Topologias de rede: conceito, tipos e suas características, exemplos - Ciência - 2023

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As topologias de rede são as diferentes distribuições dos dispositivos, como roteadores, computadores, impressoras e as diferentes conexões que podem estar na rede. Eles podem ser ilustrados graficamente.

Portanto, eles se referem ao projeto físico ou lógico de uma rede de computadores. Eles definem a maneira como os diferentes nós são colocados e como eles se interconectam. Da mesma forma, eles podem descrever como os dados são transferidos entre esses nós.

Tanto a topologia da rede quanto os locais relativos da origem e do destino dos fluxos de tráfego na rede determinam o caminho ideal para cada fluxo e até que ponto existem opções redundantes para rotear em caso de falha.

Existem dois tipos de topologias de rede. A topologia lógica é baseada no modelo de transferência de dados por meio dos diferentes dispositivos da rede. Por outro lado, a topologia física é baseada no design físico dos computadores conectados na rede.

Organização de uma rede

A topologia de uma rede é muito importante para determinar seu desempenho. É a forma como uma rede é organizada, contém a descrição lógica ou física de como os dispositivos e as conexões são configurados para se conectar.

Existem inúmeras maneiras de organizar uma rede, cada uma com diferentes vantagens e desvantagens, algumas sendo mais úteis do que outras em determinadas circunstâncias.

Conceito

Topologias de rede referem-se a como os vários dispositivos e conexões na rede são organizados entre si. Você pode pensar na rede como uma cidade e na topologia como um mapa de rotas.

Assim como existem muitas maneiras de organizar e manter uma cidade, como garantir que as estradas possam facilitar a passagem entre as partes da cidade que recebem mais tráfego, existem várias maneiras de organizar uma rede.

Cada topologia tem suas vantagens e desvantagens. De acordo com os requisitos da organização, certas configurações podem oferecer um maior nível de segurança e conectividade.

Uma topologia deve ser considerada como a estrutura virtual de uma rede. Essa forma não corresponde necessariamente ao layout físico real dos dispositivos na rede.

Você pode pensar em computadores em uma rede doméstica, que podem ser organizados em um círculo. No entanto, dificilmente é viável ter uma topologia em anel lá.

Escolha de topologia

Os gerentes têm um conjunto de alternativas quando procuram implementar uma topologia para a rede. Esta decisão deve considerar a proporção da empresa, seu orçamento e seus objetivos.

Na gestão prática da topologia de rede surgem diferentes atividades, como a supervisão geral da operação, a representação visual e a gestão da topologia.

O mais importante é entender as necessidades e objetivos para estabelecer e gerenciar a configuração da rede da forma mais adequada para a empresa.

A escolha da configuração correta para o modelo operacional de uma organização pode melhorar o desempenho, bem como facilitar a solução de problemas, solução de problemas e alocação mais eficiente de recursos de rede para garantir excelente integridade da rede.

Importância

O projeto de rede é importante por vários motivos. Principalmente, ele tem um papel fundamental em quão bem e como a rede funcionará.

Uma topologia de rede bem gerenciada melhora os dados e a eficiência energética, o que ajudará a reduzir os custos de manutenção e operação.

O layout e o projeto de uma rede são exibidos por meio de um diagrama criado por um software de topologia de rede.

Esses diagramas são essenciais por uma série de razões, especialmente a maneira como podem fornecer uma representação visual de designs físicos e lógicos, permitindo que os administradores, ao solucionar problemas, vejam as conexões entre os dispositivos.

A forma como uma rede é organizada pode estabelecer ou interromper a conectividade, a funcionalidade e a proteção da rede contra o tempo de inatividade.

Tipos e suas características

- Topologias físicas

Refere-se ao desenho das interconexões entre os dispositivos e as conexões físicas da rede, como cabo (DSL, Ethernet), microondas ou fibra ótica.

Existem várias topologias físicas comuns, conforme mostrado na ilustração a seguir e descrito posteriormente.

Rede de ônibus

Cada dispositivo é conectado em série ao longo de um caminho linear. Esse arranjo é encontrado hoje principalmente em redes de distribuição com fio de banda larga.

Rede estrela

Nesta rede, um dispositivo central é conectado diretamente a todos os outros dispositivos. As redes locais (LANs) que usam switches Ethernet, como a maioria das redes de escritório com fio, têm uma configuração em estrela.

Rede de anel

Nesta configuração, os dispositivos são conectados em uma rede como um círculo. Algumas redes enviarão o sinal em apenas uma direção e outras serão capazes de enviar o sinal em ambas as direções.

Essas redes bidirecionais são mais robustas do que as redes de barramento, pois o sinal pode se mover em qualquer direção para alcançar um dispositivo.

Rede de malha

Esta rede liga as conexões aos dispositivos de tal forma que várias rotas estão disponíveis entre pelo menos alguns pontos da rede.

