Cấu trúc liên kết mạng – Wikipedia

Posted on by lordneo

Cấu trúc liên kết mạng là sự sắp xếp các thành phần (liên kết, nút, v.v.) của mạng truyền thông. [1][2] Cấu trúc liên kết mạng có thể được sử dụng để xác định hoặc mô tả sự sắp xếp của các loại mạng viễn thông khác nhau, bao gồm cả lệnh và điều khiển các mạng vô tuyến, [3] các trường công nghiệp và mạng máy tính.

Cấu trúc liên kết mạng là cấu trúc tôpô [4] của mạng và có thể được mô tả bằng vật lý hoặc logic. Nó là một ứng dụng của lý thuyết đồ thị [3] trong đó các thiết bị giao tiếp được mô hình hóa thành các nút và các kết nối giữa các thiết bị được mô hình hóa dưới dạng liên kết hoặc đường giữa các nút. Cấu trúc liên kết vật lý là vị trí của các thành phần khác nhau của mạng (ví dụ: vị trí thiết bị và cài đặt cáp), trong khi cấu trúc liên kết logic minh họa cách dữ liệu chảy trong mạng. Khoảng cách giữa các nút, kết nối vật lý, tốc độ truyền hoặc loại tín hiệu có thể khác nhau giữa hai mạng khác nhau, tuy nhiên cấu trúc liên kết của chúng có thể giống hệt nhau. Cấu trúc liên kết vật lý của mạng là mối quan tâm đặc biệt của lớp vật lý của mô hình OSI.

Ví dụ về cấu trúc liên kết mạng được tìm thấy trong các mạng cục bộ (LAN), một cài đặt mạng máy tính phổ biến. Bất kỳ nút đã cho nào trong mạng LAN đều có một hoặc nhiều liên kết vật lý đến các thiết bị khác trong mạng; ánh xạ đồ họa các liên kết này dẫn đến một hình dạng hình học có thể được sử dụng để mô tả cấu trúc liên kết vật lý của mạng. Một loạt các cấu trúc liên kết vật lý đã được sử dụng trong mạng LAN, bao gồm vòng, xe buýt, lưới và ngôi sao. Ngược lại, ánh xạ luồng dữ liệu giữa các thành phần xác định cấu trúc liên kết logic của mạng. Để so sánh, Mạng Khu vực điều khiển, phổ biến trên các phương tiện, chủ yếu là các mạng hệ thống điều khiển phân tán của một hoặc nhiều bộ điều khiển được kết nối với các cảm biến và cơ cấu chấp hành, luôn luôn là cấu trúc liên kết bus vật lý.

Cấu trúc liên kết [ chỉnh sửa ]

Sơ đồ của các cấu trúc liên kết mạng khác nhau.

Hai loại cấu trúc liên kết mạng cơ bản tồn tại, cấu trúc liên kết vật lý và cấu trúc liên kết logic. ]

Bố cục phương tiện truyền dẫn được sử dụng để liên kết các thiết bị là cấu trúc liên kết vật lý của mạng. Đối với môi trường quang dẫn hoặc sợi quang, điều này đề cập đến cách bố trí cáp, vị trí của các nút và các liên kết giữa các nút và cáp. [1] Cấu trúc liên kết vật lý của mạng được xác định bởi khả năng của các thiết bị truy cập mạng và phương tiện truyền thông, mức độ kiểm soát hoặc khả năng chịu lỗi mong muốn và chi phí liên quan đến hệ thống cáp hoặc mạch viễn thông.

Ngược lại, cấu trúc liên kết logic là cách các tín hiệu hoạt động trên phương tiện mạng hoặc cách dữ liệu truyền qua mạng từ thiết bị này sang thiết bị khác mà không liên quan đến kết nối vật lý của thiết bị. Cấu trúc liên kết logic của một mạng không nhất thiết giống như cấu trúc liên kết vật lý của nó. Ví dụ, Ethernet xoắn đôi ban đầu sử dụng các bộ lặp lặp là một cấu trúc liên kết bus logic được thực hiện trên cấu trúc liên kết sao vật lý. Token ring là một cấu trúc liên kết vòng logic, nhưng được nối dây như một ngôi sao vật lý từ đơn vị truy cập phương tiện truyền thông. Về mặt vật lý, AFDX có thể là một cấu trúc liên kết sao xếp tầng của nhiều bộ chuyển mạch Ethernet dự phòng kép; tuy nhiên, các liên kết ảo AFDX được mô hình hóa như các kết nối bus truyền phát đơn chuyển đổi thời gian, do đó theo mô hình an toàn của cấu trúc liên kết bus một máy phát được sử dụng trước đây trong máy bay. Các cấu trúc liên kết logic thường được liên kết chặt chẽ với các phương thức và giao thức kiểm soát truy cập phương tiện truyền thông. Một số mạng có thể tự động thay đổi cấu trúc liên kết logic thông qua thay đổi cấu hình cho bộ định tuyến và chuyển mạch của chúng.

CÁC LOẠI CHỦ ĐỀ MẠNG

(Được thêm bởi Kartik Sauhta {Đại học Bahra})

Bus mạng cấu trúc liên kết mỗi máy trạm được kết nối với một cáp chính gọi là xe buýt. Do đó, trong thực tế, mỗi máy trạm được kết nối trực tiếp với mọi máy trạm khác trong mạng.

Star mạng cấu trúc liên kết có một máy tính hoặc máy chủ trung tâm mà tất cả các máy trạm được kết nối trực tiếp. Mỗi máy trạm được kết nối gián tiếp với nhau thông qua máy tính trung tâm.

Mạng mạng cấu trúc liên kết các máy trạm được kết nối trong cấu hình vòng kín. Các cặp máy trạm liền kề được kết nối trực tiếp. Các cặp máy trạm khác được kết nối gián tiếp, dữ liệu đi qua một hoặc nhiều nút trung gian.

Mã thông báo Giao thức Ring được sử dụng trong cấu trúc liên kết hình sao hoặc vòng, tín hiệu chỉ truyền theo một hướng, được mang theo bởi một mã thông báo từ nút này sang nút khác.

Lưới mạng cấu trúc liên kết sử dụng một trong hai sơ đồ, được gọi là lưới đầy đủ và lưới một phần. Trong cấu trúc liên kết lưới đầy đủ, mỗi máy trạm được kết nối trực tiếp với từng máy khác. Trong cấu trúc liên kết lưới một phần, một số máy trạm được kết nối với tất cả các máy khác và một số máy chủ chỉ được kết nối với các nút khác mà chúng trao đổi nhiều dữ liệu nhất.

Tree mạng cấu trúc liên kết sử dụng hai hoặc nhiều mạng sao được kết nối với nhau. Các máy tính trung tâm của các mạng sao được kết nối với một xe buýt chính. Do đó, một mạng cây là một mạng lưới xe buýt của các mạng sao.

Logic ( hoặc tín hiệu ) cấu trúc liên kết đề cập đến bản chất của các đường dẫn tín hiệu đi từ nút này sang nút khác. Trong nhiều trường hợp, cấu trúc liên kết logic giống như cấu trúc liên kết vật lý. Nhưng đây không phải là luôn luôn như vậy. Ví dụ, một số mạng được bố trí vật lý trong cấu hình sao, nhưng chúng hoạt động hợp lý như mạng bus hoặc mạng vòng.

Phương tiện truyền dẫn (thường được gọi trong tài liệu là phương tiện vật lý ) được sử dụng để liên kết các thiết bị để tạo thành một mạng máy tính bao gồm cáp điện (Ethernet, HomePNA, truyền thông đường dây điện, G.hn), cáp quang (truyền thông sợi quang) và sóng vô tuyến (mạng không dây). Trong mô hình OSI, chúng được xác định ở lớp 1 và 2 – lớp vật lý và lớp liên kết dữ liệu.

Một họ được áp dụng rộng rãi phương tiện truyền dẫn được sử dụng trong công nghệ mạng cục bộ (LAN) được gọi chung là Ethernet. Các tiêu chuẩn phương tiện và giao thức cho phép giao tiếp giữa các thiết bị được kết nối qua Ethernet được xác định bởi IEEE 802.3. Ethernet truyền dữ liệu qua cả cáp đồng và cáp quang. Các tiêu chuẩn mạng LAN không dây (ví dụ: các chuẩn được xác định bởi IEEE 802.11) sử dụng sóng radio hoặc các loại khác sử dụng tín hiệu hồng ngoại làm phương tiện truyền dẫn. Truyền thông đường dây điện sử dụng hệ thống cáp điện của tòa nhà để truyền dữ liệu.

Các công nghệ có dây [ chỉnh sửa ]

Gói các sợi thủy tinh có ánh sáng phát ra từ đầu

Các đơn đặt hàng của các công nghệ có dây sau đây, từ chậm nhất đến tốc độ truyền nhanh nhất .

  • Cáp đồng trục được sử dụng rộng rãi cho các hệ thống truyền hình cáp, tòa nhà văn phòng và các địa điểm làm việc khác cho mạng cục bộ. Các dây cáp bao gồm dây đồng hoặc nhôm được bao quanh bởi một lớp cách điện (thường là vật liệu dẻo có hằng số điện môi cao), bản thân nó được bao quanh bởi một lớp dẫn điện. Cách nhiệt giúp giảm thiểu nhiễu và biến dạng. Tốc độ truyền dao động từ 200 triệu bit mỗi giây đến hơn 500 triệu bit mỗi giây.
  • Công nghệ ITU-T G.hn sử dụng hệ thống dây điện gia đình hiện có (cáp đồng trục, đường dây điện thoại và đường dây điện) để tạo ra mức cao tốc độ (lên tới 1 Gigabit / giây) mạng cục bộ.
  • Dấu vết tín hiệu trên bảng mạch in là phổ biến cho giao tiếp nối tiếp cấp bảng, đặc biệt là giữa các loại mạch tích hợp nhất định, một ví dụ phổ biến là SPI.
  • Cáp ruy băng (không được che chắn và có thể không được che chắn) đã là phương tiện hiệu quả về chi phí cho các giao thức nối tiếp, đặc biệt là trong vỏ kim loại hoặc được cuộn trong bím đồng hoặc giấy bạc, trong khoảng cách ngắn hoặc ở tốc độ dữ liệu thấp hơn. Một số giao thức mạng nối tiếp có thể được triển khai mà không cần cáp đôi được bảo vệ hoặc xoắn, với cáp "phẳng" hoặc "ruy băng" hoặc cáp ruy băng phẳng / xoắn, nên EMC, độ dài và hạn chế băng thông cho phép: RS-232, [6] RS-422, RS-485, [7] CAN, [8] GPIB, SCSI, [9] v.v.
  • Dây đôi xoắn là phương tiện được sử dụng rộng rãi nhất cho mọi viễn thông. [ cần trích dẫn ] Cáp xoắn đôi bao gồm các dây đồng được xoắn thành cặp. Dây điện thoại thông thường bao gồm hai dây đồng cách điện được xoắn thành cặp. Hệ thống cáp mạng máy tính (Ethernet có dây theo định nghĩa của IEEE 802.3) bao gồm 4 cặp cáp đồng có thể được sử dụng cho cả truyền thoại và dữ liệu. Việc sử dụng hai dây xoắn với nhau giúp giảm nhiễu xuyên âm và cảm ứng điện từ. Tốc độ truyền dao động từ 2 triệu bit mỗi giây đến 10 tỷ bit mỗi giây. Cáp xoắn đôi có hai dạng: cặp xoắn không được che chở (UTP) và cáp xoắn đôi được bảo vệ (STP). Mỗi dạng có một số xếp hạng, được thiết kế để sử dụng trong các tình huống khác nhau.
Bản đồ thế giới với các đường màu đỏ và xanh

