A számítógépek kábelezését néhány jellegzetes mértani formával szokás jellemezni, mint csillag, sín, gyûrû, fa vagy szabálytalan alak. Ennek megfelelõen beszélhetünk csillag, sín, gyûrû, fa topológiákról. Ha a felsorolt elrendezési módú hálózatok közös hálózati kialakításban szerepelnek, hibrid hálózatról beszélhetünk. Topológián tehát a hálózat alkotórészeinek összekapcsolási módját, fizikai elrendezését, a hálózati eszközök összeköttetésének rendszerét értjük.
A legelsõ topológiák közé tartozik, mivel ezáltal könnyen megoldható volt a korai idõkben az általánosan elterjedt központosított vezérlés. A csillag topológia esetén a munkaállomások közvetlenül tartanak kapcsolatot a szerverrel, így a központi erõforrások gyorsan és egyszerûen elérhetõk. Ha nincs szükség folyamatos adatátvitelre, akkor a csomagkapcsolt eljárást alkalmazzák, különben pedig a klasszikus vonalkapcsolást. Ha az egyik számítógép kapcsolatba akar lépni a hálózat egy másik számítógépével, akkor a központi vezérlõ létrehozza az összeköttetést, vagy legalábbis kijelöli a másik berendezés elérési útvonalát, s miután ez megtörtént, elkezdõdhet a kommunikáció. Az összeköttetést követõen az információcsere úgy bonyolódik le, mintha közvetlen kapcsolatban állna egymással a két számítógép. Ekkor a központi vezérlõnek már nincs feladata, tehát mintegy közvetítõként mûködik.
Ezt a központi vezérlõ berendezést nevezik HUB-nak.
A szakirodalom a hálózat egyes számítógépeit
csatlakozási pontnak, angol kifejezéssel node-nak nevezi. A csillag
topológia esetén az adatcsomagok az egyes csatlakozási
pontoktól a központi hub felé haladnak. A központi hub
az adatcsomagokat rendeltetési helyük felé továbbítja.
Egy hub-ot használó rendszerben nincs közvetlen összeköttetés
a számítógépek között, hanem az összes
számítógép a hub-on keresztül kapcsolódik
egymáshoz. Minden node egyetlen kábelen csatlakozik a hub-hoz.
Mivel mindegyik gép külön kábelen csatlakozik a hub-hoz,
ezért meglehetõsen sok hálózati kábelre van
szükség, ami adott esetben drágává teheti a
telepítést. A csillag topológiához használhatunk
árnyékolatlan csavart
érpárú huzalt (UTP) vagy árnyékolt
csavart érpárú huzalt (STP). (ld. Vezetékes
átviteli közegek)
A csillag elrendezés egy összetettebb változata a hópehely
(snowflake) topológia, amely nagyobb kiterjedésû hálózatok
esetén több csillag topográfiájú hálózat
kapcsolatát biztosítja úgy, hogy a hálózatok
közé egy közös csomópontot, egy újabb központi
vezérlõt iktat, ami lehetõvé teszi két különbözõ
hálózatban levõ gép összeköttetését.
A csillag topológia legfõbb elõnye az, hogy ha megszakad a kapcsolat a hub és bármelyik számítógép között, az nem befolyásolja a hálózat többi csomópontját, mert minden node-nak megvan a saját összeköttetése a hub-bal. A topológia hátránya az, hogy a központ meghibásodásával az egész hálózat mûködésképtelenné válik. Másik hátránya, hogy ha az egyik gép üzen a másiknak, elõbb a központi gép kapja meg a csomagot, majd azt a célállomásnak továbbítja. Emiatt a központi gép gyakran túlterhelt. Strukturált kábelezéssel csökkenthetõ a központi gép és a hálózati szegmensek leterheltsége.
Minden állomás, beleértve a szervert is, két szomszédos
állomással áll közvetlen kapcsolatban. Az összeköttetés
körkörös, folyamatos gyûrû (megszakítás
nélküli, de szükségszerûen kört képezõ),
ebbõl következõen a hálózatnak nincs végcsatlakozása.
Bármely pontról elindulva végül visszatérünk
a kiindulóponthoz, hiszen az adat csak egy irányban halad.
Az üzeneteket a gépek mindig a szomszédjuknak adják
át, s ha az nem a szomszédnak szólt, akkor az is továbbítja.
Addig vándorol az üzenet géprõl gépre, amíg
el nem érkezik a címzetthez. Mindegyik csomópont veszi
az adatjelet, elemzi az adatokat, és ha az üzenet másik gép
részére szól, akkor az adatokat a gyûrû mentén
a következõ géphez továbbítja. Az adatfeldolgozás
cím alapján történik, azaz csak a címzett dolgozza
fel az adatot, a többiek csak továbbítják.
