Topologia fizyczna sieci jak sama nazwa wskazuje stanowi fizyczny układ połączenia pomiędzy urządzeniami w sieci komputerowej tzw. węzłami. Topologia fizyczna opisuje sposób okablowania sieci.

Skąd potrzeba tworzenia różnego rodzaju topologi sieciowych?

• Cena: koszt urządzeń transmisyjnych, przewodów (kabli), koszt instalacji sieci
• Architektura: łatwy sposób rozbudowy sieci, zmiana jej konfiguracji
• Niezawodność
• Szybkość transmisji danych
• Zapewnienie bezpieczeństwa sieci

TOPOLOGIA MAGISTRALI (BUS)

BUDOWA TOPOLOGII MAGISTRALI

Jedną z najstarszych topologi sieci komputerowych jest topologia magistrali. Jej cechą charakterystyczną  jest połączenie wszystkich węzłów sieci do jednej magistrali (magistralą tą jest kabel koncentryczny). Sposób podłączenia urządzeń za pomocą magistrali jest już praktycznie nie stosowany, czasem można spotkać się jeszcze z połączeniem 10Base-2. Cechy charakterystyczne dla tego protokołu:

• prędkość 10 Mb/s
• 50 omowy kabel koncentryczny
• długość 185 m
• rozgałęźnik T-connector za pomocą którego przyłączamy przewód do karty sieciowej
• maksymalnie 5 segmentów magistrali (korzystając z 4 wzmacniaków; stacje włączone do 3 segmentów, pozostałe służą do przedłużenia sieci; max długość sieci 925 metrów
•  terminator na każdym końcu magistrali

Pozostałe nie stosowane rodzaje kabla koncentrycznego:

• 10Base-5 długość kabla do 500 metrów.
• 10Broad36 długość kabla do 1800 metrów

 ZALETY TOPOLOGII MAGISTRALI:

1.  nieduże użycie kabla (koncentrycznego)
2.  brak dodatkowych urządzeń (koncentratorów, switchów)
3.  niska cena sieci
4.  łatwy sposób instalacji

WADY TOPOLOGII MAGISTRALI:

1.  problem ze zlokalizowaniem usterki
2.  duża liczba kolizji
3.  problemy z rozbudową sieci
4.  usterka głównego kabla powoduje unieruchomienie całej sieci
5.  za wyjątkiem  10Broad36 możliwość jednej transmisji w danym momencie
6.  niskie bezpieczeństwo

Magistrala na swoich kocach posiada specjalne Terminatory, które odpowiadają za wyeliminowanie odbicia sygnału od końców kabla, odbicia te mogą spowodować zakłócenia jak również mogą uniemożliwić komunikację w sieci.

Topologia pierścienia (ring)

BUDOWA TOPOLOGII PIERŚCIENIA:

Topologia pierścienia to kolejny rodzaj fizycznej topologii występujących w sieciach komputerowych. Komputery są połączone w układzie zamkniętym przy pomocy jednego nośnika informacji. Nazwa topologii wywodzi się od jej wyglądu – okablowanie nie posiada żadnego zakończenia a tworzy krąg (pierścień) każde urządzenie jest podłączone z dwoma znajdującymi się obok niego. Sygnał wędruje w pętli pomiędzy komputerami, które jednocześnie pełnią rolę wzmacniacza odpowiedzialnego za regenerowanie sygnału, wysyłającego go do następnego komputera.  W topologii pierścienia wykorzystuje się przewód koncentryczny lub światłowody.

ZALETY TOPOLOGII PIERŚCIENIA:

•  niewielka ilość przewodów
• elastyczność w zakresie odległości pomiędzy węzłami sieci

WADY TOPOLOGII PIERŚCIENIA:

•  uszkodzenie jednego węzła powoduje przerwanie pracy całej sieci
• trudna lokalizacja usterki
• skomplikowana diagnostyka sieci
• problemy z rozbudową sieci
• specjalne procedury transmisyjne
• krążenie sygnału tylko w jednym kierunku

Topologia podwójnego pierścienia (dual-ring)

Topologia złożona jest z 2 pierścieni o wspólnym środku pierścienie te nie są połączone ze sobą. Zasada działania jest taka sama jak w topologii pojedynczego pierścienia, z tą różnicą, że drugi (zapasowy) pierścień łączy te same komputery. Dual-ring stosowany jest w celu zapewnienia niezawodności i elastyczności. Wady i zalety jak w topologi pojedynczego pierścienia.

Topologia gwiazdy (star)

BUDOWA TOPOLOGII GWIAZDY:

W topologi gwiazdy okablowaniem sieciowym jest skrętka łączy ona elementy sieci w jednym wspólnym punkcie, gdzie znajduje się przełącznik (switch) lub koncentrator (hub). Hub odpowiedzialny jest za łączenie elementów sieci, jak również  wykrywanie kolizji i rozsyłanie sygnałów.

