Sezione propedeutica
Le topologie di rete
fondamentali
Il concetto di topologia
La TOPOLOGIA è la
struttura utilizzata per
poter collegare tra
loro i calcolatori di
una rete.
È fondamentale, al
momento della
progettazione della
rete, scegliere la
modalità giusta per
evitare problemi futuri.
Le principali topologie
a BUS o in linea retta
ad ANELLO
a STELLA
Fra queste, la topologia a stella, col passare
degli anni, ha conquistato la supremazia
rispondendo, meglio delle altre, ai requisiti di
AFFIDABILITÀ, SCALABILITÀ, PROTEZIONE,
VELOCITÀ.
La topologia a BUS
La più semplice ed
economica da
implementare, è
costituita da un cavo
dorsale di tipo
coassiale a cui
vengono collegati i
computer come se
fossero vestiti
appesi. Alle
estremità del cavo
vengono posti
particolari tappi detti
terminatori.
La topologia a BUS
Ogni computer (o nodo) della rete partecipa in
modo passivo, restando in “ascolto” e in
attesa di messaggi a lui destinati.
Ogni nodo può inviare dati, questi vengono
ricevuti da tutti i nodi ma solo il destinatario
può intercettarli e leggerli.
A
Il nodo A
trasmette al
nodo B; C riceve
ma non decifra
B
C
OK!
???
La topologia a BUS
La trasmissione di un pacchetto di dati può
essere effettuata da un solo nodo alla volta; in
caso di conflitto (due nodi che trasmettono
contemporaneamente), la rete utilizza una
sorta di mediazione.
Lo standard Ethernet, per esempio, gestisce le
collisioni con la tecnica CSMA/CD, che annulla
entrambe le trasmissioni per ritentarle dopo
un tempo variabile.
La topologia a BUS
Malgrado la semplicità e il basso costo, questa
topologia presenta alcuni inconvenienti:
non è affidabile, in quanto un’interruzione del
cavo determina il blocco dell’intera rete;
difetta in scalabilità, in quanto malgrado sia
semplice aggiungere nodi, questi non possono
superare un certo limite;
non è veloce (max 10Mbps), è la velocità
diminuisce drasticamente con l’aumentare dei
nodi e del traffico.
La topologia a BUS – conclusioni
VANTAGGI:
economica
semplice da
realizzare
facilmente
ampliabile
SVANTAGGI:
poco affidabile
numero max di
nodi limitato
decadimento
prestazioni in
caso di traffico
La topologia ad ANELLO
È costituita da cavi
speciali che collegano
tra loro i vari
computer formando
un cerchio chiuso
I dati trasmessi
scorrono in un solo
senso, la trasmissione
si intende terminata
quando le
informazioni, dopo un
intero ciclo, ritornano
al mittente.
La topologia ad ANELLO
Ogni nodo della rete
partecipa in modo
attivo, ricevendo ed
inoltrando i pacchetti di
dati (a volte anche
amplificandone il
segnale) ad una
velocità max di 16Mbps
In caso di interruzione
del cavo o guasto ad un
nodo, si rischia il
blocco dell’intera rete
C
B
A
Il nodo B, ricevuto un
pacchetto dal nodo A,
lo inoltra al nodo C,
che a sua volta…
La topologia ad ANELLO
Si utilizza un sistema a gettoni (token) per
evitare conflitti di trasmissione.
Il token (un ridotto numero di bit) circola
nell’anello da nodo a nodo ininterrottamente,
solo chi in quel momento detiene il token può
trasmettere dati.
Il nodo trasmittente modifica il token per
indicare che è in uso e lo trasmette insieme
al pacchetto di dati
I nodi si passano il token e i dati trasmessi
fino al destinatario, che a sua volta modifica
il token per indicare l’avvenuta ricezione
La topologia ad ANELLO – conclusioni
VANTAGGI:
stesse possibilità
per i nodi di
trasmettere
le prestazioni non
decadono
aumentando i
nodi
SVANTAGGI:
scarsamente
diffusa, poco
economica
In taluni casi
difetta in
affidabilità
La topologia a STELLA
Ogni nodo è collegato con
un proprio cavo ad un
apparato centrale
chiamato HUB o
concentratore
I dati trasmessi (fino a
1000Mbps) giungono
all’hub, che replica il
pacchetto inviandolo a
tutti i nodi collegati
È facile monitorare il
funzionamento della rete,
grazie alle spie luminose
dell’hub
Hub
La topologia a STELLA
I dati inviati da un nodo,
malgrado vengano
ricevuti da tutti i nodi,
sono intercettabili solo
dal destinatario
In caso di conflitto di
trasmissione, la topologia
a stella cerca una
mediazione tra i
contendenti (nello
standard Ethernet, come
già visto per le topologie a
bus, le collisioni sono
gestite con la tecnica
CSMA/CD)
Hub
La topologia a STELLA
Dato che ogni nodo è
connesso all’hub con
un proprio cavo,
l’interruzione di questo
non interferisce con gli
altri collegamenti
Viceversa, l’elemento cruciale in una rete a
stella è l’hub; un guasto a questo componente
(comunque abbastanza affidabile) comporta il
blocco di tutti i collegamenti
Quando i nodi aumentano ed un hub non è più
sufficiente, è possibile aggiungere altri hub in
cascata: si forma così una topologia mista
(stella-bus o stella-anello).
La topologia a STELLA – conclusioni
VANTAGGI:
molto diffusa,
componenti
economici
nessuna interruzione
in caso di guasti ad
un cavo/nodo
facilmente scalabile
SVANTAGGI:
consistente
utilizzo di cavi
blocco completo
in caso di guasto
dell’hub
Le topologie MISTE
Spesso, nel creare una rete di una certa
dimensione, si può ricorrere ad un misto di
topologie
Quasi sempre la struttura a stella è il cardine
di una topologia mista, grazie alla possibilità
di essere facilmente ampliata e modificata.
collegamento
a stella
collegamento
a bus
collegamento
a stella
Le topologie MISTE
collegamento
a stella
collegamento
a stella
collegamento
ad ANELLO
collegamento
a stella
Le topologie MISTE
In una rete a stella mista, assume fondamentale
importanza la qualità dei cavi che collegano tra di
loro i vari hub (detti dorsali o backbone)
In una rete di grandi dimensioni, l’utilizzo di
switch al posto degli hub consente di
razionalizzare la circolazione delle informazioni, a
fronte di un aumento non indifferente dei costi.
Lo switch dirige infatti le informazioni trasmesse
solamente verso il nodo destinatario
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