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모든 로컬 네트워크 토폴로지. 로컬 네트워크의 기본 토폴로지. 로컬 네트워크의 유형과 구조. 스타 토폴로지 정보

네트워크 토폴로지에 따른 네트워크 장비의 구성 및 구성.

1. 네트워크 토폴로지의 개념

컴퓨터를 로컬 네트워크에 연결하는 일반적인 구성표는 다음과 같습니다. 네트워크 토폴로지

토폴로지논리적 특성과 결합된 네트워크의 물리적 구성입니다. 토폴로지는 네트워크의 기본 레이아웃을 설명하는 데 사용되는 표준 용어입니다. 다양한 토폴로지가 어떻게 사용되는지 이해하면 해당 토폴로지가 어떤 기능을 가지고 있는지 확인할 수 있습니다. 다양한 방식네트워크.

토폴로지에는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

물리적
논리적

논리적 토폴로지데이터를 전송할 때 네트워크 스테이션 간의 상호 작용 규칙을 설명합니다.

물리적 토폴로지저장 매체를 연결하는 방법을 정의합니다.

"네트워크 토폴로지"라는 용어는 컴퓨터, 케이블 및 기타 네트워크 구성 요소의 물리적 배열을 설명합니다. 물리적 연결의 토폴로지는 다양한 "기하학적" 형태를 취할 수 있으며 중요한 것은 케이블의 기하학적 위치가 아니라 노드 간 연결의 존재 여부(폐쇄/개방, 중심의 존재 등)입니다.

네트워크 토폴로지에 따라 특성이 결정됩니다.

특정 토폴로지 선택은 다음에 영향을 미칩니다.

필요한 네트워크 장비 구성
네트워크 장비 특성
네트워크 확장 가능성
네트워크 관리 방법

네트워크 구성은 분산형(케이블이 네트워크의 각 스테이션을 "둘러싸는 경우") 또는 중앙 집중형(각 스테이션이 스테이션 간에 프레임과 패킷을 배포하는 일부 중앙 장치에 물리적으로 연결되는 경우)이 될 수 있습니다. 중앙 집중식 구성의 예로는 팔 끝에 워크스테이션이 있는 별이 있습니다. 분산형 구성은 모든 사람이 체인에서 자신의 위치를 갖고 있고 모두가 하나의 로프로 연결되어 있는 등반가 체인과 유사합니다. 네트워크 토폴로지의 논리적 특성에 따라 패킷이 네트워크를 통해 이동하는 경로가 결정됩니다.

토폴로지를 선택할 때 신뢰성 있고 안정적인 기능을 제공한다는 점을 고려해야 합니다. 효과적인 작업네트워크, 네트워크 데이터 흐름의 편리한 관리. 또한 네트워크는 생성 및 유지 관리 비용 측면에서 저렴해야 하는 것이 바람직하지만 동시에 추가 확장 기회가 남아 있고 바람직하게는 고속 통신 기술로 전환할 수 있는 기회도 남아 있습니다. 이것은 쉬운 일이 아닙니다! 이를 해결하려면 어떤 네트워크 토폴로지가 있는지 알아야 합니다.

연결 토폴로지에 따르면 다음이 있습니다.

"공통 버스(버스)" 토폴로지를 갖춘 네트워크;
스타 토폴로지를 갖춘 네트워크;
"링" 토폴로지를 갖는 네트워크";
트리 토폴로지를 갖춘 네트워크;
혼합 토폴로지를 사용하는 네트워크

2. 기본 네트워크 토폴로지

대부분의 네트워크가 구축되는 세 가지 기본 토폴로지가 있습니다.

버스
별
반지

"버스"는 컴퓨터가 단일 케이블을 따라 연결되는 토폴로지입니다.

"스타"는 컴퓨터가 단일 지점 또는 허브에서 시작되는 케이블 세그먼트에 연결되는 토폴로지입니다.

컴퓨터가 연결된 케이블이 링 형태로 닫혀 있는 경우 토폴로지를 "링"이라고 합니다.

기본 토폴로지 자체는 단순하지만 실제로는 여러 토폴로지의 속성을 결합하는 상당히 복잡한 조합이 있는 경우가 많습니다.

2.1 버스 네트워크 토폴로지

이 토폴로지에서는 모든 컴퓨터가 하나의 케이블로 서로 연결됩니다. 각 컴퓨터는 공통 케이블에 연결되며 끝에는 터미네이터가 설치됩니다. 신호는 최종 터미네이터에서 반사되어 모든 컴퓨터를 통해 네트워크를 통과합니다.

네트워크 토폴로지 다이어그램 "버스" 유형

"버스" 토폴로지는 노드 간 연결의 선형 구조에 의해 생성됩니다. 이 토폴로지는 중앙 컴퓨터에 두 개의 네트워크 어댑터를 설치하는 등의 방법으로 하드웨어에서 구현할 수 있습니다. 신호 반사를 방지하기 위해 신호를 흡수하는 터미네이터를 케이블 끝에 설치해야 합니다.

버스 토폴로지를 사용하는 네트워크에서 컴퓨터는 데이터 주소를 특정 컴퓨터로 지정하여 전기 신호(하드웨어 MAC 주소)의 형태로 케이블을 따라 전송합니다. 버스를 통한 컴퓨터 상호작용 과정을 이해하려면 다음 사항을 이해해야 합니다. 다음 개념:

신호 전송
신호 반사
터미네이터

1. 신호 전송

전기 신호 형태의 데이터는 네트워크의 모든 컴퓨터로 전송됩니다. 그러나 이러한 신호로 암호화된 수신자 주소와 주소가 일치하는 사람만 정보를 받습니다. 더욱이, 언제든지 한 대의 컴퓨터만 전송할 수 있습니다. 데이터는 한 대의 컴퓨터에서만 네트워크로 전송되므로 성능은 버스에 연결된 컴퓨터 수에 따라 달라집니다. 더 많은 것이 있습니다. 데이터 전송을 기다리는 컴퓨터가 많을수록 네트워크 속도는 느려집니다. 그러나 직접적인 관계를 도출하려면 처리량네트워크와 그 안에 있는 컴퓨터의 수는 불가능합니다. 컴퓨터 수 외에도 네트워크 성능은 다음을 포함한 여러 요인의 영향을 받기 때문입니다.

형질 하드웨어네트워크상의 컴퓨터
컴퓨터가 데이터를 전송하는 빈도
실행 중인 네트워크 애플리케이션 유형
네트워크 케이블 유형
네트워크상의 컴퓨터 사이의 거리

버스는 패시브 토폴로지입니다. 이는 컴퓨터가 네트워크를 통해 전송된 데이터를 "듣기"만 하고 발신자에서 수신자로 데이터를 이동시키지 않음을 의미합니다. 따라서 컴퓨터 중 하나에 오류가 발생하더라도 다른 컴퓨터의 작동에는 영향을 미치지 않습니다. 활성 토폴로지에서는 컴퓨터가 신호를 재생성하여 네트워크를 통해 전송합니다.

2. 신호 반사

데이터 또는 전기 신호는 케이블의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 네트워크 전체를 통해 이동합니다. 특별한 조치를 취하지 않으면 케이블 끝에 도달하는 신호가 반사되어 다른 컴퓨터에서 전송할 수 없게 됩니다. 따라서 데이터가 목적지에 도달한 후에는 전기 신호가 소멸되어야 합니다.

3. 터미네이터

전기 신호가 반사되는 것을 방지하기 위해 케이블 양 끝에 플러그(터미네이터)를 설치하여 이러한 신호를 흡수합니다. 케이블 길이를 늘리려면 네트워크 케이블의 모든 끝을 컴퓨터나 배럴 커넥터와 같은 장치에 연결해야 합니다. 전기 신호가 반사되는 것을 방지하려면 터미네이터를 케이블의 아무 것도 연결되지 않은 끝 부분에 연결해야 합니다.

터미네이터 설치

네트워크 케이블이 물리적으로 절단되거나 케이블 끝 중 하나가 연결 해제되어 끊어지면 네트워크 무결성이 손상될 수 있습니다. 케이블의 하나 이상의 끝 부분에 터미네이터가 없을 수도 있으며, 이로 인해 케이블의 전기 신호가 반사되어 네트워크가 종료됩니다. 네트워크가 "떨어집니다". 네트워크의 컴퓨터 자체는 완전히 작동하지만 세그먼트가 끊어지는 한 서로 통신할 수 없습니다.

이 네트워크 토폴로지에는 장점과 단점이 있습니다.

디 장점버스 토폴로지:

짧은 네트워크 설정 시간
저렴한 비용(더 적은 케이블 및 네트워크 장치 필요)
설정의 용이성
워크스테이션 장애는 네트워크 작동에 영향을 미치지 않습니다.

