Τοπολογία αστεριών: Εργασία, Χαρακτηριστικά, Διάγραμμα, Ανίχνευση σφαλμάτων & Εφαρμογές του

Η διάταξη διαφορετικών στοιχείων όπως κόμβοι, συσκευές δικτύου , και οι ζεύξεις ενός δικτύου επικοινωνίας είναι γνωστές ως τοπολογία δικτύου. Τοπολογία δικτύου παίζει ουσιαστικό ρόλο στον καθορισμό του τρόπου σύνδεσης των τηλεπικοινωνιακών δικτύων σε υπολογιστές, βιομηχανικούς διαύλους πεδίου, ραδιοδίκτυα και επίσης βοηθά στον προσδιορισμό της απόδοσης του δικτύου, στην παρακολούθηση συσκευών, στις απεικονίσεις του δικτύου και στη διάγνωση προβλημάτων δικτύου. Υπάρχουν διάφοροι τύποι τοπολογιών δικτύου όπως bus, star, ring, tree, mesh & hybrid. Αυτό το άρθρο εξετάζει έναν από τους τύπους τοπολογιών όπως τοπολογία αστεριών – εργασία με εφαρμογές.

Τι είναι το Star Topology;

Μια τοπολογία αστεριού ή ένα δίκτυο αστεριών είναι ένα είδος τοπολογίας δικτύου όπου κάθε συσκευή είναι απλά συνδεδεμένη σε ένα μεσαίο διανομέα. Αυτός ο τύπος τοπολογίας δικτύου είναι μία από τις πιο δημοφιλείς διαμορφώσεις δικτύου υπολογιστών. Σε αυτόν τον τύπο δικτύου, οι συσκευές που είναι συνδεδεμένες σε ένα κεντρικό δίκτυο μοιάζουν με ένα μοντέλο αστέρι εξ ου και το όνομά του.

Αρχή εργασίας τοπολογίας αστεριών

Το διάγραμμα τοπολογίας αστεριών φαίνεται παρακάτω. Σε αυτόν τον τύπο τοπολογίας, κάθε συσκευή εντός του δικτύου συνδέεται απλώς με μια κεντρική συσκευή γνωστή ως hub. Η αρχή λειτουργίας της τοπολογίας αστεριών είναι: δεν επιτρέπει την απευθείας επικοινωνία μεταξύ διαφορετικών συνδεδεμένων συσκευών όπως στο α πλέγμα . Αλλά η επικοινωνία είναι δυνατή με τη χρήση μιας κεντρικής συσκευής όπως ένας διανομέας διαθέσιμος εντός του δικτύου. Αυτή η κεντρική συσκευή/διανομέας μπορεί να είναι ένας ενεργός διανομέας, ένας παθητικός διανομέας ή ένας διακόπτης που είναι υπεύθυνος τόσο για τη μετάδοση όσο και για τη λήψη μηνυμάτων από τον αποστολέα.

Εάν μια μεμονωμένη συσκευή εντός αυτού του δικτύου θέλει να μεταδώσει δεδομένα σε άλλες συσκευές, τότε πρώτα πρέπει να μεταδώσει τα δεδομένα σε έναν κεντρικό διανομέα και μετά ο διανομέας μεταδίδει αυτά τα δεδομένα στην επιλεγμένη συσκευή. Ο διανομέας και άλλες συσκευές που είναι συνδεδεμένες με το διανομέα είναι γνωστές ως πελάτες. Εδώ αυτοί οι πελάτες συνδέονται στο hub χρησιμοποιώντας καλώδια RJ-45/ Ομοαξονικό καλώδιο.

Εδώ ο διανομέας λειτουργεί σαν διακομιστής και οι συνδεδεμένες συσκευές λειτουργούν σαν πελάτες. Σε αυτήν την τοπολογία, το ομοαξονικό καλώδιο ή RJ45 χρησιμοποιείται με βάση τον τύπο της κάρτας δικτύου που είναι συνδεδεμένη σε κάθε υπολογιστή. Παρόμοια με μια τοπολογία διαύλου, μια εγκατάσταση δικτύου υπολογιστών με τοπολογία αστέρι είναι πολύ εύκολη και απλή. Σε αυτό,  Εάν ο διανομέας παρουσιάσει οποιοδήποτε πρόβλημα, τότε η επικοινωνία σε ολόκληρο το δίκτυο υπολογιστών αποτυγχάνει.

