1.2.1.1         Η Τοπολογία Διαύλου  (Περιεχόμενα)

Σύμφωνα με αυτή την τοπολογία όλοι οι υπολογιστές είναι συνδεδεμένοι μεταξύ τους μέσω ενός κοινόχρηστου καλωδίου. Η τοπολογία αυτή είναι γνωστή και ως γραμμικός δίαυλος (linear bus), επειδή οι υπολογιστές συνδέονται σε ευθεία γραμμή. Αποτελεί την απλούστερη από όλες τις υλοποιήσεις. Στο παρακάτω σχήμα απεικονίζεται ένα τοπικό δίκτυο διαύλου



Η τοπολογία διαύλου χαρακτηρίζεται από την χρήση ενός διαμοιραζόμενου μέσου μετάδοσης, ή αλλιώς, ενός multipoint medium. Όλοι οι σταθμοί προσδένονται στο δίαυλο μέσω ενός ειδικού υλικού διασύνδεσης, γνωστό ως T - connector ή πρίζα δικτύου. Η επικοινωνία μεταξύ της πρίζας και του σταθμού εργασίας είναι αμφίδρομη, επιτρέποντας έτσι σε έναν υπολογιστή να στέλνει και να λαμβάνει δεδομένα ταυτόχρονα. Μια μετάδοση από οποιονδήποτε σταθμό διαδίδεται κατά μήκος του διαύλου (καλωδίου) και λαμβάνεται από όλους τους υπόλοιπους. Στο κάθε άκρο του διαύλου υπάρχει μια τερματική αντίσταση (terminator), η οποία απορροφά τα σήματα που μεταδίδονται από τους σταθμούς απομακρύνοντάς τα από το δίκτυο.

Αναπήδηση Σήματος

Η χρήση των τερματικών αντιστάσεων σε ένα τοπικό δίκτυο γραμμικού διαύλου είναι απαραίτητη και αναγκαία για τη σωστή λειτουργία του δικτύου. Είπαμε ότι οι μεταδόσεις των σταθμών (δηλαδή τα ηλεκτρικά σήματα), διαδίδονται σε ολόκληρο το δίκτυο και προς τις δύο κατευθύνσεις. Αν δεν υπάρχουν τερματικές αντιστάσεις στα άκρα του δικτύου, τότε το σήμα αναπηδά και διαδίδεται συνεχώς εμπρός-πίσω στο καλώδιο, κρατώντας το μέσο κατειλημμένο και απαγορεύοντας στους άλλους σταθμούς να μεταδώσουν (στα δίκτυα διαύλου χρησιμοποιείται το πρωτόκολλο CSMA/CD για τον έλεγχο πρόσβασης στο κοινό μέσο μετάδοσης).

Στα τοπικά δίκτυα διαύλου η αναπήδηση σήματος αποτελεί μια από τις κυριότερες πηγές προβλημάτων. Σε αυτού του τύπου τα δίκτυα, εάν οι συνδέσεις του καλωδίου με τις πρίζες δικτύου ή με τις τερματικές αντιστάσεις δε γίνουν σωστά, ή εάν υπάρχει κάποιο πρόβλημα σε κάποιο τμήμα του καλωδίου, αυτό δεν είναι δυνατό να ανιχνευθεί με εύκολο τρόπο καθιστώντας τη διαχείριση του δικτύου δύσκολη και χρονοβόρα.

Η πιο συνηθισμένη συμπεριφορά που παρατηρείται όταν υπάρχει κάποιο πρόβλημα στη συνδεσμολογία ή στο καλώδιο είναι η συνεχής διακοπή και επαναφορά της επικοινωνίας των υπολογιστών με το δίκτυο σε άτακτα χρονικά διαστήματα. Αυτή η συμπεριφορά οφείλεται στην αναπήδηση του σήματος. Για παράδειγμα, έστω ότι το καλώδιο σε κάποιο σημείο έχει κοπεί στα δύο, ή έχει αποσυνδεθεί από την πρίζα ενός υπολογιστή (ή δεν έχει συνδεθεί καλά). Σε κάθε περίπτωση, τουλάχιστον το ένα από τα δύο άκρα του καλωδίου δε θα έχει τερματική αντίσταση, με αποτέλεσμα το σήμα να αναπηδάει συνεχώς απαγορεύοντας την αποστολή σημάτων από τους υπόλοιπους υπολογιστές μέχρις ότου εξασθενήσει πλήρως. Αυτός είναι και ένας από τους πιθανότερους λόγους για τους οποίους μπορεί να «πέσει» ένα δίκτυο γραμμικού διαύλου.

Στο παρακάτω σχήμα απεικονίζεται η περίπτωση όπου ένα τμήμα του καλωδίου είναι προβληματικό. Αυτό το δίκτυο δε θα μπορεί να λειτουργήσει επειδή τα καλώδιά του είναι «ατερμάτιστα». Ειδικότερα, οι υπολογιστές του δικτύου θα συνεχίσουν να λειτουργούν ως αυτόνομοι υπολογιστές, αλλά δε θα μπορούν να έχουν επικοινωνία με το υπόλοιπο δίκτυο για όσο χρόνο παραμένει «κομμένο» το καλώδιο.





Θα πρέπει να σημειωθεί ότι αν το καλώδιο σε ένα τμήμα του δικτύου έχει αποσυνδεθεί, αυτό δε σημαίνει ότι το δίκτυο χωρίζεται σε δύο μικρότερα τμήματα, όπως πιθανόν να σας παραπλανεί το παραπάνω σχήμα. Από τη στιγμή που υπάρχει πρόβλημα στο καλώδιο, κανένας υπολογιστής δε θα μπορεί να έχει πρόσβαση στο δίκτυο.

1.2.1.2         Η τοπολογία αστεριού  (Περιεχόμενα)

Στην τοπολογία αστεριού ο κάθε υπολογιστής συνδέεται σε ένα κεντρικό κόμβο ή ομφαλό (hub), ο οποίος είναι υπεύθυνος για τη διατήρηση και τον έλεγχο της επικοινωνίας μεταξύ των σταθμών. Σε ένα δίκτυο αστέρα οι μεταδόσεις ενός υπολογιστή μεταδίδονται μέσω του ομφαλού μόνο στον υπολογιστή - παραλήπτη και όχι σε κάθε υπολογιστή του δικτύου, όπως συμβαίνει στα δίκτυα διαύλου. Στο παρακάτω σχήμα απεικονίζεται ένα τοπικό δίκτυο τοπολογίας αστεριού με πέντε υπολογιστές.





1.2.1.3         Τοπολογία διαύλου/αστεριού   (Περιεχόμενα)

Η τοπολογία διαύλου / αστεριού, όπως υποδηλώνεται και από το όνομά της, αποτελεί ένα συνδυασμό των τοπολογιών διαύλου και αστεριού. Ειδικότερα, πολλά δίκτυα τοπολογίας αστεριού συνδέονται μεταξύ τους με καλώδια γραμμικού διαύλου (π.χ. ομοαξονικά καλώδια). Αν ένας υπολογιστής υποστεί βλάβη, αυτό δεν επηρεάζει το υπόλοιπο δίκτυο και οι υπόλοιποι υπολογιστές του συγκεκριμένου ομφαλού μπορούν να συνεχίσουν να επικοινωνούν. Αν από την άλλη υποστεί βλάβη ένας ομφαλός, τότε δε θα μπορούν να επικοινωνήσουν μεταξύ τους οι υπολογιστές αυτού του ομφαλού καθώς και οι υπόλοιποι ομφαλοί που συνδέονται με αυτόν τον ομφαλό. Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται μια τοπολογία διαύλου / αστεριού.





1.2.1.4         Ομφαλοί (Hubs) - Γενικά  (Περιεχόμενα)

Ένας ομφαλός μπορεί να αποτελείται από πολλά είδη θυρών, έτσι ώστε να μπορούν να συνδέονται πολλά είδη καλωδίων, όπως σύστροφο ζεύγος (RJ-45) και ομοαξονικό καλώδιο (BNC). Επιπρόσθετα, ένας ομφαλός μπορεί να είναι είτε παθητικός (passive), είτε ενεργός (active), ανάλογα με τις λειτουργίες που εκτελεί. Ειδικότερα:

ΕΝΕΡΓΟΙ ΟΜΦΑΛΟΙ

Οι περισσότεροι ομφαλοί σήμερα είναι ενεργοί. «Ενεργός» είναι ένας ομφαλός που έχει τη δυνατότητα να αναδημιουργεί και να αναμεταδίδει το σήμα που λαμβάνει. Προφανώς, οι ενεργοί ομφαλοί θα πρέπει να είναι συνδεδεμένοι με μια παροχή ηλεκτρικού ρεύματος για να μπορέσουν να λειτουργήσουν.

ΠΑΘΗΤΙΚΟΙ ΟΜΦΑΛΟΙ

Οι παθητικοί ομφαλοί δεν είναι τίποτε άλλο από απλά σημεία σύνδεσης τα οποία δεν έχουν τη δυνατότητα ούτε να ενισχύσουν, ούτε να ανανεώσουν το σήμα. Το μόνο που μπορούν να κάνουν είναι να «περνούν» το εισερχόμενο σήμα ανάμεσα στις συνδέσεις. Οι παθητικοί ομφαλοί δε χρειάζονται ηλεκτρικό ρεύμα για να λειτουργήσουν.

