Układ różnych komponentów, takich jak węzły, urządzenia sieciowe , a łącza sieci komunikacyjnej są znane jako topologia sieci. Topologia sieci odgrywa zasadniczą rolę w definiowaniu sposobu łączenia sieci telekomunikacyjnych w komputerach, przemysłowych magistralach polowych, sieciach radiowych, a także pomaga w określaniu wydajności sieci, monitorowaniu urządzeń, wizualizacjach sieci i diagnozowaniu problemów z siecią. Istnieją różne typy topologii sieci, takie jak magistrala, gwiazda, pierścień, drzewo, siatka i hybryda. W tym artykule omówiono jeden z typów topologii, takich jak topologia gwiazdy – praca z aplikacjami.

Co to jest topologia gwiazdy?

Topologia gwiazdy lub sieć gwiazdy to jeden z rodzajów topologii sieci, w którym każde urządzenie jest po prostu podłączone do środkowego koncentratora. Ten typ topologii sieci jest jedną z najpopularniejszych konfiguracji sieci komputerowych. W tego typu sieciach urządzenia podłączone do sieci centralnej wyglądają jak model gwiazdy, stąd ich nazwa.

Zasada działania topologii gwiazdy

Schemat topologii gwiazdy pokazano poniżej. W tego typu topologii każde urządzenie w sieci jest po prostu podłączone do centralnego urządzenia zwanego koncentratorem. Zasada działania topologii gwiazdy to; nie pozwala na bezpośrednią komunikację między różnymi podłączonymi urządzeniami, jak w a siatka . Ale komunikacja jest możliwa przy użyciu centralnego urządzenia, takiego jak koncentrator dostępny w sieci. To centralne urządzenie/koncentrator może być aktywnym koncentratorem, pasywnym koncentratorem lub przełącznikiem, który jest odpowiedzialny zarówno za przesyłanie, jak i odbieranie wiadomości od nadawcy.

Schemat topologii gwiazdy

Jeśli pojedyncze urządzenie w tej sieci chce przesyłać dane do innych urządzeń, najpierw musi przesłać dane do centralnego koncentratora, a następnie koncentrator przesyła te dane do wybranego urządzenia. Koncentrator i inne urządzenia podłączone do koncentratora nazywane są klientami. Tutaj klienci ci są podłączani do koncentratora za pomocą kabli RJ-45/koncentrycznych.

Tutaj hub działa jak serwer, a podłączone urządzenia działają jak klienci. W tej topologii używany jest kabel koncentryczny lub RJ45 w zależności od typu karty sieciowej podłączonej do każdego komputera. Podobnie jak w przypadku topologii magistrali, ustanowienie sieci komputerowej z topologią gwiazdy jest bardzo łatwe i proste. W tym przypadku Jeśli koncentrator napotka jakiś problem, nastąpi awaria komunikacji w całej sieci komputerowej.

Schemat topologii gwiazdy

W topologii gwiazdy wszystkie węzły są po prostu połączone ze sobą za pomocą przełącznika/koncentratora i komputera centralnego. Są one również nazywane serwerem, podczas gdy sprzymierzone węzły nazywane są klientami. Węzły te są połączone skrętką dwużyłową, światłowodem oraz kablem koncentrycznym/RJ-4. W tego typu topologii węzły (hosty) są połączone ze sobą pośrednio przez centralny koncentrator.

“Sterowanie 3-fazowym silnikiem prądu przemiennego ”

Schemat topologii gwiazdy

Komputer/urządzenie centralne jest głównie odpowiedzialne za kierowanie i kontrolowanie całego ruchu w sieci. Wydajność sieci zależy głównie od pojemności koncentratora/przełącznika lub komputera. Jeżeli komputer (urządzenie centralne) nie może obsłużyć kilku węzłów, to dodatkowe węzły nie mogą być włączone do sieci. W tej sieci węzły, a także fizyczny wygląd koncentratora, będą wyglądać jak model gwiazdy, więc ta sieć jest nazywana topologią gwiazdy. Ta topologia radzi sobie z ogromną ilością danych i działa dobrze w dużej sieci.

Połączenie węzłów przez centralny koncentrator ma 4 typy: koncentrator/wzmacniacz, most/przełącznik, brama/router i komputer. Jeśli host musi przesłać wiadomość do innego hosta, najpierw wiadomość jest wysyłana do koncentratora, routera lub przełącznika, a następnie przekazywana do hosta docelowego.