Zalety topologii gwiazdy:

•  sieć funkcjonuje pomimo awarii jednego komputera
• łatwość w lokalizowaniu uszkodzeń
• większe przepustowości
• prosta rozbudowa

Wady topologii gwiazdy:

• Dosyć duże zużycie kabla wynikające z dużej liczby połączeń
• W momencie awarii  centralnego punktu jakim jest switch lub hub nie działa cała sieć.

Topologia rozszerzonej gwiazdy

BUDOWA TOPOLOGII GWIAZDY MIESZANEJ:

Topologia ta opiera się na topologii gwiazdy, każde urządzenie końcowe jest urządzeniem centralnym dla własnej topologii gwiazdy. Gwiazdy łączą się ze sobą za pomocą koncentratorów bądź przełączników. Głównym zadaniem rozszerzonej gwiazdy jest wzmocnienie sygnału między segmentami sieci oraz rozszerzenie zasięgu sieci.

Zalety topologii rozszerzonej gwiazdy:

• możliwość stosowania krótszych przewodów
• ogranicza liczbę urządzeń, które muszą być podłączone z centralnym węzłem.
• rozszerzenie zasięgu sieci
• wzmocnienie sygnału między segmentami

Wady topologii rozszerzonej gwiazdy:

• duży koszt (kupno dodatkowych elementów sieci)

Topologia siatki

BUDOWA TOPOLOGII SIATKI

Sposób połączenia urządzeń w topologii siatki opiera się na połączeniu każdego hosta z pozostałymi hostami należącymi do sieci. Topologia siatki jest bardziej złożona od swoich poprzedników. Projekt sieci polega na połączeniu ze sobą urządzeń w taki sposób, że każde z nich łączy się więcej niż z jednym urządzeniem.

Zalety topologii siatki:

• duża prędkość transmisji
• duża odporność na uszkodzenia, a co za tym idzie brak kolizji
• dane przesyłane są wieloma ścieżkami
• uszkodzenie komputera nie powoduje awarii sieci

Wady topologii siatki:

• wysokie koszty (okablowanie + urządzenia sieciowe)
• kłopotliwa rozbudowa
• skomplikowana budowa

Topologia siatki mieszanej

BUDOWA TOPOLOGII SIATKI MIESZANEJ

Topologia ta łączy w sobie różne rozwiązania. Jest to połączenie co najmniej 2 innych topologii np. topologii magistrali  z topologią gwiazdy i topologią pierścienia z różnym rodzajem medium transmisyjnego.  Topologia siatki mieszanej wykorzystywana jest w sieciach metropolitalnych  oraz sieciach WAN – rozległych.

Topologia hierarchiczna

BUDOWA TOPOLOGII HIERARCHICZNEJ

Składa się ona z kilku magistral linowych, które są połączone łańcuchowo. Działa ona na zasadzie dublowania poszczególnych magistral. Pierwsza magistrala zostaje przyłączona do koncentratora, powodując podział na 2 lub więcej przy użyciu przewodów koncentrycznych (tak powstają kolejne magistrale). Kolejne magistrale również można podzielić na dodatkowe magistrale liniowe, co powoduje nadanie tej topologii cech topologi gwiazdy. Tworzą się kolejne poziomy drzewa, jednak liczba ich jest ograniczona. Na końcu tego drzewa zawsze znajdują się pojedyncze terminale  podłączane do magistral.

Zalety topologii hierarchicznej:

• prosta konfiguracja
• sieć zazwyczaj nie jest czuła na uszkodzenie danego komputera czy kabla
• prosta rozbudowa sieci przez dodawanie kolejnych rozgałęzień

Wady topologii hierarchicznej:

• duża liczba kabli
• problem w lokalizowaniu błędów

Ćwiczenia sprawdzające:

zad 1. Dzisiaj omawialiśmy podstawowe topologie sieciowe. Na poniższym rysunku przedstawiono przykładowe  ułożenie komputerów w sieci. Czarne linie oznaczają ściany natomiast czerwone połączenia pomiędzy komputerami. Podaj nazwę zastosowanej topologii. Co byś w niej zmienił/a? Narysuj przykładową topologię na rysunku nr 2.

Rys nr 1

Rys nr 2

zad. 2

Przypisz media transmisyjne to odpowiedniego rodzaju topologii

zad. 3

Sprawdź jaka topologia jest zastosowana w pracowni komputerowej

Post Topologie sieciowe pojawił się poraz pierwszy w Materiały dydaktyczne, Korepetycje Nowy Sącz.