LANトポロジー(ネットワーク)

トポロジは、ネットワークの物理的および論理的な配置です。 ネットワークの物理的な配置とは、ワークステーション、サーバー、およびその他の機器がケーブルおよびコネクタと一緒に結合される方法を指します。 ネットワークの論理的配置とは、ワークステーション、サーバ、およびその他の機器がトラフィックフローの観点から互いにどのように関係するかを指します。 主なLANトポロジには、リニアバス、リング、およびスターの三つがあります。 別のネットワークトポロジは、本質的に階層的であり、バス、リング、およびスターの要素を組み込むことができます。 LANの適切な物理および論理トポロジは、信頼性およびコスト目標、およびユーザーの接続要件によって決定されます。

バス

線形バストポロジでは、ステーションは単一の長さのケーブルに沿って配置され、より多くのノードに対応するために両端または両端に延長することができます（図65）。 ネットワークは、10base2イーサネットLanで使用されるRG-58A/Uケーブルなどの同軸ケーブルで構成されています。 ノードは、bnc(バヨネットナットコネクタ)Tコネクタ(図66)でケーブルに接続されており、そのステムはネットワークインターフェースカード(NIC)に接続されています。 BNCバレルコネクタはケーブルセグメントを取り付け、BNCターミネータコネクタはケーブル端をキャップします。 もちろん、イーサネットLanにはツイストペア配線が最も頻繁に使用され、その場合はRJ45コネクタがデバイス間の接続を提供します。

図65

リニアバストポロジ。

リニアバスネットワークをさらに拡張することができます。 たとえば、ツリートポロジは、実際にはケーブルがどちらかまたは両端で分岐する複雑なリニアバスですが、任意の2つのステーション間の伝送パスは1つ

リング

リングトポロジーでは、ノードは伝送パスに沿って配置され、データは原点に戻る前に連続する各ステーションを通過します。 その名前が示すように、リングトポロジーは閉じた円を形成するノードで構成されています（図67）。

トークンリングLanでは、トークンと呼ばれる小さなパケットがリングの周りを循環し、各ステーションに順番に情報をネットワーク上に置く機会を与えます。 駅はトークンを押収し、それを情報フレームに置き換えます。 受信者のみがメッセージを要求できます。 の完了時にネットワークのための処理および調整ポイントとして機能する中央ノードを通過します。 この中央ノードは、一般にハブと呼ばれます。 一つ以上の特定のノードに宛てられた情報は、中央ノードを介して送信され、専用の物理パスを介して適切な受信局に切り替えられる。

図66

bnc Tコネクタは、ノードのネットワークインターフェイスカード(NIC)に二つのケーブルセグメントを接続するために使用されます。

図67

リングトポロジー。

階層的な

基本的なバス、リング、およびスターのトポロジから、より複雑なLANトポロジを作成できます。 これらのうちの1つは装置の特別な部門と作成される繊維の分散データインターフェイス(FDDI)ネットワークの「木の二重リング」です。 これらの機器タイプは、dual ring、tree、およびdual ring of treesの3つのトポロジのいずれかに配置できます図69。

図69

FDDIでは、ツリーの二重リングを使用して階層トポロジを作成し、ネットワークの信頼性を向上させることができます。

デュアルリングトポロジでは、デュアルアタッチドステーション(DASs)は物理ループを形成し、すべてのステーションがデュアルアタッチドです。 ツリートポロジでは、リモート単一接続ステーション（SASs）は、メインリング上の別のコンセントレータに接続されているコンセントレータにリンクされています。

コンセントレータに接続されたDASはすべてSASとして機能します。 Concentratorを使用すると、ネットワーク階層を作成できます。 この地勢学は有効、経済的である適用範囲が広い階層的なシステム設計を提供する。 信頼性の高い通信を必要とするデバイスはメインリングに直接接続し、重要性の低いデバイスはメインリングから分岐します。 したがって、SASデバイスはメインリングと通信することができますが、デュアルリングインターフェイスやループ周り機能を装備する追加のコスト

トポロジー選択

各トポロジーには長所と短所があります。 イーサネットLanのバストポロジ特性は、最も経済的で簡単にインストールできます。 リングはやや高価で複雑です。 どちらのタイプのトポロジでも、一方のノードが誤動作したり、動作不能になったりすると、その両側のノードは通信できません。 これは、ハブを追加することによって克服することができます。 ノードは、ハブ内の折りたたまれたバックボーンを介して、別々のケーブルセグメントを介して相互に通信します。 一方のノードが動作不能になった場合、他方のノードはもはや直接接続されていないため、影響を受けません。

イーサネットの場合、物理トポロジーはリニアバスからスターに変更されましたが、イーサネットのCarrier Sense Multiple Access with Collision Detection(CSMA/CD)プロトコルがアクセスを支配しているという点で論理演算は変更されません。 トークンリングの場合、物理トポロジはリングからスターに変更されましたが、論理演算は変更されず、そのトークンリングの循環する”トークン”がアクセスを支配します。

リンクの可用性に関しては、スタートポロジーは信頼性が高い。 このトポロジでは、すべてのネットワークデバイスが専用または共有LANセグメントを介して中央ハブに接続します。 リンクが失われると、ハブと影響を受けるノードとの間の通信が妨げられますが、ハブ自体が壊滅的な障害を受けない限り、他のすべてのノードは以前と

高度な信頼性を確保するため、ハブには冗長制御ロジック、バックプレーン、電源があります。 ハブの管理システムは、これらの冗長サブシステムの動作を監視し、問題を報告することによって、これらの冗長サブシステムの耐障害性を たとえば、電源の監視には、ハブ動作を中断する前にトラブルを検出するためのホットスポット検出とファン操作が含まれます。 主電源の障害が発生すると、冗長ユニットはネットワークを中断することなく、ネットワークマネージャの制御下で自動的または手動で切り替わります。 ファンが消灯した場合は、管理コンソールと技術者のポケットベルにアラームを送信できます。

ハブアーキテクチャの柔軟性は、アプリケーションの重要性に応じて、さまざまな程度のフォールトトレランスに適しています。 たとえば、財務モデリングアプリケーションを実行しているワークステーションは、ハブで同じLANモジュールへのリンクを共有することができます。 この構成は経済的に見えるかもしれませんが、LANモジュールの障害がそのリンク上のすべてのワークステーションを委譲しないという点で問題があり

ワークステーションを二つのLANモジュールとリンクに分散させることにより、わずかに高い耐障害性を実現できます。 そうすれば、一つのモジュールの障害は、ワークステーションの半分だけに影響を与えます。 ワークステーションとモジュールの一対一の対応は、一つのモジュールの障害がそれに接続されているワークステーションのみに影響を与えるという点で、 しかし、この構成は最も高価な解決策でもあります。

ミッションクリティカルなアプリケーションでは、最高レベルの耐障害性が要求される場合があります。 これは、ワークステーションをハブの2つのLANモジュールに別々のリンクで接続することによって実現できます。 これらのリンクの1つを別のハブに接続することで、究極の耐障害性を実現できます。 この構成では、トランシーバを使用してアプリケーションのホストコンピュータからのリンクを分割し、各リンクをハブ内の異なるモジュールまたは異 いずれの場合も、物理トポロジは変更されますが、論理トポロジは同じままです。

最後の言葉

Lanへのスイッチング機器の導入により、組織のネットワークの小さなサブセクションのトポロジを微調整することが可能になりました。 ネットワークプランナーは、個人、ワークグループ、または部門の特定のニーズを満たすために、あるトポロジの利点を別のトポロジに比べて提供できます。