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I.C.O.R.L.I. – Topologias de Rede
Topologias de Rede
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:
o LANs
o Bus (Barramento);
o Star (Estrela);
o Ring (Anel);
o Mesh (Malha)
o Wireless (Sem fios).
o MANs ou WANs
o Backbone (Espinha dorsal)
o Tree (árvore ou estrela hierárqica)
o Hybrid (Híbrida)
Topologia em Barramento (Bus)
Na topologia de barramento todos os computadores estão ligados a um
cabo contínuo que é terminado em ambas as extremidades por uma pequena
ficha com uma resistência ligada entre a malha e o fio central do cabo
(terminadores). A função dos “terminadores” é de adaptarem a linha, isto é,
fazerem com que a impedância vista para interior e para o exterior do cabo seja
a mesma, senão constata-se que há reflexão do sinal e, consequentemente,
perda da comunicação.
Neste tipo de topologia a comunicação é feita por broadcast , isto é, os
dados são enviados para o barramento e todos os computadores vêem esses
dados, no entanto, eles só serão recebidos pelo destinatário.
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Vantagens e Desvantagens da Topologia em Barramento
o Vantagens
o A facilidade de instalação
o É relativamente económica
o Usa menos cabo que as outras topologias
o Desvantagens
o A dificuldade de mudar ou mover nós.
o Praticamente não tem tolerância a falhas, caso falhe um dos
nós toda a rede vai a baixo.
o Dificuldade de diagnosticar falhas ou erros.
Topologia em Estrela (Star)
Contrariamente ao que acontece na topologia anterior, no caso da
topologia em estrela os postos ligam-se todos num ponto central, que é um
dispositivo que pode ser um hub ou um switch ; em qualquer dos casos esse
dispositivo actua como um concentrador.
Um concentrador tem como função receber os sinais provenientes dos
vários computadores e enviá-los ao computador de destino.
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Vantagens e Desvantagens da Topologia em Estrela
o Vantagens
o Facilidade de modificação do sistema, já que todos os cabos
convergem para um só ponto.
o Um dispositivo por derivação, se esta falhar só esse
dispositivo é afectado.
o Fácil detecção e isolamento de falhas, dado que o nó central
está directamente ligado a todos os outros.
o Simplicidade no protocolo de comunicações. Resume-se a
seleccionar qual o nó periférico que em cada momento está
ligado ao nó central.
o Desvantagens
o Maior comprimento de cabo para efectuar ligações. A distância
máxima sem amplificação é de apenas 100 m.
o Dependência do nó central, se este falha, a rede fica
inoperacional.
o 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.
o Em comparação com a topologia em barramento, os seus
custos são mais elevados.
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Topologia em Anel (Ring)
Na topologia em anel cada posto está directamente ligado a dois outros
postos de rede. Os dados circulam num sentido de um posto para outro, cada
posto inclui um dispositivo de recepção e transmissão, o que lhe permite
receber o sinal e passá-lo ao posto seguinte, no caso de a informação não lhe
ser destinada.
O primeiro computador da rede vai guardar o token que é uma licença
para os computadores comunicarem. O computador que desejar efectuar uma
comunicação vai requisitar o token e só depois de o obter é que vai efectuar a
transmissão de dados para o computador de destino.
Vantagens e Desvantagens da Topologia em Anel
o Vantagens
o Pequeno comprimento de cabo
o Não são necessários armários de distribuição de cabos dado
que as ligações são efectuadas em cada um dos nós.
o O desenho das cablagens é bastante simples.
o Desvantagens
o A falha de um nó provoca a falha da rede.
o Dificuldade de localização de falhas (a falha de um nó provoca
a falha de todos os outros).
o Dificuldade em reconfigurar a rede (instalação de vários nós
em locais diferentes).
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o 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 Malha (Mesh)
Na topologia em malha existe uma ligação física directa entre cada um
dos nós, isto é, todos comunicam com todos.
A figura anterior demonstra a complexidade desta topologia. Temos um
exemplo de quatro nós e já se torna relativamente complexa, mas isso
aumenta exponencialmente conforme acrescentamos mais nós. Se tivéssemos
cerca de 10 computadores teríamos qualquer coisa como 45 ligações o que
traria uma grande dor de cabeça a quem tivesse que gerir semelhante rede.
A única vantagem desta rede é a tolerância a falhas, pelo menos no que
diz respeito a cablagens, já que em relação aos computadores depende mais
deles do que da rede.
Topologia Sem Fios (wireless)
As redes wireless estão a vulgarizar-se de dia para dia, sendo usadas
tanto em redes empresariais como nas redes domésticas e ligações à Internet.
O exemplo mais simples de uma rede sem fios é a rede Ad-Hoc. Este
tipo de rede é estabelecido quando dois ou mais dispositivos com emissores e
receptores wireless estão ao alcance um do outro. Os dispositivos enviam
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sinais de um para o outro e ambos reconhecem a existência de outro
dispositivo com o qual pode comunicar.
Este tipo de rede é muito utilizado nas comunicações entre portáteis ou
PDAs e permitem a transferência de dados entre dispositivos com bastante
facilidade.
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.
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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.
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Topologia Híbrida
Numa topologia híbrida, o desenho final da rede resulta da combinação
de duas ou mais topologias de rede. A combinação de duas ou mais topologias
de rede permite-nos beneficiar das vantagens de cada uma das topologias que
integram esta topologia.
Embora muito pouco usada em redes locais, uma variante da topologia
em malha, a malha híbrida, é usada na Internet e em algumas WANs. A
topologia de malha híbrida pode ter múltiplas ligações entre várias localizações,
mas isto é feito por uma questão de redundância, além de que não é uma
verdadeira malha porque não há ligação entre cada um e todos os nós,
somente em alguns por uma questão de backup.
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