2007 hiển thị cáp viễn thông cáp quang trên tàu ngầm trên khắp thế giới.
  • Một sợi quang là sợi thủy tinh. Nó mang các xung ánh sáng đại diện cho dữ liệu. Một số ưu điểm của sợi quang so với dây kim loại là tổn thất truyền rất thấp và khả năng miễn nhiễm với nhiễu điện. Sợi quang có thể đồng thời mang nhiều bước sóng ánh sáng, giúp tăng đáng kể tốc độ dữ liệu có thể được gửi và giúp cho tốc độ dữ liệu lên tới hàng nghìn tỷ bit mỗi giây. Sợi quang có thể được sử dụng để chạy cáp dài với tốc độ dữ liệu rất cao và được sử dụng cho cáp dưới biển để kết nối các lục địa.

Giá là yếu tố chính phân biệt các tùy chọn công nghệ có dây và không dây trong doanh nghiệp. Tùy chọn không dây có giá cao hơn có thể khiến việc mua máy tính có dây, máy in và các thiết bị khác trở thành lợi ích tài chính. Trước khi đưa ra quyết định mua các sản phẩm công nghệ có dây cứng, cần xem xét lại các hạn chế và giới hạn của các lựa chọn. Nhu cầu kinh doanh và nhân viên có thể ghi đè lên bất kỳ cân nhắc chi phí nào. [10]

Công nghệ không dây [ chỉnh sửa ]

Máy tính xách tay màu đen có bộ định tuyến trong nền

links
  • Lò vi sóng mặt đất – Truyền thông vi sóng trên mặt đất sử dụng các máy phát và máy thu trên trái đất giống như các món ăn vệ tinh. Sóng vi ba trên mặt đất nằm trong phạm vi gigahertz thấp, điều này giới hạn tất cả các thông tin liên lạc đến tầm nhìn. Các trạm chuyển tiếp cách nhau khoảng 50 km (30 dặm).
  • Các vệ tinh liên lạc – Vệ tinh liên lạc qua sóng vô tuyến vi sóng, không bị khí quyển Trái đất làm chệch hướng. Các vệ tinh được đặt trong không gian, thường là trên quỹ đạo địa tĩnh 35.786 km (22.236 mi) phía trên đường xích đạo. Các hệ thống quỹ đạo Trái đất này có khả năng nhận và chuyển tiếp tín hiệu thoại, dữ liệu và tín hiệu TV.
  • Hệ thống di động và PCS sử dụng một số công nghệ liên lạc vô tuyến. Các hệ thống phân chia khu vực được bao phủ thành nhiều khu vực địa lý. Mỗi khu vực có một máy phát công suất thấp hoặc thiết bị ăng-ten chuyển tiếp vô tuyến để chuyển tiếp các cuộc gọi từ khu vực này sang khu vực tiếp theo. di động và một công nghệ vô tuyến tần số thấp. Mạng LAN không dây sử dụng công nghệ trải phổ để cho phép giao tiếp giữa nhiều thiết bị trong một khu vực hạn chế. IEEE 802.11 định nghĩa một hương vị chung của công nghệ sóng vô tuyến không dây tiêu chuẩn mở được gọi là Wi-Fi.
  • Truyền thông quang không gian tự do sử dụng ánh sáng khả kiến ​​hoặc vô hình để liên lạc. Trong hầu hết các trường hợp, việc truyền lan tầm nhìn được sử dụng, điều này hạn chế việc định vị vật lý của các thiết bị giao tiếp.

Các công nghệ kỳ lạ [ chỉnh sửa ]

trên phương tiện truyền thông kỳ lạ:

Cả hai trường hợp đều có thời gian trễ chuyến đi khứ hồi lớn, giúp liên lạc hai chiều chậm, nhưng không ngăn được việc gửi một lượng lớn thông tin.

Các nút mạng là điểm kết nối của môi trường truyền tới các máy phát và máy thu của tín hiệu điện, quang hoặc vô tuyến được truyền trong môi trường. Các nút có thể được liên kết với một máy tính, nhưng một số loại nhất định có thể chỉ có một vi điều khiển tại một nút hoặc có thể không có thiết bị lập trình nào cả. Trong cách đơn giản nhất của sắp xếp nối tiếp, một bộ phát RS-232 có thể được kết nối bằng một cặp dây với một máy thu, tạo thành hai nút trên một liên kết hoặc cấu trúc liên kết điểm-điểm. Một số giao thức cho phép một nút duy nhất chỉ truyền hoặc nhận (ví dụ: ARINC 429). Các giao thức khác có các nút có thể truyền và nhận vào một kênh duy nhất (ví dụ: CAN có thể có nhiều bộ thu phát được kết nối với một bus). Trong khi các khối xây dựng hệ thống thông thường của mạng máy tính bao gồm bộ điều khiển giao diện mạng (NIC), bộ lặp, bộ trung tâm, cầu nối, bộ chuyển mạch, bộ định tuyến, modem, cổng và tường lửa, hầu hết các mối quan tâm của mạng ngoài cấu trúc mạng vật lý và có thể được biểu diễn dưới dạng đơn các nút trên một cấu trúc liên kết mạng vật lý cụ thể.