결함버스 토폴로지:

이러한 네트워크는 확장하기가 어렵습니다(네트워크의 컴퓨터 수와 세그먼트 수(컴퓨터를 연결하는 케이블의 개별 섹션) 증가).
버스가 공유되기 때문에 한 번에 컴퓨터 중 하나만 전송할 수 있습니다.
"버스"는 수동 토폴로지입니다. 컴퓨터는 케이블을 "수신"만 하고 네트워크를 통해 전송하는 동안 감쇠되는 신호를 복원할 수 없습니다.
버스 토폴로지를 사용하는 네트워크의 신뢰성은 낮습니다. 전기 신호가 케이블 끝에 도달하면 (특별한 조치를 취하지 않는 한) 반사되어 전체 네트워크 세그먼트의 작동을 방해합니다.

버스 토폴로지에 내재된 문제로 인해 이러한 네트워크는 현재 실제로 사용되지 않습니다.

버스 네트워크 토폴로지는 10Mbps 이더넷 논리 토폴로지로 알려져 있습니다.

2.2 기본 스타 네트워크 토폴로지

스타 토폴로지에서는 모든 컴퓨터가 허브라는 중앙 구성 요소에 연결됩니다. 각 컴퓨터는 별도의 연결 케이블을 사용하여 네트워크에 연결됩니다. 전송 컴퓨터의 신호는 허브를 통해 다른 모든 사람에게 전달됩니다.

네트워크의 모든 신호가 통과하는 "별"에는 항상 중심이 있습니다. 중앙 링크의 기능은 특수하게 수행됩니다. 네트워크 장치, 신호 전송은 다양한 방식으로 진행될 수 있습니다. 어떤 경우에는 장치가 송신 노드를 제외한 모든 노드에 데이터를 전송하고, 다른 경우에는 장치가 데이터가 의도된 노드를 분석하여 해당 노드에만 보냅니다.

이 토폴로지는 새벽에 일어났습니다 컴퓨터 기술, 컴퓨터가 중앙의 메인 컴퓨터에 연결되었을 때.

스타 네트워크 토폴로지 다이어그램

장점"별" 유형:

한 워크스테이션의 장애가 전체 네트워크의 작동에 영향을 미치지 않습니다.
좋은 네트워크 확장성
쉬운 문제 해결 및 네트워크 중단
높은 네트워크 성능(적절한 설계에 따라 다름)
유연한 관리 옵션

결함"별" 유형:

중앙 허브에 장애가 발생하면 네트워크(또는 네트워크 세그먼트) 전체가 작동하지 않게 됩니다.
네트워킹에는 대부분의 다른 토폴로지보다 더 많은 케이블이 필요한 경우가 많습니다.
네트워크(또는 네트워크 세그먼트)의 제한된 수의 워크스테이션은 중앙 허브의 포트 수에 의해 제한됩니다.

유지 관리가 쉽기 때문에 가장 일반적인 토폴로지 중 하나입니다. 캐리어가 연선 케이블인 네트워크에서 주로 사용됩니다. UTP 카테고리 3 또는 5. (연선 케이블 카테고리는 1부터 7까지 번호가 지정되고 유효 주파수 범위를 결정합니다. 더 높은 카테고리의 케이블은 일반적으로 더 많은 와이어 쌍을 포함하며 각 쌍은 단위 길이당 더 많은 권선을 가집니다.)

스타 토폴로지는 다음에 반영됩니다. 빠른 기술이더넷6.

2.3 기본 링 네트워크 토폴로지

링 토폴로지에서는 컴퓨터가 링을 형성하는 케이블에 연결됩니다. 따라서 케이블에는 터미네이터를 연결해야 하는 자유 끝이 있을 수 없습니다. 신호는 링을 따라 한 방향으로 전송되며 각 컴퓨터를 통과합니다. 패시브 버스 토폴로지와 달리 여기에서는 각 컴퓨터가 리피터(리피터) 역할을 하여 신호를 증폭하여 다음 컴퓨터로 전달합니다. 따라서 한 컴퓨터에 오류가 발생하면 전체 네트워크의 작동이 중지됩니다.

링 네트워크 다이어그램

폐쇄 링 토폴로지의 기능은 토큰 전달을 기반으로 합니다.

토큰은 컴퓨터가 네트워크에 데이터를 전송할 수 있게 해주는 데이터 패킷입니다.

토큰은 데이터 전송을 원하는 사람이 토큰을 받을 때까지 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 순차적으로 전송됩니다. 전송을 시작하려는 컴퓨터는 토큰을 "캡처"하여 수정하고 수신자의 주소를 데이터에 넣은 다음 링을 통해 수신자에게 보냅니다.

데이터는 데이터에 지정된 수신자 주소와 주소가 일치하는 컴퓨터에 도달할 때까지 각 컴퓨터를 통과합니다. 그 후, 수신 컴퓨터는 송신 컴퓨터에 메시지를 보내 데이터가 수신되었음을 확인합니다. 확인을 받은 후 보내는 컴퓨터는 새 토큰을 생성하여 네트워크에 반환합니다.

언뜻 보면 마커를 옮기는 데 시간이 많이 걸리는 것처럼 보이지만 실제로는 마커가 거의 빛의 속도로 움직인다. 직경 200미터의 링에서 마커는 초당 10,000회의 회전수로 회전할 수 있습니다.

장점링 토폴로지:

설치의 용이성
추가 장비가 거의 전혀 없음
토큰을 사용하면 충돌 가능성이 없어 네트워크 부하가 높아도 데이터 전송 속도가 크게 떨어지지 않고 안정적으로 작동할 수 있습니다.

결함링 토폴로지:

한 워크스테이션의 장애 및 기타 문제(케이블 파손)가 전체 네트워크 성능에 영향을 미침
구성 및 설정의 복잡성
문제 해결의 어려움

광섬유 네트워크에서 가장 널리 사용됩니다. FDDI8, Token ring9 표준에 사용됩니다.

3. 기타 가능한 네트워크 토폴로지

실제 컴퓨터 네트워크는 지속적으로 확장되고 현대화되고 있습니다. 따라서 이러한 네트워크는 거의 항상 하이브리드입니다. 해당 토폴로지는 여러 기본 토폴로지의 조합입니다. 스타와 버스, 또는 링과 스타의 조합인 하이브리드 토폴로지를 상상하기 쉽습니다.

3.1 트리 네트워크 토폴로지

트리 토폴로지는 여러 "별"의 결합으로 간주될 수 있습니다. 오늘날 로컬 네트워크를 구축할 때 가장 인기 있는 것은 바로 이 토폴로지입니다.

트리 네트워크 토폴로지 다이어그램

트리 토폴로지에는 가지와 잎이 자라는 나무의 뿌리가 있습니다.

트리는 활성이거나 참이거나 수동일 수 있습니다. 액티브 트리는 여러 통신선을 하나로 묶은 중앙에 중앙 컴퓨터가 위치하며, 패시브 트리는 집중 장치(허브)가 있다.

그림 6 - 활성 트리 네트워크 토폴로지 다이어그램

그림 7 - 패시브 트리 네트워크 토폴로지 다이어그램

3.2 결합된 네트워크 토폴로지

결합 토폴로지는 자주 사용되며 그 중 가장 일반적인 것은 스타-버스와 스타-링입니다.

스타-버스 토폴로지는 버스와 패시브 스타의 조합을 사용합니다.

결합된 스타-버스 네트워크 토폴로지 구성표

개별 컴퓨터와 전체 버스 세그먼트가 모두 허브에 연결됩니다. 실제로 네트워크의 모든 컴퓨터를 포함하는 물리적 버스 토폴로지가 구현됩니다. 이 토폴로지에서는 여러 허브를 사용하고 상호 연결하여 소위 백본, 지원 버스를 형성할 수 있습니다. 별도의 컴퓨터 또는 버스 세그먼트가 각 허브에 연결됩니다. 결과는 별 타이어 나무입니다. 따라서 사용자는 버스 및 스타 토폴로지의 장점을 유연하게 결합할 수 있으며 네트워크에 연결된 컴퓨터 수를 쉽게 변경할 수도 있습니다. 정보 배포의 관점에서 볼 때 이 토폴로지는 클래식 버스와 동일합니다.

스타 링 토폴로지의 경우 컴퓨터 자체가 링으로 통합되는 것이 아니라 별 모양의 이중 통신 회선을 사용하여 컴퓨터가 차례로 연결되는 특수 허브입니다.

결합된 스타링 네트워크 토폴로지의 구성표

실제로 네트워크의 모든 컴퓨터는 폐쇄 링에 포함됩니다. 허브 내에서 통신 회선이 폐쇄 루프를 형성하기 때문입니다(그림 9 참조). 이 토폴로지를 사용하면 스타 및 링 토폴로지의 장점을 결합할 수 있습니다. 예를 들어, 허브를 사용하면 모든 네트워크 케이블 연결 지점을 한 곳에 모을 수 있습니다. 정보 보급에 대해 이야기하면 이 토폴로지는 클래식 링과 동일합니다.

3.3 "그리드" 네트워크 토폴로지

마지막으로 전체 또는 다수의 컴퓨터와 기타 장치가 서로 직접 연결되는 메시 또는 메시 토폴로지를 언급해야 합니다(그림 10).

그림 10 - 네트워크 메시 토폴로지 다이어그램

이 토폴로지는 매우 안정적입니다. 정보 전달을 위한 여러 경로가 가능하므로 채널이 중단되더라도 데이터 전송이 중단되지 않습니다. 메시 토폴로지(대부분 완전하지는 않지만 부분적)는 대규모 엔터프라이즈 네트워크의 여러 섹션을 연결하거나 인터넷에 연결할 때와 같이 최대 네트워크 내결함성을 보장해야 하는 경우에 사용됩니다. 이에 대한 비용을 지불하려면 케이블 소비가 크게 증가하고 네트워크 장비와 구성이 더욱 복잡해집니다.

현재 현대 네트워크의 대다수는 스타 토폴로지나 여러 스타를 융합한 하이브리드 토폴로지(예를 들어 트리 토폴로지)와 CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access) 전송 방식을 사용하고 있다. .

파편 컴퓨터 네트워크

컴퓨터 네트워크의 일부에는 오늘날 로컬 네트워크를 형성하고 글로벌 연결을 통해 서로 연결하는 데 사용되는 주요 유형의 통신 장비가 포함됩니다. 컴퓨터 간의 로컬 연결을 구축하기 위해 사용됩니다. 다른 종류케이블 시스템, 네트워크 어댑터, 리피터 허브, 브리지, 스위치 및 라우터. 로컬 네트워크를 글로벌 연결에 연결하려면 브리지 및 라우터의 특수 출력(WAN 포트)과 긴 회선을 통한 데이터 전송 장비(모뎀(아날로그 회선을 통해 작업하는 경우) 또는 연결 장치)가 사용됩니다. 디지털 채널(TA – 터미널 어댑터 ISDN 네트워크, CSU/DSU 등 디지털 전용 채널을 위한 서비스 장치입니다.

토폴로지에서컴퓨터 네트워크의 (레이아웃, 구성, 구조)는 일반적으로 네트워크에 있는 컴퓨터의 물리적 배열과 통신 회선을 통해 연결되는 방식을 나타냅니다. 토폴로지의 개념은 주로 연결 구조를 쉽게 추적할 수 있는 로컬 네트워크를 의미한다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 글로벌 네트워크에서 연결 구조는 일반적으로 사용자에게 숨겨져 있으며 각 통신 세션이 자체 경로를 따라 수행될 수 있기 때문에 그다지 중요하지 않습니다.
토폴로지는 장비 요구 사항, 사용되는 케이블 유형, 교환 관리에 가장 편리하고 가능한 방법, 작동 신뢰성 및 네트워크 확장 가능성을 결정합니다.

세 가지 주요 네트워크 토폴로지가 있습니다.

1. 네트워크 토폴로지 버스(버스) 모든 컴퓨터가 하나의 통신 회선에 병렬로 연결되고 각 컴퓨터의 정보가 동시에 다른 모든 컴퓨터로 전송됩니다(그림 1).

2. 스타 네트워크 토폴로지(별)은 다른 주변 컴퓨터가 하나의 중앙 컴퓨터에 연결되어 있으며 각각은 자체 별도의 통신 회선을 사용합니다(그림 2).

3. 네트워크 토폴로지 링(링), 각 컴퓨터는 항상 체인의 다음 컴퓨터에만 정보를 전송하고 체인의 이전 컴퓨터에서만 정보를 수신하며 이 체인은 "링"으로 닫혀 있습니다(그림 3).

쌀. 1. 네트워크 토폴로지 "버스"

쌀. 2. 스타 네트워크 토폴로지

쌀. 3. 네트워크 토폴로지 “링”

실제로는 기본 토폴로지를 조합하여 사용하는 경우가 많지만, 대부분의 네트워크는 이 세 가지에 중점을 두고 있습니다. 이제 나열된 네트워크 토폴로지의 기능을 간략하게 살펴보겠습니다.

버스 토폴로지(또는 "공통 버스"라고도 함)은 구조 자체에 따라 컴퓨터의 네트워크 장비를 식별할 수 있을 뿐만 아니라 모든 가입자의 평등을 허용합니다. 이러한 연결을 사용하면 통신 회선이 하나뿐이므로 컴퓨터는 교대로만 전송할 수 있습니다. 그렇지 않으면 전송된 정보가 중첩(충돌, 충돌)으로 인해 왜곡됩니다. 따라서 버스는 반이중 교환 모드를 구현합니다(양방향으로, 그러나 동시에는 아님).
"버스" 토폴로지에는 모든 정보가 전송되는 중앙 가입자가 없으므로 신뢰성이 향상됩니다(결국 센터에 장애가 발생하면 이 센터에서 제어하는 전체 시스템이 작동을 멈춥니다). 버스에 새로운 가입자를 추가하는 것은 매우 간단하며 일반적으로 네트워크가 실행되는 동안에도 가능합니다. 대부분의 경우 버스에는 다른 토폴로지에 비해 최소한의 연결 케이블이 필요합니다. 그러나 각 컴퓨터(두 개의 외부 컴퓨터 제외)에는 두 개의 케이블이 있으므로 항상 편리하지는 않다는 점을 고려해야 합니다.
이 경우 발생할 수 있는 충돌을 해결하는 것은 각 개별 가입자의 네트워크 장비에 달려 있기 때문에 "버스" 토폴로지를 사용하는 네트워크 어댑터 장비는 다른 토폴로지보다 더 복잡합니다. 그러나 "버스" 토폴로지(Ethernet, Arcnet)를 사용하는 네트워크의 광범위한 사용으로 인해 네트워크 장비 비용은 그리 높지 않습니다.
버스는 네트워크상의 다른 모든 컴퓨터가 계속해서 정상적으로 교환할 수 있기 때문에 개별 컴퓨터의 장애를 두려워하지 않습니다. 버스는 손상되지 않고 케이블은 파손된 것처럼 보일 수 있습니다. 이 경우 완전히 작동하는 두 개의 버스가 있기 때문입니다. 그러나 긴 통신 회선을 통한 전기 신호 전파의 특성으로 인해 버스 끝에 특수 장치(그림 1에 표시된 터미네이터)를 포함할 필요가 있습니다. 1 직사각형 모양입니다. 터미네이터를 포함하지 않으면 신호가 라인 끝에서 반사되어 왜곡되어 네트워크를 통한 통신이 불가능해집니다. 그래서 케이블이 끊어지거나 손상되면 통신선의 조화가 무너지고, 서로 연결되어 있는 컴퓨터들 사이에서도 통신이 중단됩니다. 버스 케이블의 어느 지점에서든 단락이 발생하면 전체 네트워크가 비활성화됩니다. 모든 어댑터가 병렬로 연결되어 있고 어떤 어댑터가 고장 났는지 이해하기가 쉽지 않기 때문에 버스의 네트워크 장비 오류를 파악하기가 매우 어렵습니다.
"버스" 토폴로지를 사용하는 네트워크의 통신 회선을 통과할 때 정보 신호가 약해지고 어떤 방식으로든 갱신되지 않으므로 전체 통신 회선 길이에 엄격한 제한이 가해지며, 또한 각 가입자는 서로 다른 레벨의 신호를 수신할 수 있습니다. 전송 가입자까지의 거리에 따라 네트워크에서. 이로 인해 네트워크 장비의 노드 수신에 대한 추가 요구 사항이 적용됩니다. "버스" 토폴로지를 사용하여 네트워크 길이를 늘리기 위해 여러 세그먼트(각각은 버스임)가 종종 사용되며 특수 신호 업데이트 프로그램인 리피터를 사용하여 서로 연결됩니다.
그러나 통신 회선을 따라 신호가 전파되는 유한한 속도와 관련된 제한도 있기 때문에 이러한 네트워크 길이의 증가는 무기한 지속될 수 없습니다.

스타 토폴로지- 이는 다른 모든 가입자가 연결되는 명확하게 지정된 센터가 있는 토폴로지입니다. 모든 정보 교환은 중앙 컴퓨터를 통해서만 이루어지며 이로 인해 부하가 매우 커지므로 네트워크 외에는 다른 작업을 수행할 수 없습니다. 중앙 가입자의 네트워크 장비는 주변 가입자의 장비보다 훨씬 더 복잡해야 한다는 것은 분명합니다. 이 경우 가입자의 평등권에 대해 이야기 할 필요가 없습니다. 일반적으로 가장 강력한 것은 중앙 컴퓨터이며 교환 관리를 위한 모든 기능이 할당됩니다. 원칙적으로 스타 토폴로지를 사용하는 네트워크에서는 충돌이 발생하지 않습니다. 관리가 완전히 중앙 집중화되어 충돌할 이유가 없기 때문입니다.
컴퓨터 오류에 대한 별의 저항에 대해 이야기하면 주변 컴퓨터의 오류는 남아 있는 네트워크 부분의 기능에 어떤 영향도 미치지 않지만 중앙 컴퓨터의 오류로 인해 네트워크가 완전히 작동하지 않게 됩니다. 따라서 중앙 컴퓨터와 해당 네트워크 장비의 신뢰성을 향상시키기 위해 특별한 조치를 취해야 합니다. 스타 토폴로지에서 케이블이 절단되거나 단락되면 한 컴퓨터와의 통신만 중단되고 다른 모든 컴퓨터는 계속해서 정상적으로 작동할 수 있습니다.
버스의 편각에서 별에는 각 통신 회선에 중앙 가입자와 주변 가입자 중 한 명만 있습니다. 대부분의 경우 두 개의 통신 회선을 사용하여 연결하며, 각 회선은 한 방향으로만 정보를 전송합니다. 따라서 각 통신 링크에는 수신기와 송신기가 하나씩만 있습니다. 이 모든 기능은 버스에 비해 네트워크 설치를 크게 단순화하며 추가 외부 터미네이터를 사용할 필요가 없습니다. 통신 회선의 신호 감쇠 문제는 "버스"보다 "스타"에서 더 쉽게 해결됩니다. 각 수신기는 항상 동일한 레벨의 신호를 수신하기 때문입니다. 스타 토폴로지의 심각한 단점은 가입자 수에 대한 엄격한 제한입니다. 일반적으로 중앙 가입자는 8~16명의 주변 가입자에게만 서비스를 제공할 수 있습니다. 이러한 한도 내에서 신규 가입자를 연결하는 것이 매우 쉬우면 초과하면 불가능합니다. 사실, 때때로 스타는 확장 가능성, 즉 주변 가입자 중 하나 대신 다른 중앙 가입자를 연결하는 가능성을 제공합니다(결과는 여러 상호 연결된 스타의 토폴로지입니다).
그림에 표시된 별. 2는 활동성 또는 실제 별이라고 불립니다. 표면적으로만 별과 유사한 패시브 스타라는 토폴로지도 있습니다(그림 4). 현재는 활성 별보다 훨씬 더 널리 퍼져 있습니다. 오늘날 가장 널리 사용되는 이더넷 네트워크에서 사용된다고 말하면 충분합니다.

쌀. 4. 패시브 스타 토폴로지

이 토폴로지를 사용하는 네트워크의 중심에는 컴퓨터가 아니라 중계기와 동일한 기능을 수행하는 집중 장치 또는 허브가 포함됩니다. 수신된 신호를 갱신하여 다른 통신 회선으로 전달합니다. 케이블링 패턴은 실제 또는 활성 스타와 유사하지만 각 컴퓨터의 정보가 동시에 다른 모든 컴퓨터로 전송되고 중앙 가입자가 없기 때문에 실제로 버스 토폴로지를 다루고 있습니다. 당연히 패시브 스타는 일반 버스보다 비용이 더 많이 듭니다. 이 경우 허브도 필요하기 때문입니다. 그러나 스타 혜택과 관련된 다양한 추가 기능을 제공합니다. 그렇기 때문에 최근에는 유망하지 않은 토폴로지로 간주되는 실제 별을 패시브 스타가 점점 더 대체하고 있습니다.
능동별과 수동별 사이의 중간 유형의 토폴로지를 구별하는 것도 가능합니다. 이 경우 허브는 신호를 중계할 뿐만 아니라 교환을 관리하지만 교환 자체에는 참여하지 않습니다.
큰 스타 어드밴티지(액티브 및 패시브 모두) 모든 연결 지점이 한곳에 수집된다는 것입니다. 이를 통해 네트워크 작동을 쉽게 모니터링하고, 특정 가입자를 중앙에서 연결 해제하여 네트워크 오류를 현지화할 수 있으며(예: 버스의 경우 불가능), 승인되지 않은 사람이 중요한 연결 지점에 액세스하는 것을 제한할 수 있습니다. 네트워크를 위해. 스타의 경우 각 주변 가입자는 하나의 케이블(양방향으로 전송) 또는 두 개의 케이블(각각 한 방향으로 전송)을 통해 접근할 수 있으며 두 번째 상황이 더 일반적입니다. 전체 스타 토폴로지의 일반적인 단점은 케이블 소비가 다른 토폴로지보다 훨씬 높다는 것입니다. 예를 들어, 컴퓨터가 한 줄에 있는 경우(그림 1 참조) "스타" 토폴로지를 선택하면 "버스" 토폴로지보다 몇 배 더 많은 케이블이 필요합니다. 이는 전체 네트워크 비용에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

링 토폴로지각 컴퓨터가 통신 회선을 통해 다른 두 컴퓨터에만 연결되는 토폴로지입니다. 한 컴퓨터에서는 정보만 수신하고 다른 컴퓨터에서는 전송만 합니다. 별의 경우와 마찬가지로 각 통신 회선에는 송신기와 수신기가 하나씩만 있습니다. 이렇게 하면 외부 종결자를 사용하지 않아도 됩니다. 링의 중요한 특징은 각 컴퓨터가 신호를 중계(갱신)하는 것, 즉 중계기 역할을 한다는 것입니다. 따라서 링 전체의 신호 감쇠는 중요하지 않고 링의 인접한 컴퓨터 간의 감쇠만 중요합니다. 이 경우 명확하게 정의된 센터가 없으며 모든 컴퓨터가 동일할 수 있습니다. 그러나 교환을 관리하거나 교환을 제어하는 Sprat에 특별 가입자가 할당되는 경우가 많습니다. 그러한 제어 가입자의 존재는 네트워크의 신뢰성을 감소시키는 것이 분명합니다. 그 이유는 그 실패가 전체 교환을 즉시 마비시키기 때문입니다.
엄밀히 말하면 Sprat의 컴퓨터는 버스 토폴로지와 달리 완전히 동일하지 않습니다. 그들 중 일부는 이전에 전송하는 컴퓨터로부터 정보를 반드시 수신하고 다른 일부는 나중에 정보를 수신합니다. "링"을 위해 특별히 설계된 네트워크 교환 제어 방법의 기반은 토폴로지의 이 기능입니다. 이러한 방법에서는 다음 전송에 대한 권리(또는 네트워크를 장악할 권리)가 서클의 다음 컴퓨터로 순차적으로 전달됩니다.
새로운 가입자를 "링"에 연결하는 것은 연결 기간 동안 전체 네트워크를 강제로 종료해야 하지만 일반적으로 완전히 고통스럽지 않습니다. "버스" 토폴로지의 경우와 마찬가지로 Sprat의 최대 가입자 수는 상당히 클 수 있습니다(최대 1,000명 이상). 링 토폴로지는 일반적으로 과부하에 가장 잘 견딥니다. 일반적으로 버스와 달리 충돌이 없고 중앙 가입자가 없기 때문에 네트워크를 통해 전송되는 최대 정보 흐름으로 안정적인 작동을 보장합니다. 별) .
Sprat의 신호는 네트워크의 모든 컴퓨터를 통과하기 때문에 그 중 적어도 하나(또는 해당 네트워크 설치)에 오류가 발생하면 전체 네트워크의 작동이 전체적으로 중단됩니다. 마찬가지로 각 링 케이블이 파손되거나 단락되면 전체 네트워크를 작동할 수 없게 됩니다. 링은 케이블 손상에 가장 취약하므로 이 토폴로지에는 일반적으로 두 개(또는 그 이상)의 병렬 통신 회선을 배치하는 작업이 포함되며 그 중 하나는 예비 상태입니다.
동시에 링의 가장 큰 장점은 각 가입자의 신호 재전송을 통해 전체 네트워크의 크기를 전체적으로 크게 늘릴 수 있다는 것입니다 (때로는 최대 수십 킬로미터). 링은 다른 토폴로지보다 상대적으로 우수합니다.

불리링(별과 비교)은 네트워크의 각 컴퓨터에 두 개의 케이블을 연결해야 한다고 간주할 수 있습니다.

때때로 링 토폴로지는 정보를 반대 방향으로 전송하는 두 개의 링 통신 회선을 기반으로 합니다. 이러한 솔루션의 목적은 정보 전송 속도를 높이는 것(이상적으로는 두 배)입니다. 또한 케이블 중 하나가 손상된 경우 네트워크는 다른 케이블을 사용하여 작동할 수 있습니다(단, 최대 속도는 감소합니다).
고려되는 세 가지 주요 기본 토폴로지 외에도 네트워크 토폴로지도 자주 사용됩니다. 나무"(나무),이는 여러 별의 조합으로 간주될 수 있습니다. 별의 경우와 마찬가지로 나무도 활성형일 수도 있고, 실제(그림 5)일 수도 있고, 수동형(그림 6)일 수도 있습니다. 액티브 트리는 여러 통신선을 하나로 묶은 중앙에 중앙 컴퓨터가 위치하며, 패시브 트리는 집중 장치(허브)가 있다.

쌀. 5. "활성 트리" 토폴로지

쌀. 6. "패시브 트리" 토폴로지. K - 집중 장치

스타-버스, 스타-링과 같은 결합 토폴로지도 자주 사용됩니다.

토폴로지 개념의 모호함.

네트워크 토폴로지는 컴퓨터의 물리적 위치뿐만 아니라 훨씬 더 중요한 것은 컴퓨터 간의 연결 특성, 네트워크 전체의 신호 전파 기능을 결정합니다. 네트워크의 내결함성 정도, 필요한 네트워크 장비의 복잡성, 교환을 관리하는 가장 적절한 방법, 가능한 전송 매체 유형(통신 채널), 허용되는 크기를 결정하는 것은 연결의 특성입니다. 네트워크(통신 회선 길이 및 가입자 수), 전기 조정의 필요성 등이 있습니다.
사람들이 문헌에서 네트워크 토폴로지에 대해 생각할 때 서로 다른 수준과 관련된 완전히 다른 네 가지 개념을 염두에 둘 수 있습니다. 네트워크 아키텍처:

1. 물리적 토폴로지(즉, 컴퓨터 레이아웃 및 케이블 라우팅). 예를 들어 이 콘텐츠에서 패시브 스타는 액티브 스타와 다르지 않으므로 단순히 "스타"라고 부르는 경우가 많습니다.

2. 논리적 토폴로지(즉, 연결 구조, 네트워크를 통한 신호 전파 특성). 이것이 아마도 토폴로지의 가장 정확한 정의일 것입니다.

3. 교환 제어 토폴로지(즉, 개별 컴퓨터 간에 네트워크를 즐겁게 하기 위한 권한을 이전하는 원리 및 순서).

4. 정보 토폴로지(즉, 네트워크를 통해 전송되는 정보 흐름의 방향).

예를 들어, 물리적 및 논리적 "버스" 토폴로지를 가진 네트워크는 관리 방법으로 네트워크를 점유할 수 있는 권한(즉, 이 콘텐츠의 링이 됨)의 릴레이 전송을 사용하고 모든 정보를 하나의 전용을 통해 동시에 전송할 수 있습니다. 컴퓨터(이 콘텐츠에서 스타가 되어 보세요).

네트워크 토폴로지라는 용어에 익숙한 사람은 거의 없지만 일반 사용자는 로컬 네트워크의 개념을 가지고 있습니다. 컴퓨터 장비아직 있어요. 따라서 네트워크 토폴로지는 생성된 작업을 결정하는 도구입니다. 컴퓨터 네트워크, 여러 기계를 통해 동시에 정보를 조작할 수 있습니다.

이 기사에서 네트워크 토폴로지의 개념을 자세히 살펴보고 이것이 필요한 이유, 올바르게 사용하는 위치 및 방법, 이러한 도구의 유형, 부여되는 긍정적 및 부정적인 특성에 대해 알아 보겠습니다.

네트워크 토폴로지 - 소개

로컬 컴퓨터 네트워크는 특별한 네트워크 장치 없이는 작동할 수 없습니다. 종종 두 대 이상의 컴퓨터가 하나의 네트워크에 관련되며, 종종 5대, 10대, 20대 등 전체 회사를 통합하는 네트워크가 있습니다. 그들은 일종의 통신선을 통해 서로 연결되어 있습니다. 네트워크에 연결된 기계의 상호 작용은 다를 수 있습니다. 여러 유형의 네트워크를 생성하여 여러 장치를 하나로 결합할 수 있습니다.

환형;
별이 빛나는;
타이어;
계층적;
임의적.

IT 전문가들 사이에서는 이러한 네트워크 생성을 토폴로지라고 합니다. 로컬 네트워크 생성에 적용할 수 있는 물리적 툴킷입니다. 또한 논리적 토폴로지도 있습니다.

물리적 및 논리적 토폴로지는 독립적으로 작동하며 중첩되지 않습니다. 물리적 노드가 네트워크의 기하학적 구조를 담당하는 경우 논리적 노드는 생성된 네트워크의 다양한 노드 간의 데이터 흐름 재분배에 관여하고 가장 많은 것을 결정합니다. 효과적인 방법데이터 전송.

물리적 토폴로지와 논리적 토폴로지는 모두 장단점이 있으므로 현대에서는 동일하게 사용됩니다. 아래에서는 각 유형의 네트워크 토폴로지의 주요 특징을 고려하고 기본 본질이 무엇인지 알아봅니다.

버스 토폴로지의 특성: 작동 원리

한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 전자 데이터를 전송할 때 선형 모노 채널을 사용하는 경우 이는 네트워크의 버스 토폴로지가 작업에 관련되어 있음을 의미합니다. 소위 특수 터미네이터가 설치되는 것은 모노 채널의 끝 부분입니다. 네트워크에 참여하는 개인용 컴퓨터는 다음에 연결됩니다. 공유 네트워크공통 라인 모노 채널과 접촉하는 T자형 커넥터를 통해.

전자 데이터는 터미네이터에 도착하고 모든 네트워크 노드에 동시에 도착하지만 고려 대상으로 수락되어야 합니다. 전자 문서메시지를 보낸 컴퓨터만 메시지를 보낼 수 있습니다. 주요 전송 신호는 네트워크에 포함된 각 컴퓨터 기계에 의해 캡처되므로 전자 데이터 전송 매체는 네트워크의 공통 구성 요소입니다.

버스 토폴로지는 이더넷 아키텍처의 고급 기능으로 인해 광범위한 인기를 얻었습니다.

버스 토폴로지의 주요 장점은 다음과 같습니다.

구성 용이성, 생성된 네트워크의 명확한 구성;
네트워크에 포함된 여러 컴퓨터에 장애가 발생하더라도 네트워크는 중단되지 않습니다. 이는 모든 종류의 컴퓨터 문제에 강하다는 것을 의미합니다.

타이어 유형의 주요 단점은 다음과 같습니다.

부설할 네트워크 케이블의 길이가 제한되어 있고 네트워크에 포함되는 컴퓨터 장비의 수도 제한되어 있습니다.
전체 네트워크는 모노 채널의 상태에 따라 달라집니다. 문제가 발생하면 전체 네트워크도 문제를 겪게 됩니다. 특히 모든 구성 요소가 격리된 경우 버스 네트워크에서 오류 지점을 찾는 것이 매우 어렵습니다.

스타 토폴로지의 특성: 작동 원리

스타형 네트워크를 만들 때 각 개인은 개인용 컴퓨터소위 허브 또는 집중 장치에 연결됩니다. 이로 인해 네트워크에 포함된 모든 컴퓨터 장치의 병렬 연결이 생성됩니다. 이러한 구성 요소는 네트워크에 포함된 컴퓨터 간의 통신을 가능하게 하는 주요 연결 링크입니다.

이 네트워크는 또한 공통 정보 필드를 사용합니다. 즉, 정보는 모든 통신 노드에 전송되지만 원래 전송된 한 섹션에서만 수신될 수 있습니다.

스타 네트워크의 주요 장점:

새로운 컴퓨터 장비를 쉽게 설정하고 연결할 수 있습니다.
버스 네트워크와 마찬가지로 네트워크에 연결된 컴퓨터의 고장에 강합니다.
연결된 모든 장치를 중앙 집중식으로 관리할 수 있습니다.

별 유형의 주요 단점은 다음과 같습니다.

설치 중 네트워크 케이블의 높은 소비;
하나의 허브 또는 집중 장치의 오작동으로 인해 전체 전자 데이터 전송 체인이 실패합니다.

스타 네트워크는 중앙 허브를 기반으로 할 수도 있습니다. 네트워크에 포함된 특정 컴퓨터 장치를 연결하는 지능형 도구를 말합니다. 출력-입력 작동 원리를 통해 모든 장치에 공통 정보 필드를 사용하는 것이 아니라 한 지점에서 다른 지점으로의 정보 전송을 지정할 수 있습니다. 세 번째, 네 번째... 각 컴퓨터 외에도 허브는 중앙 허브에도 연결되어 있으므로 네트워크 내에서 고장이 발생하면 전체 네트워크에 문제가 발생하지 않습니다. 고장이 발생하면 오류 지점이 네트워크에서 자동으로 분리되므로 신속하게 오류 지점을 찾고 모든 작동 결함을 제거할 수 있습니다.

이러한 네트워크를 구축하려면 많은 양의 네트워크 케이블이 필요하지만 운영 효율성은 그만한 가치가 있습니다.

별 유형은 여러 별이 결합된 일종의 트리일 수도 있습니다. 얽힘에 따라 네트워크의 활성 상태, 수동 또는 실제 상태가 구분됩니다. 상태에 따라 집중 장치가 있는 허브나 중앙 컴퓨터를 사용하여 네트워크에 포함된 컴퓨터 장치 간의 연결을 생성합니다.

중앙 컴퓨터를 선택하면 정말 안정적이고 생산적인 네트워크를 만들 수 있지만 값싼 네트워크는 만들 수 없습니다. 집중 장치가 있는 허브를 사용하면 비용이 몇 배 더 저렴하지만 성능 지표는 훨씬 낮아집니다.

링 토폴로지의 특성: 작동 원리

링 토폴로지는 모든 네트워크 채널이 하나의 중단되지 않은 체인으로 직접 연결됨을 의미합니다. 그렇다고 해서 그것이 전형적인 원이라는 뜻은 아닙니다. 링 네트워크의 본질은 한 컴퓨터 장치의 출력과 다른 컴퓨터 장치의 입력이 전자 데이터를 전송하는 데 사용된다는 것입니다. 정보의 이동은 하나의 스트림에서 발생합니다. 출력에 정보가 있고 입력에서 수신되지 않은 경우 후속 입력에 도달하려는 시도와 함께 해당 정보가 다시 출력으로 반환됩니다. 즉, 정보는 항상 보낸 사람에서 받는 사람으로 그리고 다시 동일한 경로를 따라 이동합니다.

논리적 링이 닫히는 경향이 있습니다. 링 네트워크의 가장 큰 장점은 설정이 매우 쉽다는 것입니다. 그러나 예상치 못한 고장에는 신뢰할 수 없습니다. 회로에 결함이 있으면 데이터 링이 중단됩니다. 실제로 대부분의 경우 IT 전문가는 수정된 링 유형의 프로젝트를 구현합니다.

로컬 컴퓨터 네트워크 생성을 위한 결합 솔루션

네트워크 안정성을 보장하기 위해 실제로는 기본 네트워크 토폴로지의 조합이 사용되는 경우가 많습니다. 가장 일반적으로 사용되는 것은 스타-버스 또는 스타-링 토폴로지입니다. 로컬 컴퓨터 네트워크를 구축할 때 여러 도구를 결합한 결과는 무엇입니까? 이에 대한 대답은 분명합니다. 네트워크 신뢰성, 고장에 대한 저항성 및 체인을 따라 정보를 전송하는 원칙을 강제로 준수하지 않아 네트워크에 결함이 발생할 때 작업이 단순화됩니다.

동시에 네트워크 자체의 작동 원리와 설치 프로세스가 모두 단순화됩니다.

요약하자면

이제 네트워크 토폴로지의 주요 유형을 알았습니다. 이 기사에 제시된 옵션은 가장 일반적이며 최신 로컬 컴퓨터 네트워크 설치에 사용됩니다. 그러나 이것이 고급 토폴로지가 사용되지 않는다는 의미는 아니며 과학 또는 군사 서비스와 같은 특정 서비스 개체를 위해 개발되는 경우가 많습니다. 그러나 일반적인 민간 애플리케이션의 경우 여기에서 설명하는 네트워크 토폴로지로 충분합니다.

기존 토폴로지는 수십 년 동안 생성되었으므로 널리 사용하는 것이 합리적입니다.

소개

1. 네트워크 토폴로지의 개념

2. 기본 네트워크 토폴로지

2.3 기본 링 네트워크 토폴로지

3. 기타 가능한 네트워크 토폴로지

3.1 트리 네트워크 토폴로지

3.2 결합된 네트워크 토폴로지

3.3 "그리드" 네트워크 토폴로지

4. 토폴로지 개념의 다의성

결론

서지

소개

오늘날 컴퓨터 네트워크를 사용하지 않고 인간의 활동을 상상하는 것은 불가능합니다.

컴퓨터 네트워크는 최소한 두 대 이상의 컴퓨터가 서로 상호 작용하는 분산 정보 처리 시스템입니다. 특별한 수단연락.

컴퓨터의 원격성과 규모에 따라 네트워크는 일반적으로 로컬과 글로벌로 구분됩니다.

로컬 네트워크는 서비스 제공업체에 도달하기 전에 폐쇄된 인프라를 갖춘 네트워크입니다. "LAN"이라는 용어는 소규모 사무실 네트워크와 수백 헥타르에 달하는 대규모 공장 수준 네트워크를 모두 설명할 수 있습니다. 로컬 네트워크는 일반적으로 특정 조직 내에 배포되므로 로컬 네트워크라고도 합니다. 기업 네트워크.

때로는 중급 클래스의 네트워크, 즉 도시 또는 지역 네트워크가 구별되는 경우도 있습니다. 도시, 지역 등 내의 네트워크

글로벌 네트워크는 로컬 네트워크와 기타 통신 네트워크 및 장치를 모두 포함하여 넓은 지리적 영역을 포괄합니다. 글로벌 네트워크는 로컬 네트워크와 거의 동일한 기능을 갖습니다. 그러나 그들은 범위를 확장합니다. 글로벌 네트워크 사용의 이점은 주로 작동 속도에 의해 제한됩니다. 글로벌 네트워크는 로컬 네트워크보다 낮은 속도로 작동합니다.

위에 나열된 컴퓨터 네트워크 중에서 네트워크 아키텍처와 데이터 전송 방법을 더 잘 이해하기 위해 로컬 네트워크에 관심을 돌릴 것입니다. 이를 위해서는 네트워크 토폴로지와 같은 것을 알아야 합니다.

1. 네트워크 토폴로지의 개념

토폴로지는 논리적 특성과 결합된 네트워크의 물리적 구성입니다. 토폴로지는 네트워크의 기본 레이아웃을 설명하는 데 사용되는 표준 용어입니다. 다양한 토폴로지가 어떻게 사용되는지 이해하면 다양한 유형의 네트워크에 어떤 기능이 있는지 확인할 수 있습니다.

토폴로지에는 두 가지 주요 유형이 있습니다.

물리적

논리적

논리적 토폴로지는 데이터를 전송할 때 네트워크 스테이션의 상호 작용 규칙을 설명합니다.

물리적 토폴로지는 저장 매체가 연결되는 방식을 결정합니다.

"네트워크 토폴로지"라는 용어는 컴퓨터, 케이블 및 기타 네트워크 구성 요소의 물리적 배열을 설명합니다. 네트워크 토폴로지에 따라 특성이 결정됩니다.

특정 토폴로지 선택은 다음에 영향을 미칩니다.

필요한 네트워크 장비 구성

네트워크 장비 특성

네트워크 확장 가능성

네트워크 관리 방법

토폴로지를 선택할 때 네트워크의 안정적이고 효율적인 운영과 네트워크 데이터 흐름의 편리한 관리를 보장한다는 점을 고려해야 합니다. 또한 네트워크는 생성 및 유지 관리 비용 측면에서 저렴해야 하는 것이 바람직하지만 동시에 추가 확장 기회가 남아 있고 바람직하게는 고속 통신 기술로 전환할 수 있는 기회도 남아 있습니다. 이것은 쉬운 일이 아닙니다! 이를 해결하려면 어떤 네트워크 토폴로지가 있는지 알아야 합니다.

2. 기본 네트워크 토폴로지

대부분의 네트워크가 구축되는 세 가지 기본 토폴로지가 있습니다.

별

반지

컴퓨터가 단일 케이블을 통해 연결된 경우 토폴로지를 "버스"라고 합니다. 컴퓨터가 단일 지점이나 허브에서 시작되는 케이블 세그먼트에 연결된 경우 이 토폴로지를 스타 토폴로지라고 합니다. 컴퓨터가 연결된 케이블이 링 형태로 닫혀 있는 경우 이 토폴로지를 링이라고 합니다.

기본 토폴로지 자체는 단순하지만 실제로는 여러 토폴로지의 속성을 결합하는 상당히 복잡한 조합이 있는 경우가 많습니다.

2.1 버스 네트워크 토폴로지

이 토폴로지에서는 모든 컴퓨터가 하나의 케이블로 서로 연결됩니다(그림 1).

그림 1 - "버스" 유형의 네트워크 토폴로지 다이어그램

"버스" 토폴로지를 사용하는 네트워크에서 컴퓨터는 데이터를 특정 컴퓨터에 주소 지정하여 전기 신호(하드웨어 MAC 주소)의 형태로 케이블을 따라 전송합니다. 버스를 통한 컴퓨터 상호작용 프로세스를 이해하려면 다음 개념을 이해해야 합니다.

신호 전송

신호 반사

터미네이터

1. 신호 전송

전기 신호 형태의 데이터는 네트워크의 모든 컴퓨터로 전송됩니다. 그러나 이러한 신호로 암호화된 수신자 주소와 주소가 일치하는 사람만 정보를 받습니다. 더욱이, 언제든지 한 대의 컴퓨터만 전송할 수 있습니다. 데이터는 한 대의 컴퓨터에서만 네트워크로 전송되므로 성능은 버스에 연결된 컴퓨터 수에 따라 달라집니다. 더 많은 것이 있습니다. 데이터 전송을 기다리는 컴퓨터가 많을수록 네트워크 속도는 느려집니다. 그러나 네트워크 대역폭과 그 안에 있는 컴퓨터 수 사이의 직접적인 관계를 도출하는 것은 불가능합니다. 컴퓨터 수 외에도 네트워크 성능은 다음을 포함한 여러 요인의 영향을 받기 때문입니다.

네트워크에 있는 컴퓨터의 하드웨어 특성

컴퓨터가 데이터를 전송하는 빈도

실행 중인 네트워크 애플리케이션 유형

네트워크 케이블 유형

네트워크상의 컴퓨터 사이의 거리

2. 신호 반사

3. 터미네이터

전기 신호가 반사되는 것을 방지하기 위해 케이블의 각 끝에 플러그(종단기)를 설치하여 이러한 신호를 흡수합니다(그림 2). 케이블 길이를 늘리려면 네트워크 케이블의 모든 끝을 컴퓨터나 배럴 커넥터와 같은 장치에 연결해야 합니다. 전기 신호가 반사되는 것을 방지하려면 터미네이터를 케이블의 연결되지 않은 끝 부분에 연결해야 합니다.

그림 2 - 터미네이터 설치

이 네트워크 토폴로지에는 장점과 단점이 있습니다. 장점은 다음과 같습니다.

짧은 네트워크 설정 시간

저렴한 비용(더 적은 케이블 및 네트워크 장치 필요)

설정의 용이성

워크스테이션 장애는 네트워크 작동에 영향을 미치지 않습니다.

이 토폴로지의 단점은 다음과 같습니다.

이러한 네트워크는 확장하기가 어렵습니다(네트워크의 컴퓨터 수와 세그먼트 수(컴퓨터를 연결하는 케이블의 개별 섹션) 증가).

버스가 공유되기 때문에 한 번에 컴퓨터 중 하나만 전송할 수 있습니다.

"버스"는 수동 토폴로지입니다. 컴퓨터는 케이블을 "수신"만 하고 네트워크를 통해 전송하는 동안 감쇠되는 신호를 복원할 수 없습니다.

버스 토폴로지를 사용하는 네트워크의 신뢰성은 낮습니다. 전기 신호가 케이블 끝에 도달하면 (특별한 조치를 취하지 않는 한) 반사되어 전체 네트워크 세그먼트의 작동을 방해합니다.

버스 토폴로지에 내재된 문제로 인해 10년 전에 널리 사용되었던 이러한 네트워크가 현재는 거의 사용되지 않습니다.

버스 네트워크 토폴로지는 10Mbps 이더넷 논리 토폴로지로 알려져 있습니다.

2.2 기본 스타 네트워크 토폴로지

스타 토폴로지에서는 모든 컴퓨터가 케이블 세그먼트를 통해 허브라고 하는 중앙 구성 요소에 연결됩니다(그림 3).

전송 컴퓨터의 신호는 허브를 통해 다른 모든 사람에게 전달됩니다.

이 토폴로지는 컴퓨터가 중앙의 기본 컴퓨터에 연결되었던 컴퓨팅 초기에 시작되었습니다.

토폴로지라는 용어는 컴퓨터, 케이블 및 기타 네트워크 구성 요소의 물리적 배열을 설명합니다.

토폴로지는 네트워크의 기본 레이아웃을 설명하기 위해 전문가가 사용하는 표준 용어입니다.

"토폴로지"라는 용어 외에도 다음과 같은 용어도 물리적 레이아웃을 설명하는 데 사용됩니다.

물리적 위치

공들여 나열한 것;

도표;

네트워크 토폴로지에 따라 특성이 결정됩니다. 특히 특정 토폴로지의 선택은 다음에 영향을 미칩니다.

필요한 네트워크 장비의 구성;

네트워크 장비의 특성;

네트워크 확장 가능성;

네트워크 관리 방법.

리소스를 공유하거나 다른 네트워크 작업을 수행하려면 컴퓨터가 서로 연결되어 있어야 합니다. 이를 위해 대부분의 경우 케이블이 사용됩니다(덜 일반적으로 무선 네트워크 - 적외선 장비). 그러나 단순히 다른 컴퓨터를 연결하는 케이블에 컴퓨터를 연결하는 것만으로는 충분하지 않습니다. 다양한 네트워크 카드, 네트워크 운영 체제 및 기타 구성 요소와 결합된 다양한 유형의 케이블에는 다양한 컴퓨터 레이아웃이 필요합니다.

각 네트워크 토폴로지는 여러 가지 조건을 부과합니다. 예를 들어, 케이블 유형뿐만 아니라 케이블 배치 방식도 결정할 수 있습니다.

기본 토폴로지

별
반지

컴퓨터가 단일 케이블을 통해 연결된 경우 토폴로지를 버스라고 합니다. 컴퓨터가 단일 지점이나 허브에서 시작되는 케이블 세그먼트에 연결된 경우 이 토폴로지를 스타 토폴로지라고 합니다. 컴퓨터가 연결된 케이블이 링 형태로 닫혀 있는 경우 이 토폴로지를 링이라고 합니다.

타이어.

버스 토폴로지는 종종 "선형 버스"라고 불립니다. 이 토폴로지는 가장 간단하고 널리 사용되는 토폴로지 중 하나입니다. 백본 또는 세그먼트라고 하는 단일 케이블을 사용하여 네트워크의 모든 컴퓨터를 연결합니다.

버스 토폴로지를 사용하는 네트워크에서 컴퓨터는 데이터를 전기 신호 형태로 케이블을 따라 전송하여 특정 컴퓨터에 주소를 지정합니다.

전기 신호 형태의 데이터는 네트워크의 모든 컴퓨터로 전송됩니다. 그러나 해당 정보는 해당 신호에 암호화된 수신자 주소와 주소가 일치하는 사람이 수신합니다. 더욱이, 언제든지 한 대의 컴퓨터만 전송할 수 있습니다.

데이터는 한 대의 컴퓨터에서만 네트워크로 전송되므로 성능은 버스에 연결된 컴퓨터 수에 따라 달라집니다. 수가 많을수록 네트워크 작동 속도가 느려집니다. 버스는 패시브 토폴로지입니다. 이는 컴퓨터가 네트워크를 통해 전송된 데이터를 "듣기"만 하고 발신자에서 수신자로 데이터를 이동시키지 않음을 의미합니다. 따라서 컴퓨터 중 하나에 오류가 발생하더라도 다른 컴퓨터의 작동에는 영향을 미치지 않습니다. 이 토폴로지에서 데이터는 케이블의 한쪽 끝에서 다른 쪽 끝까지 네트워크 전체에 분산됩니다. 아무 조치도 취하지 않으면 케이블 끝에 도달하는 신호가 반사되어 다른 컴퓨터에서 전송할 수 없게 됩니다. 따라서 데이터가 목적지에 도달한 후에는 전기 신호가 소멸되어야 합니다. 이를 위해 전기 신호를 흡수하는 버스 토폴로지를 갖춘 네트워크의 케이블 양쪽 끝에 터미네이터(플러그라고도 함)가 설치됩니다.

장점: 추가 활성 장비(예: 중계기)가 없기 때문에 이러한 네트워크가 간단하고 저렴합니다.

선형 로컬 네트워크 토폴로지 다이어그램

그러나 선형 토폴로지의 단점은 네트워크 크기, 기능 및 확장성에 대한 제한이 있다는 것입니다.

반지

링 토폴로지에서 각 워크스테이션은 가장 가까운 두 개의 이웃에 연결됩니다. 이 관계는 루프나 링 형태의 로컬 네트워크를 형성합니다. 데이터는 한 방향으로 원을 그리며 전송되며, 각 스테이션은 자신에게 주소가 지정된 패킷을 수신 및 응답하고 다른 패킷을 "다운"된 다음 워크스테이션으로 전송하는 중계기 역할을 합니다. 원래의 링 네트워크에서는 모든 객체가 서로 연결되어 있었습니다. 이 연결을 닫아야 했습니다. 패시브 버스 토폴로지와 달리 여기에서는 각 컴퓨터가 리피터 역할을 하여 신호를 증폭하여 다음 컴퓨터로 전달합니다. 이 토폴로지의 장점은 예측 가능한 네트워크 응답 시간이었습니다. 링에 더 많은 장치가 있을수록 네트워크가 요청에 응답하는 데 더 오랜 시간이 걸립니다. 가장 큰 단점은 하나 이상의 장치에 장애가 발생하면 전체 네트워크가 작동하지 않는다는 것입니다.

링을 통한 데이터 전송 원리 중 하나는 다음과 같습니다. 토큰을 전달합니다.그 요지는 이것이다. 토큰은 데이터를 전송하려는 컴퓨터가 토큰을 받을 때까지 한 컴퓨터에서 다른 컴퓨터로 순차적으로 전송됩니다. 보내는 컴퓨터는 토큰을 수정하고 이메일 주소를 데이터에 넣은 다음 이를 링 주위로 보냅니다.

이 토폴로지는 다음을 통해 모든 네트워크 장치를 연결함으로써 개선될 수 있습니다. 바퀴통(바퀴통다른 장치를 연결하는 장치). 시각적으로 "조정된" 링은 더 이상 물리적으로 링이 아니지만 이러한 네트워크에서는 데이터가 여전히 원을 그리며 전송됩니다.

그림에서 실선은 물리적 연결을 나타내고 점선은 데이터 전송 방향을 나타냅니다. 따라서 이러한 네트워크는 논리적인 링 토폴로지를 가지지만 물리적으로는 별 모양입니다.

별

스타 토폴로지에서는 모든 컴퓨터가 케이블 세그먼트를 통해 허브가 있는 중앙 구성 요소에 연결됩니다. 전송 컴퓨터의 신호는 허브를 통해 다른 모든 사람에게 전달됩니다. 스타 네트워크에서는 케이블 연결 및 네트워크 구성 관리가 중앙 집중화됩니다. 그러나 단점도 있습니다. 모든 컴퓨터가 중앙 지점에 연결되어 있으므로 대규모 네트워크의 경우 케이블 소비가 크게 늘어납니다. 또한 중앙 구성 요소에 장애가 발생하면 전체 네트워크가 중단됩니다.

장점: 컴퓨터 한 대가 고장나거나 컴퓨터 한 대를 연결하는 케이블이 끊어지면 해당 컴퓨터만 신호를 주고받을 수 없습니다. 이는 네트워크의 다른 컴퓨터에는 영향을 미치지 않습니다. 전체 네트워크 속도는 허브의 대역폭에 의해서만 제한됩니다.

스타 토폴로지는 현대 로컬 네트워크에서 지배적입니다. 이러한 네트워크는 네트워크에 대한 장치 액세스 방법이 엄격하게 고정되어 있는 보다 복잡한 네트워크에 비해 매우 유연하고 쉽게 확장 가능하며 상대적으로 저렴합니다. 따라서 "별"은 오래되고 거의 사용되지 않는 선형 및 링 토폴로지를 대체했습니다. 더욱이 그들은 마지막 유형의 토폴로지에 대한 과도기적 링크가 되었습니다. 별에 전화를 걸었습니다이자형.

스위치는 다중 포트 활성 네트워크 장치입니다. 스위치는 연결된 장치의 하드웨어(또는 MAC–MediaAccessControl) 주소를 "기억"하고 데이터가 전송되는 발신자에서 수신자까지 임시 경로를 생성합니다. 스위치 토폴로지를 사용하는 일반적인 로컬 네트워크에는 스위치에 대한 여러 연결이 있습니다. 각 포트와 이에 연결된 장치에는 고유한 대역폭(데이터 전송 속도)이 있습니다.

스위치는 네트워크 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다. 첫째, 특정 네트워크에 사용할 수 있는 총 대역폭이 늘어납니다. 예를 들어, 8선 스위치는 8개의 별도 연결을 가질 수 있으며 각각 최대 10Mbit/s의 속도를 지원합니다. 따라서 이러한 장치의 처리량은 80Mbit/s입니다. 우선, 스위치는 단일 세그먼트의 전체 대역폭을 채울 수 있는 장치 수를 줄여 네트워크 성능을 향상시킵니다. 그러한 세그먼트 중 하나에는 워크스테이션 네트워크 장치와 스위치 포트라는 두 개의 장치만 포함됩니다. 따라서 10Mbit/s의 대역폭에 대해 "경쟁"할 수 있는 장치는 2개뿐이며, 8개 장치는 불가능합니다(대역폭을 세그먼트로 분할하는 기능을 제공하지 않는 일반 8포트 허브를 사용하는 경우).

결론적으로 물리적 연결의 토폴로지(네트워크의 물리적 구조)와 논리적 연결의 토폴로지(네트워크의 논리적 구조)에는 차이가 있다고 해야 할 것입니다.

구성 물리적 연결컴퓨터의 전기적 연결에 의해 결정되며 그래프로 표현될 수 있으며, 노드는 컴퓨터와 통신 장비이고 가장자리는 노드 쌍을 연결하는 케이블 세그먼트에 해당합니다.

논리적 연결네트워크를 통한 정보 흐름 경로를 나타내며 통신 장비를 적절하게 구성하여 형성됩니다.

물리적 토폴로지와 논리적 토폴로지가 동일한 경우도 있고 그렇지 않은 경우도 있습니다.

그림에 표시된 네트워크는 물리적 토폴로지와 논리적 토폴로지 간의 불일치의 예입니다. 물리적으로 컴퓨터는 공통 버스 토폴로지를 사용하여 연결됩니다. 버스에 대한 액세스는 임의 액세스 알고리즘에 따라 발생하지 않고 컴퓨터 A에서 컴퓨터 B로, 컴퓨터 B에서 컴퓨터 C로 링 패턴으로 토큰(토큰)을 전송하여 발생합니다. 여기서 토큰 전송 순서는 더 이상 반복되지 않습니다. 물리적 연결, 그러나 네트워크 어댑터의 논리적 구성에 따라 결정됩니다. 컴퓨터가 다른 순서(예: B, A, C...)로 링을 형성하도록 네트워크 어댑터와 해당 드라이버를 구성하는 데 방해가 되는 것은 없습니다. 그러나 물리적 구조는 변경되지 않습니다.

무선 네트워크.

"무선 환경"이라는 표현은 네트워크에 전선이 전혀 없다는 뜻이므로 오해를 불러일으킬 수 있습니다. 실제로 무선 구성 요소는 일반적으로 케이블을 전송 매체로 사용하는 네트워크와 상호 작용합니다. 이러한 구성 요소가 혼합된 네트워크를 하이브리드라고 합니다.

기술에 따라 무선 네트워크는 세 가지 유형으로 나눌 수 있습니다.

근거리 통신망;

확장된 근거리 통신망;

모바일 네트워크(노트북 컴퓨터).

전송 방법:

적외선;

좁은 스펙트럼의 무선 전송(단일 주파수 전송);
분산된 스펙트럼의 무선 전송.

이러한 데이터 전송 및 수신 방법 외에도 모바일 네트워크, 패킷 무선 연결, 셀룰러 네트워크 및 마이크로파 데이터 전송 시스템을 사용할 수 있습니다.

오늘날 사무실 네트워크는 단순히 컴퓨터를 서로 연결하는 것만이 아닙니다. 기업의 재무제표와 인사 정보를 모두 저장하는 데이터베이스가 없는 현대 사무실은 상상하기 어렵습니다. 대규모 네트워크에서는 일반적으로 데이터베이스 보안과 액세스 속도를 높이기 위해 별도의 서버를 사용하여 데이터베이스를 저장합니다. 또한 이제 인터넷에 접속할 수 없는 현대적인 사무실은 상상하기 어렵습니다. 구성표 옵션 무선 네트워크사무실은 사진에 나와있어요

이제 결론을 내려보겠습니다. 미래의 네트워크는 신중하게 계획되어야 합니다. 이렇게 하려면 다음 질문에 대답해야 합니다.

왜 네트워크가 필요한가요?

네트워크에는 몇 명의 사용자가 있습니까?

네트워크는 얼마나 빨리 확장됩니까?

이 네트워크에는 인터넷 액세스가 필요합니까?

네트워크 사용자를 중앙 집중적으로 관리해야 합니까?

그런 다음 종이에 네트워크의 대략적인 다이어그램을 그립니다. 네트워크 비용을 잊어서는 안됩니다.

우리가 확립한 것처럼 토폴로지는 전체 네트워크 성능을 향상시키는 데 가장 중요한 요소입니다. 기본 토폴로지는 어떤 조합으로도 사용할 수 있습니다. 각 토폴로지의 강점과 약점이 원하는 네트워크 성능에 영향을 미치며 기존 기술에 따라 달라진다는 점을 이해하는 것이 중요합니다. 네트워크의 실제 위치(예: 여러 건물), 케이블 사용 가능성, 설치 경로 및 유형 사이의 균형을 유지해야 합니다.

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