Rodzaje topologii sieci – objaśnienie

Tworząc sieć komputerową, należy określić, jaką topologię sieci zamierza się zastosować. Obecnie stosuje się wiele rodzajów topologii sieciowych, z których każda ma swoje zalety i wady. Wybrana topologia decyduje o optymalnej wydajności sieci, możliwościach jej rozbudowy, łatwości konserwacji oraz kosztach jej budowy. Dlatego tak ważny jest wybór odpowiedniego typu topologii sieci.

W tym wpisie na blogu omówiono rodzaje topologii sieci, ich zalety i wady. Zawiera on również zalecenia dotyczące tego, jaką topologię sieci zastosować w różnych scenariuszach. Praktyczne przykłady wykorzystania konkretnych typów topologii sieci mogą pomóc w zrozumieniu, kiedy można zastosować daną topologię.

Czym jest topologia sieci?

Topologia sieci lub konfiguracja sieci określa strukturę sieci oraz sposób połączenia jej elementów. Rodzaje topologii sieci są zazwyczaj przedstawiane za pomocą schematów topologii sieci dla wygody i przejrzystości. Istnieją dwa rodzaje topologii sieci: fizyczna i logiczna.

Topologia fizyczna opisuje sposób fizycznego połączenia urządzeń sieciowych (zwanych komputerami, stacjami lub węzłami) w sieci komputerowej. Schemat geometryczny, połączenia, wzajemne połączenia, lokalizacja urządzeń, liczba używanych kart sieciowych, typy kart sieciowych, rodzaj kabla, złącza kablowe i inne urządzenia sieciowe to aspekty fizycznej topologii sieci.

Topologia logiczna przedstawia przepływ danych z jednej stacji do drugiej, sposób przesyłania i odbierania danych, ścieżkę danych w sieci oraz używane protokoły. Topologia logiczna sieci wyjaśnia, w jaki sposób dane są przesyłane w topologii fizycznej. Zasoby chmury i sieci wirtualnej są częścią topologii logicznej.

Topologia sieci punkt-punkt

Topologia sieci punkt-punkt jest najprostszą topologią sieci stosowaną, gdy tylko dwa komputery lub inne urządzenia sieciowe są ze sobą połączone. W tym przypadku używa się jednego kawałka kabla. Najczęstszym przykładem topologii sieci punkt-punkt jest połączenie dwóch komputerów (wyposażonych w karty sieciowe Ethernet z portami RJ-45) za pomocą kabla skrętkowego (UTP Cat 5e, FTP Cat 5e, STP Cat 5e, itp.). Topologie typu punkt-punkt nazywane są również topologiami P2P.

Zapoznaj się z ostatnią sekcją tego wpisu na blogu, aby dowiedzieć się więcej o różnych Rodzaje kabli.

Kabel krosowy Ethernet kategorii 5e to kabel zawierający cztery skręcone pary przewodów. Kabel posiada złącza RJ-45 na obu końcach, przy czym jeden koniec jest okablowany zgodnie ze standardem T568A, a drugi – T568B. Kabel krzyżowy służy do łączenia urządzeń sieciowych tego samego typu, takich jak dwie karty sieciowe w różnych komputerach. Nowoczesne karty sieciowe mogą współpracować z kablem krosowym bez konieczności stosowania kabla krzyżowego w przypadku łączenia dwóch komputerów w topologii sieci punkt-punkt. Połączenie jest możliwe dzięki wsparciu dla funkcji Ethernet Auto MDI-X (medium dependent interface crossover).

Kable krosowe służą do podłączania karty sieciowej komputera do przełącznika oraz do łączenia przełączników między sobą. Oba końce kabla krosowego są zaciskane zgodnie ze standardem T568B (w obu końcach kabla krosowego można również zastosować standard T568A, ale praktyka ta nie jest powszechna).

Topologia sieci magistralowej

W topologii magistralowej główny kabel nazywany jest kablem wspólnym lub kablem szkieletowym. Stacje są podłączone do tego głównego kabla za pomocą innych kabli, zwanych liniami odgałęzionymi. Do podłączenia linii odgałęzionych do głównego kabla służy urządzenie rozgałęźne. Do budowy sieci w topologii magistralowej zwykle używa się kabla koncentrycznego RG-58 o impedancji około 50–52 omów. Do połączenia elementów sieci oraz podłączenia kabla do karty sieciowej stosuje się złącza BNC (Bayonet Neill-Concelman). Terminatory to urządzenia instalowane na każdym końcu kabla szkieletowego w celu pochłaniania sygnałów i zapobiegania ich odbiciu z powrotem do magistrali (odbicie sygnałów powoduje poważne problemy w sieci).

Stopień trudności instalacji topologii magistrali jest średni. Topologia ta wymaga mniejszej liczby kabli niż inne typy topologii sieciowych i jest tańsza. Ta topologia sieci jest stosowana w małych sieciach. Skalowalność jest niska, ponieważ długość kabla szkieletowego jest ograniczona, podobnie jak liczba stacji, które można podłączyć do tego kabla. Każde urządzenie sieciowe jest podłączone do jednego kabla.

Topologia magistrali utrudnia wykrywanie awarii sieci. Jeśli główny kabel ulegnie uszkodzeniu, sieć przestaje działać. Każdy dodatkowy węzeł spowalnia prędkość transmisji danych w sieci. Dane mogą być przesyłane tylko w jednym kierunku i są half-duplex. Gdy jedna stacja wysyła pakiet do stacji docelowej, pakiet jest wysyłany do wszystkich stacji (komunikacja rozgłoszeniowa). Jednak tylko stacja docelowa odbiera pakiet (po zweryfikowaniu docelowego adresu MAC w ramce danych). Ta zasada działania powoduje przeciążenie sieci i nie jest racjonalna. Sieć o topologii typu magistrali działa w trybie half-duplex .

Tryb half-duplex nie pozwala stacjom w sieci na jednoczesne wysyłanie i odbieranie danych. Podczas przesyłania danych w dowolnym kierunku wykorzystywana jest cała szerokość pasma kanału. Gdy jedna stacja wysyła dane, pozostałe stacje mogą jedynie je odbierać.

W trybie full-duplex obie stacje mogą jednocześnie wysyłać i odbierać dane. Przepustowość łącza jest dzielona między sygnały płynące w jednym kierunku a sygnały płynące w drugim kierunku. Łącze musi posiadać dwie oddzielne ścieżki fizyczne do wysyłania i odbierania danych. Alternatywnie cała przepustowość może być podzielona między sygnały płynące w obu kierunkach.

10BASE2 jest częścią specyfikacji IEEE 802.3 stosowanej w sieciach Ethernet z kablem koncentrycznym. Maksymalna długość kabla wynosi od 185 do 200 metrów. Maksymalna długość grubego kabla koncentrycznego dla standardu 10BASE5 wynosi 200 metrów.

CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection) to technologia stosowana w celu zapobiegania kolizjom (gdy dwa lub więcej urządzeń przesyła dane w tym samym czasie, co prowadzi do uszkodzenia przesyłanych danych) w sieci. Protokół ten decyduje, która stacja w danym momencie może przesyłać dane. IEEE 802.3 to standard definiujący metody dostępu do sieci LAN (lokalnej sieci komputerowej) przy użyciu protokołu CSMA/CD.

Token Bus

IEEE 802.4 to Token Bus standard służący do tworzenia logicznego token ring w sieciach zbudowanych w topologii magistrali. Token jest przekazywany od jednej stacji do drugiej w określonej sekwencji, która reprezentuje logiczny pierścień w kierunku zgodnym lub przeciwnym do ruchu wskazówek zegara. Na poniższym obrazku dla stacji 3 sąsiadami są stacja 1 i stacja 5, a jedna z nich jest wybierana do transmisji danych w zależności od kierunku. Tylko posiadacz tokenu (stacja posiadająca token) może przesyłać ramki w sieci. Protokół IEEE 802.4 jest bardziej złożony niż protokół IEEE 802.3.

Format ramki Token Bus . Całkowity rozmiar ramki wynosi 8202 bajtów, a ramka składa się z 8 pól.

• Preambuła (1 bajt) służy do synchronizacji.
• Ogranicznik początku (1 bajt) to pole służące do oznaczenia początku ramki.
• Kontrola ramki (1 bajt) weryfikuje, czy dana ramka jest ramką kontrolną, czy ramką danych.
• Adres docelowy (2–6 bajtów) określa adres stacji docelowej.
• Adres źródłowy (2–6 bajtów) określa adres stacji źródłowej.
• Ładunek (0–8182 bajtów) to pole o zmiennej długości służące do przenoszenia danych użytkowych z warstwy sieciowej. 8182 bajtów to maksymalna wartość w przypadku użycia adresu 2-bajtowego. Jeśli długość adresu wynosi 6 bajtów, maksymalny rozmiar pola ładunku wynosi odpowiednio 8174 bajtów.
• Suma kontrolna (4 bajty) służy do wykrywania błędów.
• Ogranicznik końca (1 bajt) oznacza koniec ramki.

Topologia sieci magistrali nie jest zalecana w sieciach, w których przesyłana jest duża ilość ruchu. Biorąc pod uwagę, że topologia sieci magistrali z kablami koncentrycznymi była stosowana w latach 90. XX wieku, a maksymalna prędkość wynosi 10 Mbit/s, nie należy obecnie używać tej topologii do budowy sieci.

Topologia sieci pierścieniowej

Topologia sieci pierścieniowej jest modyfikacją topologii magistrali. W topologii sieci pierścieniowej każda stacja jest połączona z dwiema innymi stacjami po obu stronach. Te dwie inne stacje są sąsiadami tej stacji. Dane przemieszczają się sekwencyjnie w jednym kierunku, stąd sieć działa w half-duplex trybie. Nie ma terminatorów, a ostatnia stacja jest połączona z pierwszą stacją w pierścieniu. Topologia pierścieniowa jest szybsza niż topologia magistrali. Kabel koncentryczny i złącza używane do instalacji sieci o topologii pierścieniowej są takie same jak te stosowane w topologii sieci magistrali.

Jeśli budujesz dużą sieć o topologii pierścieniowej, użyj repeaterów, aby zapobiec utracie danych podczas przesyłania danych w sieci między stacjami na długich odcinkach kabla. Zasadniczo każda stacja działa jako repeater i wzmacnia sygnał. Po wysłaniu dane przemieszczają się wzdłuż pierścienia i przechodzą przez węzły pośrednie, aż zostaną odebrane przez urządzenie docelowe.

Jeśli liczba stacji podłączonych do sieci jest duża, opóźnienia mogą być większe. Na przykład, jeśli w sieci znajduje się 100 komputerów, a pierwszy komputer wysyła pakiet do 100. komputera w pierścieniu, pakiet musi przejść przez 99 stacji, aby dotrzeć do komputera docelowego. Należy pamiętać, że dane są przesyłane sekwencyjnie. Wszystkie węzły muszą pozostawać aktywne, aby móc przesyłać dane, dlatego topologia pierścieniowa zaliczana jest do topologii sieci aktywnych. Ryzyko kolizji pakietów jest ograniczone, ponieważ w danym momencie tylko jeden węzeł w sieci może wysyłać pakiety. Takie podejście zapewnia równy dostęp do przepustowości dla każdego węzła w sieci.

Token ring

Sieć token ring stanowi implementację standardu IEEE 802.5. Topologia ta działa w oparciu o system tokenowy. Token ring to technologia wprowadzona w 1984 roku przez IBM. Token jest znacznikiem, który przemieszcza się po pętli w jednym kierunku. Tylko węzeł posiadający token może przesyłać dane.

Pierwsza stacja, która rozpoczyna pracę w sieci, staje się stacją do monitorowania lub aktywnym monitorem, kontroluje stan sieci i usuwa ramki pływające z pierścienia. W przeciwnym razie ramki pływające krążą w pierścieniu w nieskończoność. Aktywny monitor służy również do unikania utraty tokenów (poprzez generowanie nowego tokenu) oraz do wykrywania błędów zegara.

Format ramki IEEE 802.5 dla sieci typu „ token ring ” przedstawiono na poniższym schemacie.

• Ogranicznik startowy (1 bajt) służy do synchronizacji oraz do powiadomienia stacji o nadejściu tokenu.
• Kontrola dostępu (1 bajt) to pole zawierające bit tokenu, bit monitora oraz bity priorytetu.
• Kontrola ramki (1 bajt)
• Adres docelowy (6 bajtów) – określa adres MAC urządzenia docelowego.
• Adres źródłowy (6 bajtów) – określa adres MAC nadawcy.
• Ładunek (0 bajtów lub więcej) to dane użytkowe (pakiet IP) przesyłane w ramce, a rozmiar ładunku może wahać się od 0 do maksymalnego czasu utrzymywania tokenu.
• Suma kontrolna (4 bajty), zwana również sekwencją sprawdzającą ramkę lub CRC (cykliczna kontrola nadmiarowości), służy do sprawdzania błędów w ramce. Uszkodzone ramki są odrzucane.
• Ogranicznik końca (1 bajt) oznacza koniec ramki.
• Status ramki (1 bajt) to pole służące do zakończenia ramki danych i pełniące funkcję potwierdzenia (ACK). Pole to może być ustawione przez odbiorcę i wskazuje, czy adres MAC został rozpoznany, a ramka skopiowana.

