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Una topologia a stella, talvolta nota come rete a stella, è una topologia di rete in cui ciascun dispositivo è connesso a un hub centrale. È una delle configurazioni di rete di computer più diffuse ed è di gran lunga la topologia di rete più popolare. In questa disposizione di rete tutti i dispositivi collegati ad un dispositivo di rete centrale vengono visualizzati come una stella.

A differenza della topologia Mesh, un dispositivo non può fornire la comunicazione diretta tra i dispositivi in ​​una topologia a stella; deve comunicare con l'aiuto di un hub. I dispositivi periferici funzionano come client, mentre il dispositivo di rete centrale funge da server. A seconda del tipo di scheda di rete installata su ciascun computer, il cavo RJ-45 o coassiale viene utilizzato in una topologia a stella. Come una topologia a bus, creare una rete di computer che utilizzi la topologia a stella è molto semplice e diretto.

Ci sono molti esempi di topologia a stella anche nella vita reale e puoi vedere esempi di topologia di rete a stella in aeroporti, ospedali, banche e istituti scolastici. Uno Switch può essere utilizzato anche come dispositivo centrale invece che come Hub. Verranno utilizzati cavi patch per connettere il client, i server e un'altra rete all'hub centrale. Nella topologia a stella tutti i dispositivi collegati dipendono completamente dal dispositivo centrale; la comunicazione attraverso l'intera rete di computer fallisce se il dispositivo centrale riscontra qualche problema.

L'immagine sopra è un esempio di topologia a stella che ti aiuterà a comprendere chiaramente la topologia a stella. Puoi vedere che l'Hub è un dispositivo centrale attraverso il quale sono collegati tutti gli altri nodi (client, server e altre reti). Ogni nodo in questo diagramma ha un collegamento diretto punto a punto con il dispositivo centrale, ma nessun singolo nodo può comunicare direttamente con gli altri. Pertanto, prima di giungere a destinazione, ogni messaggio deve passare attraverso questo dispositivo centrale (Hub o Switch).

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La topologia a stella può essere attiva o passiva in base a quanto segue di seguito riportato:

• Se il transito dei dati è controllato attivamente dalla rete.
• Se le fonti di energia elettrica sono richieste dalla rete.
• Se processi come l'amplificazione o la rigenerazione dei dati vengono eseguiti dal nodo centrale.

Inoltre, il router wireless, le strutture Ethernet/cablate e altri componenti possono essere utilizzati anche per implementare topologie a stella.

Applicazioni della topologia stellare

Nel networking, la topologia a stella può essere utilizzata in una varietà di luoghi. Puoi trovare i suoi usi ovunque grazie alla sua facile disponibilità e all'economica attrezzatura per topologia a stella. Tuttavia, alcuni usi della topologia a stella sono i seguenti:

• La maggior parte dei laboratori informatici negli istituti scolastici utilizzano questo design per connettere i nodi nel laboratorio.
• Le nostre reti domestiche sono chiaramente configurate in questa topologia di rete.
• Un altro utilizzo della topologia a stella è il settore bancario, dove tutti gli utenti bancari sono collegati tra loro con l'aiuto di questo tipo di topologia.

Caratteristiche della topologia stellare

Le caratteristiche o caratteristiche della topologia a stella sono le seguenti:

• La topologia a stella, facile da installare, può essere impiegata praticamente in qualsiasi tipo di rete di computer, piccola, media o grande.
• Rispetto alla topologia a bus, la topologia a stella richiede più cavi. Inoltre, in questo tipo di rete connessa non esiste alcuna dipendenza.
• Nella topologia a stella, per estendere l'intera rete, è possibile utilizzare la disposizione a margherita.
• Rispetto ad altri tipi di strutture topologiche, la struttura della topologia a stella è più sicura in termini di perdita di dati.
• Offre un vantaggio; l'intera rete non disturba se rimuovi o colleghi i dispositivi.

Attrezzatura hardware per topologia a stella

Una quantità specifica di hardware è richiesta da Star Topology. Tuttavia, il tipo di attrezzatura hardware richiesta dipende interamente dalla rete di computer che si intende costruire.

