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 a BUS o in linea rettaa BUS o in linea retta  ad ANELLO ad ANELLOad ANELLO  a STELLA a STELLAa 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. Il nodo A trasmette al nodo B; C riceve ma non decifra ABC 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.

Malgrado la semplicità e il basso costo, questa topologia presenta alcuni inconvenienti: 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

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 A B C 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

Le topologie MISTE 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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