Lan topologier (nätverk)

topologi är det fysiska och logiska arrangemanget av ett nätverk. Nätets fysiska arrangemang avser hur arbetsstationer, servrar och annan utrustning förenas med kablar och kontakter. Det logiska arrangemanget av ett nätverk hänvisar till hur arbetsstationer, servrar och annan utrustning relaterar till varandra när det gäller trafikflöde. Det finns tre primära LAN-topologier: linjär buss, ring och stjärna. En annan nätverkstopologi är hierarkisk i naturen, som kan innehålla delar av bussen, ringen och stjärnan. Lämplig fysisk och logisk topologi för ett LAN bestäms av tillförlitlighet och kostnadsmål samt av användarnas anslutningskrav.

Buss

i en linjär Busstopologi är stationer anordnade längs en enda Kabellängd, som kan förlängas i vardera änden eller i båda ändarna för att rymma fler noder (figur 65). Nätverket består av koaxialkabel, såsom RG-58 A/U-kabel som används med 10base2 Ethernet LAN. Noderna är anslutna till kabeln med en BNC (Bajonettmutterkontakt) T-kontakt (figur 66), vars stam fästs på nätverksgränssnittskortet (NIC). En BNC fat kontakt fäster kabelsegment och en BNC terminator kontakt caps kabeländarna. Naturligtvis används tvinnade parkablar oftast för Ethernet-LAN, i vilket fall RJ45-kontakter ger anslutningarna mellan enheter.

figur 65

den linjära buss topologin.

ett linjärt bussnät kan utökas ytterligare. Till exempel är en trädtopologi faktiskt en komplex linjär buss där kabeln grenar i endera eller båda ändarna, men erbjuder endast en överföringsväg mellan två stationer.

Ring

i en ringtopologi är noder ordnade längs överföringsvägen så att data passerar genom varje successiv station innan de återgår till sin ursprungspunkt. Som namnet antyder består ringtopologin av noder som bildar en sluten cirkel (figur 67).

i token-ring Lan cirkuleras ett litet paket som kallas en token runt ringen, vilket ger varje station i följd en chans att lägga information på nätverket. Stationen griper token och ersätter den med en informationsram. Endast adressaten kan göra anspråk på meddelandet. Vid slutförandet av passera genom den centrala noden, som fungerar som en bearbetnings-och samordningspunkt för nätverket. Denna centrala nod kallas generellt som ett nav. Information adresserad till en eller flera specifika noder skickas via den centrala noden och växlas till rätt mottagningsstation(er) över en dedikerad fysisk väg.

figur 66

BNC t-Kontakter Används för att ansluta två kabelsegment till en nods nätverkskort (Nic).

figur 67

ringen topologi.

hierarkiska

mer komplexa LAN-topologier kan skapas från basbussen, ringen och stjärntopologierna. En av dessa är” dual ring of trees ” på Fiber Distributed Data Interface (FDDI) – nätverk som skapas med speciella kategorier av utrustning. Dessa utrustningstyper kan ordnas i någon av tre topologier: dubbel ring, träd och dubbel ring av träd (figur 69).

figur 69

med FDDI kan en dubbel ring av träd användas för att skapa en hierarkisk topologi för att förbättra nätverkets tillförlitlighet.

i dubbelringstopologin bildar dubbla anslutna stationer (DASs) en fysisk slinga, där alla stationer är dubbla anslutna. I en trädtopologi är fjärranslutna enstaka stationer (Sass) kopplade till en koncentrator, som är ansluten till en annan koncentrator på huvudringen.

alla DAS som är anslutna till en koncentrator fungerar som SAS. Koncentratorer kan användas för att skapa en nätverkshierarki, som är känd som en dubbel ring av träd. Denna topologi erbjuder en flexibel hierarkisk systemdesign som är effektiv och ekonomisk. Enheter som kräver mycket tillförlitlig kommunikation fäster direkt på huvudringen, medan de som är mindre viktiga fäster vid grenar utanför huvudringen. Således kan SAS-enheter kommunicera med huvudringen, men utan den extra kostnaden för att utrusta dem med ett gränssnitt med dubbla ringar eller en loop-around-kapacitet som annars skulle krävas för att säkerställa ringens tillförlitlighet i händelse av ett stationsfel.