Giao diện mạng [ chỉnh sửa ]

Mạch giao diện mạng có cổng cho ATM

Giao diện mạng ATM ở dạng thẻ phụ kiện. Rất nhiều giao diện mạng được tích hợp sẵn.

Bộ điều khiển giao diện mạng (NIC) là phần cứng máy tính cung cấp cho máy tính khả năng truy cập phương tiện truyền dẫn và có khả năng xử lý thông tin mạng cấp thấp. Ví dụ, NIC có thể có một đầu nối để chấp nhận cáp hoặc trên không để truyền và nhận không dây và mạch liên quan.

NIC đáp ứng lưu lượng truy cập được gửi đến một địa chỉ mạng cho toàn bộ NIC hoặc máy tính.

Trong các mạng Ethernet, mỗi bộ điều khiển giao diện mạng có một địa chỉ Điều khiển truy cập phương tiện (MAC) duy nhất, thường được lưu trữ trong bộ nhớ vĩnh viễn của bộ điều khiển. Để tránh xung đột địa chỉ giữa các thiết bị mạng, Viện Kỹ sư Điện và Điện tử (IEEE) duy trì và quản lý tính duy nhất của địa chỉ MAC. Kích thước của một địa chỉ MAC Ethernet là sáu octet. Ba octet quan trọng nhất được dành riêng để xác định các nhà sản xuất NIC. Các nhà sản xuất này, chỉ sử dụng các tiền tố được chỉ định của họ, chỉ định duy nhất ba octet có ý nghĩa nhỏ nhất của mọi giao diện Ethernet mà họ sản xuất.

Repeater và hub [ chỉnh sửa ]

Repeater là một thiết bị điện tử nhận tín hiệu mạng, làm sạch tiếng ồn không cần thiết và tái tạo nó. Tín hiệu có thể được cải tổ hoặc truyền lại ở mức năng lượng cao hơn, sang phía bên kia của vật cản có thể sử dụng một phương tiện truyền dẫn khác, để tín hiệu có thể bao phủ khoảng cách xa hơn mà không bị suy giảm. Các bộ lặp thương mại đã mở rộng các phân đoạn RS-232 từ 15 mét đến hơn một km [13]. Trong hầu hết các cấu hình Ethernet xoắn đôi, các bộ lặp được yêu cầu cho cáp chạy dài hơn 100 mét. Với sợi quang, các bộ lặp có thể cách nhau hàng chục hoặc thậm chí hàng trăm km.

Bộ lặp hoạt động trong lớp vật lý của mô hình OSI, nghĩa là, không có thay đổi từ đầu đến cuối trong giao thức vật lý trên bộ lặp hoặc cặp lặp, ngay cả khi một lớp vật lý khác có thể được sử dụng giữa hai đầu của bộ lặp, hoặc cặp lặp. Repeater yêu cầu một lượng nhỏ thời gian để tạo lại tín hiệu. Điều này có thể gây ra độ trễ lan truyền ảnh hưởng đến hiệu suất mạng và có thể ảnh hưởng đến chức năng phù hợp. Do đó, nhiều kiến ​​trúc mạng giới hạn số lượng bộ lặp có thể được sử dụng trong một hàng, ví dụ: quy tắc Ethernet 5-4-3.

Một bộ lặp có nhiều cổng được gọi là hub, hub Ethernet trong mạng Ethernet, hub USB trong mạng USB.

  • Mạng USB sử dụng các bộ tập trung để tạo thành các cấu trúc liên kết sao theo tầng.
  • Các bộ tập trung và bộ lặp Ethernet trong mạng LAN hầu như đã bị các thiết bị chuyển mạch hiện đại làm cho lỗi thời.

Bridges [ Cầu nối mạng kết nối và lọc lưu lượng giữa hai phân đoạn mạng ở lớp liên kết dữ liệu (lớp 2) của mô hình OSI để tạo thành một mạng duy nhất. Điều này phá vỡ miền xung đột của mạng nhưng vẫn duy trì miền phát sóng thống nhất. Phân đoạn mạng chia nhỏ một mạng lớn, tắc nghẽn thành một tập hợp các mạng nhỏ hơn, hiệu quả hơn.

Cầu có ba loại cơ bản:

  • Cầu cục bộ: Kết nối trực tiếp mạng LAN
  • Cầu từ xa: Có thể được sử dụng để tạo liên kết mạng diện rộng (WAN) giữa các mạng LAN. Cầu từ xa, nơi liên kết kết nối chậm hơn mạng cuối, phần lớn đã được thay thế bằng bộ định tuyến.
  • Cầu không dây: Có thể được sử dụng để kết nối mạng LAN hoặc kết nối thiết bị từ xa với mạng LAN.

Chuyển mạch [ chỉnh sửa ]

Bộ chuyển đổi mạng là thiết bị chuyển tiếp và lọc các datagram (khung) lớp 2 OSI giữa các cổng dựa trên địa chỉ MAC đích trong mỗi khung. [14] Công tắc khác biệt với một hub trong đó nó chỉ chuyển tiếp các khung tới các cổng vật lý liên quan đến giao tiếp chứ không phải tất cả các cổng được kết nối. Nó có thể được coi là một cây cầu đa cổng. [15] Nó học cách liên kết các cổng vật lý với các địa chỉ MAC bằng cách kiểm tra các địa chỉ nguồn của các khung nhận được. Nếu đích không xác định được nhắm mục tiêu, công tắc sẽ phát tới tất cả các cổng trừ nguồn. Các công tắc thường có nhiều cổng, tạo điều kiện cho cấu trúc liên kết sao cho các thiết bị và xếp tầng các công tắc bổ sung.