Trudność instalacji topologii pierścieniowej jest średnia. Jeśli chcesz dodać lub usunąć urządzenie sieciowe, musisz zmienić tylko dwa połączenia. Instalacja topologii pierścieniowej nie jest kosztowna. Jednak na tym kończą się zalety. Przyjrzyjmy się teraz wadom topologii sieci pierścieniowej. Każdy element sieci może stać się punktem awarii. Awaria może być spowodowana uszkodzeniem kabla, uszkodzeniem karty sieciowej komputera, odłączeniem kabla itp. W przypadku awarii łącza cała sieć przestaje działać, ponieważ sygnał nie może przejść dalej i ominąć punktu awarii. Awaria jednej stacji powoduje awarię całej sieci. Wszystkie dane przemieszczają się po pierścieniu, przechodząc przez wszystkie węzły, aż do osiągnięcia węzła docelowego. Rozwiązywanie problemów jest trudne.

Wszystkie węzły w sieci o topologii pierścieniowej współdzielą przepustowość. W rezultacie, po dodaniu kolejnych węzłów do pierścienia, występują opóźnienia w komunikacji i spadek wydajności sieci. Aby zmienić konfigurację sieci lub dodać/usunąć węzły, sieć musi zostać odłączona i pozostawać w trybie offline. Przerwy w działaniu sieci są niewygodne i nieopłacalne dla organizacji. Dlatego topologia sieci pierścieniowej nie jest najlepszym wyborem do budowy skalowalnej i niezawodnej sieci.

Topologia sieci pierścieniowej w sieciach lokalnych była popularna w latach 90. XX wieku, aż do momentu, gdy zaczęto masowo stosować standard Ethernet z kablami skrętkowymi i bardziej zaawansowaną topologią gwiaździstą. Obecnie topologia pierścieniowa nie jest stosowana i nie jest zalecana do użytku domowego i biurowego ze względu na niską prędkość sieci wynoszącą 4 lub 16 Mbit/s oraz inne wymienione powyżej wady.

Podwójny pierścień

Podwójny pierścień jest zmodyfikowaną wersją topologii pierścieniowej. Dodanie drugiego połączenia między węzłami w pierścieniu umożliwia przesyłanie danych w obu kierunkach i sprawia, że sieć działa w trybie full-duplex . Dane są przesyłane w sieci zgodnie z ruchem wskazówek zegara i przeciwnie do ruchu wskazówek zegara. Jeśli połączenie w pierwszym pierścieniu ulegnie awarii, drugi pierścień może służyć jako kopia zapasowa, umożliwiająca kontynuowanie pracy sieci do czasu usunięcia problemu w pierwszym pierścieniu.

Pierścień optyczny w nowoczesnych sieciach wykorzystuje topologię sieci pierścieniowej. Ta topologia sieci jest stosowana przede wszystkim przez dostawców usług internetowych (ISP) oraz dostawców usług zarządzanych (MSP) do tworzenia połączeń w sieciach rozległych.

Technologie i standardy wykorzystywane do tworzenia pierścienia światłowodowego:

• Odporny pierścień pakietowy (RPR), znany jako IEEE 802.17
• Protokół STP (Spanning Tree Protocol) służący do zapobiegania pętlom w sieci
• Wielosekcyjny pierścień z wspólną ochroną (MS-SPRing/4, MS-SPRing/2 itp.)
• Ochrona połączeń podsieci (SNCP)
• Czterowłóknowe dwukierunkowe pierścienie z przełączaniem liniowym (BLSR/4), BLSR/2 itp.
• Moduł transportu synchronicznego (STM-4, STM-16, STM-64 itp.)
• Synchronous Optical Networking (SONET) i Synchronous Digital Hierarchy (SDH)

Do tworzenia pierścienia światłowodowego wykorzystuje się profesjonalny sprzęt sieciowy, taki jak przełączniki, obsługujące odpowiednie standardy. Cena tego sprzętu jest wysoka. Pierścień optyczny o wysokiej dostępności służy do łączenia węzłów w różnych dzielnicach miasta lub w różnych miastach w sieć o wysokiej dostępności i dużej prędkości.

Topologia sieci gwiaździstej

Topologia gwiaździsta jest obecnie najczęściej stosowaną topologią sieci ze względu na wiele zalet, jakie zapewnia. Topologia ta wymaga scentralizowanego urządzenia, zwanego przełącznikiem, a wszystkie inne urządzenia sieciowe są podłączone do tego przełącznika za pomocą własnego kabla sieciowego. Przełącznik posiada wiele portów (zazwyczaj 4, 5, 8, 16, 24, 48 itp.), a wszystkie potrzebne stacje są podłączone do przełącznika, aby mogły ze sobą współpracować w sieci. W tym przypadku nie ma bezpośrednich połączeń fizycznych między dwiema stacjami. Jeśli dwie stacje komunikują się ze sobą w sieci, ramka opuszcza kartę sieciową nadawcy i jest wysyłana do przełącznika, a następnie przełącznik przekazuje ramkę do karty sieciowej stacji docelowej.

Topologia sieci gwiaździstej jest łatwa do skalowania. Jeśli w przełączniku nie ma wolnych portów, należy wymienić przełącznik na taki z większą liczbą portów lub podłączyć drugi przełącznik do istniejącego za pomocą kabla krosowego, aby rozszerzyć sieć o topologii gwiaździstej. Należy pamiętać, że gdy sieć jest mocno obciążona, to połączenie między przełącznikami stanowi wąskie gardło, ponieważ szybkość transferu danych między stacjami podłączonymi do różnych przełączników może być mniejsza niż szybkość transferu danych między stacjami podłączonymi do portów tego samego przełącznika. Jeśli chcesz dodać stację do sieci, weź kabel krosowy, podłącz jeden koniec do karty sieciowej urządzenia końcowego, a drugi do przełącznika.

Jeśli któraś ze stacji podłączonych do przełącznika ulegnie awarii, sieć nadal działa bez zakłóceń. Jeśli przełącznik przestanie działać, sieć nie może funkcjonować. Full-duplex W topologii sieci gwiaździstej obsługiwane są tryby half-duplex . Topologia ta jest łatwa w utrzymaniu.

Podczas podłączania urządzeń sieciowych należy unikać pętli. Jeśli między dwoma urządzeniami sieciowymi działającymi w drugiej warstwie występują więcej niż dwa połączenia, powstaje pętla. Na przykład, jeśli podłączysz dwa przełączniki za pomocą dwóch kabli krosowych lub podłączysz kabel krosowy do dwóch portów jednego przełącznika, powstanie pętla. Pętla prowadzi do zakłóceń komunikacji w sieci oraz burz rozgłoszeniowych, które trwają do momentu wyjęcia zbędnego kabla sieciowego i wyłączenia przełącznika. Jeśli chcesz utworzyć połączenia redundantne, użyj urządzeń z wieloma kartami sieciowymi, które obsługują tworzenie zespołów kart sieciowych (NIC teaming) lub agregację łączy.

