W tym miejscu przedstawiamy podstawowe typy topologii sieci komputerowych takich jak: Topologia Gwiazdy, pierścienia czy magistrali
Topologia magistrali
Topologię magistrali (szyna, bus) wyróżnia to, że wszystkie węzły sieci komputerowej połączone są ze sobą za pomocą pojedynczego, otwartego (czyli umożliwiającego przyłączanie kolejnych urządzeń) kabla. Kabel taki obsługuje tylko jeden kanał i nosi nazwę magistrali. Niektóre technologie oparte na magistrali korzystają z więcej niż jednego kabla, dzięki czemu obsługiwać mogą więcej niż jeden kanał, mimo że każdy z kabli obsługuje niezmiennie tylko jeden kanał transmisyjny. Oba końce magistrali muszą być zakończone opornikami ograniczającymi, zwanymi również często terminatorami. Oporniki te chronią przed odbiciami sygnału. Zawsze gdy komputer wysyła sygnał, rozchodzi się on w przewodzie automatycznie w obu kierunkach. Jeśli sygnał nie napotka na swojej drodze terminatora, to dochodzi do końca magistrali, gdzie zmienia kierunek biegu. W takiej sytuacji pojedyncza transmisja może całkowicie zapełnić wszystkie dostępne szerokości pasma i uniemożliwić wysyłanie sygnałów pozostałym komputerom przyłączonym do sieci. Przykładową topologię magistrali przedstawia ten rysunek:
Topologia magistrali
Typowa magistrala składa się z pojedynczego kabla łączącego wszystkie węzły w sposób charakterystyczny dla sieci równorzędnej, długość sieci w tej topologii nie powinna przekroczyć odległości 185 m (licząc od jednego terminatora do drugiego). Kabel ten nie jest obsługiwany przez żadne urządzenia zewnętrzne. Zatem wszystkie urządzenia przyłączone do sieci słuchają transmisji przesyłanych magistralą i odbierają pakiety do nich zaadresowane. Brak jakichkolwiek urządzeń zewnętrznych, w tym wzmacniaków, sprawia, że magistrale sieci lokalnych są proste i niedrogie. Jest to również przyczyną ograniczeń dotyczących odległości, funkcjonalności i skalowalności sieci. Topologia ta jest więc stosowana praktyczna jedynie dla najmniejszych sieci LAN. Wobec tego obecnie dostępne sieci lokalne o topologii magistrali są tanimi sieciami równorzędnymi udostępniającymi podstawowe funkcje współdziałania sieciowego. Topologie te są przeznaczone przede wszystkim do użytku w domach i małych biurach.
Topologia pierścienia
Pierwszą topologią pierścieniową była topologia prostej sieci równorzędnej. Każda przyłączona do sieci stacja robocza ma w ramach takiej topologii dwa połączenia: po jednym ze swoich najbliższych sąsiadów. Połączenie to opierało się na kablu koncentrycznym, przy wykorzystaniu kart sieciowych z wyjściem na BNC, oraz trójnika rozdzielającego sygnał. Połączenie takie musiało tworzyć fizyczną pętlę, czyli pierścień. Dane przesyłane były wokół pierścienia w jednym kierunku. Każda stacja robocza działa podobnie jak wzmacniak, pobierając i odpowiadając na pakiety do niej zaadresowane, a także przesyłając dalej pozostałe pakiety do następnej stacji roboczej wchodzącej w skład sieci. Pierwotna, pierścieniowa topologia sieci LAN umożliwiała tworzenie połączeń równorzędnych między stacjami roboczymi. Połączenia te musiały być zamknięte; czyli musiały tworzyć pierścień. Korzyść płynąca z takich sieci LAN polegała na tym, że czas odpowiedzi był możliwy do ustalenia. Im więcej urządzeń przyłączonych było do pierścienia, tym dłuższy był ów czas. Ujemna strona tego rozwiązania polegała na tym, że uszkodzenie jednej stacji roboczej najczęściej unieruchamiało całą sieć pierścieniową. A oto przykładowy rysunek:
Topologia pierścienia
Owe prymitywne pierścienie zostały wyparte przez sieci Token Ring firmy IBM, które z czasem znormalizowała specyfikacja IEEE 802.5. Sieci Token Ring odeszły od połączeń między sieciowych każdy – z – każdym na rzecz koncentratorów wzmacniających. Wyeliminowało to podatność sieci pierścieniowych na zawieszanie się przez wyeliminowanie konstrukcji każdy – z – każdym pierścienia. Sieci Token Ring, mimo pierwotnego kształtu pierścienia, tworzone są przy zastosowaniu topologii gwiazdy i metody dostępu cyklicznego. Sieci LAN mogą być wdrażane w topologii gwiazdy, przy zachowaniu – mimo to – metody dostępu cyklicznego.
Topologia gwiazdy
Połączenia sieci LAN o topologii gwiazdy z przyłączonymi do niej urządzeniami rozchodzą się z jednego, wspólnego punktu, którym jest koncentrator (HUB), okablowanie całej sieci w tym przypadku opiera się na skrętce cztero parowej i kart sieciowych z wyjściem na UTP co przedstawia poniższy rysunek:
Topologia gwiazdy
Odległości pomiędzy komputerami a HUB`em nie powinny przekraczać odległości 100 metrów. W bardzo łatwy sposób można połączyć dwie takie sieci o topologii gwiazdy, wystarczy połączyć koncentratory odpowiednim przewodem (UTP, BNC), w zależności od modelu HUB`a łączymy je za pomocą skrętki lub koncentryka (gniazdo to nazywa się UPLINK). Odmiennie niż w topologiach pierścienia – tak fizycznej, jak i wirtualnej – każde urządzenie przyłączone do sieci w topologii gwiazdy może uzyskiwać bezpośredni i niezależny od innych urządzeń dostępu do nośnika. W tym celu urządzenia te muszą współdzielić dostępne szerokości pasma koncentratora. Przykładem sieci LAN o topologii gwiazdy jest 10BaseT Ethernet. Połączenia w sieci LAN o małych rozmiarach i topologii gwiazdy rozchodzą się z jednego wspólnego punktu. Każde urządzenie przyłączone do takiej sieci może inicjować dostęp do nośnika niezależnie od innych przyłączonych urządzeń. Topologie gwiazdy stały się dominującym we współczesnych sieciach LAN rodzajem topologii. Są one elastyczne, skalowalne i stosunkowo tanie w porównaniu z bardziej skomplikowanymi sieciami LAN o ściśle regulowanych metodach dostępu.
Topologie złożone
Topologie złożone są rozszerzeniami i/lub połączeniami podstawowych topologii fizycznych. Topologie podstawowe są odpowiednie jedynie do bardzo małych sieci LAN. Skalowalność topologii podstawowych jest bardzo ograniczona. Topologie złożone tworzone są z elementów składowych umożliwiających uzyskanie topologii skalowalnych odpowiadających zastosowaniom.
Najprostszą z topologii złożonych otrzymać można w wyniku połączenia szeregowego wszystkich koncentratorów sieci. Taki sposób łączenia znany jest jako łańcuchowanie. Wykorzystuje ono porty już istniejących koncentratorów do łączenia ich z kolejnymi koncentratorami. Dzięki temu uniknąć można ponoszenie kosztów dodatkowych związanych z tworzeniem odpowiedniego szkieletu. Małe sieci LAN mogą być zwiększane (skalowane dodatnio) przez łączenie koncentratorów w łańcuchy (łańcuchowania ich). Łańcuchy stanowiły alternatywną, wobec sieci LAN pierwszej generacji, metodę przyłączania urządzeń.