Công tắc nhiều lớp có khả năng định tuyến dựa trên địa chỉ lớp 3 hoặc các mức logic bổ sung. Thuật ngữ switch thường được sử dụng một cách lỏng lẻo để bao gồm các thiết bị như bộ định tuyến và cầu nối, cũng như các thiết bị có thể phân phối lưu lượng dựa trên tải hoặc dựa trên nội dung ứng dụng (ví dụ: số nhận dạng URL Web).

Bộ định tuyến [ chỉnh sửa ]

Một bộ định tuyến văn phòng nhỏ hoặc văn phòng nhỏ hiển thị đường dây điện thoại ADSL và kết nối cáp mạng Ethernet

Bộ định tuyến là thiết bị kết nối mạng giữa các mạng bằng cách xử lý thông tin định tuyến có trong gói hoặc datagram (thông tin giao thức Internet từ lớp 3). Thông tin định tuyến thường được xử lý kết hợp với bảng định tuyến (hoặc bảng chuyển tiếp). Một bộ định tuyến sử dụng bảng định tuyến của nó để xác định nơi chuyển tiếp các gói. Một đích trong bảng định tuyến có thể bao gồm giao diện "null", còn được gọi là giao diện "lỗ đen" vì dữ liệu có thể đi vào nó, tuy nhiên, không có xử lý nào được thực hiện cho dữ liệu đã nói, tức là các gói bị bỏ.

Modem [ chỉnh sửa ]

Modem (MOdulator-DEModulator) được sử dụng để kết nối các nút mạng thông qua dây không được thiết kế ban đầu cho lưu lượng mạng kỹ thuật số hoặc không dây. Để làm điều này, một hoặc nhiều tín hiệu sóng mang được điều chế bởi tín hiệu số để tạo ra tín hiệu tương tự có thể được điều chỉnh để cung cấp các thuộc tính cần thiết cho truyền. Các modem thường được sử dụng cho các đường dây điện thoại, sử dụng công nghệ Đường dây thuê bao số.

Tường lửa [ chỉnh sửa ]

Tường lửa là một thiết bị mạng để kiểm soát các quy tắc truy cập và bảo mật mạng. Tường lửa thường được cấu hình để từ chối các yêu cầu truy cập từ các nguồn không được nhận dạng trong khi cho phép các hành động từ những người được công nhận. Tường lửa đóng vai trò quan trọng trong an ninh mạng phát triển song song với sự gia tăng liên tục của các cuộc tấn công mạng.

Phân loại [ chỉnh sửa ]

Nghiên cứu cấu trúc liên kết mạng nhận ra tám cấu trúc liên kết cơ bản: điểm-điểm, xe buýt, ngôi sao, vòng hoặc vòng tròn, lưới, cây, lai, hoặc chuỗi daisy. [16]

Điểm-điểm [ chỉnh sửa ]

Cấu trúc liên kết đơn giản nhất với một liên kết chuyên dụng giữa hai điểm cuối. Dễ hiểu nhất, về các biến thể của cấu trúc liên kết điểm-điểm, là một kênh giao tiếp điểm-điểm xuất hiện, với người dùng, được liên kết vĩnh viễn với hai điểm cuối. Điện thoại của một đứa trẻ có thể gọi điện thoại là một ví dụ về kênh dành riêng cho vật lý .

Sử dụng các công nghệ chuyển mạch hoặc chuyển mạch gói, mạch điểm-điểm có thể được thiết lập động và bỏ đi khi không còn cần thiết. Các cấu trúc liên kết điểm-điểm chuyển đổi là mô hình cơ bản của điện thoại thông thường.

Giá trị của mạng điểm-điểm cố định là thông tin liên lạc không bị cản trở giữa hai điểm cuối. Giá trị của kết nối điểm-điểm theo yêu cầu tỷ lệ thuận với số lượng cặp thuê bao tiềm năng và được thể hiện dưới dạng Luật của Metcalfe.

Xe buýt [ chỉnh sửa ]

Trong các mạng cục bộ nơi sử dụng cấu trúc liên kết bus, mỗi nút được kết nối với một cáp, nhờ sự trợ giúp của các đầu nối giao diện. Cáp trung tâm này là xương sống của mạng và được gọi là bus (do đó là tên). Tín hiệu từ nguồn truyền theo cả hai hướng đến tất cả các máy được kết nối trên cáp bus cho đến khi tìm thấy người nhận dự định. Nếu địa chỉ máy không khớp với địa chỉ dự định cho dữ liệu, máy sẽ bỏ qua dữ liệu. Ngoài ra, nếu dữ liệu khớp với địa chỉ máy, dữ liệu được chấp nhận. Bởi vì cấu trúc liên kết bus chỉ bao gồm một dây, nên việc thực hiện khi so sánh với các cấu trúc liên kết khác là không tốn kém. Tuy nhiên, chi phí thấp để thực hiện công nghệ được bù đắp bởi chi phí quản lý mạng cao. Ngoài ra, vì chỉ có một cáp được sử dụng, nó có thể là điểm hỏng duy nhất. Trong dữ liệu cấu trúc liên kết này được truyền có thể được truy cập bởi bất kỳ nút nào.

Bus tuyến tính [ chỉnh sửa ]

Loại cấu trúc liên kết mạng trong đó tất cả các nút của mạng được kết nối với một phương tiện truyền dẫn chung có chính xác hai điểm cuối (đây là 'bus', thường được gọi là xương sống hoặc trung kế) – tất cả dữ liệu được truyền giữa các nút trong mạng được truyền qua phương tiện truyền thông chung này và có thể được nhận bởi tất cả các nút trong mạng . [1]

Lưu ý: Khi tín hiệu điện đến cuối xe buýt, tín hiệu bị phản xạ xuống dòng, gây nhiễu không mong muốn. Như một giải pháp, hai điểm cuối của xe buýt thường được kết thúc bằng một thiết bị gọi là thiết bị đầu cuối ngăn chặn sự phản chiếu này.