Tipo di cavo nella topologia a stella

Esiste la possibilità di utilizzare una varietà di cavi nella topologia a stella se si intende stabilire la rete tramite cavo. In questa rete è possibile utilizzare il cavo coassiale o il doppino intrecciato. Il cavo coassiale veniva utilizzato in passato dagli ingegneri di rete. Ma l'opzione più comune per il cavo è il cavo Twisted Pair. Inoltre, puoi utilizzare il cavo in fibra ottica se desideri stabilire reti di computer ad alta velocità.

Come funziona la topologia a stella?

È molto facile e semplice comprendere il funzionamento della topologia a stella. Questo tipo di topologia di rete non consente la comunicazione diretta tra diversi Nodi; possono comunicare tra loro con l'aiuto di un dispositivo centrale disponibile in rete. Questo dispositivo centrale, che potrebbe essere un hub passivo, un hub attivo o uno switch, è responsabile sia della ricezione che della consegna dei messaggi dal mittente. Il processo di funzionamento del dispositivo centrale è diverso in ogni scenario. Pertanto, la topologia a stella è classificata in tre categorie in base al meccanismo di funzionamento, che sono le seguenti:

1. Topologia a stella passiva
2. Topologia a stella attiva
3. Topologia a stella utilizzando Switch

Tuttavia, il layout della topologia a stella in ciascuno degli scenari sarebbe lo stesso. Ma il meccanismo di funzionamento di ciascuno li rende diversi. Di seguito viene fornita una spiegazione su ciascuno di essi.

Topologia a stella passiva

Una topologia a stella passiva viene creata utilizzando un hub passivo, che è il dispositivo centrale di una rete. Questo dispositivo centrale in una rete di computer riceve il segnale dal mittente e lo invia ad altre stazioni. Un Hub passivo ha la capacità di consentire il passaggio del segnale senza alcun intervento. In altre parole, i segnali di comunicazione non possono essere rigenerati o rielaborati dal Passive Hub.

Se progetti una rete a stella utilizzando un Hub passivo, un Hub passivo fungerà da dispositivo centrale che riceve un messaggio di dati dal mittente e lo trasmette a tutti i nodi collegati al dispositivo centrale. Dopo aver ricevuto il messaggio di dati, tutti i nodi associati accettano i controlli dell'indirizzo di destinazione. Se l'indirizzo di un Nodo e l'indirizzo di destinazione coincidono, quello corrispondente conserva il messaggio. Il nodo scarta il messaggio di dati se l'indirizzo di un nodo e l'indirizzo di destinazione non corrispondono. Questo tipo di rete non è adatta per reti di computer di grandi dimensioni e reti a lunga distanza.

Topologia a stella attiva

Nella topologia a stella attiva serve per il dispositivo centrale un Active Hub. In termini di passaggio dei segnali di comunicazione, questo Hub svolge funzioni aggiuntive. L'hub attivo, a differenza dell'hub passivo, può rielaborare o rigenerare i segnali di comunicazione. Dopo aver rinnovato i segnali di comunicazione del mittente, li trasmette a tutti gli altri nodi della rete di computer. Di conseguenza, un hub attivo funge anche da ripetitore.

Come è stato descritto, rigenera la comunicazione del segnale che porta alla forza del segnale di comunicazione. Inoltre, il resto del processo di lavoro dell'Hub attivo è lo stesso dell'Hub passivo. Se crei una rete a stella utilizzando Active Hub, è più adatta ad avere lunghezze di cavo lunghe e un numero maggiore di nodi.

Topologia a stella utilizzando Switch

Lo Switch può essere utilizzato al posto dell'Hub come dispositivo centrale in un'architettura a stella. La rete a stella creata utilizzando Switch può anche essere chiamata Switcher Star Network Topology. Invece di un hub attivo o un hub passivo, in questo tipo di rete un dispositivo intelligente (switch) funge da dispositivo principale. In quanto hub intelligente, uno switch può eseguire una varietà di funzioni, ma non può trasmettere il segnale di comunicazione. Switch trasmette un messaggio di dati al destinatario previsto dopo aver letto l'indirizzo di destinazione del messaggio di dati, inclusa l'esecuzione di alcune funzioni aggiuntive:

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• Instradamento
• Elaborazione o rigenerazione del segnale
• Colmare
• Gestione della rete

In modo simile all'Hub, uno Switch accetta il messaggio di dati dal mittente. Ma non trasmette il messaggio di dati dopo aver ricevuto il messaggio, prima controlla lui stesso l'indirizzo di destinazione e poi invia il messaggio alla destinazione specifica. Questo tipo di trasmissione è noto come Uni-cast. In termini di identificazione, instradamento e rigenerazione della destinazione, lo switch è un dispositivo intelligente. Pertanto, la creazione di una rete con topologia a stella utilizzando Switch dovrebbe essere la prima scelta.