Koncentrator a przełącznik: jaka jest różnica?

Zarówno koncentrator, jak i przełącznik służą do łączenia wielu urządzeń w sieci lokalnej (LAN) wykorzystującej topologię gwiazdy. Gdy sygnał kodujący ramkę dociera do jednego z portów koncentratora (stacji nadawczej podłączonej do tego portu kablem), sygnał ten jest wysyłany do wszystkich portów koncentratora, a tym samym do wszystkich urządzeń podłączonych do koncentratora. Tylko stacja, której karta sieciowa ma adres MAC zdefiniowany jako docelowy adres MAC w ramce, może odebrać tę ramkę. Wszystkie inne urządzenia sieciowe podłączone do koncentratora, które nie są urządzeniami docelowymi i których karty sieciowe mają inne adresy MAC, wykrywają wysłane sygnały i odrzucają tę ramkę. Wadą koncentratora jest przeciążenie sieci. Zamiast wysyłać ramkę z koncentratora do docelowej karty sieciowej, ramka jest wysyłana do wszystkich urządzeń podłączonych do portów koncentratora. Zalewanie sieci zmniejsza przepustowość sieci. Koncentrator działa na pierwszej warstwie modelu OSI (warstwie fizycznej).

Przełącznik jest urządzeniem bardziej inteligentnym. Przełącznik zapamiętuje adresy MAC podłączonych urządzeń i dodaje adresy MAC urządzeń podłączonych do każdego portu przełącznika do tabeli adresów MAC. Gdy nadawca wysyła ramkę do urządzenia docelowego, ramka jest wysyłana do przełącznika. Przełącznik odczytuje adres MAC karty sieciowej stacji docelowej i sprawdza wewnętrzną tabelę adresów MAC, aby zidentyfikować, do którego portu przełącznika podłączone jest urządzenie docelowe. Następnie przełącznik wysyła ramkę tylko do portu powiązanego z adresem MAC urządzenia docelowego. Nie dochodzi do zalewania sieci ani jej przeciążenia. Takie podejście zapewnia wysoką wydajność sieci. Podczas korzystania z przełącznika w topologii sieci gwiaździstej nie dochodzi do kolizji. Przełącznik działa w drugiej warstwie modelu OSI (warstwie łącza danych). Poniższa tabela przedstawia wszystkie warstwy modelu OSI.

Model połączeń systemów otwartych (OSI)

Przełącznik jest bezpieczniejszy niż koncentrator. Od 2011 r. stosowanie koncentratorów do łączenia elementów sieci jest odradzane przez IEEE 802.3, zbiór standardów i protokołów dla sieci Ethernet.

Uwaga : Przełączniki, koncentratory, routery, modemy i punkty dostępowe Wi-Fi należą do aktywnego sprzętu sieciowego . Sprzęt aktywny posiada obwody elektroniczne i do działania potrzebuje zasilania elektrycznego. Kable, złącza, nadajniki-odbiorniki, panele krosowe, uchwyty do montażu w szafie i anteny Wi-Fi to pasywny sprzęt sieciowy , który nie wymaga zasilania elektrycznego. Pasywny sprzęt sieciowy służy do łączenia aktywnego sprzętu sieciowego.

Topologia gwiazdy w praktyce

Przyjrzyjmy się szczegółowo, w jaki sposób tradycyjne sieci Ethernet wykorzystują topologię gwiazdy oraz jak działa standard IEEE 802.3. Najczęściej stosowane są kable skrętkowe (4×2 żyły). Zazwyczaj wykorzystuje się je w tych sieciach, a końce kabli są zaciskane za pomocą złączy RJ-45 (znanych również jako 8P8C – 8 pozycji, 8 styków). Oba końce kabla są zaciskane zgodnie ze standardem EIA/TIA 568B. Można również zacisnąć oba końce kabla zgodnie ze standardem EIA/TIA 568A, ponieważ zasada działania pozostaje taka sama, ale praktyka ta nie jest powszechna. Więcej informacji na temat kabli znajdziesz w sekcji „ Rodzaje kabli ” na końcu tego wpisu na blogu.

Standardy Ethernet

10BASE-T to pierwsza implementacja sieci Ethernet, wykorzystująca kabel skrętkowy (oznaczenie „T ” w nazwie oznacza T skrętkę, a BASE oznacza sygnalizację w paśmie podstawowym). Maksymalna prędkość sieci wynosi 10 Mbit/s. Wymagany jest kabel UTP Cat.3 lub wyższy (wykorzystywane są tylko pary pomarańczowa i zielona).

100BASE-TX, znany jako Fast Ethernet, został wdrożony w 1995 r. (IEEE 802.3u). Standard ten zapewnia prędkość 100 Mbit/s w sieci i wymaga kabla UTP Cat 5 .

1000BASE-T znany jest jako Gigabit Ethernet (GbE lub 1 GigE) i został opisany w standardzie IEEE 802.3ab (ratyfikowanym w 1999 r.). Maksymalna prędkość transferu danych wynosi 1000 Mbit/s (1 Gbit/s). Wymagany jest kabel UTP Cat 5e.

2.5GBASE-T to standard określany jako IEEE 802.3bz, a maksymalna prędkość transferu danych wynosi 2,5 Gbit/s. Standard IEEE 802.3bz został zatwierdzony w 2016 roku. Wymagany jest kabel UTP Cat 5e .

5GBASE-T jest podobny do 2.5GBASE-T, ale zapewnia prędkość transferu danych wynoszącą 5 Gbit/s i wymaga kabla wyższej klasy – UTP Cat 6.

10GBASE-T to najszybszy standard Ethernet, który wykorzystuje kable z przewodami miedzianymi o maksymalnej prędkości 10 Gbit/s. Wymagany kabel to UTP Cat 6A. Standard IEEE 802.3an zawiera specyfikacje dotyczące wykorzystania skrętki do połączeń 10 Gbit/s.

W przypadku kabli zgodnych z poprzednimi standardami Ethernet stosuje się złącza RJ-45.

Maksymalna długość kabla między portami dwóch urządzeń sieciowych wynosi 100 metrów dla każdego z wyżej wymienionych standardów, o ile spełnione są wymagania dotyczące kabla skrętkowego. Jeśli chcesz połączyć dwa urządzenia sieciowe oddalone od siebie o 200 metrów, użyj dwóch 100-metrowych odcinków kabla i podłącz je do przełącznika zainstalowanego pośrodku, w odległości 100 m od każdego urządzenia.

