Diagrammi gratuiti di topologia di rete
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Sicurezza Verificata | Passa a Mac >> Sicurezza Verificata | Passa a Linux >> Sicurezza Verificata | Passa a Windows >>Cos'è una topologia di rete
La topologia fisica di una rete si riferisce alla sua configurazione di cavi, computer e altre periferiche. La topologia fisica non deve essere confusa con la topologia logica, che è il metodo utilizzato per passare le informazioni tra le workstation.
Principali tipi di topologie di rete
Nel networking, il termine "topologia" si riferisce al posizionamento dei dispositivi collegati in una rete. Esistono diversi tipi di topologia di rete. Si può pensare a una topologia come alla forma o la struttura virtuale di una rete. Quest'ultima non corrisponde necessariamente al layout fisico effettivo dei dispositivi sulla rete. Ad esempio, i computer su una LAN domestica possono essere disposti in cerchio in una stanza per famiglie, ma è decisamente improbabile trovare effettivamente nella realtà una topologia ad anello.
Le topologie di rete sono classificate nei seguenti tipi base. Le reti più complesse possono essere considerate degli ibridi tra due o più di queste topologie di base.
- Topologia a stella
- Topologia ad anello
- Topologia a bus
- Topologia ad albero
- Topologia a maglie
- Topologia ibrida
Topologia a stella
Molte reti domestiche utilizzano la topologia a stella. Una rete a stella presenta un punto di connessione centrale chiamato "hub", che può essere appunto un hub, uno switch o un router. I dispositivi si collegano in genere al centro con Ethernet UTP (Unshielded Twisted Pair). Rispetto alla topologia a bus, una rete a stella richiede generalmente più cavi, ma un guasto in ub qualsiasi cavo della rete a stella ridurrà l'accesso alla rete di un solo computer, senza compromettere l'intera LAN. (Va detto però che se l'hub non funziona, neanche l'intera rete funzionerà.)
Vedi l'illustrazione della topologia di rete a stella.
Vantaggi di una topologia a stella
- Facile da installare e cablare.
- Nessuna interruzione della rete, e nemmeno disconnessioni o rimozioni di dispositivi.
- È facile rilevare i guasti e rimuoverne i componenti.
Svantaggi di una topologia a stella
- Richiede una lunghezza dei cavi maggiore rispetto a una topologia lineare.
- Se l'hub o il concentratore non funzionano, i nodi collegati vengono disabilitati.
- È più costosa delle topologie a bus lineare per via dei concentratori.
I protocolli utilizzati con le configurazioni a stella sono generalmente Ethernet o LocalTalk. Token Ring utilizza una topologia simile, chiamata anello a stella.
Anello a stella
Una topologia ad anello cablata a stella può sembrare (esternamente) una semplice topologia a stella. Internamente, la MAU di un anello cablato a stella contiene un cablaggio che consente alle informazioni di passare da un dispositivo all'altro in un cerchio o anello (vedi la figura 3). Il protocollo Token Ring utilizza una topologia ad anello cablata a stella.
Topologia ad anello
In una rete ad anello, ogni dispositivo ne ha esattamente due vicini, per comunicarvi. Tutti i messaggi viaggiano attraverso un anello nella stessa direzione ("in senso orario" o "antiorario"). Un guasto in qualsiasi cavo o dispositivo interrompe il ciclo, e potenzialmente l'intera rete. Per implementare una rete ad anello si usa in genere la tecnologia FDDI, SONET o Token Ring. Le topologie ad anello si trovano in alcuni edifici di uffici o campus scolastici.
Vedi l'illustrazione della topologia ad anello.
Topologia a bus
Le reti a bus (da non confondere con il bus di sistema di un computer) utilizzano una "spina dorsale" comune per collegare tutti i dispositivi. Un singolo cavo, la spina dorsale agisce come mezzo di comunicazione condiviso a cui i dispositivi si collegano, o che raggiungono tramite un connettore di interfaccia. Un dispositivo che desidera comunicare con un altro dispositivo invia sulla rete un messaggio broadcast via cavo, che tutti gli altri dispositivi vedono, ma che solo il destinatario previsto accetta ed elabora.
Le topologie a bus Ethernet sono relativamente facili da installare, e non richiedono molto cablaggio rispetto alle alternative. 10Base-2 ("ThinNet") e 10Base-5 ("ThickNet") erano entrambi opzioni di cablaggio Ethernet molto diffuse diversi anni fa, per le topologie a bus. Tuttavia, le reti a bus funzionano meglio con un numero limitato di dispositivi. Se più di una decina di computer vengono aggiunti a un bus di rete, probabilmente si verificheranno gravi problemi di prestazioni. Inoltre, se il cavo principale si guasta, l'intera rete verrà inevitabilmente compromessa.
Vedi l'illustrazione della topologia della rete a bus.
Vantaggi di una topologia a bus lineare
- È facile da collegare computer o periferiche a un bus lineare.
- È richiesta una lunghezza del cavo inferiore rispetto a una topologia a stella.
Svantaggi di una topologia di bus lineare
- L'intera rete crasha in caso di interruzione del cavo principale.
- Servono dei terminali ad entrambe le estremità del cavo principale.
- Difficile identificare il problema se l'intera rete si arresta.
- Non è stata pensata per essere utilizzata come soluzione autonoma in un grande edificio.
Topologia ad albero
Le topologie ad albero integrano più topologie a stella su un bus. Nella sua forma più semplice, solo i dispositivi hub si connettono direttamente al bus dell'albero, e ciascun hub funziona come "radice" (root) di un albero di dispositivi. Questo approccio ibrido bus/stella supporta una futura espandibilità della rete molto meglio di un bus semplice (limitato nel numero di dispositivi a causa del traffico di trasmissione generato) o di una topologia a stella (limitata nel numero di punti di connessione all'hub) da sola.