Każdy węzeł w sieci zawiera unikalny adres, używany do przesyłania i odbierania wiadomości w sieci. Załóżmy, że przełącznik w sieci działa jak serwer, a następnie przechowuje wszystkie adresy węzła, które są z nim połączone. Gdy jakiś węzeł chce przesłać wiadomość do jeszcze jednego węzła, następny przełącznik identyfikuje, do którego węzła przesłać wiadomość, ponieważ ma replikę wszystkich adresów.

jeśli hub działa jak serwer, hub nie może przechowywać adresów, więc hub prześle wiadomość do wszystkich węzłów, a maszyna docelowa zauważy adres i otrzyma wiadomość. W sieci, jeśli któryś węzeł wykryje błąd i przestanie działać, nie wpłynie to na pozostałe węzły, chociaż jeśli centralny koncentrator przestanie działać, sieć nie będzie działać.

Aby dołączyć dodatkowy węzeł do sieci, potrzebne są po prostu dodatkowe kable, co czyni go ekonomicznym, jednak topologia gwiazdy jest kosztowna w porównaniu z a topologia magistrali . Ponadto serwer jak przełącznik, koncentrator, router jest kosztowny w topologii gwiazdy.

Protokoły używane w topologii gwiazdy

Protokół używany w topologii gwiazdy to generalnie Ethernet. Protokół ten po prostu wykorzystuje metody dostępu, takie jak CSMA (dostęp do mnożnika wykrywania nośnika) i CD (wykrywanie nośnika). Aby uniknąć awarii, ruch w obrębie linii jest najpierw weryfikowany przed przesłaniem jakiejkolwiek kieszeni danych. Jeśli w jakimś przypadku łącze jest zajęte, węzeł pozostanie i ponownie wyśle pakiet danych. Protokół warstwy fizycznej modelu OSI jest wykorzystywany w koncentratorach, a protokoły warstwy sieci i warstwy łącza danych są używane w przełącznikach do komunikacji w sieciach lokalnych i sieciach rozległych. Proszę zapoznać się z tym linkiem, aby dowiedzieć się więcej Protokół Ethernet .

Obsługa błędów w topologii gwiazdy

Obsługa błędów jest znacznie łatwiejsza w topologii gwiazdy w porównaniu z topologią magistrali, ponieważ w niej każdy węzeł jest bezpośrednio połączony z urządzeniem centralnym. Tak więc, jeśli węzeł w topologii jest uszkodzony, przestanie działać, a pozostałe węzły mogą pracować w sposób ciągły, podczas gdy w topologii magistrali, jeśli jeden węzeł jest uszkodzony, wpłynie to na cały system.

Topologia magistrali a gwiazda

Różnica między topologią magistrali i gwiazdy obejmuje następujące elementy.

Topologia magistrali	Topologia gwiazdy
W tej topologii wszystkie urządzenia są połączone jednym kablem, który działa jak szkielet.	W tej topologii wszystkie urządzenia są połączone przez centralny koncentrator.
Jeśli kabel sieciowy ulegnie awarii, cała sieć ulegnie awarii.	Jeśli centralny koncentrator ulegnie awarii w sieci, cała sieć ulegnie awarii.
Szybkość transmisji danych jest większa.	Szybkość transmisji danych jest mniejsza.
Nie wymaga żadnych kabli.	Potrzebuje więcej kabli.
Ta topologia jest nieliniowa w przyrodzie.	Ta topologia jest liniowa w naturze.
Transmisja sygnałów odbywa się jednokierunkowo.	Transmisja sygnałów nie odbywa się jednokierunkowo.
Ta sieć pozwala po prostu na dodanie ograniczonej liczby urządzeń.	Ta sieć po prostu pozwala na dodanie wielu urządzeń.
Ta topologia zawiera terminator na obu końcach sieci.	Ta topologia nie zawiera żadnego terminatora na obu końcach sieci.
Topologia magistrali nie jest droga w porównaniu z topologią gwiazdy.	Topologia gwiazdy jest kosztowna ze względu na centralny koncentrator i dodatkowe przewody do podłączenia.
Rozbudowa sieci nie jest łatwiejsza.	Rozbudowa sieci jest bardzo łatwiejsza.
Identyfikacja i izolacja usterek w tej topologii nie jest prostsza.	Identyfikacja i izolacja usterek w tej topologii jest znacznie łatwiejsza.
Często dochodzi do kolizji danych.	Kolizje danych nie zdarzają się często.

Topologia gwiazdy a topologia siatki

Różnica między topologią gwiazdy i siatki obejmuje następujące elementy.

