Trong mạng máy tính, cấu trúc liên kết đề cập đến cách bố trí của các thiết bị được kết nối. Bài viết này giới thiệu các cấu trúc liên kết tiêu chuẩn của mạng.
Cấu trúc liên kết trong thiết kế mạng
Hãy nghĩ về cấu trúc liên kết như cấu trúc hoặc hình dạng ảo của mạng. Hình dạng này không nhất thiết phải tương ứng với bố cục vật lý thực tế của các thiết bị trên mạng. Ví dụ, các máy tính trên mạng gia đình có thể được bố trí trong một vòng tròn trong một phòng gia đình, nhưng nó sẽ rất khó có thể tìm thấy một cấu trúc liên kết vòng ở đó.
Các cấu trúc liên kết mạng được phân loại thành các loại cơ bản sau:
- xe buýt
- nhẫn
- ngôi sao
- cây
- lưới thép
Các mạng phức tạp hơn có thể được xây dựng dưới dạng các giống lai của hai hoặc nhiều cấu trúc liên kết cơ bản ở trên.
Bus Topology
Mạng lưới xe buýt (không được nhầm lẫn với hệ thống xe buýt của máy tính) sử dụng một xương sống chung để kết nối tất cả các thiết bị. Một cáp đơn, xương sống hoạt động như một phương tiện truyền thông dùng chung mà các thiết bị đính kèm hoặc chạm vào với một đầu nối giao diện. Một thiết bị muốn giao tiếp với một thiết bị khác trên mạng sẽ gửi một tin nhắn quảng bá lên dây mà tất cả các thiết bị khác nhìn thấy, nhưng chỉ người nhận dự định mới chấp nhận và xử lý tin nhắn.
Cấu trúc liên kết bus Ethernet tương đối dễ cài đặt và không yêu cầu nhiều cáp hơn so với các lựa chọn thay thế. 10Base-2 ("ThinNet") và 10Base-5 ("ThickNet") đều là các tùy chọn cáp Ethernet phổ biến cách đây nhiều năm cho các cấu trúc liên kết bus. Tuy nhiên, mạng xe buýt hoạt động tốt nhất với số lượng thiết bị giới hạn. Nếu nhiều hơn một vài chục máy tính được thêm vào một mạng lưới xe buýt, các vấn đề hiệu suất có thể sẽ gây ra. Ngoài ra, nếu cáp trục chính bị lỗi, toàn bộ mạng sẽ trở thành không sử dụng được.
Minh họa: Bus Topology Diagram
Cấu trúc liên kết vòng
Trong một mạng vòng, mỗi thiết bị có chính xác hai hàng xóm cho mục đích giao tiếp. Tất cả các tin nhắn di chuyển qua một vòng theo cùng hướng (hoặc "theo chiều kim đồng hồ" hoặc "ngược chiều kim đồng hồ"). Lỗi trong bất kỳ cáp hoặc thiết bị nào sẽ phá vỡ vòng lặp và có thể làm hỏng toàn bộ mạng.
Để triển khai mạng vòng, một mạng thường sử dụng công nghệ FDDI, SONET hoặc Token Ring . Cấu trúc liên kết vòng được tìm thấy ở một số tòa nhà văn phòng hoặc khuôn viên trường học.
Hình minh hoạ: Sơ đồ vòng Topology
Star Topology
Nhiều mạng gia đình sử dụng cấu trúc liên kết sao. Mạng sao có điểm kết nối trung tâm được gọi là "nút trung tâm" có thể là trung tâm mạng , bộ chuyển mạch hoặc bộ định tuyến . Các thiết bị thường kết nối với hub bằng Ethernet không được bảo vệ (UTP).
So với cấu trúc liên kết bus, mạng sao thường yêu cầu nhiều cáp hơn, nhưng sự thất bại trong bất kỳ cáp mạng sao nào cũng sẽ chỉ mất quyền truy cập mạng của một máy tính chứ không phải toàn bộ mạng LAN . (Nếu trung tâm không thành công, tuy nhiên, toàn bộ mạng cũng không thành công.)
Hình minh hoạ: Sơ đồ cấu trúc liên kết sao
Cấu trúc liên kết cây
Cấu trúc liên kết cây kết hợp nhiều cấu trúc liên kết sao với nhau trên một xe buýt. Ở dạng đơn giản nhất của nó, chỉ các thiết bị trung tâm kết nối trực tiếp với bus cây, và mỗi hub hoạt động như là gốc của một cây các thiết bị. Cách tiếp cận bus / star hybrid này hỗ trợ việc mở rộng mạng trong tương lai tốt hơn nhiều so với bus (giới hạn số lượng thiết bị do lưu lượng phát sóng nó tạo ra) hoặc một ngôi sao (bị giới hạn bởi số lượng điểm kết nối trung tâm).
Minh hoạ: Sơ đồ tôpô cây
Cấu trúc liên kết lưới
Mesh topology giới thiệu khái niệm về các tuyến đường. Không giống như mỗi cấu trúc liên kết trước đó, các thông báo được gửi trên mạng lưới có thể lấy bất kỳ một số đường dẫn có thể nào từ nguồn đến đích. (Nhớ lại rằng ngay cả trong một vòng, mặc dù hai đường dẫn cáp tồn tại, tin nhắn chỉ có thể đi theo một hướng.) Một số WAN , đáng chú ý nhất là Internet, sử dụng định tuyến lưới.
Một mạng lưới trong đó mọi thiết bị kết nối với nhau được gọi là một lưới đầy đủ. Như được minh họa trong hình minh họa dưới đây, các mạng lưới một phần cũng tồn tại trong đó một số thiết bị chỉ kết nối gián tiếp với người khác.
Hình minh hoạ: Sơ đồ địa hình lưới
Tóm lược
Topology vẫn là một phần quan trọng trong lý thuyết thiết kế mạng. Bạn có thể xây dựng mạng máy tính gia đình hoặc doanh nghiệp nhỏ mà không hiểu sự khác biệt giữa thiết kế xe buýt và thiết kế sao, nhưng trở nên quen thuộc với cấu trúc liên kết tiêu chuẩn sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về các khái niệm mạng quan trọng như trung tâm, chương trình phát sóng và tuyến đường.