Δίκτυα ανάλογα με την τοπολογία τους

Μπαντές Αθανάσιος – Φλώρος Βασίλειος

Τοπολογία Αρτηρίας (Bus)Η τοπολογία αρτηρίας ήταν στο παρελθόν από της πιο διαδεδομένες στο χώρο των τοπικών δικτύων. Όλοι οι σταθμοί συνδέονται σε ένα μοναδικό μέσο μετάδοσης, που ονομάζεται αρτηρία. Κάθε σταθμός έχει μια μοναδική ταυτότητα. Πλεονέκτημα της τοπολογίας είναι η ευκολία υλοποίησης της και το χαμηλό κόστος της. Η αποσύνδεση ενός σταθμού δεν επιφέρει κανένα πρόβλημα στο δίκτυο. Το μειονέκτημα της είναι η απόδοση της, που εξαρτάται από τον τρόπο πρόσβασης και το είδος των μεταφερόμενων αρχείων. Το πιο συνηθισμένο μέσο για την υλοποίηση τοπολογίας αρτηρίας είναι το ομοαξονικό καλώδιο. Πλέον καμία νέα εγκατάσταση δεν κάνει χρήση αυτής της τοπολογίας, ωστόσο υπάρχει σε παλιά δίκτυα. Αναφέρουμε εδώ την τοπολογία αρτηρίας για ιστορικούς λόγους αφού κάποτε ήταν η πιο συνηθισμένη.

Τοπολογία Αστέρα (Star)Η τοπολογία αστέρα είναι αυτή που χρησιμοποιείται περισσότερο από όλες τις άλλες. Όλοι οι υπολογιστές - σταθμοί συνδέονται με τον κεντρικό κόμβο (αστέρα) που συνήθως είναι ένα hub η ένα switch. Η μετάδοση από οποιονδήποτε σταθμό σε κάποιον άλλο γίνεται μέσω του κεντρικού κόμβου. Αν υπάρχει πρόβλημα σε οποιονδήποτε σταθμό, το δίκτυο συνεχίζει κανονικά τη λειτουργία του. Το πρόβλημα δημιουργείται μόνο αν καταρρεύσει ο κεντρικός κόμβος, οπότε θα έχουμε και πλήρη διακοπή της επικοινωνίας όλων των σταθμών. Το πλεονέκτημα της τοπολογίας αστέρα είναι η αυξημένη αξιοπιστία του και το σχετικά μικρό κόστος υλοποίησής. Σχεδόν όλες (αν όχι όλες) οι τοπολογίες που κατασκευάζονται πλέον είναι τοπολογίες αστέρα.

Τοπολογία Δακτυλίου (Token Ring)

Η τοπολογία δακτυλίου είναι μια σύνδεση από σημείο σε σημείο (P2P point to point) που δημιουργεί ένα κλειστό κύκλωμα. Κάθε σταθμός έχει μια μοναδική ταυτότητα. Η ροή της πληροφορίας είναι προς μια κατεύθυνση (κυκλικά) και ο σταθμός που θέλει να μεταδώσει ένα μήνυμα σε κάποιον άλλο μεταφέρει το μήνυμα (με την διεύθυνση του παραλήπτη) στο γειτονικό του σταθμό που αν είναι ο τελικός αποδέκτης, το παραλαμβάνει και το μεταδίδει στον επόμενο, αλλιώς, απλά το μεταδίδει στον επόμενο (χωρίς δηλαδή να το κρατήσει). Το μήνυμα κάνοντας κύκλο τελικά φτάνει στον αρχικό σταθμό ο οποίος και σταματά την αποστολή αφού ο παραλήπτης το έλαβε. Αν το μήνυμα είχε χαθεί, ο αρχικός σταθμός δεν θα το λάβει και θα προχωρήσει και πάλι στην εκπομπή του. Αυτή η διαδικασία συνεχίζετε έως το μήνυμα να φτάσει στον παραλήπτη και επιστρέψει στον αποστολέα. Το πλεονέκτημα του δακτυλίου είναι ότι υπάρχει μέγιστος χρόνος καθυστέρησης για την παράδοση ενός μηνύματος αλλά το μειονέκτημα του είναι η αξιοπιστία, αφού η κατάρρευση ενός σταθμού μπορεί να οδηγήσει σε κατάρρευση ολόκληρο το δίκτυο. Σπάνια κάποια εγκατάσταση κάνει χρήση αυτής της τοπολογίας.

Τοπολογία Διπλού Δακτυλίου (Double Token Ring)

Αυτή η τοπολογία είναι μια παραλλαγή της τοπολογίας δακτυλίου δηλαδή είναι μια τοπολογία δακτυλίου με ένα επιπλέον δακτύλιο που έχει αντίθετη φορά από τον πρώτο. Ο δεύτερος δακτύλιος μένει ανενεργός μέχρι να γίνει κάποιο σφάλμα στην επικοινωνία. Όταν ο πρώτος δακτύλιος παρουσιάσει σφάλμα αναλαμβάνει την επικοινωνία ο δεύτερος δακτύλιος. Ο τελευταίος κόμβος ενώνει τους δύο δακτυλίους και το μήνυμα συνεχίζει στο δεύτερο δακτύλιο πηγαίνοντας αντίθετα και φτάνοντας έτσι στον αρχικό σταθμό από την ανάποδη μεριά. Η τοπολογία διπλού δακτυλίου είναι επίσης σπάνια.

Τοπολογία Δέντρου (Tree)Στην τοπολογία δέντρου υπάρχει μόνο ένα μονοπάτι από τον ένα σταθμό προς τον επόμενο χωρίς να υπάρχουν κύκλοι. Χρησιμοποιείται έτσι ο ελάχιστος αριθμός συνδέσμων για τη σύνδεση όλων των σταθμών, αλλά δεν προσφέρει εναλλακτικό τρόπο επικοινωνίας (για την περίπτωση που θα χαλάσει ένας κόμβος) στους σταθμούς (που συνδέονται με αυτόν). Αυτού του τύπου η τοπολογία είναι εμφανώς αναξιόπιστη οπότε και σπάνια χρησιμοποιείται.

Τοπολογία Πλέγματος (Mesh)

Σε αυτήν την τοπολογία συνδέονται όλοι με όλους! Είναι τοπολογία πλήρους διασύνδεσης (fully connected). Αυτό είναι το ακριβότερο αλλά και το πιο ασφαλές μοντέλο τοπολογίας αφού ένα μήνυμα πάει μόνο στο σωστό παραλήπτη ενώ όσοι κόμβοι - σταθμοί και να χαλάσουν δεν θα επηρεαστούν καθόλου οι υπόλοιποι σταθμοί.

Τοπολογία Γραμμική (Linear)

Είναι η πιο απλή τοπολογία, όπου συνδέονται όλοι οι κόμβοι σειριακά, ο ένας μετά τον άλλο. Είναι ασύμφορη τοπολογία που μοιάζει με αυτήν του δακτυλίου χωρίς τον τελευταίο σύνδεσμο. Αυτό κάνει την ανίχνευση λαθών πολύ δύσκολη διατηρώντας και όλα τα μειονεκτήματα της τοπολογίας του δακτυλίου. Αυτού του τύπου η τοπολογία είναι η πιο αναξιόπιστη.