Aby osiągnąć najwyższą prędkość dla każdego standardu, musisz spełnić minimalne wymagania: użyć kabla odpowiedniej kategorii, przełącznika obsługującego wymagany tryb oraz kart sieciowych w urządzeniach podłączonych do przełącznika. Na przykład, jeśli chcesz, aby urządzenia w sieci działały z prędkością 1 Gbit/s, musisz zainstalować w nich karty sieciowe 1 Gbit, podłączyć je do przełącznika 1 Gbit oraz użyć kabla UTP Cat 5e zakończonego złączami RJ-45 jako kabla krosowego zgodnego ze standardem EIA/TIA 568B. Gdy wszystkie podłączone urządzenia działają z prędkością 1 Gb/s, pracują one wyłącznie w trybie full-duplex. Autonegocjacja to funkcja służąca do ustalenia optymalnej prędkości sieciowej oraz trybu przesyłania danych (full-duplex lub half-duplex) dla portu połączonego z portem innego podłączonego urządzenia. Autonegocjacja automatycznie określa konfigurację portu podłączonego do drugiego końca kabla i ustawia szybkość przesyłania danych na podstawie niższej wartości. Jeśli podłączysz kartę sieciową 100 Mbit do przełącznika 1 Gbit za pomocą kabla krosowego (Cat 5e), prędkość połączenia sieciowego wyniesie 100 Mbit/s. Przydatną funkcją jest kompatybilność wsteczna z poprzednimi standardami Ethernet o niższej prędkości.

Format ramki

Długość standardowej ramki Ethernet IEEE 802.3 wynosi 1518 bajtów, a standardowa MTU (maksymalna jednostka transmisji) to 1500 bajtów. Jeśli stacje w sieci muszą wymieniać duże ilości danych, należy skonfigurować je tak, aby korzystały z ramek jumbo, które pozwalają na wykorzystanie MTU wynoszącej 9000 bajtów. Ramki typu jumbo mogą pomóc w poprawie wydajności podczas przesyłania danych, ponieważ stosunek informacji użytecznych do informacji serwisowych w ramkach jest wyższy. Nie wszystkie urządzenia obsługują ramki typu jumbo.

Kolejną zaletą stosowania topologii sieci gwiaździstej jest to, że sieci Ethernet wykorzystujące ten typ fizycznej topologii sieci obsługują tagowanie VLAN. Tagi VLAN służą do podziału sieci fizycznej na sieci logiczne przy użyciu tej samej infrastruktury fizycznej. Sieci logiczne są oddzielone w drugiej warstwie modelu OSI za pomocą tagów VLAN zapisanych w ramkach. Aby korzystać z tej funkcji, sprzęt musi obsługiwać tagowanie VLAN. Identyfikator VLAN może wynosić od 0 do 4094. 4094 to maksymalna liczba sieci VLAN w jednej sieci fizycznej.

Omówię formaty ramek dla sieci Ethernet zgodnych z normą IEEE 802.3, które wykorzystują topologię sieci gwiaździstej.

• Preambuła (7 bajtów) wskazuje początek ramki i służy do synchronizacji między nadawcą a odbiorcą.
• Ogranicznik początku ramki (1 bajt) to pole, które jest zawsze ustawione na 10101011. SFD (dzielnik początku ramki) oznacza koniec preambuły i początek ramki Ethernet, przygotowując się na nadchodzące bity adresu docelowego. To pole stanowi ostatnią szansę dla urządzeń sieciowych na synchronizację.
• Adres docelowy (6 bajtów) zawiera adres MAC docelowej karty sieciowej (na przykład E8:04:62:A0:B1:FF). Adres docelowy może być adresem unicast, multicast lub broadcast (FF:FF:FF:FF:FF:FF).
• Adres źródłowy (6 bajtów) zawiera adres MAC karty sieciowej urządzenia wysyłającego. Adres źródłowy jest zawsze adresem unicastowym.
• Typ (typ Ethernet) lub długość (2 bajty) określa długość ramki Ethernet. Pole typu wskazuje protokół warstwy 3 (L3) (0x0800 – IPv4, 0x86DD – IPv6), czy ramka wykorzystuje tagowanie VLAN 802.1q (0x8100) itp.
• Ładunek danych (maksymalnie 1500 bajtów dla ramek standardowych lub 9000 bajtów dla ramek jumbo) to enkapsulowany pakiet L3, który jest przenoszony przez ramkę. Pakiet jest typową jednostką danych protokołu (PDU) dla trzeciej warstwy modelu OSI (warstwa sieciowa).
• Suma kontrolna, FSC lub CRC (4 bajty), służy do weryfikacji integralności ramki. CRC jest obliczane przez nadawcę, a następnie odbiorca odbiera ramkę, oblicza tę wartość i porównuje ją z wartością CRC otrzymaną w ramce.

14-bajtowy nagłówek ramki Ethernet zawiera adres docelowy, adres źródłowy oraz typ (długość). Jeśli stosowane jest tagowanie VLAN, do ramki dodawane jest dodatkowe 4-bajtowe pole tagowania VLAN po polu adresu źródłowego.

Połączenie optyczne

Topologia sieci gwiaździstej jest również wykorzystywana do budowy sieci opartych na kablach optycznych (światłowodach), jeśli potrzebne są dłuższe odcinki kabli lub mniejsze opóźnienia. 10GBASE-S i 10GBASE-E to nowoczesne standardy dla sieci 10 Gbit/s wykorzystujących światłowody do nawiązywania połączeń. W tym przypadku do zbudowania sieci o topologii gwiaździstej wymagany jest przełącznik z modułami nadawczo-odbiorczymi i złączami SFP.

SR Transceivery typu SFP (short reach) są stosowane na odległości do 300 metrów.

LR Transceivery typu SFP (long reach) obsługują długość kabla w zakresie od 300 m do 3 km.

ER Transceivery typu SFP (extended reach) obsługują długość kabla od 30 km do 40 km.

Kabel światłowodowy wielomodowy (MM) jest stosowany na krótkich odległościach (poniżej 300 m).

Kabel światłowodowy jednomodowy (SM) jest używany na dużych odległościach (ponad 300 m).

Istnieją nadajniki-odbiorniki, które pozwalają podłączyć kable miedziane Cat 6A z złączami RJ-45 do portów SFP+ w celu uzyskania maksymalnej kompatybilności. Kabel światłowodowy jest podłączany do transceiverów za pomocą złączy LC. Budowa sieci fizycznej przy użyciu kabli światłowodowych jest trudniejsza niż budowa sieci przy użyciu kabli miedzianych Cat 6A.

Zalety topologii gwiazdy

Topologia sieci gwiaździstej jest znakomita. Gwiazda jest obecnie najpopularniejszym typem topologii sieci. Podsumujmy zalety tego typu topologii sieci.

