Τα περισσότερα δίκτυα μπορούν να
διασπαστούν εννοιολογικά σε έναν αριθμό από ιεραρχικά επίπεδα. Η αναγνώριση του
αριθμού των λειτουργικών επιπέδων που χρειάζεται να υπάρχουν σε ένα δίκτυο
είναι ένα σημαντικό πρώτο βήμα στη διαδικασία της σχεδίασης. Για παράδειγμα,
ένα δίκτυο ραχοκοκαλιάς (backbone network) αποτελείται από μία ή περισσότερες επικοινωνιακές ζεύξεις που διασυνδέουν
ομάδες (clusters) επικοινωνιακών καναλιών χαμηλότερης
ταχύτητας. Οι συστάδες, ή ομάδες, αυτές ονομάζονται δίκτυα πρόσβασης (access networks). Το δίκτυο ραχοκοκαλιάς μπορεί να θεωρηθεί ως το πρώτο, ενώ τα δίκτυα
πρόσβασης ως το δεύτερο επίπεδο της δικτυακής τοπολογίας.
Κατόπιν της διάσπασης του δικτυακού σχεδιασμού
στον κατάλληλο αριθμό επιπέδων, το επόμενο βήμα είναι να αποφασιστεί η
τοπολογία του κάθε δικτυακού τμήματος..
Μερικές φορές, είναι δυνατή η υλοποίηση περισσότερων από μία τοπολογιών και θα
πρέπει να εξερευνηθούν όλες οι υποψήφιες περιπτώσεις. Η επιλογή μιας δικτυακής
τοπολογίας για κάθε τμήμα του δικτύου κατέχει ιδιαίτερη σημασία, επειδή οι
τεχνικές σχεδίασης ταξινομούνται ανάλογα με τον τύπο του δικτύου που παράγουν.
Για παράδειγμα, ένα δίκτυο ραχοκοκαλιάς
είναι σχεδιασμένο για να μπορεί να μεταφέρει πολύ μεγαλύτερη κυκλοφορία από τα
δίκτυα πρόσβασης και, κατά συνέπεια, δεν εκπλήσσει το γεγονός ότι οι
αντίστοιχες τοπολογίες τους μπορεί να είναι πολύ διαφορετικές. Τα δίκτυα
ραχοκοκαλιάς έχουν συνήθως τοπολογία πλέγματος (mesh topology), ενώ τα τοπικά δίκτυα, συνήθως
σχεδιάζονται με δενδρική τοπολογία.
Στις υποενότητες που ακολουθούν θα
μιλήσουμε για τέσσερις τύπους τοπολογιών δικτύων: δίκτυα αστέρα, δίκτυα
δενδρικής δομής, δίκτυα ραχοκοκαλιάς και δίκτυα πλέγματος. Στους τρεις
πρώτους θα αναφέρουμε και από έναν αλγόριθμο σχεδίασης που χρησιμοποιείται, ενώ
για τα δίκτυα πλέγματος θα μιλήσουμε σε περιληπτική βάση.
Η τοπολογία αστέρα είναι ο απλούστερος και
ο ευκολότερος δικτυακός τύπος στη σχεδίαση. Αποτελεί μια από τις πρώτες
δικτυακές τοπολογίες που εξελίχθηκαν στις αρχές των συγκεντρωτικών δικτύων.
Μία τοπολογία τύπου αστέρα για ένα δίκτυο
ευρείας περιοχής, χαρακτηρίζεται από ένα κεντρικό μεταγωγέα διασύνδεσης, ο
οποίος παρέχει πρόσβαση στα διαδίκτυα που είναι συνδεδεμένα σε αυτόν στη
ραχοκοκαλιά και κάθε διαδίκτυο μπορεί να προσπελάσει το άλλο μόνο μέσω του
κεντρικού δικτυακού κόμβου. Ο κάθε σταθμός σε ένα δίκτυο ευρείας περιοχής
τοπολογίας αστέρα, είναι άμεσα συνδεδεμένος σε ένα κοινό κεντρικό μεταγωγέα, ο
οποίος χρησιμοποιεί μεταγωγή κυκλώματος για την επικοινωνία μεταξύ των
τερματικών σταθμών και συσκευών. Άλλα παραδείγματα δικτύων αστέρα περιλαμβάνουν
τα τοπικά δίκτυα υπολογιστών και τα μητροπολιτικά τοπικά δίκτυα, τα οποία
χρησιμοποιούν εκπομπή πακέτου (packet broadcasting) μέσω ενός κεντρικού κόμβου. Στην περίπτωση αυτή
όλες οι μεταδόσεις προς τον κεντρικό κόμβο, μεταδίδονται σε όλους τους άλλους
σταθμούς και αγνοούνται από εκείνους για τους οποίους δεν προορίζονται.
Οι τοπολογίες αστέρα συνιστώνται στις
παρακάτω περιπτώσεις δικτύων: