300px|thumb|right|Tipurile de topologie

Topologia rețelelor este studiul de aranjament sau cartografierea elementelor (legături, noduri etc.) dintr-o rețea, în special conexiunile fizice (reale) și logice (virtuale) dintre noduri.

O rețea locală (în engleză: Local Area Network, LAN) este un exemplu de rețea care prezintă atât topologie fizică, cât și topologie logică. Orice nod în rețeaua locală are una sau mai multe legături către unul sau mai multe noduri din rețea. Pentru topologia fizică a rețelei, toate nodurile și legăturile sunt reprezentate în formă de graf. De asemenea, reprezentarea fluxului de date dintre noduri în formă de graf determină structura logică a rețelei. Pentru o rețea anume structura logică și cea fizică pot fi identice, dar pot fi și diferite. În general, tehnologia rețelelor locale este bazată pe teoria grafurilor.

Tipurile de topologie topologie fizică - tratează aspectul spațial și organizarea fizică a stațiilor din rețea și a cablurilor; topologie de semnal; topologie logică - se referă la modul în care se realizează comunicarea în rețea și la modul în care datele circulă între stații. Structura unei rețele afectează direct performanțele acesteia, alegerea unei structuri în detrimentul alteia influențând: tipul de echipament necesar; caracteristicile necesare ale echipamentului; posibilitățile de extindere a rețelei; modul de administrare a rețelei.

Rețeaua Point-to-Point Cea mai simplă formă de structură din această categorie este o legătură (sau link) permanentă între oricare două terminații (engleză: endpoint). Structurile de tip switched point-to-point sunt modelele de bază ale telefoniei obișnuite. Valoarea definitivă a rețelelor point-to-point este o valoare garantată dintre cele două terminații. Valoarea conexiunilor de tip on-demand point-to-point este proporțională cu numărul de perechi de potențiali abonați și a fost exprimată în Legea lui Metcalfe.

Rețeaua Magistrală (Bus) 250px|thumb|right|Rețeaua Bus

În cadrul tipului de topologie de rețea în care toate nodurile rețelei sunt conectate la un mediu comun de transmisie care are exact două terminații (engleză: endpoints), toate datele care sunt transmise între noduri în rețea sunt transmise în cursul acestei părți comune de transport și de mediu în așa măsură să fie primite de către toate nodurile din rețea aproape simultan (fără a ține seama de întârzieri răspîndite).

Cele două terminații care fac parte din magistrala comuna de transport sunt oprite, în mod normal, cu un dispozitiv care se numește terminal (engleză: terminator). Dispozitivul respectiv absoarbe energia care rămâne în semnal, astfel prevenind reflectarea sau propagarea semnalului în direcția opusă, care poate provoca interferență sau poate duce chiar la degradarea semnalului.

Structurile Bus sunt cel mai simplu mod de a conecta mai mulți clienți, dar au adesea probleme când doi clienți doresc simultan să transmită date pe aceeași magistrală. Astfel, sistemele care folosesc arhitectura de rețea de tip magistrală au proiectate niște scheme pentru evitarea coliziunilor de date pe magistrala comună, cel mai des folosită fiind metoda Carrier Sense Multiple Access, care controlează resursele trimise ale magistralei comune.

Carrier Sense Multiple Access (CSMA) este un protocol Media Access Control (MAC) în care fiecare nod, înainte de a transmite informația pe magistrala comună, testează prezența altui trafic de pe mediul comun de transmisie.

Avantajele rețelelor Bus Ușor de implementat și de extins; Necesită mai puțină lungime de cablu decât rețelele stea; Sunt bine adaptate pentru rețele temporare și mici care nu necesită viteze mari, în plus sunt ușor de configurat; Sunt mai puțin costisitoare deoarece se folosește numai un cablu;

Dezavantajele rețelei Bus Lungimea cablului este limitată și la fel e numărul de stații; Dacă există probleme cu cablul, toată rețeaua se „prăbușește”; Costurile de întreținere pot fi mari pe o perioadă lungă; Performanța degradează rețeaua dacă sunt conectate prea multe calculatoare; Este necesară terminația corectă a semnalului (și a cablului); Capacitate de încărcare semnificativă (fiecare tranzacție trebuie să ajungă la destinație); Lucrează mai bine cu un număr limitat de noduri; Este mai lentă decât alte rețele; Dacă un calculator se defectează, atunci toată rețeaua se „prăbușește”.

Rețeaua Star (stea) 250px|thumb|right|Rețeaua stea Este tipul de topologie de rețea în care fiecare dintre nodurile de rețea este conectat la un nod central, numit hub sau switch. Toate datele care sunt transmise între nodurile din rețea sunt întâi transmise în acest nod central și abia apoi sunt retransmise la unele sau la toate celelalte noduri în rețea. Această conexiune centralizată permite o conexiune permanentă chiar dacă un dispozitiv de rețea iese din funcție. Singurul pericol este ieșirea din funcție a nodului central, care ar duce la pierderea legăturii cu toată rețeaua.

Avantajele rețelei stea O performanță sporită: Trecerea pachetelor de date (EN:data packets) prin noduri inutile este prevenită de această rețea. Această rețea după sine induce o mare încărcătură asupra nodului central, dar, dacă acest nod are capacitatea respectivă, atunci o utilizare intensivă de către un dispozitiv din rețea nu va afecta celelalte dispozitive din rețeaua respectivă. Izolarea dispozitivelor: Fiecare dispozitiv este izolat inerent de către legătura (EN:link) către nodul central. Acest lucru face izolarea dispozitivelor individuale destul de simplă și permite deconectarea lor în orice moment de la nodul central. Această procedură de izolare previne orice eșec necentralizat care va afecta toată rețeaua.

Dezavantajele topologiei stea Primul dezavantaj este dependența sistemului cu privire la funcționarea nodului central. În timp ce eșecul unei legături individuale duce numai la izolarea unui singur nod, defecțiunea nodului central duce la pierderea legăturii dintre toate nodurile. Scalabilitatea și performanța rețelei tot depind de nodul central. Mărimea rețelei este limitată de numărul de conexiuni pe care nodul central poate să le suporte. Traficul dintre un nod și nodul central este izolat de celelalte, dar, dacă un nod din rețea ocupă o parte semnificativă din capacitatea de procesare a nodului central, atunci celelalte noduri pot să se confrunte cu scăderea performanței rețelei.

Rețeaua Extended Star (stea extinsă) 250px|thumb|right|Topologia Extended Star Este prezentă multiplicarea nodurilor centrale, permițând lucrul rețelei chiar dacă unul dintre nodurile centrale se defectează. Are o performanță mai mare ca Star.

Topologia Articol principal: Wireless Mesh Network thumb|250px|right|Reprezentarea unei rețele mesh thumb|250px|right|Proprietățile de autoreconfigurare a nodurilor mesh O rețea fără fir (radio) de tip mesh (traducerea expresiei engleze Wireless Mesh Network) reprezintă o rețea destinată transportării datelor, a instrucțiunilor și a vocii (informație sonoră) prin nodurile de rețea. Aceast tip de rețea oferă o conexiune continuă și dispune de algoritmi de reconfigurare în caz de noduri blocate sau neoperaționale. Scopul principal al acestor algoritmi este de a găsi cea mai bună rută pentru a ocoli nodurile neoperaționale și de a transmite până la destinație pachetele de date, în ciuda dificultăților.

O rețea mesh în care toate nodurile sunt interconectate poartă denumirea de „rețea deplin conectată” (engleză: fully connected network). Rețelele mesh diferă de celelalte rețele prin aceea că toate componentele rețelelor pot fi interconectate prin așa numitele „hopuri”, care în general nu sunt unități mobile.

Note

Categorie:Teoria sistemelor Categorie:Arhitectura rețelei Categorie:Topologie