Xe buýt phân tán [ chỉnh sửa ]

Loại cấu trúc liên kết mạng trong đó tất cả các nút của mạng được kết nối với một phương tiện truyền dẫn chung có nhiều hơn hai điểm cuối được tạo bằng cách thêm các nhánh vào phần chính của phương tiện truyền dẫn – các cấu trúc liên kết bus phân tán vật lý có chức năng chính xác giống như cấu trúc liên kết bus tuyến tính vật lý (nghĩa là tất cả các nút có chung một phương tiện truyền dẫn).

Star [ chỉnh sửa ]

Trong các mạng cục bộ có cấu trúc liên kết sao, mỗi máy chủ mạng được kết nối với một trung tâm trung tâm với kết nối điểm-điểm. Vì vậy, có thể nói rằng mọi máy tính đều được kết nối gián tiếp với mọi nút khác với sự trợ giúp của trung tâm. Trong cấu trúc liên kết sao, mọi nút (máy trạm máy tính hoặc bất kỳ thiết bị ngoại vi nào khác) được kết nối với một nút trung tâm được gọi là hub hoặc switch. Switch là máy chủ và các thiết bị ngoại vi là máy khách. Mạng không nhất thiết phải giống với một ngôi sao để được phân loại là mạng sao, nhưng tất cả các nút trên mạng phải được kết nối với một thiết bị trung tâm. Tất cả lưu lượng truy cập qua mạng đi qua trung tâm trung tâm. Các trung tâm hoạt động như một bộ lặp tín hiệu. Cấu trúc liên kết sao được coi là cấu trúc liên kết dễ nhất để thiết kế và thực hiện. Một lợi thế của cấu trúc liên kết sao là sự đơn giản của việc thêm các nút bổ sung. Nhược điểm chính của cấu trúc liên kết sao là trung tâm đại diện cho một điểm thất bại duy nhất. Vì tất cả các giao tiếp ngoại vi phải chảy qua trung tâm trung tâm, băng thông trung tâm tổng hợp tạo thành một nút cổ chai mạng cho các cụm lớn.

Ngôi sao mở rộng [ chỉnh sửa ]

Cấu trúc liên kết mạng sao mở rộng mở rộng cấu trúc liên kết sao vật lý bằng một hoặc nhiều bộ lặp giữa nút trung tâm và nút ngoại vi (hoặc 'nói'). Các bộ lặp được sử dụng để mở rộng khoảng cách truyền tối đa của lớp vật lý, khoảng cách điểm-điểm giữa nút trung tâm và các nút ngoại vi. Repeater cho phép đạt được khoảng cách truyền lớn hơn ngoài khả năng truyền của nút trung tâm. Việc sử dụng các bộ lặp cũng có thể khắc phục các hạn chế từ tiêu chuẩn mà lớp vật lý dựa trên.

Cấu trúc liên kết sao mở rộng vật lý trong đó bộ lặp được thay thế bằng hub hoặc bộ chuyển mạch là một loại cấu trúc liên kết mạng lai và được gọi là cấu trúc liên kết sao phân cấp vật lý, mặc dù một số văn bản không phân biệt giữa hai cấu trúc liên kết.

Một cấu trúc liên kết sao phân cấp vật lý cũng có thể được gọi là cấu trúc liên kết sao cấp, cấu trúc liên kết này khác với cấu trúc liên kết cây trong cách các mạng bắt đầu được kết nối với nhau. Cấu trúc liên kết sao cấp sử dụng nút trung tâm, tuy nhiên cấu trúc liên kết cây sử dụng bus trung tâm và cũng có thể được gọi là mạng bus sao.

Ngôi sao phân tán [ chỉnh sửa ]

Một loại cấu trúc liên kết mạng bao gồm các mạng riêng dựa trên cấu trúc liên kết sao vật lý được kết nối theo kiểu tuyến tính – tức là 'daisy- bị xiềng xích '- không có điểm kết nối cấp trung tâm hoặc cấp cao nhất (ví dụ: hai hoặc nhiều trung tâm' xếp chồng ', cùng với các nút được liên kết với ngôi sao được liên kết hoặc' nan hoa ').

Ring [ chỉnh sửa ]

Cấu trúc liên kết vòng là cấu trúc liên kết bus trong một vòng khép kín. Dữ liệu di chuyển xung quanh vòng theo một hướng. Khi một nút gửi dữ liệu đến một nút khác, dữ liệu sẽ đi qua từng nút trung gian trên vòng cho đến khi đến đích. Các nút trung gian lặp lại (truyền lại) dữ liệu để giữ cho tín hiệu mạnh. [5] Mỗi nút là một đồng đẳng; không có mối quan hệ phân cấp của khách hàng và máy chủ. Nếu một nút không thể truyền lại dữ liệu, nó sẽ cắt đứt liên lạc giữa các nút trước và sau trong nút.

Ưu điểm:

  • Khi tải trên mạng tăng lên, hiệu suất của nó tốt hơn cấu trúc liên kết bus.
  • Không cần máy chủ mạng để kiểm soát kết nối giữa các máy trạm.

Nhược điểm:

  • Băng thông mạng tổng hợp bị tắc nghẽn bởi liên kết yếu nhất giữa hai nút.