• Wystarczy jedna karta sieciowa na stację
• Łatwa instalacja i konserwacja
• Łatwe rozwiązywanie problemów
• Wysoka niezawodność i kompatybilność
• Duża prędkość
• Obsługa skrętki i kabli światłowodowych
• Elastyczność i skalowalność

Połączenie Wi-Fi

Jeśli korzysta się z bezprzewodowego połączenia sieciowego poprzez zainstalowanie punktu dostępowego w domu lub w biurze, sieć bezprzewodowa zazwyczaj wykorzystuje topologię gwiazdy. W tym przypadku używany jest standard 802.11n (a/b/g/n). Punkt dostępowy Wi-Fi pełni rolę przełącznika połączonego z bezprzewodowymi kartami sieciowymi stacji i reprezentuje topologię gwiazdy.

Topologia sieci drzewa

Topologia sieci drzewa jest rozszerzeniem topologii gwiazdy i jest obecnie szeroko stosowana. Idea topologii drzewa polega na tym, że można połączyć wiele gwiazd, takich jak gałęzie, w złożoną sieć, wykorzystując połączenia między przełącznikami. Stacje są podłączone do portów tych przełączników. Jeśli jeden z przełączników ulegnie awarii, powiązany segment sieci przestaje działać. Jeśli główny przełącznik znajdujący się na szczycie topologii drzewa przestanie działać, gałęzie sieci nie mogą łączyć się ze sobą, ale komputery w gałęziach nadal komunikują się między sobą. Awaria dowolnej stacji podłączonej do sieci nie wpływa na gałąź sieci ani na całą sieć. Topologia drzewa jest niezawodna i łatwa w instalacji, konserwacji oraz diagnostyce, a także zapewnia wysoką skalowalność. W przypadku tej topologii między każdym węzłem sieci istnieje jedno połączenie (patrz schemat topologii sieci poniżej).

W topologii drzewa stosuje się protokoły i standardy mające zastosowanie w topologii sieci gwiaździstej (w tym przełączniki, kable i złącza). Ponadto routery mogą służyć do oddzielania podsieci od siebie na trzecim poziomie modelu OSI. W rezultacie stosowane są protokoły sieciowe trzeciej warstwy i przeprowadzana jest odpowiednia konfiguracja sprzętu sieciowego. Topologia sieci drzewiastej jest szeroko stosowana w dużych organizacjach, ponieważ jest łatwa w instalacji i zarządzaniu. Występuje tu hierarchiczna struktura sieci. Warto podłączyć wszystkie przełączniki gałęzi sieci do przełącznika głównego, aby uniknąć tworzenia długiego łańcucha przełączników, który może powodować wąskie gardła i obniżoną wydajność sieci podczas przesyłania danych przez segmenty między przełącznikami.

Przykład konfiguracji sieci

Przyjrzyjmy się przykładowi topologii sieci typu drzewo oraz temu, jak ten rodzaj topologii jest wykorzystywany w praktyce. Załóżmy, że istnieje organizacja składająca się z wielu działów, a każdy dział zajmuje jedno biuro w budynku. Działy znajdują się na różnych piętrach budynku. Instalacja sieci przy użyciu topologii gwiazdy nie jest racjonalna, ponieważ wiązałoby się to z dodatkowym zużyciem kabla w celu podłączenia wszystkich stacji w różnych lokalizacjach budynku do jednego przełącznika. Ponadto liczba stacji może być większa niż liczba portów w przełączniku. W tym przypadku najbardziej racjonalnym rozwiązaniem jest zainstalowanie dedykowanego przełącznika w głównym biurze każdego działu, podłączenie wszystkich stacji każdego działu do odpowiedniego przełącznika oraz podłączenie wszystkich przełączników działów do głównego przełącznika znajdującego się w serwerowni. W tym przykładzie główny przełącznik znajduje się na szczycie hierarchii drzewa. Główny przełącznik można podłączyć do routera w celu uzyskania dostępu do Internetu. Jeśli w innym budynku znajduje się dział, a odległość do przełącznika w budynku głównym wynosi ponad 100 metrów, można użyć dodatkowego przełącznika z kablem UTP. Przełącznik ten dzieli odległość na segmenty o długości poniżej 100 metrów. Alternatywnie można użyć kabla światłowodowego (oraz odpowiednich konwerterów lub przełączników) do podłączenia tego zdalnego biura do głównego przełącznika.

Aby uprościć administrację i poprawić bezpieczeństwo, można zainstalować routery dla każdego działu i utworzyć podsieci dla każdego działu. Na przykład programiści znajdują się w sieci 192.168.17.0/24, księgowi w sieci 192.168.18.0/24, testerzy w sieci 192.168.19.0/24, serwery w sieci 192.168.1.0/24 (główna podsieć) itp.

Czym jest router?

Router to urządzenie działające w trzeciej warstwie modelu OSI (warstwie sieciowej) i obsługujące pakiety (PDU to pakiet). Router może analizować, odbierać i przekazywać pakiety między różnymi sieciami IP (podsieciami), wykorzystując adresy IP hostów źródłowych i docelowych. Nieprawidłowe pakiety są odrzucane. Do routingu stosuje się różne techniki, takie jak NAT (translacja adresów sieciowych), tabele routingu itp. Zapora sieciowa i zabezpieczenia sieciowe to dodatkowe funkcje routera. Routery mogą wybierać najlepszą trasę do przesyłania pakietów. Pakiet jest enkapsulowany w ramkę. Router posiada co najmniej dwa interfejsy sieciowe (zazwyczaj LAN i WAN). Istnieją popularne modele routerów, które łączą w sobie funkcje routera i przełącznika w jednym urządzeniu. Routery te mają jeden port WAN i wiele portów LAN (zazwyczaj 4–8 w modelach przeznaczonych do małych biur lub domowych biur). Routery profesjonalne posiadają wiele portów, które nie są z góry zdefiniowane jako porty LAN lub WAN, dlatego należy je skonfigurować ręcznie. Można użyć fizycznego serwera z systemem Linux wyposażonego w wiele kart sieciowych i podłączyć to urządzenie jako router. Podłącz przełącznik do interfejsu sieciowego LAN tego routera z systemem Linux, aby uzyskać topologię sieci typu drzewo.

Połączenie Wi-Fi

Podobnie jak w przypadku topologii sieci typu gwiazda, sprzęt sieci bezprzewodowej może być wykorzystywany do tworzenia segmentów sieci o topologii drzewa w połączeniu z segmentami przewodowymi. Dwa identyczne punkty dostępowe Wi-Fi mogą pracować w trybie mostkowym, łącząc dwa segmenty sieci (dwie gwiazdy). Takie podejście jest przydatne, gdy trzeba połączyć biura oddalone od siebie o ponad 100 metrów i gdy nie ma możliwości poprowadzenia kabla między nimi. Poniższy schemat topologii sieci drzewiastej ilustruje ten przypadek użycia. Do każdego punktu dostępowego Wi-Fi działającego w trybie mostkowym podłączony jest przełącznik, dwa inne punkty dostępowe Wi-Fi są podłączone do odpowiedniego przełącznika, a stacje klienckie są podłączone do tych punktów dostępowych (tworząc gałęzie drzewa, które są sieciami o topologii gwiazdy).

