Introduzione alla topologia delle reti informatiche

Nella rete di computer, la topologia si riferisce alla disposizione dei dispositivi collegati. Questo articolo introduce le topologie standard del networking.

Topologia nella progettazione di reti

Pensate ad una topologia come alla forma o alla struttura virtuale di una rete. Questa forma non corrisponde necessariamente all’effettiva disposizione fisica dei dispositivi sulla rete. Per esempio, i computer di una rete domestica possono essere disposti in cerchio in una stanza della famiglia, ma è molto improbabile che vi si trovi una topologia ad anello.

Le topologie di rete sono suddivise nei seguenti tipi di base:

  • Autobus
  • Anello
  • Stella
  • Albero
  • Maglia

Reti più complesse possono essere costruite come ibridi di due o più di queste topologie di base.

Topologia degli autobus

Le reti di bus (da non confondere con il bus di sistema di un computer) utilizzano una dorsale comune per collegare tutti i dispositivi. La dorsale è un unico cavo che funziona come un mezzo di comunicazione condiviso che i dispositivi collegano o che si collegano con un connettore d’interfaccia. Un dispositivo che vuole comunicare con un altro dispositivo della rete invia un messaggio di trasmissione al filo che gli altri dispositivi vedono, ma solo il destinatario previsto può accettare ed elaborare il messaggio.

Le topologie di bus Ethernet sono relativamente facili da installare e non richiedono molto cablaggio rispetto alle alternative. 10Base-2 (ThinNet) e 10Base-5 (ThickNet) erano opzioni di cablaggio Ethernet popolari per le topologie di bus. Tuttavia, le reti bus funzionano meglio con un numero limitato di dispositivi. Se a un bus di rete vengono aggiunti più di qualche dozzina di computer, si verificano problemi di prestazioni. Inoltre, se il cavo dorsale si guasta, la rete è inutilizzabile.

Topologia ad anello

In una rete ad anello, ogni dispositivo ha esattamente due vicini per la comunicazione. Tutti i messaggi viaggiano attraverso un anello nella stessa direzione (in senso orario o antiorario). Un guasto in qualsiasi cavo o dispositivo rompe l’anello e può distruggere la rete.

Le reti ad anello sono implementate utilizzando la tecnologia FDDI, SONET o Token Ring. Le topologie ad anello si trovano negli edifici per uffici e nei campus scolastici.

Topologia a stella

Molte reti domestiche utilizzano la topologia a stella. Una rete a stella è caratterizzata da un punto di connessione centrale chiamato nodo hub che è un hub di rete, uno switch o un router. I dispositivi si collegano tipicamente all’hub con Ethernet Unshielded Twisted Pair (UTP).

Rispetto alla topologia del bus, una rete a stella richiede generalmente più cavi, ma un guasto in un qualsiasi cavo di rete a stella elimina l’accesso alla rete solo per un computer, non per l’intera LAN. Se l’hub si guasta, tuttavia, l’intera rete si guasta.

Topologia degli alberi

La topologia di un albero unisce più topologie stellari su un autobus. Nella sua forma più semplice, solo i dispositivi hub si collegano al bus ad albero, e ogni hub funziona come la radice di un albero di dispositivi. Questo approccio ibrido bus/stella supporta l’espansione futura della rete meglio di un bus (limitato nel numero di dispositivi a causa del traffico broadcast che genera) o di una stella (limitato dal numero di punti di connessione hub).

Topologia della maglia

La topologia a maglie introduce il concetto di percorsi. A differenza delle altre topologie, i messaggi inviati su una rete a maglie possono prendere uno qualsiasi dei diversi percorsi possibili dalla sorgente alla destinazione. (In un anello, sebbene esistano due percorsi di cavi, i messaggi viaggiano in una sola direzione). Alcune WAN, in particolare Internet, utilizzano il routing mesh.

Una rete mesh in cui ogni dispositivo si connette ad ogni altro si chiama mesh completa. Esistono anche reti a maglie parziali in cui alcuni dispositivi si collegano solo indirettamente ad altri.

Riepilogo

La topologia rimane una parte importante della teoria della progettazione di reti. È possibile costruire una rete di computer per la casa o per le piccole imprese senza capire la differenza tra il design di un bus e il design di una stella, ma acquisire familiarità con le topologie standard fornisce una migliore comprensione dei concetti di rete come hub, trasmissioni e percorsi.

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