Lưới [ chỉnh sửa ]

Giá trị của các mạng được chia lưới hoàn toàn tỷ lệ thuận với số mũ của số mạng những người đăng ký, giả sử rằng các nhóm liên lạc của bất kỳ hai điểm cuối nào, lên đến và bao gồm tất cả các điểm cuối, được ước tính gần đúng bởi Luật của Reed. . (Trong lý thuyết đồ thị, đây được gọi là đồ thị hoàn chỉnh.) Mạng được kết nối đầy đủ đơn giản nhất là mạng hai nút. Một mạng được kết nối đầy đủ không cần sử dụng chuyển mạch hoặc phát sóng gói. Tuy nhiên, vì số lượng kết nối tăng theo phương trình bậc hai với số lượng nút:

c = n ( n – [1965919659163]) 2 . { displaystyle c = { frac {n (n-1)} {2}}. ,}

Điều này làm cho nó không thực tế đối với các mạng lớn. Loại cấu trúc liên kết này không ngắt và ảnh hưởng đến các nút khác trong mạng.

Mạng được kết nối một phần [ chỉnh sửa ]

Cấu trúc liên kết lưới được kết nối một phần

Trong một mạng được kết nối một phần, một số nút nhất định được kết nối với chính xác một nút khác; nhưng một số nút được kết nối với hai hoặc nhiều nút khác bằng liên kết điểm-điểm. Điều này cho phép sử dụng một số dự phòng của cấu trúc liên kết lưới được kết nối đầy đủ về mặt vật lý, không có chi phí và độ phức tạp cần thiết cho kết nối giữa mọi nút trong mạng.

Lai [ chỉnh sửa ]

Cấu trúc liên kết lai còn được gọi là mạng lai. [17] Mạng lai kết hợp hai hoặc nhiều cấu trúc liên kết theo cách mà mạng kết quả không hiển thị một. của các cấu trúc liên kết tiêu chuẩn (ví dụ: xe buýt, ngôi sao, vòng, v.v.). Ví dụ: mạng cây (hoặc mạng xe buýt sao ) là một cấu trúc liên kết lai trong đó mạng sao được kết nối với nhau qua mạng xe buýt. [18][19] Tuy nhiên, mạng cây được kết nối với mạng cây khác vẫn là cấu trúc liên kết mạng cây, không phải là một loại mạng riêng biệt. Một cấu trúc liên kết lai luôn được tạo ra khi hai cấu trúc liên kết mạng cơ bản khác nhau được kết nối.

Mạng vòng sao bao gồm hai hoặc nhiều mạng vòng được kết nối bằng cách sử dụng một đơn vị truy cập đa tầng (MAU) làm trung tâm tập trung.

Cấu trúc liên kết bông tuyết là một mạng sao của mạng sao. [ cần trích dẫn ]

Hai loại mạng lai khác là lưới lai ngôi sao phân cấp . [18]

Chuỗi Daisy [ chỉnh sửa ]

Ngoại trừ các mạng dựa trên sao, cách dễ nhất để thêm nhiều máy tính vào mạng là bằng cách nối, hoặc kết nối từng máy tính nối tiếp với nhau. Nếu một tin nhắn được dành cho một máy tính ở giữa dòng, mỗi hệ thống sẽ trả lại nó theo trình tự cho đến khi đến đích. Một mạng lưới xích có thể có hai dạng cơ bản: tuyến tính và vòng.

  • Một cấu trúc liên kết tuyến tính đặt một liên kết hai chiều giữa một máy tính và máy tính tiếp theo. Tuy nhiên, điều này rất tốn kém trong những ngày đầu của máy tính, vì mỗi máy tính (trừ các máy tính ở mỗi đầu) đều cần hai máy thu và hai máy phát.
  • Bằng cách kết nối các máy tính ở mỗi đầu, một cấu trúc liên kết vòng ] có thể được hình thành. Một lợi thế của vòng là số lượng máy phát và máy thu có thể bị cắt làm đôi, vì một thông điệp cuối cùng sẽ lặp đi lặp lại. When a node sends a message, the message is processed by each computer in the ring. If the ring breaks at a particular link then the transmission can be sent via the reverse path thereby ensuring that all nodes are always connected in the case of a single failure.

Centralization[edit]

The star topology reduces the probability of a network failure by connecting all of the peripheral nodes (computers, etc.) to a central node. When the physical star topology is applied to a logical bus network such as Ethernet, this central node (traditionally a hub) rebroadcasts all transmissions received from any peripheral node to all peripheral nodes on the network, sometimes including the originating node. All peripheral nodes may thus communicate with all others by transmitting to, and receiving from, the central node only. The failure of a transmission line linking any peripheral node to the central node will result in the isolation of that peripheral node from all others, but the remaining peripheral nodes will be unaffected. However, the disadvantage is that the failure of the central node will cause the failure of all of the peripheral nodes.

If the central node is passivethe originating node must be able to tolerate the reception of an echo of its own transmission, delayed by the two-way round trip transmission time (i.e. to and from the central node) plus any delay generated in the central node. An active star network has an active central node that usually has the means to prevent echo-related problems.

A tree topology (a.k.a. hierarchical topology) can be viewed as a collection of star networks arranged in a hierarchy. This tree has individual peripheral nodes (e.g. leaves) which are required to transmit to and receive from one other node only and are not required to act as repeaters or regenerators. Unlike the star network, the functionality of the central node may be distributed.

As in the conventional star network, individual nodes may thus still be isolated from the network by a single-point failure of a transmission path to the node. If a link connecting a leaf fails, that leaf is isolated; if a connection to a non-leaf node fails, an entire section of the network becomes isolated from the rest.