Uma rede está parcialmente em malha quando apenas alguns dispositivos estão conectados a outros e totalmente em malha quando todos os dispositivos têm uma conexão direta com todos os outros.

A malha para criar caminhos múltiplos aumenta a resistência a falhas, mas também aumenta o custo.

Rede de árvore

Também chamada de estrela de estrelas, é uma rede na qual diferentes topologias em estrela são conectadas em uma configuração em estrela.

Muitas grandes redes de switch Ethernet, como redes entre diferentes data centers, são semelhantes a árvores.

Rede híbrida

É uma combinação de duas ou mais topologias. Por exemplo, se um escritório usa uma topologia de barramento e outro escritório usa uma topologia em estrela, a conexão dessas duas topologias resultará em uma topologia híbrida: topologia de barramento e topologia em estrela.

- Topologias lógicas

A topologia lógica de uma rede é um pouco mais estratégica e abstrata. Geralmente consiste em obter uma compreensão conceitual de como e por que a rede está organizada da maneira que está e como os dados se movem por ela. Refere-se ao relacionamento lógico entre dispositivos e conexões.

Uma conexão lógica será diferente de um caminho físico quando as informações podem dar um salto invisível em pontos intermediários.

Em redes óticas, multiplexadores óticos (ADMs) criam caminhos óticos lógicos, porque o salto de ADM não é visível para os nós de terminal.

As redes compostas por circuitos virtuais terão uma topologia física de acordo com o escopo real da conexão, como o cabo, e uma topologia lógica baseada nos circuitos.

Às vezes, a topologia lógica corresponde à configuração como o usuário a vê, o que significa conectividade de rede.

Redes IP e Ethernet

As duas redes mais utilizadas hoje, IP e Ethernet, estão totalmente interligadas no nível de conexão porque qualquer usuário pode se conectar a qualquer outra pessoa, a menos que algum meio, como um firewall, seja introduzido para bloquear conexões indesejadas.

A conectividade total se deve aos protocolos que são tratados na rede, como Ethernet, e não à topologia física da rede como tal. Por esse motivo, para as pessoas, qualquer topologia de rede física pode parecer totalmente entrelaçada.

Exemplos

Rede de ônibus

As topologias de rede de barramento baseadas em cabeamento Ethernet são relativamente fáceis e baratas de instalar, embora os spans sejam limitados pelo comprimento máximo do cabo disponível.

Por exemplo, suponha que uma rede de barramento seja composta por quatro computadores: PC-A, PC-B, PC-C e PC-D.

Se o PC-A enviar dados para o PC-C, todos os computadores da rede receberão esses dados, mas apenas o PC-C os aceitará. Se o PC-C responder, apenas o PC-A aceitará os dados retornados.

A união de dois cabos de barramento pode alcançar a expansão, mas essa topologia funciona melhor com um número limitado de dispositivos, normalmente menos de doze dispositivos em um único barramento.

Rede estrela

Topologias de rede em estrela são comuns em redes domésticas, onde o ponto de conexão central pode ser um roteador ou hub de rede.

O cabeamento Ethernet de par trançado não blindado (UTP) geralmente é usado para conectar dispositivos ao hub, embora o cabo coaxial ou de fibra óptica também possa ser usado.

Quando confrontada com a topologia de barramento, uma rede em estrela geralmente requer uma quantidade maior de cabeamento.

Rede de anel

As topologias de rede em anel são mais comumente encontradas em universidades, embora também sejam usadas por algumas empresas comerciais.

Como a topologia de barramento, esta topologia não é mais válida em redes recentes. A IBM o implementou, em princípio, para ser capaz de superar as desvantagens existentes da topologia de barramento.

Se você tiver um grande número de dispositivos conectados, os repetidores devem ser usados para “atualizar” os sinais de dados conforme eles viajam pela rede.

Rede de malha

As topologias de rede mesh são típicas da Internet e de certas redes de longa distância (WANs).

Os dados podem ser transmitidos por meio da lógica de roteamento, que é determinada por critérios estabelecidos como "evitar links quebrados" ou "a rota com a menor distância".

Rede de árvore

É freqüentemente usado em redes de longa distância (WAN). Eles são ideais para estações de trabalho em grupo.

Você pode facilmente alcançar e manter a expansão do dispositivo estendendo topologias de barramento e estrela.

A detecção de erros também é direta, mas esses sistemas tendem a exigir muitos cabos e custos.

Referências

Margaret Rouse (2019). Topologia de rede. Techtarget. Retirado de: searchnetworking.techtarget.com.
Dns Stuff (2019). O que é topologia de rede? Melhor guia de tipos e diagramas. Retirado de: dnsstuff.com.
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Notas sobre redes de computadores (2019). Topologias de rede explicadas com exemplos. Retirado de: computernetworkingnotes.com.
Techopedia (2019). Topologia de rede. Retirado de: roofpedia.com.
Study to Night (2019). Tipos de topologia de rede. Retirado de: studytonight.com.