A csillag topológiától eltérõen a gyûrû topológia folyamatos útvonalat igényel a hálózat összes számítógépe között. A gyûrû bármely részén fellépõ meghibásodás hatására a teljes adatátvitel leáll. A hálózattervezõk a meghibásodások ellen néha tartalék útvonalak kialakításával védekeznek. Ezenkívül hátránya még az is, hogy az adat a hálózat minden számítógépén keresztülhalad, és a felhasználók illetéktelenül is hozzájuthatnak az adatokhoz.
A gyûrû alakú topológia esetén a hálózati kommunikáció lehet csomagkapcsolt és vezérjel elve alapján mûködõ. Ezen az elven mûködik a vezérjeles gyûrû (Token Ring), amit egy késõbbi fejezetben fogok részletesen ismertetni. Mégis hogy ne lebegjen üresen a levegõben ez a fogalom, egy-két szóval ismertetem a lényegét. Itt egy vezérjel kering körbe a vonalon, és csak az a gép küldhet üzenetet, amelynél éppen a vezérjel van. A küldõ gép csak az üzenetküldés után továbbítja a vezérjelet.
A sín topológia valószínûleg a legegyszerûbb hálózati elrendezés. Ez az elrendezés egyetlen, busznak nevezett átviteli közeget használ. A buszon lévõ mindegyik számítógépnek egyedi címe van, ez azonosítja a hálózaton.
Egy busz topológiájú hálózat esetén a számítógépeket az esetek többségében koaxiális kábellel csatlakoztatják Nem egyetlen hosszú kábel, hanem sok rövid szakaszból áll, amelyeket T-csatlakozók segítségével kötnek össze. Ezenkívül a T-csatlakozók lehetõvé teszik a kábel leágazását, hogy más számítógépek is csatlakozhassanak a hálózathoz. Egy speciális hardverelemet kell használni a kábel mindkét végének lezárásához, hogy ne verõdjön vissza a buszon végighaladó jel, azaz ne jelenjen meg ismételt adatként. Ahogy az adat végighalad a buszon, mindegyik számítógép megvizsgálja, hogy eldöntse, melyik számítógépnek szól az üzenet. Az adat vizsgálata után a számítógép vagy fogadja az adatot, vagy figyelmen kívül hagyja, ha az nem neki szól.
A busz topológiával az a probléma, hogy ha a buszkábel bárhol megszakad, a szakadás egyik oldalán lévõ számítógépek nem csak az összeköttetést veszítik el a másik oldalon lévõkkel, hanem a szakadás következtében mindkét oldalon megszûnik a lezárás. A lezárás megszûnésének hatására a jel visszaverõdik és meghamisítja a buszon lévõ adatokat.
Ha úgy döntünk, hogy busz topológiájú hálózatot alakítunk ki, akkor korlátozott a buszhoz köthetõ gépek száma. Ez amiatt van, mert ahogy a jel a kábelen halad, egyre inkább gyengébb lesz. Ezt azzal magyarázhatjuk, hogy minden egyes hoszt felfûzésével a T-dugók illesztésénél kábelszakadások keletkeznek. Ha sok hosztot fûzük fel egy szegmensre, akkor sok szakadás keletkezik, ezáltal megnõ az ellenállás és gyengébb lesz a jel. Ez okból kifolyólag, ha több számítógépet csatlakoztatnunk a hálózathoz, akkor használnunk kell egy jelerõsítõnek (repeater) nevezett speciális hálózati eszközt, amely a busz mentén meghatározott helyeken felerõsíti a jeleket. Elõnye az egyszerûsége és olcsósága, hátránya viszont, hogy érzékeny a kábelhibákra.
3. ábra: Busz topológia
A fahálózat jellemzõje a központi, kiemelt szerepkört betöltõ számítógép. A központi gép ún. közvetítõ gépekkel vagy munkaállomásokkal van összekötve. Van egy gyökér, amelyre rákapcsolódnak a kisebb központok. Azután ezekre a kisebb központokra kapcsolódnak a kliens gépek vagy még kisebb szerverek. Tehát a munkaállomások hierarchikus rendben kapcsolódnak egy vagy több másik munkaállomáshoz. Egy-egy ilyen ágat alhálózatnak is nevezünk. Minden összekötött gép között csak egyetlen út van. Elõnye a kis kábelezési költség, valamint, hogy nagyobb hálózatok is kialakíthatók. Hátránya viszont, hogy egy kábel kiesése egy egész alhálózatot tönkretehet.
A következõ táblázat az egyes topológiák
összehasonlítását tartalmazza, olyan kritériumok
alapján, mint a megbízhatóság, összetettség,
rugalmasság, bõvíthetõség, költségek,
kapacitás.
tart.