Topologival

varje topologi har fördelar och nackdelar. Busstopologin som är karakteristisk för Ethernet LAN är den mest ekonomiska och enklaste att installera. Ringen är lite dyrare och komplicerad. I båda typerna av topologier, när en nod inte fungerar eller blir oanvändbar, kan noderna på vardera sidan av den inte kommunicera. Detta kan övervinnas genom att lägga till ett nav. Noderna kommunicerar med varandra över separata kabelsegment via den kollapsade ryggraden i navet. Om en nod blir oanvändbar påverkas inte de andra noderna eftersom de inte längre är direkt anslutna.

när det gäller Ethernet, även om den fysiska topologin har ändrats från en linjär Buss till en stjärna, förblir den logiska operationen oförändrad i det Ethernet ‘ s Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD) protokoll styr fortfarande åtkomst. När det gäller token ring, även om den fysiska topologin har ändrats från en ring till en stjärna, förblir den logiska operationen oförändrad i den tokenringens cirkulerande “token” styr fortfarande åtkomst.

när det gäller länktillgänglighet är stjärntopologin mycket pålitlig. I denna topologi ansluter alla nätverksenheter till ett centralt nav genom dedikerade eller delade LAN-segment. Även om förlusten av en länk förhindrar kommunikation mellan navet och de drabbade noderna, fortsätter alla andra noder att fungera som tidigare om inte navet själv drabbas av ett katastrofalt fel.

för att säkerställa en hög grad av tillförlitlighet har navet redundant styrlogik, bakplan och strömförsörjning. Navets ledningssystem kan förbättra feltoleransen för dessa redundanta delsystem genom att övervaka deras drift och rapportera eventuella problem. Med strömförsörjningen kan till exempel övervakning inkludera hotspot-detektering och fläktdrift för att upptäcka problem innan det stör navdrift. Vid fel på huvudströmförsörjningen växlar den redundanta enheten automatiskt eller manuellt under nätverkshanterarens kontroll utan att störa nätverket. Om en fläkt slocknar kan ett larm skickas till hanteringskonsolen såväl som till en teknikers personsökare.

flexibiliteten i navarkitekturen lämpar sig för varierande grad av feltolerans, beroende på applikationens betydelse. Till exempel kan arbetsstationer som kör finansiella modelleringsapplikationer dela en länk till samma LAN-modul vid navet. Även om denna konfiguration kan verka ekonomiskt, det är problematiskt i att ett fel i LAN-modulen kommer att sätta alla arbetsstationer på den länken ur drift.

en något högre grad av feltolerans kan uppnås genom att fördela arbetsstationerna mellan två LAN-moduler och länkar. På så sätt påverkar felet i en modul endast hälften av arbetsstationerna. En en-till-en-korrespondens mellan arbetsstationer och moduler ger en ännu större feltolerans genom att felet i en modul endast påverkar den arbetsstation som är ansluten till den. Denna konfiguration är dock också den dyraste lösningen.

en verksamhetskritisk applikation kan kräva den högsta nivån av feltolerans. Detta kan uppnås genom att ansluta arbetsstationen till två LAN-moduler vid navet med separata länkar. Den ultimata feltoleransen kan uppnås genom att ansluta en av dessa länkar till ett annat nav. I detta arrangemang används en transceiver för att dela länkarna från programmets värddator, vilket gör det möjligt för varje länk att ansluta till en annan modul i navet eller till ett annat nav. I varje fall förändras den fysiska topologin, men den logiska topologin förblir densamma.

sista ordet

med införandet av kopplingsutrustning i LAN är det nu möjligt att finjustera topologin för mindre underavsnitt i en organisations nätverk. Nätverksplanerare kan ge fördelarna med en topologi över en annan för att möta de specifika behoven hos individer, arbetsgrupper eller avdelningar.