To alleviate the amount of network traffic that comes from broadcasting all signals to all nodes, more advanced central nodes were developed that are able to keep track of the identities of the nodes that are connected to the network. These network switches will "learn" the layout of the network by "listening" on each port during normal data transmission, examining the data packets and recording the address/identifier of each connected node and which port it is connected to in a lookup table held in memory. This lookup table then allows future transmissions to be forwarded to the intended destination only.

Decentralization[edit]

In a partially connected mesh topology, there are at least two nodes with two or more paths between them to provide redundant paths in case the link providing one of the paths fails. Decentralization is often used to compensate for the single-point-failure disadvantage that is present when using a single device as a central node (e.g., in star and tree networks). A special kind of mesh, limiting the number of hops between two nodes, is a hypercube. The number of arbitrary forks in mesh networks makes them more difficult to design and implement, but their decentralized nature makes them very useful. In 2012 the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) published the Shortest Path Bridging protocol to ease configuration tasks and allows all paths to be active which increases bandwidth and redundancy between all devices.[20][21][22][23][24]

This is similar in some ways to a grid network, where a linear or ring topology is used to connect systems in multiple directions. A multidimensional ring has a toroidal topology, for instance.

A fully connected networkcomplete topologyor full mesh topology is a network topology in which there is a direct link between all pairs of nodes. In a fully connected network with n nodes, there are n(n-1)/2 direct links. Networks designed with this topology are usually very expensive to set up, but provide a high degree of reliability due to the multiple paths for data that are provided by the large number of redundant links between nodes. This topology is mostly seen in military applications.

See also[edit]

References[edit]

  1. ^ a b c Groth, David; Toby Skandier (2005). Network+ Study Guide, Fourth Edition. Sybex, Inc. ISBN 0-7821-4406-3.
  2. ^ ATIS committee PRQC. "mesh topology". ATIS Telecom Glossary 2007. Alliance for Telecommunications Industry Solutions. Retrieved 2008-10-10.
  3. ^ a b Grant, T. J., ed. (2014). Network Topology in Command and Control. Advances in Information Security, Privacy, and Ethics. IGI Global. pp. xvii, 228, 250.
  4. ^ Chiang, Mung; Yang, Michael (2004). "Towards Network X-ities From a Topological Point of View: Evolvability and Scalability" (PDF). Proc. 42nd Allerton Conference.
  5. ^ a b Inc, S., (2002) . Networking Complete. Ấn bản thứ ba. San Francisco: Sybex
  6. ^ Cable Serial Male To Female 25L 4' DB25 M-DB25 28 AWG 300V Gray, Part no.: 12408, Jameco Electronics.
  7. ^ AN-1057 Ten ways to bulletproof RS-485 Interfaces, Texas Instruments, p. 5.
  8. ^ CANopen,CANopen DR-303 V1.0 Cabling and Connector Pin Assignment, CAN in Automation, p. 10.
  9. ^ Advantech Co., Ltd., Cable 50-Pin SCSI Ribbon type # PCL-10152-3E (Mouser Electronics #923-PCL-10152-3E)
  10. ^ [1]The Disadvantages of Wired Technology, Laura Acevedo, Demand Media.
  11. ^ "Bergen Linux User Group's CPIP Implementation". Blug.linux.no. Retrieved 2014-03-01.
  12. ^ A. Hooke (September 2000), Interplanetary Internet (PDF)Third Annual International Symposium on Advanced Radio Technologies, archived from the original (PDF) on 2012-01-13retrieved 2011-11-12
  13. ^ U.S. Converters, RS232 Repeater
  14. ^ "Define switch". WWW.Wikipedia.com. Retrieved April 8, 2008.
  15. ^ "What bridge devices and bridging do for computer networks".
  16. ^ Bicsi, B. (2002). Network Design Basics for Cabling Professionals. McGraw-Hill chuyên nghiệp. ISBN 9780071782968.
  17. ^ "What is Hybrid Topology ? Advantages and Disadvantages". OROSK.COM. Retrieved 2018-01-26.
  18. ^ a b Sosinsky, Barrie A. (2009). "Network Basics". Networking Bible. Indianapolis: Wiley Publishing. tr. 16. ISBN 978-0-470-43131-3. OCLC 359673774. Retrieved 2016-03-26.
  19. ^ Bradley, Ray. Understanding Computer Science (for Advanced Level): The Study Guide. Cheltenham: Nelson Thornes. tr. 244. ISBN 978-0-7487-6147-0. OCLC 47869750. Retrieved 2016-03-26.
  20. ^ "Avaya Extends the Automated Campus to End the Network Waiting Game". Avaya. 1 April 2014. Retrieved 18 April 2014.
  21. ^ Peter Ashwood-Smith (24 February 2011). "Shortest Path Bridging IEEE 802.1aq Overview" (PDF). Huawei. Retrieved 11 May 2012.
  22. ^ Jim Duffy (11 May 2012). "Largest Illinois healthcare system uproots Cisco to build $40M private cloud". PC Advisor. Retrieved 11 May 2012. Shortest Path Bridging will replace Spanning Tree in the Ethernet fabric.
  23. ^ "IEEE Approves New IEEE 802.1aq Shortest Path Bridging Standard". Tech Power Up. 7 May 2012. Retrieved 11 May 2012.
  24. ^ D. Fedyk, Ed.,; P. Ashwood-Smith, Ed.,; D. Allan, A. Bragg,; P. Unbehagen (April 2012). "IS-IS Extensions Supporting IEEE 802.1aq". IETF. Retrieved 12 May 2012.CS1 maint: Multiple names: authors list (link)

External links[edit]

  • Tetrahedron Core Network: Application of a tetrahedral structure to create a resilient partial-mesh 3-dimensional campus backbone data network