Sơ đồ mạng

Tô pô logic của mạng là cách thức mà các host truyền tin qua môi trường truyền dẫn có hai tô pô logic phổ biến là Broadcast và Token passing.

- Broadcast: có ý nghĩa đơn giản là mỗi host gửi dữ liệu của nó đến tất cả các host khác trên môi trường truyền. Không có sự đăng ký trạm kế tiếp sử dụng môi trường truyền, thay vì vậy đến trước phục vụ trước. Tô pô logic này có sử dụng phương thức truy cập đường truyền CSMA/CD rất phổ biến trong các mạng Ethernet.

- Token passing: điều khiển truy xuất mạng bằng một token điện tuần tự đến mỗi host. Khi một host nhận token có nghĩa là host đó có thể truyền dữ liệu lên mạng, nếu host không có dữ liệu để truyền nó sẽ chuyển token đến host kế tiếp và quá trình này được lặp lại trong mạng.

Topology vật lý định nghĩa cách thức các máy tính liên kết với nhau bằng các thiết bị vật lý môi trường truyền dẫn hiện thực. Có nhiều loại cấu hình vật lý được sử dụng như:

Bus

Đồ hình mạng :

Hình 3.3 Topology dạng Bus

Các máy tính giao tiếp bằng cách gửi thông điệp ở dạng tín hiệu điện tử lên cáp theo cả hai chiều. Các thiết bị mạng sẽ thấy được tất cả các thông tin mà các thiết bị khác gửi lên mạng. Tuy nhiên thông tin chỉ được máy tính có địa chỉ khớp với địa chỉ mã hoá trong tín hiệu gốc chấp nhận. Mỗi lần chỉ có một máy có thể gửi thông điệp. Hiệu suất thi hành của mạng sẽ giảm đi khi số lượng máy tính trên Bus tăng lên. Đây là tôpô mạng thụ động, các máy tính trên bus chỉ lắng nghe tín hiệu truyền trên mạng, không chịu trách nhiệm chuyển dữ liệu từ máy tính này sang máy kế tiếp.

Tín hiệu được gửi lên toàn mạng sẽ đi từ đầu cáp này tới đầu cáp kia và có thể dẫn đến việc bị dội (bouncing) tới lui trong dây cáp, ngăn không cho máy tính khác gửi dữ liệu. Nhằm ngăn không cho tín hiệu dội người ta đặt điện trở cuối (terminator) ở mỗi đầu cáp để hấp thụ các tín hiệu tự do, làm thông cáp và cho phép các máy tính khác gửi tín hiệu. Một khi cáp bị đứt, sẽ có đầu cáp không được nối với điện trở cuối, tín hiệu sẽ dội và toàn bộ mạng ngừng hoạt động (các máy tính hoạt động như những máy độc lập).

Cáp trong mạng Bus có thể được nối dài bằng bộ nối trục tròn (barrel connector) hay sử dụng bộ chuyển tiếp. Trong trường hợp thứ nhất bộ nối sẽ làm cho tín hiệu bị suy yếu đi, còn trong trường hợp thứ hai bộ chuyển tiếp sẽ khuyếch đại tín hiệu trước khi gửi đi do đó sẽ kéo đi được xa hơn mà vẫn đảm bảo tính chuẩn xác.

Một số mạng theo topology bus:

- 10BASE5: Dùng cáp đồng trục đường kính lớn (10mm) với trở kháng 50 Ohm, tốc độ 10 Mb/s, phạm vi tín hiệu 500m/segment, có tối đa 100 trạm, khoảng cách giữa 2 tranceiver tối thiểu 2,5m (Phương án này còn gọi là Thick Ethernet hay Thicknet)

- 10BASE2: tương tự như Thicknet nhưng dùng cáp đồng trục nhỏ (RG 58A), có thể chạy với khoảng cách 185m, số trạm tối đa trong 1 segment là 30, khoảng cách giữa hai máy tối thiểu là 0,5m.

Ưu điểm	Nhược điểm
Sử dụng cáp nối hiệu quả	Lưu lượng lớn dễ gây tắc mạng
Cáp không đắt và dễ là việc	Khó xác định lỗi
Hệ thống đơn giản, tin cậy	Toàn bộ mạng ngừng họat động nếu đứt mạng.
Dễ dàng mở rộng mạng

Ring

Đồ hình mạng :

Hình 3.4. Topology dạng Ring

Trong mạng Ring tín hiệu truyền đi theo một chiều và qua từng máy tính. Mỗi máy tính đóng vai trò như một bộ chuyển tiếp, khuyếch đại tín hiệu và gửi nó đến máy tính tiếp theo. Do tín hiệu đi qua từng máy nên sự hỏng hóc của một máy có thể ảnh hưởng đến toàn mạng.

Một phương pháp truyền dữ liệu quanh mạng là chuyển thẻ bài (token passing). Thẻ bài được chạy vòng trên mạng cho đến khi tới được máy tính muốn gửi dữ liệu. Máy tính đầu gửi sẽ sửa thẻ bài, đưa địa chỉ điện tử lên dữ liệu và gửi đi quanh mạng. Dữ liệu chuyển qua từng máy tính cho đến khi tìm được máy có địa chỉ khớp với địa chỉ trên đó. Máy tính đầu nhận gửi trả một thông điệp tới máy đầu gửi cho biết dữ liệu đã được nhận. Sau khi xác minh máy đầu gửi tạo thẻ bài mới và thả lên mạng.

