ネットワークトポロジとは?
ネットワークトポロジは、ノード（たとえばスイッチやルーター）の配置とネットワーク内の接続の説明であり、多くの場合グラフとして表されます.
2つの組織がどれほど同一であっても、まったく同じネットワークは2つありません。ただし、多くの組織は、確立されたネットワークトポロジモデルに依存しています。ネットワークトポロジは、デバイスが相互に接続される方法と、あるノードから別のノードにデータが送信される方法の概要を示します.
A 論理ネットワークトポロジー 特定の抽象レイヤーでデバイスがどのように動作するかを概念的に表現したものです。 A 物理トポロジー デバイスが物理的に接続される方法の詳細。論理的および物理的トポロジは両方とも視覚的な図として表すことができます.
A ネットワークトポロジマップ は 管理者が接続されたデバイスの物理レイアウトを確認できるマップ. ネットワークのトポロジのマップを手元に用意しておくと、デバイスが相互に接続する方法やトラブルシューティングの最適な手法を理解するのに非常に役立ちます.
現在および過去にエンタープライズネットワークで構築されたトポロジには、さまざまな種類があります。検討するネットワークトポロジには、次のものが含まれます。 バストポロジー, リングトポロジー, スタートポロジー, メッシュトポロジ, そして ハイブリッドトポロジ.
バストポロジ
バストポロジは、すべてのデバイスがネットワークの一方の端からもう一方の端まで走る単一のケーブルに接続されているネットワークの一種です。このタイプのトポロジは、多くの場合と呼ばれます ライントポロジー. バストポロジでは、データは一方向にのみ送信されます。バストポロジに2つのエンドポイントがある場合、それは 線形バストポロジ.
このタイプのトポロジを備えた小規模ネットワークでは、同軸ケーブルまたはRJ45ケーブルを使用してデバイスをリンクします。ただし、バストポロジのレイアウトは古く、今日バストポロジを使用している会社に出会う可能性は低い.
長所
バストポロジは、小規模なネットワークでよく使用されていました。主な理由の1つは、 レイアウトをシンプルに保つ. すべてのデバイスが単一のケーブルに接続されているため、複雑なトポロジ設定を管理する必要はありません.
レイアウトは、バストポロジのコスト効率を高めるのにも役立ちました。 単一のケーブルで実行できます. さらにデバイスを追加する必要がある場合は、ケーブルを別のケーブルに接続するだけです.
短所
ただし、1本のケーブルに依存するということは、 バストポロジには単一障害点があります. ケーブルに障害が発生すると、ネットワーク全体がダウンします。ケーブルの障害は、組織がサービスを再開しようとするのに多大な時間を要します。これにさらに, ネットワークトラフィックが多いと、ネットワークのパフォーマンスが低下します すべてのデータが1本のケーブルを経由するため.
この制限により、バストポロジは小規模ネットワークにのみ適しています。主な理由は、ノードが多いほど、送信速度が遅くなることです。また、バストポロジが制限されているという意味で制限されていることにも注意してください 半二重, つまり、2つの反対方向に同時にデータを送信することはできません.
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リングトポロジ
リングトポロジを備えたネットワークでは、コンピューターは循環形式で相互に接続されます。. ネットワーク内のすべてのデバイスには2つのネイバーがあります そして、それ以上でもそれ以下でもありません。リングトポロジは過去に一般的に使用されていましたが、現在も使用している企業を見つけるのは難しいでしょう.
最初のノードは最後のノードに接続され、ループをリンクします。この形式でレイアウトされた結果、パケットは宛先への途中ですべてのノードを通過する必要があります.
このトポロジ内では、ネットワークを構成し、他のデバイスを監視するために1つのノードが選択されます。リングトポロジは 半二重ですが、全二重にすることもできます. リングトポロジを全二重にするには、ネットワークノード間に2つの接続が必要です。 デュアルリングトポロジ.
デュアルリングトポロジ
前述のように、リングトポロジが双方向になるように構成されている場合、それらはデュアルリングトポロジと呼ばれます。デュアルリングトポロジは、各ノードに、各方向に1つずつ、2つの接続を提供します。したがって、データは 時計回り または 反時計回り 方向.
長所
リングトポロジでは パケット衝突のリスクは非常に低い トークンベースのプロトコルを使用しているため、特定の時間に1つのステーションのみがデータを送信できます。これは、 データはノードを高速で移動できます さらにノードを追加するときに展開できます.
デュアルリングトポロジ 彼らがあったので、保護の余分な層を提供しました 故障に強い. たとえば、ノード内でリングがダウンした場合、他のリングはステップアップしてバックアップできます。リングトポロジも 低コストでインストール.
短所
リングトポロジが置き換えられた理由の1つは、リングトポロジが障害に対して非常に脆弱だからです。の f1つのノードが故障すると、ネットワーク全体が動作しなくなる可能性があります. つまり、すべてのノードが正常に機能するように、リングトポロジネットワークを常に管理する必要があります。ただし、ノードが正常であったとしても、ネットワークは 送電線の障害によりオフラインでノックされる可能性があります!
リングトポロジも スケーラビリティの懸念が高まった. たとえば、帯域幅はネットワーク内のすべてのデバイスによって共有されます。加えて, 追加されるデバイスが増える ネットワークへ より多くの通信遅延 ネットワーク体験。これは、ネットワークトポロジに追加されたデバイスの数を注意深く監視して、ネットワークリソースが制限を超えて拡張されていないことを確認する必要があることを意味します.
リングトポロジを変更することも複雑でした。 変更を加えるにはネットワークをシャットダウンする必要があります 既存のノードへ または新しいノードを追加します. トポロジ構造を変更するたびにダウンタイムを考慮する必要があるため、これは理想とはほど遠い!
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スタートポロジー
スター型トポロジは、ネットワーク内のすべてのノードが1つの中央スイッチに接続されているトポロジです。ネットワーク内のすべてのデバイスは、スイッチに直接接続され、他のすべてのノードに間接的に接続されます。これらの要素間の関係は、中央ネットワークデバイスがサーバーであり、他のデバイスがクライアントとして扱われるということです。中央ノードは、ネットワーク全体のデータ伝送を管理する責任があり、リピーターとして機能します。スター型トポロジでは、コンピューターは同軸ケーブル、ツイストペア、または光ファイバーケーブルで接続されます。.
長所
スタートポロジは、最も一般的に使用されます。 1つの場所からネットワーク全体を管理できます：中央スイッチ。結果として、セントラルノードではないノードがダウンした場合、ネットワークはアップしたままになります。これにより、スタートポロジは、他のトポロジ設定では常に存在するとは限らない障害に対する保護層を提供します。同様に、あなた ネットワークをオフラインにすることなく、新しいコンピューターを追加できます あなたがリングトポロジーに関係しているように.
物理構造の観点から、スター型トポロジは、他のトポロジタイプよりも少ないケーブルで済みます。これはそれらを作ります セットアップと管理が簡単 長期にわたって。全体的な設計がシンプルであるため、管理者はパフォーマンス障害に対処するときにトラブルシューティングを非常に簡単に実行できます。.
短所
スター型トポロジは障害から比較的安全かもしれませんが, 中央のスイッチがダウンすると、ネットワーク全体がダウンします. そのため、管理者は、セントラルノードの状態を厳密に管理して、ダウンしないことを確認する必要があります。ネットワークのパフォーマンスも 中央ノードの構成とパフォーマンスに関連付けられています. スタートポロジは、ほとんどの方法で管理が簡単ですが、セットアップや使用が安価ではありません.
ツリートポロジ
名前が示すように、ツリートポロジは、多くのブランチを持つツリーのような形をしたネットワーク構造です。ツリートポロジ ルートノードがある 他のノード階層に接続されています。の 階層は親子です 接続された2つのノード間に相互接続が1つしかない場合。一般的なルールとして、ツリートポロジは、このように分類されるために、階層に対して3つのレベルを持つ必要があります。この形式のトポロジは 広域ネットワーク内で使用 多数の拡散デバイスを維持するため.
長所
ツリートポロジが主な理由 バスおよびスタートポロジを拡張するために使用されます. この階層形式では、組織の規模が大きくなったときに、ネットワークにノードを簡単に追加できます。この形式も エラーの発見とトラブルシューティングに役立ちます ツリー全体で体系的にパフォーマンスの問題をチェックできるため.
短所
ツリートポロジの最も重大な弱点はルートノードです. ルートノードに障害が発生した場合、そのサブツリーはすべてパーティション分割されます. ネットワーク内では、障害が発生したノードの親などの他のデバイス間で部分的な接続が引き続き存在します.
ネットワークの維持も簡単ではありません 追加するノードが多いほど、管理が難しくなります ネットワーク。ツリートポロジのもう1つの欠点は、必要なケーブルの数です。階層全体のすべてのデバイスを接続するにはケーブルが必要であるため、単純なトポロジと比較するとレイアウトが複雑になります.
メッシュトポロジ
メッシュトポロジは、ノードが相互接続されるポイントツーポイント接続です。この形式のトポロジーでは, データは2つの方法で送信されます： ルーティング そして flood濫. ルーティングでは、ノードがルーティングロジックを使用して、パケットの宛先までの最短距離を計算します。対照的に、フラッディングは、ネットワーク内のすべてのノードにデータが送信される場所です。フラッディングは機能するためにルーティングロジックの形式を必要としません.
がある メッシュトポロジの2つの形式： 部分メッシュトポロジ そして fullメッシュトポロジ. 部分メッシュトポロジでは、ほとんどのノードが相互接続されますが、他の2つまたは3つのノードにのみ接続されるノードがいくつかあります。すべてのノードが相互接続されるフルメッシュトポロジ.
長所
メッシュトポロジは信頼性が高いため、何よりもまず使用されます。の ノードの相互接続性により、ノードは非常に障害に強い. ネットワーク全体をダウンさせる可能性のある単一のマシン障害はありません。単一障害点がないことは、これが一般的なトポロジ選択である理由の1つです。このセットアップは、侵害されても安全です.
短所
ただし、メッシュトポロジは完全にはほど遠いです。彼ら 膨大な量の構成が必要 それらが展開されたら。トポロジレイアウトは他の多くのトポロジよりも複雑であり、これはセットアップにかかる時間に反映されます。かなり高価になる新しい配線のホスト全体に対応する必要があります.
ハイブリッドトポロジ
トポロジが2つ以上の異なるトポロジで構成される場合、ハイブリッドトポロジと呼ばれます。ハイブリッドトポロジは 大企業で最もよく見られる 個々の部門には、組織内の別のトポロジとは異なるネットワークトポロジがあります。これらのトポロジを接続すると、ハイブリッドトポロジになります。結果として、機能と脆弱性は、互いに結び付けられたトポロジのタイプに依存します.
長所
ハイブリッドトポロジが使用される理由は数多くありますが、それらにはすべて1つの共通点があります。 柔軟性. ハイブリッドトポロジが対応できない構造上の制約はほとんどありません。 複数のトポロジを1つのハイブリッドセットアップに組み込むことができます. 結果として、ハイブリッドトポロジは非常にスケーラブルです。ハイブリッドセットアップのスケーラビリティにより、より大規模なネットワークに適しています。.
短所
残念ながら、ハイブリッドトポロジ 非常に複雑になることがあります, 使用することにしたトポロジーに応じて。ハイブリッドトポロジの一部である各トポロジは、固有の要件に従って管理する必要があります。これにより、単一のトポロジではなく複数のトポロジを管理する必要があるため、管理者の仕事はより困難になります。さらに、ハイブリッドトポロジのセットアップ かなり高価になる可能性があります.
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どのトポロジーを選択すべきか?
使用するトポロジを選択する際に考慮する必要があるさまざまな要因があります。トポロジを選択する前に、次のことを慎重に検討する必要があります。
- 必要なケーブルの長さ
- ケーブルの種類
- 費用
- 拡張性
まず、する必要があります 必要なケーブルの長さを考慮してください すべてのネットワークデバイスにサービスを提供します。バストポロジは、ケーブルのニーズに関して最も軽量です。この意味で、これはケーブルをインストールして購入するための最も単純なトポロジです。これは2番目の要因に関係しているため、次のことが必要です。 使用するケーブルの種類を検討してください. ケーブルの種類は、ツイスターペアから同軸ケーブル、光ファイバーケーブルまであります。.
トポロジをインストールするコストも非常に重要です。選択するトポロジが複雑になるほど、そのセットアップを作成するためにリソースと時間の観点からより多くの費用を支払う必要があります.
考慮すべき最後の要素はスケーラビリティです. 高級化を計画している場合 将来のネットワークインフラストラクチャ デバイスを簡単に追加できるネットワークを使用する. スタートポロジネットワークは、中断を最小限に抑えてノードを追加できるため、これに最適です。ノードを追加するとダウンタイムが発生するため、これはリングネットワーク内ではそれほど単純ではありません。.
ネットワークトポロジマッピングソフトウェア
さまざまな種類のトポロジがわかったので、ネットワークをゼロから設計する方法を検討します。独自のネットワークトポロジ図を作成できるソフトウェア製品が多数あります。ネットワークトポロジ図は、ネットワークが相互に接続する方法の図を示し、効率的なネットワーク設計を作成するのに役立ちます。また、トラブルシューティングを実行して障害を修正しようとするときに役立つ参照ポイントも提供します.
さまざまなネットワークトポロジマッピング製品がありますが、最も広く使用されているのは Microsoft Visio. Microsoft Visioを使用すると、ネットワーク要素をキャンバスに追加して、ネットワークを作成できます。このプログラムを使用すると、ネットワークの詳細を示す図を設計できます。もちろん、独自のネットワークを作成することは、特に大規模なネットワークをマッピングしようとする場合には必ずしも理想的とは限りません.
その結果、次のような別のツールの使用を検討する必要があります。 SolarWinds Network Topology Mapper ネットワークに接続されているデバイスを自動検出できます。自動検出は、ネットワーク構造を手動で作成する必要がないため、便利です。.
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ネットワークトポロジのまとめ
企業に選択するネットワークトポロジは、使用要件に深く根ざしている必要があります。ネットワーク内にあるノードの数によって、バストポロジを使用して作成できるかどうか、またはより複雑なメッシュまたはハイブリッドセットアップを展開する必要があるかどうかが決まります.
覚えておいて すべてのトポロジには長所と短所があります それらが適用される環境に応じて（廃止された環境でも）。使用するトポロジを検討したら、展開することができます。.
先に計画するための1つの良い方法は ネットワークトポロジマッピングツールを使用する 使用するレイアウトを作成します。のようなツールを使用する SolarWinds Network Topology Mapper ダイアグラムにネットワークをプロットして、トポロジ構造を1か所で表示できます.
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