DCN-コンピュータネットワークトポロジ

ネットワークトポロジは、コンピュータシステムまたはネットワークデバイスを相互に接続するための配置です。トポロジは、ネットワークの物理的側面と論理的側面の両方を定義する場合があります。論理トポロジと物理トポロジの両方が、同じネットワーク内で同じでも異なっていてもかまいません。


ポイントからポイントへ

ポイントツーポイントネットワークには、コンピューター、スイッチ、ルーターなどの2つのホスト、1本のケーブルを使用して背中合わせに接続されたサーバーが含まれます。多くの場合、一方のホストの受信側はもう一方の送信側に接続されており、その逆も同様です。

ホストが論理的にポイントツーポイントで接続されている場合は、複数の中間デバイスが存在する可能性があります。ただし、エンドホストは基盤となるネットワークを認識せず、直接接続されているかのように相互に認識します。

バストポロジー

バストポロジの場合、すべてのデバイスが単一の通信回線またはケーブルを共有します。複数のホストが同時にデータを送信しているときに、バストポロジで問題が発生する可能性があります。したがって、バストポロジは、CSMA / CDテクノロジを使用するか、1つのホストをバスマスターとして認識して問題を解決します。これは、デバイスの障害が他のデバイスに影響を与えない単純なネットワーク形式の1つです。ただし、共有通信回線に障害が発生すると、他のすべてのデバイスが機能しなくなる可能性があります。

共有チャネルの両端にはラインターミネータがあります。データは一方向にのみ送信され、データが最端に達するとすぐに、ターミネータはデータを回線から削除します。

スタートポロジ

Starトポロジのすべてのホストは、ポイントツーポイント接続を使用して、ハブデバイスと呼ばれる中央デバイスに接続されます。つまり、ホストとハブの間にポイントツーポイント接続が存在します。ハブデバイスは、次のいずれかになります。

  • ハブやリピーターなどのレイヤー1デバイス
  • スイッチやブリッジなどのレイヤー2デバイス
  • ルーターやゲートウェイなどのレイヤー3デバイス

バストポロジと同様に、ハブは単一障害点として機能します。ハブに障害が発生すると、他のすべてのホストへのすべてのホストの接続が失敗します。ホスト間のすべての通信は、ハブのみを介して行われます。スタートポロジは、もう1つのホストを接続するほど高価ではなく、必要なケーブルは1つだけで、構成は簡単です。

リングトポロジー

リングトポロジでは、各ホストマシンは他の2台のマシンに正確に接続し、循環ネットワーク構造を作成します。1つのホストが、隣接していないホストと通信またはメッセージを送信しようとすると、データはすべての中間ホストを通過します。既存の構造でもう1つのホストを接続するために、管理者はもう1本の追加ケーブルのみを必要とする場合があります。

ホストに障害が発生すると、リング全体に障害が発生します。したがって、リング内のすべての接続が障害点になります。もう1つのバックアップリングを使用する方法があります。

メッシュトポロジ

このタイプのトポロジーでは、ホストは1つまたは複数のホストに接続されます。このトポロジーには、他のすべてのホストとポイントツーポイント接続されているホストがある場合と、少数のホストのみとポイントツーポイント接続されているホストがある場合があります。

メッシュトポロジのホストは、直接のポイントツーポイントリンクを持たない他のホストのリレーとしても機能します。メッシュテクノロジーには2つのタイプがあります。

  • Full Mesh:すべてのホストは、ネットワーク内の他のすべてのホストへのポイントツーポイント接続を持っています。したがって、新しいホストごとにn(n-1)/ 2接続が必要です。これは、すべてのネットワークトポロジの中で最も信頼性の高いネットワーク構造を提供します。
  • Partially Mesh:すべてのホストが他のすべてのホストにポイントツーポイント接続しているわけではありません。ホストは任意の方法で相互に接続します。このトポロジは、すべてのホストの一部に信頼性を提供する必要がある場合に存在します。

木のトポロジー

階層トポロジとも呼ばれ、現在使用されているネットワークトポロジの最も一般的な形式です。このトポロジは、拡張スタートポロジとして模倣され、バストポロジのプロパティを継承します。

このトポロジは、ネットワークをネットワークの複数のレベル/レイヤーに分割します。主にLANでは、ネットワークは3種類のネットワークデバイスに分かれています。最下層は、コンピューターが接続されているアクセス層です。中間層は分配層と呼ばれ、上層と下層の間の仲介役として機能します。最上位のレイヤーはコアレイヤーと呼ばれ、ネットワークの中心点、つまりすべてのノードが分岐するツリーのルートです。

隣接するすべてのホストは、それらの間にポイントツーポイント接続を持っています。バストポロジと同様に、ルートがダウンすると、ネットワーク全体が被害を受けますが、単一障害点ではありません。すべての接続は障害点として機能し、障害が発生するとネットワークが到達不能なセグメントに分割されます。

デイジーチェーン

このトポロジは、すべてのホストを線形に接続します。リングトポロジと同様に、エンドホストを除いて、すべてのホストは2つのホストにのみ接続されます。つまり、デイジーチェーンのエンドホストが接続されている場合、それはリングトポロジを表します。

デイジーチェーントポロジの各リンクは、単一障害点を表します。すべてのリンク障害は、ネットワークを2つのセグメントに分割します。すべての中間ホストは、直接のホストのリレーとして機能します。

ハイブリッドトポロジ

設計に複数のトポロジが含まれるネットワーク構造は、ハイブリッドトポロジと呼ばれます。ハイブリッドトポロジは、組み込まれているすべてのトポロジの長所と短所を継承します。

上の図は、任意のハイブリッドトポロジを表しています。結合トポロジには、スター、リング、バス、およびデイジーチェーントポロジの属性が含まれる場合があります。ほとんどのWANはデュアルリングトポロジで接続されており、接続されているネットワークはほとんどがスタートポロジネットワークです。インターネットは最大のハイブリッドトポロジの最良の例です