Ưu điểm	Nhược điểm
Quyền truy nhập như nhau cho mọi máy trên mạng	Một máy tính hỏng ảnh hưởng đến toàn mạng
Hiệu năng mạng ổn định ngay cả khi có nhiều người dùng	Phải ngừng hoạt động khi cấu hình lại mạng
	Khó xác định vị trí lỗi

Chú ý: Có dạng Ring đôi, tuy nhiên tại mỗi thời điểm chỉ có một ring được hoạt động

Star

Đồ hình mạng:

Hình 3.5. Topology dạng Star

Trong mạng Star tín hiệu được truyền từ máy tính gửi dữ liệu qua thiết bị trung tâm thường là Hub(active hay passive) để đến tất cả máy tính trên mạng. Mạng Star cung cấp tài nguyên và chế độ quản lý tập trung. Khi một máy tính hay đoạn dây nối đến nó bị hỏng các máy tính khác trên mạng vẫn hoạt động bình thường. Tuy nhiên khi Hub trung tâm bị hỏng toàn bộ mạng sẽ không làm việc.

­u ®iÓm	Nh­îc ®iÓm
Thay đổi hệ thống và thêm máy tính mới dễ dàng	Toàn bộ mạng bị hỏng khi thiết bị trung tâm hỏng
Có thể giám sát và quản lý tập trung
Không ảnh hưởng khi một máy tính trong mạng hỏng
Hoạt động mạng không bị ảnh hưởng khi cấu hình lại mạng.

Mesh

Đồ hình mạng:

Hình 3.6. Topology dạng Lưới

Còn được gọi tô pô đầy đủ bởi lẽ trong tô pô này mỗi nút đều được nối đến tất cả các nút khác trong mạng. Việc kết nối này tạo ra sự dư thừa rất lớn và dẫn đến lãng phí tài nguyên, và khi có một sự thay đổi nào đó về số lượng nút tham gia thì số lượng thành phần môi trường liên kết và số lượng các liên kết thay đổi đáng kể. Tuy nhiên nó cũng có ưu điểm là nếu một nút bị hỏng thì thông tin vẫn có thể theo các hướng khác nhau để đến được đích.

Hỗn hợp

Đồ hình mạng:

Hình 3.7. Topology dạng Lưới

Tô pô này là sự kết hợp của các tô pô như bus, star, ring. Các phân đoạn mạng khác nhau được bố trí theo từng tô pô thích hợp. Đây là tô pô thích hợp cho rất nhiều các mạng LAN khác nhau và được phát triển rất nhiều. Đặc biệt là sự kết hợp giữa hai tô pô bus và star.

Bảng 3.1 so sánh các topology vật lý cơ bản:

	Đường thẳng	Vòng Tròn	Hình sao
Ứng dụng	- Tốt cho trường hợp mạng nhỏ và mạng có giao thông thấp và lưu lượng dữ liệu thấp	- Tốt cho trường hợp mạng có số trạm ít hoạt động với tốc độ cao, không cách nhau xa lắm hoặc mạng có lưu lượng dữ liệu phân bố không đều.	- Hiện nay mạng sao là cách tốt nhất cho trường hợp phải tích hợp dữ liệu và tín hiệu tiếng. Các mạng đện thoại công cộng có cấu trúc này.
Độ phức tạp	- Không phức tạp.	- Đòi hỏi lắp đặt triển khai tương đối phức tạp.	- Độ phức tạp phụ thuộc vào thiết bị trung tâm, nhìn chung là dễ.
Hiệu suất	- Rất tốt dưới tải thấp có thể giảm hiệu suất rất mau khi tải tăng.	- Có hiệu quả trong trường hợp lượng lưu thông cao và khá ổn định nhờ sự tăng chậm thời gian trễ và sự xuống cấp so với các mạng khác.	- Tốt cho trường hợp tải vừa tuy nhiên kích thước và khả năng, suy ra hiệu suất của mạng phụ thuộc trực tiếp vào sức mạnh của thiết bị trung tâm.
Tổng phí	- Tương đối thấp đặc biệt do nhiều thiết bị đã phát triển hoàn chỉnh và bán sản phẩm ở thị trường. Sự dư thừa kênh truyền được khuyến khích để giảm bớt nguy cơ xuất hiện sự cố trên mạng.	- Phải dự trù gấp đôi nguồn lực hoặc phải có 1 phương thức thay thế khi 1 nút không hoạt động nếu vẫn muốn mạng hoạt động bình thường, chí phí rất cao	- Tổng phí rất cao khi làm nhiệm vụ của thiết bị trung tâm, thiết bị trung tâm dù không được dùng vào việc khác. Số lượng dây riêng cũng nhiều.
Nguy cơ	- Một trạm bị hỏng không ảnh hưởng đến cả mạng. Trừ trường hợp có sự cố trên đường dây.	- Một trạm bị hỏng có thể ảnh hưởng đến cả hệ thống vì các trạm phục thuộc vào nhau. Khó tìm nút mạng bị hỏng.	- Độ tin cậy của hệ thống phụ thuộc vào thiết bị trung tâm, mạng chỉ hỏng khi thiết bị trung tâm hỏng.
Khả năng mở rộng	- Việc thêm và định hình lại mạng này rất dễ. Tuy nhiên việc kết nối giữa các máy tính và thiết bị của các hãng khác nhau khó có thể vì chúng phải có thể nhận cùng địa chỉ và dữ liệu.	- Tương đối dễ thêm và bớt các trạm làm việc mà không phải nối kết nhiều cho mỗi thay đổi Giá thành cho việc thay đổi tương đối thấp.	- Việc mở rộng mạng là khá dễ dàng tùy thuộc vào sức tải của thiết bị trung tâm.