O que é topologia de rede?

Em Dicionário técnico por André M. Coelho

A configuração, ou topologia, de uma rede é essencial para determinar seu desempenho. A topologia de rede é a maneira como uma rede é organizada, incluindo a descrição física ou lógica de como os links e nós são configurados para se relacionar.

O que é topologia de rede?

A topologia de rede refere-se a como vários nós, dispositivos e conexões em sua rede são organizados física ou logicamente em relação um ao outro. Pense na sua rede como uma cidade e na topologia como o roteiro. Assim como existem muitas maneiras de organizar e manter uma cidade – como garantir que as ruas e avenidas possam facilitar a passagem entre as partes da cidade que obtêm o máximo de tráfego – existem várias maneiras de organizar uma rede. Cada um atem vantagens e desvantagens e, dependendo das necessidades da sua empresa, certos acordos podem fornecer um maior grau de conectividade e segurança.

Tipos de topologia de rede

Existem duas abordagens para a topologia da rede: física e lógica. A topologia de rede física, como o nome sugere, refere -se às conexões físicas e interconexões entre nós e a rede – os fios, cabos e assim por diante. A topologia de rede lógica é um pouco mais abstrata e estratégica, referindo -se ao entendimento conceitual de como e por que a rede é organizada da maneira que é e como os dados se movem através dela.

O layout da sua rede é importante por vários motivos. Acima de tudo, ele desempenha um papel essencial em como e quão bem sua rede funciona. A escolha da topologia certa para o modelo operacional da sua empresa pode aumentar o desempenho e facilitar a localização de falhas, solucionar erros e alocar mais efetivamente recursos em toda a rede para garantir a saúde ideal da rede. Uma topologia de rede simplificada e gerenciada adequadamente pode aumentar a eficiência de energia e dados, o que, por sua vez, pode ajudar a reduzir os custos operacionais e de manutenção.

O design e a estrutura de uma rede são geralmente mostrados e manipulados em um diagrama de topologia de rede criado por software. Esses diagramas são essenciais por alguns motivos, mas especialmente para como eles podem fornecer representações visuais de layouts físicos e lógicos, permitindo que os administradores vejam as conexões entre os dispositivos ao solucionar problemas.

A maneira como uma rede é organizada pode fazer ou quebrar a funcionalidade de rede, conectividade e proteção contra o tempo de inatividade. A questão de “O que é topologia de rede?” Pode ser respondido com uma explicação das duas categorias na topologia da rede.

Física

A topologia de rede física refere -se às conexões reais (fios, cabos etc.) de como a rede é organizada. As tarefas de configuração, manutenção e provisionamento exigem informações sobre a rede física.

Lógica

A topologia de rede lógica é uma ideia de nível superior de como a rede é configurada, incluindo quais nós se conectam e de quais formas, bem como como os dados são transmitidos pela rede. A topologia de rede lógica inclui quaisquer recursos virtuais e em nuvem.

O gerenciamento e o monitoramento da rede eficazes exigem uma forte compreensão da topologia física e lógica de uma rede para garantir que sua rede seja eficiente e saudável.

A topologia de rede tem diferentes estruturas para atender diferentes projetos. (Imagem: Pinterest)

Estrutura ou arranjo de topologia de rede

O arranjo de uma rede que compreende nós e linhas de conexão via remetente e receptor é chamado de topologia de rede. As várias topologias de rede são:

1. Topologia mesh

Em uma topologia mesh, todo dispositivo está conectado a outro dispositivo por meio de um canal específico. Na topologia de malha, os protocolos utilizados são AHCP (Protocolos de Configuração Ad Hoc), DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), etc.

Cada dispositivo está conectado com outro por meio de canais dedicados. Esses canais são conhecidos como links.

Suponha que o N número de dispositivos esteja conectado entre si em uma topologia de malha, o número total de portas exigidas por cada dispositivo é N-1.Se existem 5 dispositivos conectados entre si, portanto, o número total de portas exigidas por cada dispositivo é 4. Número total de portas necessárias = n*(n-1).

Suponha que N número de dispositivos esteja conectado entre si em uma topologia de malha e, em seguida, o número total de links dedicados necessários para conectá-los é NC2, isto é, n (n-1)/2. Se existem 5 dispositivos conectados entre si, portanto, o número total de links necessários é 5*4/2 = 10.

Vantagens desta topologia:

É robusta.
A falha é diagnosticada facilmente. Os dados são confiáveis porque os dados são transferidos entre os dispositivos por meio de canais ou links dedicados.
Fornece segurança e privacidade.

Problemas com esta topologia:

Instalação e configuração são difíceis.
O custo dos cabos é alto, pois a fiação a granel é necessária, portanto, adequada para menos número de dispositivos.
O custo de manutenção é alto.

2. Topologia em estrela

Na topologia em estrela, todos os dispositivos estão conectados a um único hub através de um cabo. Este hub é o nó central e todos os outros nós estão conectados ao nó central. O hub pode ser de natureza passiva, isto é, não um hub inteligente, como dispositivos de transmissão, ao mesmo tempo em que o hub pode ser inteligente conhecido como hub ativo. Hubs ativos têm repetidores neles. Na topologia de estrelas, muitos protocolos populares da Ethernet LAN são usados como CD (detecção de colisão), CSMA (acesso múltiplo de transportadora), etc.

Vantagens desta topologia:

Se N dispositivos estiverem conectados entre si em uma topologia em estrela, o número de cabos necessários para conectá-los é N. Portanto, é fácil configurar.
Cada dispositivo requer apenas 1 porta, ou seja, para conectar -se ao hub; portanto, o número total de portas necessárias é N.
É robusto. Se um link falhar, apenas esse link afetará e não além disso.
Identificação de falha fácil e isolamento de falhas.

Problemas com esta topologia:

Se o concentrador (hub) no qual toda a topologia depende de falhar, todo o sistema cairá.
O custo da instalação é alto.
O desempenho é baseado no concentrador único, isto é, hub.

3. Topologia de barramento

A topologia de barramento é um tipo de rede no qual todo computador e dispositivo de rede está conectado a um único cabo. Ele transmite os dados de uma extremidade para outra em uma única direção. Nenhum recurso bidirecional está na topologia de ônibus.

É uma conexão de vários pontos e uma topologia não robusta, porque se a espinha dorsal falhar, a topologia falha. Na topologia de ônibus, vários protocolos de Mac (Media Access Control) são seguidos por conexões LAN Ethernet como TDMA, Pure Aloha, CDMA, Aloha Slotted Aloha, etc.

Vantagens desta topologia:

Se N dispositivos estiverem conectados entre si em uma topologia de barramento, o número de cabos necessários para conectá-los é 1, que é conhecido como cabo de backbone, e as linhas de queda N são necessárias.
O custo do cabo é menos comparado a outras topologias, mas é usada para criar pequenas redes.

Problemas com esta topologia:

Se o cabo comum falhar, todo o sistema cairá.
Se o tráfego da rede for pesado, aumenta as colisões na rede. Para evitar isso, vários protocolos são usados ??na camada MAC conhecida como aloha pura, aloha com fenda, csma/cd, etc.
A segurança é muito baixa.

4. Topologia de anel

Nesta topologia, ele forma um anel que conecta dispositivos com exatamente dois dispositivos vizinhos.

Vários repetidores são usados para topologia de anel com um grande número de nós, porque se alguém quiser enviar alguns dados para o último nó na topologia do anel com 100 nós, os dados terão que passar por 99 nós para alcançar o 100º nó. Portanto, para impedir que os repetidores de perda de dados sejam usados na rede.

A transmissão é unidirecional, mas pode ser feita bidirecional tendo 2 conexões entre cada nó de rede, é chamado de topologia de anel duplo. Topologia no ringue, o protocolo de passagem do token é usado pelas estações de trabalho para transmitir os dados.

As seguintes operações ocorrem na topologia de anel são:

Uma estação é conhecida como uma estação de monitor que assume toda a responsabilidade de executar as operações.

Para transmitir os dados, a estação deve manter o token. Após a transmissão, o token deve ser liberado para outras estações usarem.

Quando nenhuma estação estiver transmitindo os dados, o token circula no anel.

Existem dois tipos de técnicas de liberação de token: liberação de token precoce libera o token logo após a transmissão dos dados e a liberação do token atrasa o token após o recebimento do reconhecimento do receptor.

Vantagens desta topologia:

A possibilidade de colisão é mínima nesse tipo de topologia.
Barato para instalar e expandir.

Problemas com esta topologia:

Solução de problemas é difícil nessa topologia.
A adição de estações entre ou a remoção de estações pode perturbar toda a topologia.
Menos seguro.

5. Topologia de árvore

Esta topologia é a variação da topologia em estrela. Esta topologia possui um fluxo hierárquico de dados. Na topologia de árvore, são utilizados protocolos SAC (configuração automática padrão), como DHCP e SAC.

Nisso, os vários hubs secundários estão conectados ao hub central que contém o repetidor. Esse fluxo de dados de cima para baixo, isto é, do hub central para o secundário e depois para os dispositivos ou de baixo para cima, ou seja, dispositivos para o hub secundário e depois para o hub central. É uma conexão de vários pontos e uma topologia não robusta, porque se a espinha dorsal falhar, a topologia falha.

Vantagens desta topologia:

Ele permite que mais dispositivos sejam anexados a um único hub central, portanto diminui a distância percorrida pelo sinal para chegar aos dispositivos.
Ele permite que a rede seja isolada e também priorize de diferentes computadores.

Problemas com esta topologia:

Se o hub central falhar, todo o sistema falhará.
O custo é alto por causa do cabeamento.

6. Topologia híbrida

Essa tecnologia de topologia é a combinação de todos os vários tipos de topologias que estudamos acima. É usado quando os nós são livres para assumir qualquer formulário. Isso significa que eles podem ser indivíduos como topologia de anel ou estrela ou podem ser uma combinação de vários tipos de topologias vistas acima. Cada topologia individual usa o protocolo que foi discutido anteriormente.

Ela basicamente contém uma combinação de todos os tipos diferentes de redes, bem como suas qualidades e defeitos. É usada para reduzir o impacto dos defeitos de cada tipo de topologia em um sistema de rede.

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Sobre o autor

No final da década de 90, André começou a lidar diretamente com tecnologia ao comprar seu primeiro computador. Foi um dos primeiros a ter acesso à internet em sua escola. Desde então, passou a usar a internet e a tecnologia para estudar, jogar, e se informar, desde 2012 compartilhando neste site tudo o que aprendeu.

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