ΥΒΡΙΔΙΚΟΙ ΟΜΦΑΛΟΙ

Οι ομφαλοί στους οποίους μπορούν να συνδεθούν διαφορετικοί τύποι καλωδίου ονομάζονται υβριδικοί (hybrid). Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται ένας υβριδικός ομφαλός στον οποίο συνδέονται πολλοί δευτερεύοντες ομφαλοί.





Υπάρχουν αρκετές μορφές ομφαλών για διάφορες δικτυακές τοπολογίες, όπως ομφαλοί για δίκτυα διαύλου, ομφαλοί για δίκτυα αστέρα, για δίκτυα δακτυλίου με κουπόνι, κλπ.

Η απλούστερη μορφή ομφαλού είναι αυτή που χρησιμοποιείται στα δίκτυα διαύλου Ethernet και ονομάζεται ομφαλός Ethernet (Ethernet Hub). Η μετάδοση από έναν υπολογιστή - αποστολέα διαδίδεται, μέσω του ομφαλού, σε όλους τους άλλους υπολογιστές του δικτύου όπως ακριβώς συμβαίνει και σε ένα γραμμικό δίαυλο. Κατά συνέπεια, μπορεί η φυσική τοπολογία του δικτύου να είναι ένας αστέρας, η λογική τοπολογία του όμως εξακολουθεί να είναι ένας γραμμικός δίαυλος.

Στα σύγχρονα τοπικά δίκτυα διαύλου Ethernet χρησιμοποιούνται κυρίως ομφαλοί, γιατί προσφέρουν πολλά πλεονεκτήματα έναντι των ομοαξονικών καλωδίων. Μερικά από αυτά είναι:

Στο παρακάτω σχήμα απεικονίζεται ένα τοπικό δίκτυο διαύλου στο οποίο υπάρχει ένα αποσυνδεδεμένο καλώδιο. Παρατηρούμε ότι η βλάβη δεν επηρεάζει ολόκληρο το δίκτυο, αλλά μόνο τον αποσυνδεδεμένο υπολογιστή.





Ωστόσο, υπάρχουν και πιο σύνθετες μορφές ομφαλών στο εμπόριο. Για παράδειγμα, υπάρχουν οι ομφαλοί τοπολογίας δακτυλίου με σκυτάλη (token ring hubs ή αλλιώς MSAUs, MSUs, κλπ), ομφαλοί διαύλου με σκυτάλη (token bus hubs), ή ακόμη και ομφαλοί δικτύων καθαρού αστέρα, οι οποίοι ονομάζονται μεταγωγείς (switches) και είναι πιο εξελιγμένοι από τα υπόλοιπα hubs.

Αυτό που θα πρέπει να θυμόμαστε είναι ότι στο εμπόριο κυκλοφορούν αρκετοί τύποι ομφαλών με διαφορετικές δυνατότητες και για διαφορετικές δικτυακές τοπολογίες. Εμείς, θα πρέπει να επιλέγουμε τον κατάλληλο τύπο ομφαλού και καλωδίου, ανάλογα με τον τύπο του δικτύου που θέλουμε να υλοποιήσουμε.

Γενικά, ένας ομφαλός μπορεί να περιγραφθεί μέσω τριών γενικών χαρακτηριστικών: το είδος του δικτύου για το οποίο προορίζεται, την ταχύτητα μετάδοσης που υποστηρίζει και τον αριθμό και τον τύπο των θυρών που διαθέτει. Για παράδειγμα, για ένα τοπικό δίκτυο τύπου Ethernet (περιγράφεται παρακάτω), μπορεί να χρησιμοποιηθεί ένα Ethernet hub, 10/100 Mbps, 8 port - 1 BNC. Σύμφωνα με αυτή την περιγραφή, ο ομφαλός αυτός προορίζεται για δίκτυα σηματοδοσίας διαύλου (Ethernet), έχει τη δυνατότητα να μεταδίδει σε ταχύτητες των 10 και 100 Mbps, διαθέτει 8 θύρες (πριζάκια) για τη σύνδεση υπολογιστών εκ των οποίων η 1 υποστηρίζει σύνδεση ομοαξονικού καλωδίου. Ένα άλλο παράδειγμα ομφαλού είναι: Token ring hub (MSAU), 16Mbps, 24 RJ-45 ports. Ο ομφαλός αυτός προορίζεται για δίκτυα σηματοδοσίας δακτυλίου με κουπόνι, έχει 24 θύρες σύστροφου ζεύγους και υποστηρίζει ταχύτητα μετάδοσης της τάξεως των 16 Mbps.