Topologia gwiazdy	Topologia siatki
Węzły w tej topologii są po prostu połączone z routerem/koncentratorem centralnym.	Węzły w tej topologii są po prostu całkowicie połączone ze sobą dedykowanym łączem.
Ta topologia nie jest droga w porównaniu z topologią siatki.	Topologia siatki jest droga.
W tej topologii, jeśli jest N węzłów, to będzie tam N łączy.	W tego typu topologii, jeśli jest „N” węzłów, to będzie tam N(N-1)/2 łączy.
Ta topologia jest bardzo prosta.	Złożoność tej topologii jest złożona.
Dane są przesyłane z routera/centralnego koncentratora do wszystkich węzłów.	Dane są przesyłane z węzła do węzła.
Ta topologia wykorzystuje do połączenia skrętki dwużyłowe.	Ta topologia wykorzystuje współosiowe, światłowód , oraz skrętki do połączeń na podstawie typu sieci.
Ta topologia jest wykorzystywana w sieci LAN.	Ta topologia jest wykorzystywana w sieci WAN.
W porównaniu z topologią siatki ta topologia jest słabsza.	W porównaniu z topologią gwiazdy ta topologia jest silna.
Awaria centralnego koncentratora może prowadzić do awarii całej sieci.	Podział węzłów nie wpływa na pozostałe węzły w sieci.
Jest bardzo prosty w instalacji i rekonfiguracji.	Instalacja i rekonfiguracja nie jest łatwa ze względu na rozbudowane okablowanie.

Cechy

Cechy topologii gwiazdy obejmują następujące elementy.

Instalacja sieci w topologii gwiazdy jest bardzo łatwa.
Ma mniej konserwacji.
Ta topologia wykorzystuje nadmiar kabli w porównaniu z topologią sieci magistralowej.
Podstawowym urządzeniem używanym w tej topologii jest urządzenie centralne znane jako SWITCH/ROUTER/HUB.
Cała sieć jest kontrolowana, zarządzana i zmieniana przez HUB.
Ten rodzaj sieci jest niezwykle skalowalny.
Każdy węzeł w tej sieci jest połączony z koncentratorem.

Charakterystyka topologii gwiazdy

Cechy topologii gwiazdy obejmują następujące elementy.

W oparciu o specyfikację centralnego koncentratora sieć ta jest bardzo prosta w rozbudowie.
Identyfikacja błędu w tej topologii jest bardzo łatwa.
Ta topologia wymaga więcej kabli w porównaniu z topologią magistrali.
Jeśli pojedynczy kabel w tej topologii ulegnie uszkodzeniu, komputer podłączony do tego pojedynczego kabla nie będzie mógł korzystać z sieci.
Gdy sieć się zmieni/rozrośnie, komputery są dodawane/usuwane po prostu z centralnego koncentratora.

Zalety i wady

Do zalet topologii gwiazdy należą:

Dodanie kolejnego komputera do tej sieci jest bardzo proste.
Jeśli pojedynczy komputer w sieci przestanie działać, reszta sieci będzie działać normalnie.
Ta topologia jest bardzo niezawodna.
Nie jest to drogie, ponieważ każde urządzenie wymaga po prostu jednego portu I/O i musi być połączone przez koncentrator za pomocą jednego łącza.
Jest prosty w instalacji.
Ma silny charakter.
Wykrywanie usterek jest proste, ponieważ łącza są często i łatwo identyfikowane.
Gdy urządzenia są podłączone lub usuwane, nie ma przerw w sieci.
Każde urządzenie potrzebuje tylko jednego portu, aby połączyć się z koncentratorem.

The wady topologii gwiazdy obejmują następujące elementy.

Wymaga wysokiej konserwacji.
To zależy od centralnego koncentratora.
Potrzebuje dodatkowego sprzętu.
Kable/przewody używane w sieci mogą bardzo łatwo ulec uszkodzeniu
Potrzebuje więcej kabli w porównaniu z liniową topologią magistrali.
Jeśli centralny koncentrator ulegnie uszkodzeniu, urządzenia podłączone do sieci nie będą działać poprawnie.
Centralny hub wymaga regularnej konserwacji i większej ilości zasobów.

Aplikacje/zastosowania

Zastosowania topologii gwiazdy obejmują następujące.

Ta topologia jest używana przez większość firm do łączenia komputerów z różnymi drukarkami oraz innymi stacjami.
Topologia gwiazdy jest popularną i najczęściej używaną topologią w sieciach LAN.
Ten typ topologii jest używany w małych organizacjach, małych sieciach itp.
Te topologie wykorzystują połączenia LAN o maksymalnej szybkości do 100 MBPS.
Ta topologia jest wykorzystywana w małych instytutach.
Topologie gwiazdy są używane w wielu sieciach, dużych i małych
Topologia gwiazdy jest używana w szybkich sieciach LAN
Ta topologia jest często używana w biurach i domach.
Ta topologia jest również wykorzystywana do przesyłania danych przez centralny koncentrator między różnymi węzłami sieci.

Tak więc chodzi o przegląd gwiazdy topologia – praca z aplikacjami. Ten rodzaj topologii ma zastosowanie w mniejszych sieciach i jeśli ta topologia ma ograniczoną liczbę. węzłów wtedy działa wydajnie. Należy jednak upewnić się, że węzeł centralny/koncentrator zawsze działa, czy nie, ponieważ hub jest sercem tej topologii sieci. Oto pytanie do Ciebie, czym jest topologia pierścienia?