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Cos'è la topologia di rete?

La topologia definisce la struttura della rete di come tutti i componenti sono interconnessi tra loro. Esistono due tipi di topologia: topologia fisica e topologia logica.

Tipi di topologia di rete

La topologia fisica è la rappresentazione geometrica di tutti i nodi di una rete. Esistono sei tipi di topologia di rete: topologia a bus, topologia ad anello, topologia ad albero, topologia a stella, topologia a mesh e topologia ibrida.

Topologie di reti di computer

1) Topologia del bus

Topologie di reti di computer
  • La topologia del bus è progettata in modo tale che tutte le stazioni siano collegate tramite un unico cavo noto come cavo backbone.
  • Ciascun nodo è collegato al cavo di dorsale tramite cavo di derivazione o collegato direttamente al cavo di dorsale.
  • Quando un nodo vuole inviare un messaggio sulla rete, inserisce un messaggio sulla rete. Tutte le stazioni disponibili nella rete riceveranno il messaggio indipendentemente dal fatto che sia stato indirizzato o meno.
  • La topologia bus viene utilizzata principalmente nelle reti standard 802.3 (Ethernet) e 802.4.
  • La configurazione di una topologia bus è molto più semplice rispetto ad altre topologie.
  • Il cavo di dorsale è considerato come a 'corsia singola' attraverso il quale il messaggio viene trasmesso a tutte le stazioni.
  • Il metodo di accesso più comune delle topologie bus è CSMA (Accesso multiplo rilevamento portante).

CSMA: Si tratta di un controllo di accesso ai media utilizzato per controllare il flusso di dati in modo che l'integrità dei dati venga mantenuta, ovvero i pacchetti non vadano persi. Esistono due modi alternativi per gestire i problemi che si verificano quando due nodi inviano messaggi simultaneamente.

    CD CSMA:CD CSMA ( Rilevamento delle collisioni ) è un metodo di accesso utilizzato per rilevare la collisione. Una volta rilevata la collisione, il mittente interromperà la trasmissione dei dati. Pertanto, funziona su ' recupero dopo la collisione '.CSMA CA: CSMA CA (Prevenzione delle collisioni) è un metodo di accesso utilizzato per evitare la collisione controllando se il mezzo trasmissivo è occupato oppure no. Se occupato, il mittente attende finché il supporto non diventa inattivo. Questa tecnica riduce efficacemente la possibilità di collisione. Non funziona sul 'recupero dopo la collisione'.

Vantaggi della topologia bus:

    Cavo economico:Nella topologia bus, i nodi sono collegati direttamente al cavo senza passare attraverso un hub. Pertanto, il costo iniziale dell’installazione è basso.Velocità dati moderate:I cavi coassiali o a doppino intrecciato vengono utilizzati principalmente nelle reti basate su bus che supportano fino a 10 Mbps.Tecnologia familiare:La topologia del bus è una tecnologia familiare poiché le tecniche di installazione e risoluzione dei problemi sono ben note e i componenti hardware sono facilmente disponibili.Fallimento limitato:Un guasto in un nodo non avrà alcun effetto sugli altri nodi.

Svantaggi della topologia bus:

    Cablaggio esteso:Una topologia bus è piuttosto semplice, ma richiede comunque molti cavi.Risoluzione dei problemi difficili:Richiede apparecchiature di prova specializzate per determinare i guasti del cavo. Se si verificasse un guasto nel cavo, la comunicazione tra tutti i nodi verrebbe interrotta.Interferenza del segnale:Se due nodi inviano messaggi contemporaneamente, i segnali di entrambi i nodi entrano in collisione tra loro.Riconfigurazione difficile:L'aggiunta di nuovi dispositivi alla rete rallenterebbe la rete.Attenuazione:L'attenuazione è una perdita di segnale che porta a problemi di comunicazione. I ripetitori vengono utilizzati per rigenerare il segnale.

2) Topologia ad anello

Topologie di reti di computer
  • La topologia ad anello è come una topologia a bus, ma con estremità connesse.
  • Il nodo che riceve il messaggio dal computer precedente lo ritrasmetterà al nodo successivo.
  • I dati fluiscono in una direzione, cioè sono unidirezionali.
  • I dati fluiscono in un unico ciclo continuo noto come ciclo infinito.
  • Non ha estremità terminate, ovvero ciascun nodo è connesso ad un altro nodo e non ha punti terminali.
  • I dati in una topologia ad anello scorrono in senso orario.
  • Il metodo di accesso più comune della topologia ad anello è passaggio di token .
      Passaggio dei token:È un metodo di accesso alla rete in cui il token viene passato da un nodo a un altro nodo.
  • Gettone:È un frame che circola in rete.