Διάγραμμα τοπολογίας αστεριών

Στην τοπολογία Star, όλοι οι κόμβοι συνδέονται απλώς μεταξύ τους με έναν διακόπτη/διανομέα και τον κεντρικό υπολογιστή. Αυτοί ονομάζονται επίσης διακομιστής, ενώ οι κόμβοι που συνδέονται ονομάζονται πελάτες. Αυτοί οι κόμβοι συνδέονται με καλώδιο συνεστραμμένου ζεύγους, οπτική ίνα και ομοαξονικό καλώδιο/καλώδιο RJ-4. Σε αυτόν τον τύπο τοπολογίας, οι κόμβοι (κεντρικοί υπολογιστές) συνδέονται έμμεσα μεταξύ τους μέσω ενός κεντρικού διανομέα.

Ο υπολογιστής/κεντρική συσκευή είναι κυρίως υπεύθυνος για την καθοδήγηση και τον έλεγχο όλης της κίνησης εντός του δικτύου. Η απόδοση του δικτύου εξαρτάται κυρίως από τη χωρητικότητα του διανομέα/διακόπτη ή του υπολογιστή. Εάν ο υπολογιστής (κεντρική συσκευή) δεν μπορεί να χειριστεί πολλούς κόμβους, τότε επιπλέον κόμβοι δεν μπορούν να συμπεριληφθούν στο δίκτυο. Σε αυτό το δίκτυο, οι κόμβοι, καθώς και η φυσική εμφάνιση του κόμβου, θα μοιάζουν με ένα μοντέλο αστεριού, επομένως αυτό το δίκτυο ονομάζεται τοπολογία αστεριού. Αυτή η τοπολογία χειρίζεται τεράστιο όγκο δεδομένων και λειτουργεί καλά σε ένα μεγάλο δίκτυο.

Η σύνδεση των κόμβων με έναν κεντρικό διανομέα είναι 4 τύπων: Hub/repeater, bridge/switch, gateway/router και υπολογιστής. Εάν ένας κεντρικός υπολογιστής χρειάζεται να μεταδώσει ένα μήνυμα σε οποιονδήποτε άλλο κεντρικό υπολογιστή, πρώτα το μήνυμα αποστέλλεται στον διανομέα, στο δρομολογητή ή στον μεταγωγέα και μετά να περάσει στον κεντρικό υπολογιστή-στόχο.

Κάθε κόμβος εντός του δικτύου περιέχει κάποια μοναδική διεύθυνση, που χρησιμοποιείται για τη μετάδοση και λήψη ενός μηνύματος εντός του δικτύου. Ας υποθέσουμε ότι ο μεταγωγέας στο δίκτυο λειτουργεί σαν διακομιστής και στη συνέχεια αποθηκεύει όλες τις διευθύνσεις του κόμβου που είναι συνδεδεμένοι σε αυτόν. Μόλις οποιοσδήποτε κόμβος θέλει να μεταδώσει ένα μήνυμα σε έναν ακόμη κόμβο, ο επόμενος διακόπτης προσδιορίζει σε ποιον κόμβο θα μεταδοθεί ένα μήνυμα επειδή έχει ένα αντίγραφο όλων των διευθύνσεων.

Εάν ο διανομέας λειτουργεί όπως ο διακομιστής, τότε ο διανομέας δεν μπορεί να αποθηκεύσει διευθύνσεις, επομένως ο διανομέας θα μεταδώσει ένα μήνυμα σε όλους τους κόμβους και το μηχάνημα προορισμού θα παρατηρήσει τη διεύθυνση και θα λάβει το μήνυμα. Στο δίκτυο, εάν κάποιος κόμβος βρει το σφάλμα και σταματήσει να λειτουργεί, τότε δεν θα επηρεάσει τους υπόλοιπους κόμβους, αν και εάν ο κεντρικός διανομέας σταματήσει να λειτουργεί τότε το δίκτυο δεν θα λειτουργήσει.

Για να συμπεριληφθεί ένας πρόσθετος κόμβος στο δίκτυο, απλά χρειάζονται επιπλέον καλώδια που το καθιστούν οικονομικό, ωστόσο η τοπολογία αστεριών είναι ακριβή σε σύγκριση με ένα τοπολογία λεωφορείου . Επιπλέον, ο διακομιστής όπως ένας διακόπτης, ο διανομέας, ο δρομολογητής είναι δαπανηρός στην τοπολογία αστεριών.

Πρωτόκολλα που χρησιμοποιούνται στην τοπολογία αστεριών

Το πρωτόκολλο που χρησιμοποιείται στην τοπολογία αστεριών είναι γενικά το Ethernet. Αυτό το πρωτόκολλο χρησιμοποιεί απλώς μεθόδους πρόσβασης όπως CSMA (Πρόσβαση πολλαπλασιαστή αίσθησης φορέα) και CD (ανίχνευση φορέα). Προκειμένου να αποφευχθεί μια συντριβή, η κυκλοφορία εντός της γραμμής επαληθεύεται πρώτα πριν από τη μετάδοση οποιουδήποτε θύλακα δεδομένων. Εάν ο σύνδεσμος είναι απασχολημένος σε κάποια περίπτωση, τότε ο κόμβος θα παραμείνει και θα στείλει ξανά το πακέτο δεδομένων. Το πρωτόκολλο φυσικού επιπέδου του μοντέλου OSI χρησιμοποιείται σε διανομείς και τα πρωτόκολλα επιπέδου δικτύου και επιπέδου σύνδεσης δεδομένων χρησιμοποιούνται μέσα σε μεταγωγείς για επικοινωνία στα τοπικά δίκτυα και στα δίκτυα ευρείας περιοχής. Ανατρέξτε σε αυτόν τον σύνδεσμο για να μάθετε περισσότερα Πρωτόκολλο Ethernet .

Χειρισμός σφαλμάτων στην τοπολογία αστεριών

Ο χειρισμός σφαλμάτων είναι πολύ πιο εύκολος στην τοπολογία Star σε σύγκριση με την τοπολογία Bus επειδή σε αυτήν κάθε κόμβος συνδέεται απευθείας με την κεντρική συσκευή. Έτσι, εάν ο κόμβος στην τοπολογία είναι ελαττωματικός τότε θα σταματήσει να λειτουργεί και οι υπόλοιποι κόμβοι μπορούν να λειτουργούν συνεχώς με επεξεργασία, ενώ σε μια τοπολογία διαύλου εάν ένας κόμβος είναι ελαττωματικός τότε θα επηρεάσει ολόκληρο το σύστημα.

Λεωφορείο εναντίον Αστέρι Τοπολογία

Η διαφορά μεταξύ τοπολογίας διαύλου και αστεριού περιλαμβάνει τα ακόλουθα.

Τοπολογία αστεριών εναντίον τοπολογίας πλέγματος

Η διαφορά μεταξύ τοπολογίας αστεριού και πλέγματος περιλαμβάνει τα ακόλουθα.

Χαρακτηριστικά

Τα χαρακτηριστικά της τοπολογίας αστεριών περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Η εγκατάσταση του δικτύου τοπολογίας αστέρι είναι πολύ εύκολη.
• Έχει λιγότερη συντήρηση.
• Αυτή η τοπολογία χρησιμοποιεί υπερβολικά καλώδια σε σύγκριση με την τοπολογία του δικτύου διαύλου.
• Η κύρια συσκευή που χρησιμοποιείται σε αυτήν την τοπολογία είναι μια κεντρική συσκευή γνωστή ως SWITCH/ROUTER/HUB.
• Ολόκληρο το δίκτυο ελέγχεται, ελέγχεται και αλλάζει μέσω του HUB.
• Αυτό το είδος δικτύου είναι εξαιρετικά επεκτάσιμο.
• Κάθε κόμβος σε αυτό το δίκτυο είναι συνδεδεμένος στο Hub.

Χαρακτηριστικά τοπολογίας αστεριών

Τα χαρακτηριστικά της τοπολογίας αστεριών περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Με βάση τις προδιαγραφές του κεντρικού διανομέα, αυτό το δίκτυο είναι πολύ απλό στην επέκταση.
• Ο εντοπισμός του σφάλματος σε αυτήν την τοπολογία είναι πολύ εύκολος.
• Αυτή η τοπολογία χρειάζεται περισσότερο καλώδιο σε σύγκριση με την τοπολογία διαύλου.
• Εάν σπάσει ένα μόνο καλώδιο σε αυτήν την τοπολογία, τότε ο υπολογιστής που είναι συνδεδεμένος σε αυτό το μεμονωμένο καλώδιο δεν είναι σε θέση να χρησιμοποιήσει το δίκτυο.
• Μόλις αλλάξει/μεγαλώσει το δίκτυο, τότε οι υπολογιστές προστίθενται/αφαιρούνται απλώς από τον κεντρικό διανομέα.

Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα

Τα πλεονεκτήματα της τοπολογίας αστεριών περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Είναι πολύ απλό να προσθέσετε έναν επιπλέον υπολογιστή σε αυτό το δίκτυο.
• Εάν ένας μεμονωμένος υπολογιστής εντός του δικτύου σταματήσει να λειτουργεί, τότε το υπόλοιπο δίκτυο θα λειτουργεί κανονικά.
• Αυτή η τοπολογία είναι πολύ αξιόπιστη.
• Δεν είναι ακριβό γιατί κάθε συσκευή απαιτεί απλώς μια θύρα I/O και πρέπει να συνδεθεί μέσω ενός διανομέα χρησιμοποιώντας έναν μόνο σύνδεσμο.
• Είναι απλό στην εγκατάσταση.
• Είναι δυνατό στη φύση.
• Ο εντοπισμός σφαλμάτων είναι απλός επειδή οι σύνδεσμοι εντοπίζονται συχνά και εύκολα.
• Όταν οι συσκευές συνδέονται ή αφαιρούνται, δεν υπάρχει διακοπή στο δίκτυο.
• Κάθε συσκευή χρειάζεται μόνο μία θύρα για να συνδεθεί στο hub.

ο μειονεκτήματα της τοπολογίας αστεριών περιλαμβάνουν τα ακόλουθα.

• Χρειάζεται υψηλή συντήρηση.
• Εξαρτάται από τον κεντρικό κόμβο.
• Χρειάζεται επιπλέον εξοπλισμό.
• Τα καλώδια/καλώδια που χρησιμοποιούνται εντός του δικτύου μπορούν να βλάψουν πολύ εύκολα
• Χρειάζεται περισσότερα καλώδια σε σύγκριση με μια τοπολογία γραμμικού διαύλου.
• Εάν ο κεντρικός διανομέας καταστραφεί, τότε οι συσκευές που είναι συνδεδεμένες στο δίκτυο δεν θα λειτουργούν σωστά.
• Ο κεντρικός κόμβος χρειάζεται τακτική συντήρηση και περισσότερους πόρους.

Εφαρμογές/Χρήσεις

Οι εφαρμογές της τοπολογίας αστεριών περιλαμβάνουν τις ακόλουθες.

• Αυτή η τοπολογία χρησιμοποιείται από τις περισσότερες επιχειρήσεις για τη σύνδεση υπολογιστών σε διάφορους εκτυπωτές καθώς και σε άλλους σταθμούς.
• Η τοπολογία αστεριών είναι μια δημοφιλής και πιο συχνά χρησιμοποιούμενη τοπολογία με LAN.
• Αυτός ο τύπος τοπολογίας χρησιμοποιείται σε μικρούς οργανισμούς, μικρά δίκτυα κ.λπ.
• Αυτές οι τοπολογίες χρησιμοποιούν συνδέσεις LAN για μέγιστη ταχύτητα έως και 100MBPS.
• Αυτή η τοπολογία χρησιμοποιείται σε μικρά ινστιτούτα.
• Οι τοπολογίες αστεριών χρησιμοποιούνται σε πολλά δίκτυα, μεγάλα και μικρά
• Η τοπολογία αστεριών χρησιμοποιείται σε LAN υψηλής ταχύτητας
• Αυτή η τοπολογία χρησιμοποιείται συχνά σε γραφεία και σπίτια.
• Αυτή η τοπολογία χρησιμοποιείται επίσης για τη μετάδοση δεδομένων μέσω του κεντρικού διανομέα μεταξύ διαφορετικών κόμβων του δικτύου.

Έτσι, όλα αυτά αφορούν μια επισκόπηση ενός αστεριού τοπολογία – εργασία με εφαρμογές. Αυτό το είδος τοπολογίας είναι εφαρμόσιμο σε μικρότερα δίκτυα και εάν αυτή η τοπολογία έχει περιορισμένο αριθμό. των κόμβων τότε λειτουργεί αποτελεσματικά. Αλλά κάποιος πρέπει να βεβαιωθεί ότι ο κεντρικός κόμβος/κόμβος λειτουργεί πάντα ή όχι επειδή ο κόμβος είναι η καρδιά αυτής της τοπολογίας δικτύου. Εδώ είναι μια ερώτηση για εσάς, τι είναι η τοπολογία δακτυλίου;