Vantaggi della topologia a stella

Quando sei nel bel mezzo di un processo di configurazione, ci sono diversi vantaggi della topologia a stella che vale la pena considerare, che sono i seguenti:

Tolleranza agli errori

Una topologia a stella influisce solo su un nodo quando si verifica un guasto della scheda NIC o un cavo tagliato. Poiché ciascun dispositivo si collega in modo indipendente al nucleo centrale; pertanto, offre agli utenti un vantaggio in termini di guasto della rete. I nodi sono collegati tra loro da un cavo. Tuttavia, rispetto ad altri progetti, questa struttura può essere costosa. Ma grazie ai suoi vantaggi, di solito, i problemi legati ai costi sono controbilanciati. Compromettere con il nucleo centrale è l'unico modo per abbattere tutti i nodi in una volta sola. È una rete sicura e non facilmente disponibile per la persona media. Inoltre, questa rete può essere utilizzata da aziende di qualsiasi dimensione per supportare le loro esigenze.

Scalabilità

Potrebbero esserci alcuni motivi per aggiungere un nuovo dispositivo alla rete. In una rete con topologia a stella, l'aggiunta di un nuovo dispositivo è un processo semplice. A questo scopo è sufficiente collegare il nuovo apparecchio al nucleo centrale mediante il cablaggio. Ti offre un vantaggio nella situazione in cui devi connettere più dispositivi con un singolo core. Ti consente di espandere la rete aggiungendo nuovi dispositivi e ti aiuta a continuare a ottenere i vantaggi di questa struttura.

L'intera rete dipende dal punto di connessione centrale poiché i dispositivi vengono aggiunti o rimossi dal dispositivo centrale. Pertanto, questi tipi di reti sono altamente scalabili e aiutano a mantenere i livelli di produttività sostituendo un’unità malfunzionante.

Collegamento di più tipi di dispositivi

La topologia a stella consente agli utenti di connettere più tipi di dispositivi. Questa rete è l'opzione migliore in termini di varietà di applicazioni se si dispone di un hub o di uno switch in grado di inoltrare il pacchetto di dati a diversi tipi di apparecchiature. La topologia a stella viene utilizzata anche dalla maggior parte delle aziende per collegare i computer a diverse stampanti e altre stazioni.

Inoltre, puoi anche massimizzare la portata di ciascun dispositivo connesso nella topologia a stella attraverso un server disponibile che si connette all'hub centrale. Inoltre, puoi collegare rapidamente un intero ufficio con questa configurazione fino a quando l'apparecchiatura non sarà compatibile con il software o l'hardware dell'hub centrale, nonché con la connessione di rete che stai utilizzando.

Basse possibilità di collisioni di dati

Nella topologia a stella, poiché tutti i nodi sono collegati al nucleo centrale con il proprio cavo, ciò porta a una diminuzione della possibilità di collisioni di dati. Inoltre, ha la capacità di gestire la situazione in cui si verificano collisioni di dati e non crea colli di bottiglia. Ciò significa che, rispetto ad altri progetti di rete, i livelli di prestazioni di questa topologia di rete sono eccezionalmente elevati. Tuttavia, a causa degli elevati livelli di traffico, in alcune condizioni potrebbe funzionare lentamente.

Approcci multipli

Con la topologia a stella è possibile adottare più approcci. Significa che puoi scegliere di utilizzare un hub attivo, un hub passivo o uno switch al momento della progettazione di una rete con topologia a stella. Se si sceglie di utilizzare un hub passivo, non è necessario il tempo di modifica dei pacchetti dati. Inoltre, i segnali passano senza alcun intervento nella rete con topologia a stella progettata con l'hub passivo.