Topologia sieci typu mesh

Topologia sieci typu mesh to konfiguracja, w której każda stacja w sieci jest połączona z pozostałymi stacjami. Wszystkie urządzenia są ze sobą połączone. Istnieją dwa rodzaje sieci typu mesh: pełna i częściowa. W sieci częściowo połączonej co najmniej dwie stacje sieciowe są połączone z wieloma innymi stacjami w sieci. W sieci pełnej każda stacja jest połączona ze wszystkimi pozostałymi stacjami. Liczbę połączeń w sieci pełnej oblicza się za pomocą wzoru Nc=N(N-1)/2 łączy, gdzie N jest liczbą węzłów w sieci (dla trybu komunikacji full-duplex ). Zobacz schemat topologii sieci poniżej.

Topologia sieci typu mesh zapewnia nadmiarowość sieci, ale może być kosztowna ze względu na dużą liczbę połączeń i całkowitą długość użytego kabla. Jeśli jedna stacja ulegnie awarii, sieć może kontynuować działanie, wykorzystując inne węzły i połączenia. Jeśli dane były przesyłane przez uszkodzony węzeł, trasa zostaje zmieniona, a dane są przesyłane przez inne węzły. Każdy węzeł jest routerem, który może dynamicznie tworzyć i modyfikować trasy w celu przesyłania danych w najbardziej racjonalny sposób (w tym przypadku stosuje się protokoły routingu dynamicznego). Liczba przeskoków może się zmieniać przy zmianie trasy między urządzeniem źródłowym a docelowym. Tabele routingu składają się z identyfikatora miejsca docelowego, identyfikatora źródła, metryki, czasu życia oraz identyfikatora rozgłoszenia. Routing działa w trzeciej warstwie modelu OSI. Czasami zamiast routingu stosuje się techniki zalewania. Tego typu topologie sieciowe mogą być wykorzystywane do przesyłania dużych ilości ruchu dzięki redundancji połączeń.

Dodanie nowej stacji do sieci jest trudne, ponieważ wymaga podłączenia jej do wielu innych stacji. Dodawanie lub usuwanie węzłów nie zakłóca działania całej sieci. Aby ustanowić wszystkie niezbędne połączenia, wymagane jest użycie wielu kart sieciowych na stacji. Po dodaniu nowej stacji może zaistnieć konieczność zainstalowania dodatkowych kart sieciowych na innych stacjach, które muszą być połączone z nową stacją. Topologia sieci typu mesh jest skalowalna, ale proces ten nie jest prosty. Administracja może być czasochłonna. Topologia odporna na awarie zapewnia wysoką niezawodność. Nie ma relacji hierarchicznych.

Topologia sieci typu mesh jest przykładem łączenia wielu lokalizacji w Internecie. Ta topologia sieci jest szeroko stosowana w połączeniach WAN (sieć rozległa), w sieciach organizacji o znaczeniu krytycznym, takich jak organizacje wojskowe itp.

Połączenie Wi-Fi

Topologia sieci typu mesh w sieciach Wi-Fi służy do rozszerzenia zasięgu sieci bezprzewodowych, które nazywane są bezprzewodowymi sieciami typu mesh. Architektura typu mesh z infrastrukturą jest najczęściej spotykana w tego typu topologiach sieci. Technologie bezprzewodowe wykorzystywane do tworzenia tego typu topologii sieci to Zigbee i Z-Wave, oparte na protokole IEEE 802.15.4, oraz WirelessHART. IEEE 802.11, 802.15 i 802.16. Sieci komórkowe również mogą działać w oparciu o topologię sieci typu mesh.

Topologia sieci hybrydowej

Topologia hybrydowa łączy dwa lub więcej typów topologii sieci omówionych wcześniej. Przykładem topologii sieci hybrydowej jest połączenie topologii gwiaździstej i pierścieniowej. Czasami w sieci może być potrzebna elastyczność dwóch topologii. Topologia hybrydowa jest zazwyczaj skalowalna i ma zalety wszystkich topologii, z których się składa. Łączą się też wady tych topologii, co utrudnia instalację i konserwację. Topologia hybrydowa zwiększa złożoność sieci i może wiązać się z dodatkowymi kosztami.

Topologia gwiazda-pierścień jest jednym z przykładów topologii sieci typu hybrydowego, z którymi można się obecnie spotkać. Mówiąc o części pierścieniowej, nie mamy na myśli kabli koncentrycznych z łącznikami typu T i złączami BNC. W nowoczesnej sieci pierścień światłowodowy służy do łączenia węzłów na dużych odległościach. Ta hybrydowa topologia sieci (pierścień + gwiazda) jest wykorzystywana do budowy sieci między różnymi budynkami położonymi daleko od siebie w obrębie jednego miasta lub w różnych miastach. Zastosowanie topologii gwiazdy przy dużej odległości między węzłami jest trudne i powoduje nadmierne zużycie kabla.

Zaletą pierścienia światłowodowego z wieloma liniami jest brak pojedynczego punktu awarii. Nadmiarowe łącza optyczne zapewniają wysoką dostępność i niezawodność. W przypadku uszkodzenia jednego łącza optycznego wykorzystywane są kanały rezerwowe. Różne linie światłowodowe między węzłami pierścienia mogą przebiegać różnymi trasami geograficznymi.

Przełączniki/routery światłowodowe, które są węzłami pierścienia, są połączone z przełącznikami/routerami stanowiącymi część segmentów sieciowych wykorzystujących topologię sieci gwiaździstej. Takie połączenie ma zalety przy budowie sieci lokalnych. Konwertery mediów światłowodowych służą do łączenia przełączników/routerów kompatybilnych z kablami światłowodowymi i odpowiednimi złączami z przełącznikami/routerami kompatybilnymi z kablami miedzianymi zakończonymi odpowiednimi złączami, jeśli w sieciach pierścieniowych i gwiaździstych stosowane są różne typy kabli i sprzętu sieciowego.

Rodzaje kabli

Kable są ważnymi elementami fizycznej topologii sieci. Prędkość sieci i ogólne koszty instalacji sieci zależą od wybranej topologii sieci, kabli i innego sprzętu sieciowego. Różne typy kabli zostały wspomniane w poście na blogu przy podawaniu rzeczywistych przykładów wykorzystania różnych typów topologii sieci. Przyjrzyjmy się najczęściej używanym kablom dla różnych typów topologii sieci wyjaśnionych w tym poście na blogu, aby lepiej zrozumieć topologie fizyczne.

