban a legdrágább megoldás is.

egy kritikus fontosságú alkalmazás megkövetelheti a legmagasabb szintű hibatűrést. Ez úgy érhető el, hogy a munkaállomást külön kapcsolatokkal csatlakoztatja a hub két LAN moduljához. A végső hibatűrés úgy érhető el, ha az egyik kapcsolatot egy másik hubhoz csatlakoztatja. Ebben az elrendezésben egy adó-vevőt használnak a linkek felosztására az alkalmazás gazdaszámítógépéről, lehetővé téve az egyes linkek számára, hogy csatlakozzanak a hub másik moduljához vagy egy másik hubhoz. A fizikai topológia minden esetben megváltozik, de a logikai topológia ugyanaz marad.

utolsó szó

a kapcsoló berendezések Lan-Okba történő bevezetésével lehetővé vált a szervezet hálózatának kisebb alszakaszainak topológiájának finomhangolása. A hálózattervezők az egyik topológia előnyeit nyújthatják a másikkal szemben, hogy megfeleljenek az egyének, munkacsoportok vagy osztályok sajátos igényeinek.