Inoltre, oltre ai suoi compiti centrali, una rete progettata utilizzando un hub attivo svolge funzioni aggiuntive che la rendono capace di agire come ripetitore. Se si progetta una rete con topologia a stella utilizzando uno switch, trasmetterà il messaggio di dati al destinatario previsto mentre legge l'indirizzo di destinazione dei pacchetti di dati.

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Evita le connessioni punto a punto

Una topologia a stella mantiene una comunicazione veloce poiché crea un approccio più snello. Tuttavia, in altre topologie è possibile ottenere un livello elevato di affidabilità. Offre maggiore flessibilità; puoi installarlo nella tua azienda in tutta sicurezza. E, con la presenza dell'hub centrale, non devi preoccuparti di far comunicare tra loro i tuoi dispositivi. Pertanto, reti di quasi tutte le dimensioni possono utilizzare facilmente la rete con topologia a stella e trarne i vantaggi. Fornisce agli utenti connessioni basate su punti e comunicazione unicast che creano un modo sicuro per trasmettere il pacchetto di dati. Inoltre, con questo tipo di rete non esiste il rischio di riflessione del segnale. Pertanto, è utile evitare connessioni punto a punto.

Svantaggi della topologia a stella

Sebbene la topologia a stella offra agli utenti molteplici vantaggi, presenta anche alcuni svantaggi che sono i seguenti:

Guasto del nucleo centrale

Nella topologia a stella, l'intero sistema dipende dal dispositivo centrale (Hub o Switch), che è il punto più importante della rete. Se il nucleo centrale fallisce, l'intero sistema ne risentirà e nemmeno tu potrai utilizzare la rete di computer. Anche se in questa situazione puoi lavorare offline; potrebbero esserci possibilità di ridurre immediatamente le opportunità di collaborazione. Se si verifica un guasto per qualsiasi motivo, potrebbe essere necessario sostituire l'intero hub, il che può rappresentare una proposta critica.

Costoso

La topologia a stella è molto costosa da installare ed estendere poiché necessita del cablaggio dei dispositivi o dei sistemi. Fondamentalmente, l'aspetto più costoso di questa topologia è che necessita di hub o switch aggiuntivi, più connettori e cavi. In una rete con topologia a stella, ciascun dispositivo deve essere collegato direttamente all'hub centrale. Tuttavia, il suo design è molto affidabile. La più costosa per essere questa topologia è la ragione principale per cui alcune piccole imprese cercano alternative a questa rete.

Sebbene sia più costoso, aumenta la produttività della rete e riduce il tempo necessario per individuare i problemi di manutenzione, con conseguente risparmio sui costi. Inoltre, in genere si verificano tempi di inattività inferiori perché quando si disconnette un dispositivo dalla rete, è necessario scendere a compromessi in qualche modo con il cavo poiché tutti i dispositivi si collegano al cavo.

Necessità di attrezzature aggiuntive

Poiché la topologia a stella necessita di un nucleo centrale per funzionare, un nucleo centrale può essere uno switch o un hub. Se devi gestire più stelle, hai bisogno anche di un nucleo centrale per ciascuna di esse. Questa installazione aggiunge ulteriori costi e crea numerose vulnerabilità all'interno di alcuni progetti. Se rimuovi l'hub primario da un'installazione multi-star, puoi cambiare lo strumento di comunicazione principale. Tutti i sistemi non avrebbero più accesso a un database centrale per la collaborazione, ma sarebbero comunque in grado di comunicare tra loro.

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Impatto sulla mobilità

La maggior parte delle persone dipende ancora dalle connessioni cablate, anche se nei tempi moderni sono disponibili sistemi wireless con topologia a stella. Quando le persone utilizzano una connessione cablata per la propria rete, la lunghezza limitata del cavo limita i loro movimenti. Per rimanere produttivi, non potranno portare con sé le loro postazioni di lavoro. Inoltre, devono lasciare la propria postazione di lavoro per recuperare l'articolo se vogliono stampare qualcosa in rete poiché si è vincolati a una distanza particolare dall'hub centrale che porta a una diminuzione dei livelli di produttività nel tempo.