Kabel koncentryczny

Kabel koncentryczny składa się z centralnego drutu miedzianego jako przewodnika wewnętrznego. W różnych modelach kabli jako przewodnik centralny może być użyta lita miedź lub kilka cienkich żył miedzianych. Ten wewnętrzny przewodnik jest otoczony warstwą izolacyjną chroniącą rdzeń. Warstwa izolacyjna jest otoczona przewodzącą taśmą aluminiową i plecionym ekranem miedzianym. Warstwa zewnętrzna to izolacja polimerowa, która jest czarna lub biała. RG-58 to popularna wersja kabla koncentrycznego o impedancji 50 omów. Kabel ten znany jest również pod nazwą 10Base2 Thinnet. Skrót „RG” w nazwie oznacza „radio guide”. Inne przykłady kabli koncentrycznych to RG-6, RG-8, RG-59. Obecnie kable koncentryczne są używane do podłączania anten Wi-Fi do odpowiedniego sprzętu sieciowego (typy kabli 5D-FB, 8D-FB, LMR-400).

Skrętka

Kable skrętkowe są szeroko stosowane w sieciach ze względu na prostotę użytkowania, dużą przepustowość i przystępną cenę. Dwa oddzielne izolowane przewody miedziane (o średnicy około 1 mm) są skręcone razem, tworząc parę. W różnych typach i kategoriach kabli stosuje się od jednej do czterech par. Celem skręcenia jest redukcja sygnałów zakłócających. Skrętki są pokryte zewnętrzną izolowaną osłoną, która chroni kabel przed uszkodzeniami mechanicznymi. Istnieją trzy główne typy kabli skrętkowych: UTP, FTP i STP.

UTP (Unshielded Twisted Pair) to kabel składający się z przewodów i izolatorów.

FTP (Foil screened Twisted Pair) lub F/UTP to kabel, w którym wszystkie skręcone pary są pokryte metalową osłoną (folią aluminiową). Wewnątrz kabla znajduje się dodatkowy pojedynczy przewód o średnicy mniejszej niż 1 mm. W rezultacie kable FTP umożliwiają uziemienie, jeśli zastosowane są odpowiednie złącza. Poszczególne skręcone pary nie są ekranowane.

STP (Shielded Twisted Pair) zawiera pleciony metalowy ekran wokół skręconych par. Każda skręcona para jest ekranowana folią aluminiową. Cały kabel jest sztywny i trudniej go skręcić (kabel nie jest tak elastyczny jak FTP i UTP). Kabel STP zapewnia lepszą ochronę przed zakłóceniami elektromagnetycznymi i uszkodzeniami mechanicznymi.

Do instalacji sieci stosuje się obecnie kable kategorii 5e lub wyższej. Im wyższa kategoria, tym wyższa jest szybkość transmisji danych (100 MHz, 250 MHz, 500 MHz) i obsługiwana prędkość przesyłania danych. Zamiast kabla UTP można użyć kabla FTP lub STP tej samej kategorii. UTP Cat.3 ma tylko dwie skręcone pary. UTP Cat.5 i wyższe mają 4 skręcone pary. Zaciskanie kabla jest łatwe i może je wykonać każdy, kto posiada narzędzie do zaciskania kabli.

Kabel światłowodowy

Kabel światłowodowy zapewnia najniższe opóźnienia i pozwala na pokonanie większych odległości za pomocą jednego odcinka kabla (bez repeaterów). Kabel światłowodowy jest cienki i składa się z dwóch warstw szkła. Warstwa rdzenia to czyste szkło, które pełni rolę falowodu dla sygnałów świetlnych na dużych odległościach. Powłoka to warstwa szkła otaczająca rdzeń i charakteryzująca się niższym współczynnikiem załamania światła w porównaniu z rdzeniem. Technologia ta opiera się na zasadzie całkowitego wewnętrznego odbicia.

Stosuje się kable światłowodowe jednomodowe (SMF) oraz wielomodowe (MMF). Kable MMF mają większą średnicę i służą do przenoszenia wielu promieni świetlnych (lub modów), ale sprawdzają się lepiej na krótkich odległościach. Kable MMF mają zazwyczaj niebieski kolor. Kable SMF lepiej sprawdzają się na dużych odległościach i mają kolor żółty. Popularne złącza to SC, FC, LC i ST.

Cena kabli światłowodowych jest wysoka. Spawanie światłowodów jest trudne w porównaniu z okablowaniem skrętki dwużyłowej lub kabli koncentrycznych. Koszt nadajników-odbiorników potrzebnych do podłączenia kabla światłowodowego do przełącznika lub routera dodatkowo podnosi wydatki. Końcówki światłowodów powinny być zawsze czyste, ponieważ nawet najmniejszy pyłek może spowodować poważne problemy.

Wnioski

W tym wpisie na blogu omówiono topologie sieci, w tym topologie fizyczne, topologie logiczne oraz przykłady ich zastosowania w praktyce. Jeśli chcesz zbudować sieć lokalną, użyj topologii gwiazdy, która jest obecnie najpopularniejszą topologią sieciową, lub topologii drzewa, która jest wysoce skalowalną modyfikacją topologii gwiazdy. Topologie pierścieniowe i siatkowe są najczęściej stosowane przez dostawców usług internetowych, dostawców usług zarządzanych oraz w centrach danych. Są one trudniejsze do skonfigurowania. Różnorodność typów topologii sieciowych, sprzętu sieciowego, standardów i protokołów pozwala na zainstalowanie sieci o dowolnej konfiguracji w Twoim środowisku, w zależności od Twoich potrzeb.

Po zainstalowaniu sieci i podłączeniu do niej serwerów oraz maszyn wirtualnych nie zapomnij skonfigurować wykonać kopię zapasową danych i zabezpieczyć swoje dane. NAKIVO Backup & Replication to uniwersalne rozwiązanie do ochrony danych, które obsługuje tworzenie kopii zapasowych maszyn z systemem Linux, maszyn z systemem Windows, maszyn wirtualnych VMware (VM), maszyn wirtualnych Hyper-V, baz danych Oracle oraz Office 365 za pośrednictwem sieci. Pobierz bezpłatną edycję NAKIVO Backup & Replication i wypróbuj produkt w swoim środowisku.

Roczny bezpłatny dostęp do usługi ochrony danych: NAKIVO Backup & Replication

Wdrażanie w 2 minuty i ochrona danych w środowiskach wirtualnych, chmurowych, fizycznych oraz SaaS. Opcje tworzenia kopii zapasowych, replikacji i natychmiastowego odzyskiwania danych.

Pobierz edycję bezpłatną