Topologias fisicas de Redes

Uma topologia de rede é um mapa da rede. A topologia física da rede descreve o layout dos cabos e postos de trabalho e a localização de todos os componentes da rede. A escolha de como os computadores vão ser ligados numa rede pode ser um assunto crítico, uma má escolha da topologia física pode levar mais tarde a custos desnecessários assim como a um mau aproveitamento dos recursos da rede. Seguem-se as topologias físicas mais comuns:

  • LANs
    • Bus (Barramento);
    • Star (Estrela);
    • Ring (Anel);
  • MANs (configurações híbridas)
    • Backbone (Espinha dorsal)
    • Tree (árvore ou estrela hierárquica)
  • WANs
    • Mesh (Malha)

TOPOLOGIA EM ANEL

A topologia em anel é caracterizada como um caminho unidirecional de transmissão, formando um círculo lógico, sem um final definido. A estratégia de controle pode ser centralizada ou distribuída.O sinal originado por um nó passa em torno do anel, sendo que em cada nó o sinal é regenerado e retransmitido. Como acontece em qualquer topologia, cada estação, ou nó, atende por um endereço que, ao ser reconhecido por uma estação, aceita a mensagem e a trata.Uma interrupção no anel pode ser prontamente identificada e isolada, uma vez que o transmissor não recebe a confirmação da recepção da mensagem por ele enviada. A correcta localização da estação defeituosa pode ser efectuada por cronometragem da mensagem, ou ausência de “status” da estação.

  • Vantagens
    • Pequeno comprimento de cabo
    • Não são necessários armários de distribuição de cabos dado que as ligações são efectuadas em cada um dos nós.
    • O desenho das cablagens é bastante simples.
  • Desvantagens
    • A falha de um nó provoca a falha da rede.
    • Dificuldade de localização de falhas (a falha de um nó provoca a falha de todos os outros).
    • Dificuldade em reconfigurar a rede (instalação de vários nós em locais diferentes).Dificuldade no estabelecimento de protocolo de acesso à rede dado que cada nó terá que assegurar a continuidade da informação e só depois poderá enviar a sua própria informação após a certificação de que a rede está disponível

Topologia em Barramento

Na topologia em barramento pode ser empregada a comunicação com caminhos bidireccionais. Todos os nós são conectados directamente na barra de transporte, sendo que o sinal gerado por uma estação propaga-se ao longo da barra em todas as direcções.Cada nó atende por um endereço na barra de transporte, portanto, quando uma estação conectada no barramento reconhece o endereço de uma mensagem, esta a aceita imediatamente, caso contrário, a despreza.

  • Vantagens
    • A facilidade de instalação
    • É relativamente económica
    • Usa menos cabo que as outras topologias
  • Desvantagens
    • A dificuldade de mudar ou mover nós.
    • Praticamente não tem tolerância a falhas, caso falhe um dos nós toda a rede vai a baixo.
    • Dificuldade de diagnosticar falhas ou erros.

Topologia em Estrela

A topologia em estrela é caracterizada por um determinado número de nós, conectados em uma controladora especializada em comunicações.Como esta estação tem a responsabilidade de controlar os enlaces, esta deve possuir elevado grau de inteligência, uma vez que todo o controle de fluxo de mensagens através da rede deve ser por ela efectuado. A arquitectura SNA da IBM explora este tipo de topologia, pois ela foi concebida em camadas de forma hierárquica, atribuindo responsabilidades a cada um desses componentes.As controladoras mais evoluídas operam de forma a tornar a rede o menos vulnerável possível – em geral estas possuem duplicidade dos componentes mais críticos – , pois sua interrupção causar a paralização de toda a rede. Já as paralizações em nãs adjacentes às controladoras poderão ser facilmente identificadas, e inclusive procedimentos de recuperação podem ser activados automaticamente.

  • Vantagens
    • Facilidade de modificação do sistema, já que todos os cabos convergem para um só ponto.
    • Um dispositivo por derivação, se esta falhar só esse dispositivo é afectado.
    • Fácil detecção e isolamento de falhas, dado que o nó central está directamente ligado a todos os outros.
    • Simplicidade no protocolo de comunicações. Resume-se a seleccionar qual o nó periférico que em cada momento está ligado ao nó central.
  • Desvantagens
    • Maior comprimento de cabo para efectuar ligações. A distância máxima sem amplificação é de apenas 100 m.
    • Dependência do nó central, se este falha, a rede fica inoperacional.
    • O número de portas de um concentrador é limitado e quando for atingido o limite de portas disponíveis é necessário adquirir outro e interligá-lo com o existente.
    • Em comparação com a topologia em barramento, os seus custos são mais elevados.

Topologia em Espinha Dorsal (Backbone)

Uma rede muito complexa, por exemplo num campus universitário ou numa grande empresa, necessita de um modo inteligente de identificar que parte da rede é que queremos. Para isso geralmente, “parte-se” a rede em segmentos. Estes podem ser topologias de redes diferentes, embora a comunicação seja feita como de uma única topologia se tratasse.

Um backbone é a parte da rede à qual todos os segmentos e servidores se ligam. Ele providencia a estrutura para a rede e é considerado a parte principal da rede; normalmente utiliza ligações de alta velocidade como o FDDI. Todos os segmentos e servidores ligam directamente ao backbone de modo a que qualquer segmento esteja somente à distância de um segmento dos servidores daquele backbone. Dado que os segmentos estão próximos dos servidores, isso torna a rede muito mais eficiente.

Um segmento é o termo generalista para qualquer secção da rede que não faça parte do backbone, somente os servidores ligam directamente ao backbone, todos os outros postos ligam a um segmento.

Topologia em Estrela Hierárquica ou Árvore

Tipologia física baseada numa estrutura hierárquica de várias redes e sub-redes. Existem um ou mais concentradores que ligam cada rede local e existe um outro concentrador que interliga todos os outros concentradores.

Esta topologia facilita a manutenção do sistema e permite, em caso de avaria, detectar com mais facilidade o problema.

Topologia em Malha(Mesh)

Os computadores interligam-se entre sí, ponto a ponto, ou seja existem diversos caminhos para chegar ao mesmo destino.
É criada uma malha de caminhos possíveis.

É muito utilizada em redes WAN como é o caso da Internet

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