Vedi l'illustrazione della topologia di rete ad albero.
Vantaggi di una topologia ad albero
- Cablaggio punto per punto dei singoli segmenti.
- Supportato da numerosi rivenditori di hardware e software.
Svantaggi di una topologia ad albero
- La lunghezza complessiva di ciascun segmento è limitata dal tipo di cablaggio utilizzato.
- Se la linea dorsale si interrompe, l'intera rete salta.
- Più difficile da configurare e cablare rispetto ad altre topologie.
Topologia a maglie
La topologie a maglie si rifà al concetto del routing. A differenza di ciascuna delle topologie precedenti, i messaggi inviati su una rete a maglie possono prendere uno qualsiasi dei numerosi percorsi possibili, dall'origine alla destinazione. (Ricordiamo che anche in una topologia ad anello, sebbene esistano due percorsi via cavo, i messaggi possono viaggiare solo in una direzione.) Alcune WAN, in particolare Internet stesso, utilizzano il mesh routing.
Una rete a maglie (appunto mesh) a cui si connette ogni dispositivo è chiamata full mesh. Come mostrato nella figura, esistono anche reti mesh parziali, in cui alcuni dispositivi si collegano solo indirettamente ad altri.
Vedi l'illustrazione della topologia di rete mesh.
Topologia ibrida
Una combinazione di due o più topologie di rete. Nota 1: possono verificarsi istanze in cui due topologie di rete di base, quando connesse, possono comunque conservare il carattere di rete di base, e quindi non essere una rete ibrida. Ad esempio, una rete ad albero connessa a una rete ad albero è ancora una rete ad albero. Pertanto, una rete ibrida si viene a creare solo quando sono collegate due reti di base, e la topologia di rete risultante non riesce a soddisfare una delle definizioni di topologia di base. Ad esempio, due reti a stella connesse presenteranno delle topologie di rete ibride. Nota 2: una topologia ibrida si genera sempre quando sono collegate due diverse topologie di rete di base.
La regola 5-4-3
Una considerazione da fare nella configurazione di una topologia ad albero utilizzando il protocollo Ethernet, è la regola 5-4-3. Un aspetto del protocollo Ethernet richiede che un segnale inviato sul cavo di rete raggiunga ogni parte della rete, entro un determinato periodo di tempo. Ogni concentratore o ripetitore che attraversa un segnale aggiunge una piccola quantità di tempo. Questo porta alla regola secondo cui tra due nodi qualsiasi sulla rete, ci possono essere solo un massimo di 5 segmenti, collegati tramite 4 ripetitori/concentratori. Inoltre, solo 3 dei segmenti possono essere segmenti popolati (tronco), se sono fatti con cavo coassiale. Un segmento popolato è uno a cui sono collegati uno o più nodi. Nella Figura 4, viene rispettata la regola 5-4-3. I due nodi più lontani nella rete hanno 4 segmenti, e 3 ripetitori/concentratori tra essi.
Questa regola non si applica ad altri protocolli di rete o reti Ethernet, in cui viene utilizzato tutto il cablaggio in fibra ottica, o una combinazione di un backbone in fibra con cablaggio UTP. Se esiste una combinazione di backbone in fibra ottica e cablaggio UTP, la regola viene semplicemente tradotta in regola 7-6-5.
Considerazioni sulla scelta di una topologia
- Il denaro. Una rete di bus lineare può essere il modo meno costoso per installare una rete; non serve in questo caso acquistare i concentratori.
- Lunghezza del cavo necessaria. La rete di bus lineare utilizza cavi di lunghezza inferiore.
- Crescita futura. Con una topologia a stella, l'espansione di una rete risulta facile con l'aggiunta di un altro concentratore.
- Tipo di cavo. Il cavo più comune nelle scuole è il doppino non schermato, che viene utilizzato spesso con le topologie a stella.
Altra definizione di topologia di rete
Una rete è composta da più computer collegati mediante un'interfaccia, ciascuno con uno o più dispositivi di interfaccia, come una scheda di interfaccia di rete (NIC) e/o un dispositivo seriale per la rete PPP. Ogni computer è supportato da un software di rete, che fornisce le funzionalità di server o client. L'hardware utilizzato per trasmettere dati attraverso la rete è chiamato media. Può includere cavo in rame, fibra ottica o trasmissione wireless. Il cablaggio standard utilizzato per questo caso è il cavo Ethernet 10Base-T di categoria 5. Si tratta di un cablaggio in rame attorcigliato, che appare in superficie simile al cavo coassiale della TV. Ha come terminale su ciascuna estremità un connettore che assomiglia molto ad un doppino telefonico. Ha una lunghezza di segmento massima di 100 metri.
In una rete server-based server, esistono computer configurati come provider primari di servizi, come file service o mail service. I computer che forniscono il servizio sono chiamati server, mentre i computer che richiedono e utilizzano il servizio sono chiamati computer client.
In una rete peer-to-peer, diversi computer della rete possono agire sia come client che come server. Ad esempio, molti computer con Microsoft Windows consentiranno la condivisione di file e stampanti. Questi computer possono fungere sia da client che da server, e vengono anche definiti peer. Molte reti sono sia peer-to-peer che server-based. Il sistema operativo di rete utilizza un protocollo di dati di rete per comunicare con gli altri computer nella rete. Un sistema operativo di rete supporta le applicazioni su questi tipi di computer. Tra i più comuni sistemi operativi di rete (NOS) troviamo Windows NT, Novell Netware, Linux, Unix e altri.
Ulteriori risorse
Software per diagrammi di rete
Come disegnare i diagrammi di rete