Funzionamento del passaggio dei token

  • Un token si muove nella rete e viene passato da un computer all'altro fino a raggiungere la destinazione.
  • Il mittente modifica il token inserendo l'indirizzo insieme ai dati.
  • I dati vengono trasmessi da un dispositivo a un altro finché l'indirizzo di destinazione non corrisponde. Una volta ricevuto il token dal dispositivo di destinazione, invia la conferma al mittente.
  • In una topologia ad anello, un token viene utilizzato come vettore.

Vantaggi della topologia ad anello:

    Gestione della rete:I dispositivi difettosi possono essere rimossi dalla rete senza interrompere la rete.Disponibilità del prodotto:Sono disponibili numerosi strumenti hardware e software per il funzionamento e il monitoraggio della rete.Costo:Il cablaggio a doppino intrecciato è economico e facilmente disponibile. Pertanto, il costo di installazione è molto basso.Affidabile:È una rete più affidabile perché il sistema di comunicazione non dipende dal singolo computer host.

Svantaggi della topologia ad anello:

    Risoluzione dei problemi difficili:Richiede apparecchiature di prova specializzate per determinare i guasti del cavo. Se si verificasse un guasto nel cavo, la comunicazione tra tutti i nodi verrebbe interrotta.Fallimento:Il guasto di una stazione porta al guasto dell'intera rete.Riconfigurazione difficile:L'aggiunta di nuovi dispositivi alla rete rallenterebbe la rete.Ritardo:Il ritardo della comunicazione è direttamente proporzionale al numero di nodi. L'aggiunta di nuovi dispositivi aumenta il ritardo della comunicazione.

3) Topologia a stella

Topologie di reti di computer
  • La topologia a stella è una disposizione della rete in cui ogni nodo è collegato all'hub centrale, allo switch o a un computer centrale.
  • Il computer centrale è noto come a server e i dispositivi periferici collegati al server sono noti come clienti .
  • Per collegare i computer vengono utilizzati cavi coassiali o cavi RJ-45.
  • Hub o Switch vengono utilizzati principalmente come dispositivi di connessione in a topologia fisica a stella .
  • La topologia a stella è la topologia più popolare nell'implementazione della rete.

Vantaggi della topologia a stella

    Risoluzione efficiente dei problemi:La risoluzione dei problemi è abbastanza efficiente in una topologia a stella rispetto alla topologia a bus. In una topologia a bus, il gestore deve ispezionare i chilometri di cavo. In una topologia a stella, tutte le stazioni sono collegate alla rete centralizzata. Pertanto l'amministratore di rete deve recarsi presso la singola postazione per risolvere il problema.Controllo della rete:Funzionalità complesse di controllo della rete possono essere facilmente implementate nella topologia a stella. Qualsiasi modifica apportata alla topologia a stella viene automaticamente accettata.Fallimento limitato:Poiché ciascuna stazione è collegata all'hub centrale con il proprio cavo, il guasto di un cavo non influirà sull'intera rete.Tecnologia familiare:La topologia a stella è una tecnologia familiare poiché i suoi strumenti sono convenienti.Facilmente espandibile:È facilmente espandibile poiché è possibile aggiungere nuove stazioni alle porte aperte sull'hub.Conveniente:Le reti con topologia a stella sono convenienti in quanto utilizzano cavi coassiali poco costosi.Elevata velocità dei dati:Supporta una larghezza di banda di circa 100Mbps. Ethernet 100BaseT è una delle reti con topologia a stella più popolari.

Svantaggi della topologia a stella

    Un punto centrale di fallimento:Se l'hub o lo switch centrale si guasta, tutti i nodi collegati non saranno in grado di comunicare tra loro.Cavo:A volte l'instradamento dei cavi diventa difficile quando è necessaria una quantità significativa di instradamento.

4) Topologia ad albero

Topologie di reti di computer
  • La topologia ad albero combina le caratteristiche della topologia a bus e della topologia a stella.
  • Una topologia ad albero è un tipo di struttura in cui tutti i computer sono collegati tra loro in modo gerarchico.
  • Il nodo più in alto nella topologia ad albero è noto come nodo radice e tutti gli altri nodi sono i discendenti del nodo radice.
  • Esiste un solo percorso tra due nodi per la trasmissione dei dati. Pertanto, forma una gerarchia genitore-figlio.

Vantaggi della topologia ad albero

    Supporto per la trasmissione a banda larga:La topologia ad albero viene utilizzata principalmente per fornire la trasmissione a banda larga, ovvero i segnali vengono inviati su lunghe distanze senza essere attenuati.Facilmente espandibile:Possiamo aggiungere il nuovo dispositivo alla rete esistente. Pertanto, possiamo dire che la topologia ad albero è facilmente espandibile.Facilmente gestibile:Nella topologia ad albero, l'intera rete è divisa in segmenti noti come reti a stella che possono essere facilmente gestiti e mantenuti.Rilevamento errori:Il rilevamento e la correzione degli errori sono molto semplici in una topologia ad albero.Fallimento limitato:Il guasto di una stazione non influisce sull'intera rete.Cablaggio punto a punto:Dispone di cablaggio punto a punto per i singoli segmenti.

Svantaggi della topologia ad albero

    Risoluzione dei problemi difficili:Se si verifica un errore nel nodo, diventa difficile risolvere il problema.Costo alto:I dispositivi necessari per la trasmissione a banda larga sono molto costosi.Fallimento:Una topologia ad albero si basa principalmente sul cavo del bus principale e un guasto nel cavo del bus principale danneggerà l'intera rete.Riconfigurazione difficile:Se vengono aggiunti nuovi dispositivi, diventa difficile riconfigurarli.

5) Topologia a maglie

Topologie di reti di computer
  • La tecnologia Mesh è una disposizione della rete in cui i computer sono interconnessi tra loro tramite varie connessioni ridondanti.
  • Esistono più percorsi da un computer a un altro computer.
  • Non contiene lo switch, l'hub o qualsiasi computer centrale che funge da punto centrale di comunicazione.
  • Internet è un esempio della topologia mesh.
  • La topologia mesh viene utilizzata principalmente per le implementazioni WAN in cui gli errori di comunicazione rappresentano un problema critico.
  • La topologia mesh viene utilizzata principalmente per le reti wireless.
  • La topologia mesh può essere formata utilizzando la formula:
    Numero di cavi = (n*(n-1))/2;

Dove n è il numero di nodi che rappresenta la rete.

La topologia mesh è divisa in due categorie:

  • Topologia mesh completamente connessa
  • Topologia mesh parzialmente connessa
Topologie di reti di computer
    Topologia a maglia completa:In una topologia a maglia completa, ogni computer è connesso a tutti i computer disponibili nella rete.Topologia mesh parziale:In una topologia a maglia parziale, non tutti i computer, ma alcuni, sono connessi ai computer con cui comunicano frequentemente.

Vantaggi della topologia Mesh:

Affidabile: Le reti con topologia mesh sono molto affidabili, poiché qualsiasi interruzione del collegamento non influirà sulla comunicazione tra i computer collegati.

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Comunicazione veloce: La comunicazione è molto veloce tra i nodi.

Riconfigurazione più semplice: L'aggiunta di nuovi dispositivi non interromperebbe la comunicazione tra altri dispositivi.

Svantaggi della topologia Mesh

    Costo:Una topologia mesh contiene un gran numero di dispositivi connessi come un router e più mezzi di trasmissione rispetto ad altre topologie.Gestione:Le reti con topologia mesh sono molto grandi e molto difficili da mantenere e gestire. Se la rete non viene monitorata attentamente, l'errore del collegamento di comunicazione non viene rilevato.Efficienza:In questa topologia, le connessioni ridondanti sono elevate e riducono l'efficienza della rete.

6) Topologia ibrida

Topologie di reti di computer
  • La combinazione di varie topologie diverse è nota come Topologia ibrida .
  • Una topologia ibrida è una connessione tra diversi collegamenti e nodi per trasferire i dati.
  • Quando due o più topologie diverse vengono combinate insieme si parla di topologia ibrida e se topologie simili sono collegate tra loro non si otterrà una topologia ibrida. Ad esempio, se esiste una topologia ad anello in una filiale della banca ICICI e una topologia bus in un'altra filiale della banca ICICI, collegando queste due topologie si otterrà una topologia ibrida.

Vantaggi della topologia ibrida

    Affidabile:Se si verifica un guasto in qualsiasi parte della rete non influenzerà il funzionamento del resto della rete.Scalabile:Le dimensioni della rete possono essere facilmente ampliate aggiungendo nuovi dispositivi senza compromettere la funzionalità della rete esistente.Flessibile:Questa topologia è molto flessibile poiché può essere progettata in base ai requisiti dell'organizzazione.Efficace:La topologia ibrida è molto efficace in quanto può essere progettata in modo tale da massimizzare la forza della rete e minimizzare la debolezza della rete.

Svantaggi della topologia ibrida

    Progettazione complessa:Lo svantaggio principale della topologia ibrida è la progettazione della rete ibrida. È molto difficile progettare l’architettura della rete ibrida.Hub costoso:Gli hub utilizzati nella topologia ibrida sono molto costosi poiché questi hub sono diversi dai normali hub utilizzati in altre topologie.Infrastrutture costose:Il costo dell’infrastruttura è molto elevato poiché una rete ibrida richiede molti cavi, dispositivi di rete, ecc.