Topologia de rede: 6 topologias de rede explicadas e comparadas

O que é topologia de rede?

Topologia de rede é a descrição da organização de nós (por exemplo, comutadores e roteadores) e conexões em uma rede, geralmente representada como um gráfico.

Por mais idênticas que sejam as duas organizações, não há duas redes exatamente iguais. No entanto, muitas organizações contam com modelos de topologia de rede bem estabelecidos. As topologias de rede descrevem como os dispositivos são conectados e como os dados são transmitidos de um nó para outro.

UMA topologia de rede lógica é uma representação conceitual de como os dispositivos operam em camadas particulares de abstração. UMA topologia física detalha como os dispositivos estão conectados fisicamente. As topologias lógicas e físicas podem ser representadas como diagramas visuais. 

UMA mapa de topologia de rede é um mapa que permite que um administrador veja o layout físico dos dispositivos conectados. Ter o mapa da topologia de uma rede em mãos é muito útil para entender como os dispositivos se conectam e as melhores técnicas para solucionar problemas.

Existem muitos tipos diferentes de topologias nas quais as redes corporativas foram criadas hoje e no passado. Algumas das topologias de rede que examinaremos incluem topologia de barramento, topologia em anel, topologia em estrela, topologia de malha, e topologia híbrida.

Topologia de barramento

A topologia de barramento é um tipo de rede em que todos os dispositivos estão conectados a um único cabo que passa de uma extremidade da rede à outra. Esse tipo de tipo de topologia é geralmente chamado de topologia de linha. Em uma topologia de barramento, os dados são transmitidos em apenas uma direção. Se a topologia de barramento tiver dois pontos de extremidade, será chamada de topologia de barramento linear.

Redes menores com esse tipo de topologia usam um cabo coaxial ou RJ45 para conectar dispositivos. No entanto, o layout da topologia de barramento está desatualizado e é improvável que você encontre uma empresa usando uma topologia de barramento hoje.

Vantagens

As topologias de barramento eram frequentemente usadas em redes menores. Uma das principais razões é que eles mantenha o layout simples. Todos os dispositivos estão conectados a um único cabo, assim você não precisa gerenciar uma configuração topológica complexa.

O layout também ajudou a tornar as topologias de barramento mais econômicas porque elas pode ser executado com um único cabo. Caso seja necessário adicionar mais dispositivos, você pode simplesmente conectar seu cabo a outro cabo.

Desvantagens

No entanto, confiar em um cabo significa que topologias de barramento têm um único ponto de falha. Se o cabo falhar, a rede inteira será desativada. Uma falha no cabo custaria muito tempo às organizações enquanto elas tentavam retomar o serviço. Além disso, alto tráfego de rede diminuiria o desempenho da rede porque todos os dados trafegam através de um cabo.

Essa limitação torna as topologias de barramento adequadas apenas para redes menores. O principal motivo é que, quanto mais nós você tiver, mais lentas serão as velocidades de transmissão. Também é importante notar que as topologias de barramento são limitadas no sentido de serem meio duplex, o que significa que os dados não podem ser transmitidos em duas direções opostas simultaneamente.

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Topologia em anel

Em redes com topologia em anel, os computadores são conectados entre si em um formato circular. Todo dispositivo na rede terá dois vizinhos e nem mais nem menos. As topologias de anel eram comumente usadas no passado, mas seria difícil encontrar uma empresa que ainda as esteja usando hoje.

O primeiro nó está conectado ao último nó para vincular o loop. Como conseqüência de serem dispostos nesse formato, os pacotes precisam viajar por todos os nós no caminho para o destino.

Dentro dessa topologia, um nó é escolhido para configurar a rede e monitorar outros dispositivos. As topologias em anel são half-duplex, mas também pode ser feito em full-duplex. Para criar topologias em anel full-duplex, você precisa ter duas conexões entre nós da rede para formar um Topologia de anel duplo.

Topologia de anel duplo

Como mencionado acima, se as topologias de anel estiverem configuradas para serem bidirecionais, elas serão chamadas de topologias de anel duplo. As topologias de anel duplo fornecem a cada nó duas conexões, uma em cada direção. Assim, os dados podem fluir em um sentido horário ou sentido anti-horário direção.

Vantagens

Em topologias em anel, o o risco de colisões de pacotes é muito baixo devido ao uso de protocolos baseados em token, que permitem apenas uma estação transmitir dados em um determinado momento. Isso é agravado pelo fato de que os dados podem se mover através dos nós em alta velocidade que pode ser expandido quando mais nós são adicionados.

Topologias de anel duplo forneceu uma camada extra de proteção porque eram mais resistente a falhas. Por exemplo, se um anel cair dentro de um nó, o outro anel poderá acelerar e fazer backup. As topologias em anel também foram baixo custo para instalar.

Desvantagens

Uma das razões pelas quais as topologias de anel foram substituídas é porque elas são muito vulneráveis ​​a falhas. o fa doença de um nó pode tirar toda a rede de operação. Isso significa que as redes de topologia em anel precisam ser gerenciadas constantemente para garantir que todos os nós estejam em boas condições. No entanto, mesmo que os nós estejam com boa saúde, sua rede ainda pode ser desligado por uma falha na linha de transmissão!

Topologias em anel também preocupações crescentes de escalabilidade. Por exemplo, a largura de banda é compartilhada por todos os dispositivos na rede. além do que, além do mais, mais dispositivos adicionados para uma rede quanto mais atraso de comunicação as experiências de rede. Isso significa que o número de dispositivos adicionados a uma topologia de rede precisava ser monitorado com cuidado para garantir que os recursos da rede não estivessem além do limite.

Fazer alterações em uma topologia em anel também foi complicado porque você precisa desligar a rede para fazer alterações para nós existentes ou adicione novos nós. Isso está longe de ser ideal, pois você precisará levar em consideração o tempo de inatividade toda vez que quiser fazer uma alteração na estrutura topológica.!

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Topologia em estrela

Uma topologia em estrela é uma topologia em que todos os nós da rede estão conectados a um comutador central. Todos os dispositivos da rede estão conectados diretamente ao comutador e indiretamente a todos os outros nós. A relação entre esses elementos é que o dispositivo de rede central é um servidor e outros dispositivos são tratados como clientes. O nó central tem a responsabilidade de gerenciar as transmissões de dados pela rede e atua como um repetidor. Nas topologias em estrela, os computadores são conectados a um cabo coaxial, par trançado ou cabo de fibra óptica.

Vantagens

As topologias em estrela são mais usadas porque você pode gerenciar toda a rede de um local: o interruptor central. Como conseqüência, se um nó que não é o nó central for desativado, a rede permanecerá ativa. Isso oferece às topologias em estrela uma camada de proteção contra falhas que nem sempre estão presentes em outras configurações de topologia. Da mesma forma, você pode adicionar novos computadores sem precisar colocar a rede offline como você teria a ver com uma topologia em anel.

Em termos de estrutura física, as topologias em estrela exigem menos cabos do que outros tipos de topologia. Isso os torna simples de configurar e gerenciar à longo prazo. A simplicidade do design geral facilita muito para os administradores executar a solução de problemas ao lidar com falhas de desempenho.

Desvantagens

Embora as topologias em estrela possam estar relativamente a salvo de falhas, se o comutador central for desativado, toda a rede será desativada. Dessa forma, o administrador precisa gerenciar de perto a integridade do nó central para garantir que ele não ocorra. O desempenho da rede também é vinculado às configurações e desempenho do nó central. As topologias em estrela são fáceis de gerenciar da maioria das maneiras, mas estão longe de serem baratas de configurar e usar.

Topologia em Árvore

Como o nome sugere, uma topologia de árvore é uma estrutura de rede que tem a forma de uma árvore com seus vários ramos. Topologias em árvore tem um nó raiz que está conectado a outra hierarquia de nós. o hierarquia é pai-filho onde há apenas uma conexão mútua entre dois nós conectados. Como regra geral, uma topologia em árvore precisa ter três níveis na hierarquia para ser classificada dessa maneira. Esta forma de topologia é usado em redes de área ampla para sustentar muitos dispositivos espalhados.

Vantagens

A principal razão pela qual as topologias de árvore são usado é estender topologias de barramento e estrela. Sob esse formato hierárquico, é fácil adicionar mais nós à rede quando sua organização cresce de tamanho. Este formato também se presta bem a encontrar erros e solucionar problemas porque você pode verificar sistematicamente problemas de desempenho em toda a árvore.

Desvantagens

A fraqueza mais significativa da topologia em árvore é o nó raiz. Se o nó raiz falhar, todas as suas subárvores serão particionadas. Ainda haverá conectividade parcial na rede entre outros dispositivos, como o pai do nó com falha.

Manter a rede também não é simples, porque quanto mais nós você adicionar, mais difícil será gerenciar a rede. Outra desvantagem de uma topologia em árvore é o número de cabos necessários. São necessários cabos para conectar todos os dispositivos em toda a hierarquia, o que torna o layout mais complexo quando comparado a uma topologia mais simples.

Topologia de malha

Uma topologia de malha é uma conexão ponto a ponto em que os nós estão interconectados. Nesta forma de topologia, os dados são transmitidos através de dois métodos: roteamento e inundação. Roteamento é o local onde os nós usam a lógica de roteamento para calcular a menor distância até o destino do pacote. Por outro lado, é na inundação que os dados são enviados para todos os nós na rede. A inundação não requer nenhuma forma de lógica de roteamento para funcionar.

tem duas formas de topologia de malha: topologia de malha parcial e ftopologia de malha de ull. Com a topologia de malha parcial, a maioria dos nós está interconectada, mas há alguns que estão conectados apenas a dois ou três outros nós. Uma topologia de malha completa é onde todos os nós estão interconectados.

Vantagens

As topologias de malha são usadas em primeiro lugar porque são confiáveis. o interconectividade de nós os torna extremamente resistentes a falhas. Não há falha de uma única máquina que possa derrubar toda a rede. A ausência de um único ponto de falha é uma das razões pelas quais essa é uma opção de topologia popular. Essa configuração também é segura contra comprometimento.