Difficile collegare i dispositivi mobili

Sebbene aggiungere ulteriori dispositivi sia semplice con la topologia a stella, connettere uno smartphone o un altro dispositivo mobile può essere difficile. Inoltre, alcuni PC non offrono la possibilità di connettersi a questa rete. La maggior parte dell'hub centrale non dispone di una porta per offrire il vantaggio di utilizzare Internet con questo sistema.

Pertanto, puoi fare affidamento sulla connessione Wi-Fi o cellulare per rimanere online. Ciò significa che se hai dipendenti in uffici mobili o remoti, potresti dover affrontare molti problemi e sarà anche molto difficile collaborare ai progetti. Le persone che tentano di connettersi alla tua LAN senza accesso interno incorreranno negli stessi problemi di coloro che utilizzano una connessione via cavo per comunicare all'esterno della tua organizzazione.

Cavi soggetti a danni

Il cavo o il filo utilizzato per creare un sistema con topologia a stella può essere soggetto a danni. Il modo migliore per raggiungere le postazioni di lavoro o le periferiche previste è che un cavo passi sotto i pavimenti, dietro i muri o attraverso altri ostacoli. Inoltre, quando le condizioni meteorologiche cambiano o gli impatti sulla fauna selvatica, possono diventare sensibili nella condizione in cui la LAN necessita di lavori di installazione all'esterno dell'edificio. L'affidabilità di alcune reti con topologia a stella può essere influenzata da questi problemi. Sebbene possano sempre verificarsi degli incidenti, è possibile evitare questi problemi aggiungendo una barriera protettiva attorno ai cavi.

Basse velocità di trasferimento dati

La topologia a stella wireless non è adatta per una rete con un carico pesante poiché ha una bassa velocità di trasferimento dati. Dovresti optare per una rete con topologia a stella cablata se hai bisogno di una rete che abbia il potenziale per gestire un carico pesante. I rischi di colli di bottiglia con la WLAN aumentano e si muovono sempre lentamente. Se si desidera implementare i limiti sulla rete, è necessario eseguire le impostazioni manuali. Ciò significa che, invece di essere produttivo con il tuo nuovo progetto, trascorri più tempo sul sistema. Inoltre, individuare e diagnosticare il problema nella rete wireless può essere complicato. Questo è il motivo per cui a volte l'investimento per il cavo vale più della rete cablata.

Cos'è la topologia a stella estesa?

Poiché il business sta crescendo in termini di risorse informatiche; pertanto, la flessibilità delle reti di computer è molto importante. Per offrire la possibilità di condivisione a tutti i tuoi dipendenti, dovrai estendere la tua rete con questo aumento. Sono necessari più hub o switch per costruire la topologia a stella estesa, che è interconnessa nella rete e offre flessibilità per connettere più nodi.

L'incidente della topologia a stella estesa non è complesso. Ad esempio, se disponi di uno Switch o di un Hub che contiene quattro porte, ciò significa che in questa rete di computer puoi connettere un massimo di quattro dispositivi. Se per qualsiasi motivo è necessario connettere sei dispositivi, è necessario acquistare un hub o uno switch aggiuntivo in grado di supportare sei utenti. Gli unici tre dispositivi possono essere collegati al primo dispositivo centrale (chiamato A). Come per il secondo dispositivo centrale, ad un secondo dispositivo centrale (denominato B) possono essere collegati solo tre dispositivi. Ricordare che in ogni dispositivo centrale è inclusa una porta vuota. Pertanto, la porta vuota di A sarà collegata alla porta vuota di B.

Saranno necessari più hub per estendere questa infrastruttura. In questo modo è possibile estendere la rete per soddisfare le crescenti richieste degli utenti e continuare a connettere hub o switch. Di solito è anche chiamato Daisy-Chain Arrangement. Anche il concetto che utilizziamo con i dispositivi USB segue lo stesso. Questa topologia non è solo molto più semplice ma anche molto vantaggiosa rispetto alla topologia del bus. Per far uscire le linee di discesa, non è necessario forare i cavi. Nell'Hub o nello Switch basta solo trovare una porta libera per estendere la rete.

Differenze tra topologia a stella e topologia a bus

Esistono diverse distinzioni tra topologie a stella e a bus. Di seguito è riportata una tabella con tutte le distinzioni tra topologia a stella e topologia a bus: