Đại cương cấu trúc liên kết mạng máy tính
Điều đầu tiên phải nghiên cứu về mạng là hình dạng vật lý hoặc bố cục thiết kế của nó. Sẽ cực kỳ quan trọng khi sơ đồ và thiết kế đi dây được chọn để cài đặt mạng mới. Trên thực tế, cấu trúc liên kết mạng đề cập đến hình dạng vật lý hoặc bố cục thiết kế của mạng. Cấu trúc liên kết mạng xác định cách các nút khác nhau trong mạng được kết nối và cách các nút này giao tiếp với nhau.
Các loại cấu trúc liên kết mạng máy tính
Mạng thực sự có hai hình dạng hoặc hai loại cấu trúc liên kết.
- Physical topology
- Logical topology
Cấu trúc liên kết vật lý
Cấu trúc liên kết vật lý là hình dạng hoặc cách bố trí vật lý của các dây có thể nhìn thấy được trong mạng. Cấu trúc liên kết vật lý xác định cách các thiết bị được kết nối với nhau có hoặc không có dây. Cấu trúc liên kết vật lý được chia thành hai phần.
- Point-to-point connections
- Multipoint connections
Kết nối điểm-điểm
Trong kết nối điểm-điểm, liên kết giao tiếp được thiết lập giữa hai thiết bị bằng một dây hoặc không dây (trong trường hợp không dây). Một ví dụ đơn giản về kết nối điểm-điểm là nói chuyện qua điện thoại giữa hai người mà bất kỳ ai khác không được phép sử dụng điện thoại ở cả hai bên.
Kết nối đa điểm
Nhiều thiết bị hoặc máy móc tham gia vào một kết nối đa điểm. Các thiết bị này chủ yếu chia sẻ cáp nhưng mỗi thiết bị cần có một số duy nhất để nhận dạng nhau để gửi dữ liệu giữa chúng. Một ví dụ điển hình về kết nối đa điểm là giao tiếp giữa một nhóm máy tính trong mạng.
Cấu trúc liên kết logic
Cấu trúc liên kết logic xác định cách các thiết bị giao tiếp với nhau trên cấu trúc liên kết vật lý. Các cấu trúc liên kết vật lý và logic là độc lập với nhau. Cấu trúc liên kết vật lý đề cập đến cách bố trí vật lý của các dây trong đó cấu trúc liên kết logic đề cập đến cách dữ liệu di chuyển qua mạng. Có năm loại cấu trúc liên kết logic được sử dụng trong mạng.
- Star topology
- Hierarchical topology
- Bus topology
- Mesh topology
- Ring topology
Cấu trúc liên kết hình sao
Cấu trúc liên kết hình sao là cấu trúc liên kết mạng phổ biến nhất được sử dụng trong nhiều mạng gia đình và doanh nghiệp hiện nay. Một cấu trúc liên kết hình sao được thiết lập với một điểm kết nối trung tâm được gọi là nút trung tâm. Bộ tập trung có thể là một thiết bị trung tâm thực tế hoặc bộ chuyển mạch mạng hoặc bộ định tuyến mạng. Các thiết bị mạng thường kết nối với trung tâm bằng cáp Ethernet xoắn đôi không được che chắn (UTP) còn được gọi là cáp RJ45. Lợi ích chính của mạng hình sao là sự cố trong bất kỳ cáp mạng khởi động nào sẽ chỉ làm mất quyền truy cập mạng của một máy tính chứ không phải toàn bộ mạng LAN. Tuy nhiên, nếu nút trung tâm bị lỗi, toàn bộ mạng sẽ ngừng hoạt động trong mạng bắt đầu.
Cấu trúc liên kết phân cấp
Cấu trúc liên kết phân cấp còn được gọi là cấu trúc liên kết cây. Trong cấu trúc liên kết cây, nút ‘gốc’ trung tâm (mức cao nhất của hệ thống phân cấp) được kết nối với một hoặc nhiều nút khác thấp hơn một cấp trong hệ thống phân cấp bằng liên kết vật lý điểm-điểm. Nút cấp hai cũng có thể đã kết nối với một hoặc nhiều nút khác ở cấp dưới trong cấu trúc phân cấp bằng một liên kết điểm-điểm khác. Nút cấp cao nhất, tức là nút gốc, là nút duy nhất không có nút nào khác ở trên nó trong cấu trúc phân cấp.
Mạng nhiều sao có thể được kết nối với mạng cây trong đó mỗi nút trung tâm của mạng sao hoạt động như nút của mạng cây.
Cấu trúc liên kết bus
Trong mạng bus, một đường trục chung được kết nối với tất cả các thiết bị mạng. Đường trục bus dung lượng cao (thường là một cáp đơn) hoạt động như một phương tiện liên lạc được chia sẻ và nó kết nối các mạng và thiết bị trung tâm. Nếu bất kỳ thiết bị mạng nào muốn liên lạc với một thiết bị mạng khác trong mạng bus, thiết bị đó sẽ gửi một thông báo quảng bá lên đường trục. Tất cả các thiết bị khác sẽ nhìn thấy tin nhắn quảng bá nhưng chỉ người nhận mong muốn sẽ chấp nhận và xử lý tin nhắn.
Hiệu suất của mạng bus sẽ bị ảnh hưởng tiêu cực nếu có hơn vài chục máy tính được kết nối với mạng này. Ngoài ra, sự cố của cáp trục sẽ làm hỏng toàn bộ mạng.
Cấu trúc mạng Mesh (lưới)
Trong mạng lưới, mọi thiết bị mạng được kết nối với mọi thiết bị mạng khác bằng kết nối điểm-điểm. Cấu trúc liên kết này chủ yếu được sử dụng trong mạng WAN và mạng không dây. Khái niệm tuyến đường được giới thiệu bởi cấu trúc liên kết lưới và cấu trúc liên kết này được các bộ định tuyến sử dụng để xác định đường đi tốt nhất. Mạng lưới cũng cung cấp dự phòng liên kết vật lý trong trường hợp lỗi liên kết. Vì mỗi thiết bị được kết nối với tất cả các thiết bị khác trong mạng lưới, cấu trúc liên kết này đắt nhất và khó bảo trì.
Hai loại cấu trúc liên kết lưới là có thể. Nếu mọi thiết bị được kết nối với tất cả các thiết bị khác, nó được gọi là lưới đầy đủ. Mặt khác, cũng có thể chia lưới một phần khi một số thiết bị chỉ được kết nối gián tiếp với các thiết bị khác.
Cấu trúc liên kết vòng
Trong mạng vòng, mọi thiết bị mạng được kết nối với hai thiết bị lân cận bằng kết nối điểm-điểm cho mục đích liên lạc. Tất cả các thiết bị trong mạng vòng tạo thành một vòng lặp. Nếu bất kỳ cáp hoặc thiết bị nào bị hỏng, vòng lặp sẽ bị hỏng và cũng làm hỏng toàn bộ mạng vòng. Trong mạng vòng, các thông báo đi qua vòng lặp theo cùng một hướng (theo chiều kim đồng hồ hoặc ngược chiều kim đồng hồ một cách hiệu quả). Công nghệ FDDI, SONET hoặc Token Ring được sử dụng để triển khai mạng vòng. Mã thông báo được truyền từ máy tính này sang máy tính khác, cho phép mỗi máy tính có quyền truy cập bình đẳng vào mạng.
Cấu trúc liên kết mạng đóng một vai trò quan trọng trong lý thuyết thiết kế mạng máy tính. Bạn có thể xây dựng một mạng nhỏ mà không cần có kiến thức tốt hơn về cấu trúc liên kết mạng nhưng nếu bạn hiểu rõ hơn, bạn sẽ có thể hiểu khái niệm mạng cơ bản như phát sóng, chuyển mạch và định tuyến mạng.