Desvantagens

No entanto, as topologias de malha estão longe de serem perfeitas. Eles requer uma quantidade imensa de configuração uma vez implantados. O layout topológico é mais complexo do que muitas outras topologias e isso se reflete no tempo que leva para configurar. Você precisará acomodar toda uma nova instalação elétrica, que pode ser bastante cara.

Topologia híbrida

Quando uma topologia é composta por duas ou mais topologias diferentes, é referida como topologia híbrida. As topologias híbridas são mais comumente encontrado em grandes empresas onde departamentos individuais têm topologias de rede diferentes de outra topologia na organização. A conexão dessas topologias resultará em uma topologia híbrida. Como conseqüência, os recursos e vulnerabilidades dependem dos tipos de topologia vinculados.

Vantagens

Há muitas razões pelas quais as topologias híbridas são usadas, mas todas elas têm uma coisa em comum: flexibilidade. Existem poucas restrições na estrutura que uma topologia híbrida não pode acomodar e você pode incorporar várias topologias em uma configuração híbrida. Como conseqüência, as topologias híbridas são muito escaláveis. A escalabilidade das configurações híbridas as torna adequadas para redes maiores.

Desvantagens

Infelizmente, topologias híbridas pode ser bastante complexo, dependendo das topologias que você decidir usar. Cada topologia que faz parte da sua topologia híbrida precisará ser gerenciada de acordo com seus requisitos exclusivos. Isso dificulta os trabalhos dos administradores, pois eles precisam tentar gerenciar várias topologias em vez de uma única. Além disso, configurando uma topologia híbrida pode acabar sendo bastante caro.

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Qual topologia devo escolher?

Há vários fatores que você precisa levar em consideração ao escolher qual topologia usar. Antes de escolher uma topologia, considere o seguinte:

• Comprimento do cabo necessário
• Tipo de cabo
• Custo
• Escalabilidade

Primeiro, você precisa leve em consideração o comprimento do cabo necessário para fornecer serviço a todos os seus dispositivos de rede. Uma topologia de barramento é a mais leve em termos de necessidades de cabos. Nesse sentido, essa seria a topologia mais simples para instalar e comprar cabos. Isso está relacionado ao segundo fator, você precisa considere o tipo de cabo que você vai usar. Os tipos de cabos variam de pares de twister a cabos coaxiais e cabos de fibra óptica.

O custo da instalação da topologia também é muito importante. Quanto mais complexa a topologia escolhida, mais você precisará pagar em termos de recursos e tempo para criar essa configuração.

O fator final que você deseja levar em consideração é a escalabilidade. Se você planeja fazer um upscale sua infraestrutura de rede no futuro, você quer ter certeza de que use uma rede fácil de adicionar dispositivos. Uma rede de topologia em estrela é ideal para isso, porque você pode adicionar nós com o mínimo de interrupção. Isso não é tão simples em uma rede em anel, porque você sofrerá um tempo de inatividade se adicionar algum nó.

Software de mapeamento de topologia de rede

Agora que conhecemos os diferentes tipos de topologia, é hora de considerar como projetar sua rede do zero. Existem vários produtos de software que permitem criar seus próprios diagramas de topologia de rede. Os diagramas de topologia de rede mostram um diagrama de como sua rede se conecta e ajuda a criar um design de rede eficiente. Ele também fornece um ponto de referência que ajuda quando você tenta executar a solução de problemas para corrigir falhas.

Existem muitos produtos diferentes de mapeamento de topologia de rede, mas um dos mais usados ​​é o Microsoft Visio. Com o Microsoft Visio, você pode criar sua rede adicionando elementos de rede a uma tela. Este programa permite que você crie um diagrama que detalha sua rede. É claro que criar sua própria rede nem sempre é ideal, especialmente quando você está tentando mapear uma rede maior.

Como resultado, você pode considerar o uso de outra ferramenta como Mapeador de Topologia de Rede SolarWinds que pode descobrir automaticamente dispositivos conectados à sua rede. A descoberta automática é útil porque significa que você não precisa criar sua estrutura de rede manualmente.

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Resumo de topologias de rede

A topologia de rede que você escolher para sua empresa deve estar profundamente enraizada nos seus requisitos de uso. O número de nós que você tem na sua rede determinará se você pode fazê-lo usando uma topologia de barramento ou se precisará implantar uma configuração híbrida ou de malha mais complicada.

Lembre-se disso todas as topologias têm suas vantagens e desvantagens dependendo do ambiente em que são aplicados (mesmo aqueles que se tornaram obsoletos!). Depois de pensar em qual topologia você deseja usar, você pode fazer a mudança para implantá-la.

Uma boa maneira de planejar com antecedência é use uma ferramenta de mapeamento de topologia de rede para desenhar o layout que você usará. Usando uma ferramenta como Mapeador de Topologia de Rede SolarWinds permitirá que você plote sua rede em um diagrama para visualizar sua estrutura topológica em um único local.

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