REDES DE COMPUTADORES E TOPOLOGIAS DE REDES

Topologias

Topologia de rede descreve a relação entre os hospedeiros, também denominados nodos, de uma rede. Uma topologia logica mostra quais nodos de uma rede estão diretamente conectados (quais nodos podem se comunicar entre si sem depender de nodos intermediários).

As três topologias de redes básicas que serão detalhadas são:

Barramento;

Anel;

Estrela.

Barramento

O barramento foi uma das primeiras topologias de rede lançadas. Devido a facilidade de expansão de novas maquinas na rede, foi a tecnologia que mais prosperou. As redes Ethernet surgiram do barramento. Nesta Arquitetura todas as estações ficam diretamente conectadas em um cabo que é o meio físico compartilhado por todas as elas. A inclusão de novas estações no cabo era uma tarefa relativamente simples. Bastava incluir um conector do tipo T no cabo e inserir mais uma estação.

Nesse tipo de topologia as estações precisam escutar o barramento para verificar se ele está livre, para iniciar a transmissão. Nesse processo podem ocorrer alguns eventos como a colisão.

A configuração em barramento auxilia a transmissão de pacotes do tipo broadcast, uma vez que todas as estações estão diretamente conectadas ao meio. Seu desempenho varia de acordo com o número de estações, o tipo do cabo utilizado e a utilização da rede pelas estações e aplicações.

Anel

Lançada inicialmente pela IBM com o surgimento do token ring. Nesse tipo de topologia de rede as estações estão conectadas em um caminho fechado, diferentemente do barramento.

Sua principal diferença entre a topologia barramento é que a estação não pode transmitir no anel a qualquer momento, mas apenas quando recebe uma autorização chamada token ou bastão.

As mensagens são transmitidas geralmente em apenas um sentido no anel.

Ocorre mudança de sentido apenas quando existe uma ruptura do anel, nesse caso os sistemas de proteção atuam permitindo que as mensagens trafeguem no sentido inverso.

Quando uma mensagem é colocada no anel, ela circula por ele até que a estação destino retire, ou então até retornar à estação que enviou a mensagem. Esse último procedimento é o que permite o envio de mensagens do tipo broadcast.

Esse tipo de arquitetura é mais complexo que o barramento e uma das estações fica responsável por gerenciar o anel. Alguns erros de transmissão podem fazer com que a mensagem circule infinitamente pelo anel. Por outro lado sua grande vantagem é que não existe o processo de colisão. Como apenas uma mensagem trafega por vez, não há como duas estações transmitirem ao mesmo tempo.

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Estrela

Na topologia estrela todas as estações estão conectadas diretamente com o equipamento central (um hub ou um switch). A comunicação entre dois equipamentos passa obrigatoriamente pelo equipamento central, que como função realiza a comutação das mensagens baseadas em técnicas de pacotes ou por circuitos, além de realizar o controle e a supervisão da rede.

Se vier ocorrer uma falha em uma estação, apenas aquela estação fica fora, não afetando a rede com um todo, entretanto se ocorrer uma falha e o nó central caí, a rede toda caí.

A expansão de novas estações na rede também fica limitada à quantidade de portas existentes no equipamento central da rede. Se não houver mais portas para expandir, o equipamento necessita ser substituído ou então precisamos agregar um novo equipamento a rede, conectado diretamente ao equipamento atual, expandindo assim o número de portas disponíveis. Essa arquitetura centralizada apresenta uma série de vantagens como o fácil gerenciamento e supervisão da rede a partir do equipamentos central. Por outro lado a performance da rede fica limitada à capacidade de esse equipamento central comutar os pacotes.

Topologias Hibridas

Existem topologias hibridas que utilizam duas das topologias apresentadas acima. Um exemplo é a topologia anel estrela, na qual combinamos o anel com um equipamento central que gerencia e executa as comutações entre as estações. Nessa topologia o equipamento central pode possuir reles de proteção que automaticamente fecham o anel no caso de uma das estações ficar fora do ar, impedindo que a rede caia. As redes Token ring trabalham desse modo e o equipamento localizado no ponto central da rede é conhecido como MAU.

Existem ainda topologia hibridas baseadas no barramento com a estrela. Esta é a topologia de rede mais utilizada no mercado. Os rubs e switches têm o papel de criar uma estrela com uma conexão direta a cada estação de rede. O barramento que antes era representado por um único cabo continua a existir, porem dentro do barramento do hub ou switch, essa característica facilita muito o gerenciamento centralizado da rede.

Observe na figura que o barramento continua a existir, porem localizado internamente no equipamento.

De forma a facilitar a compreensão dos benefícios e fraquezas de cada uma das topologias, elas estão relacionadas na tabela mais à frente. No caso das topologias hibridas, conseguimos agregar os benefícios das duas topologias deforma a criarmos uma solução mais robusta e adequada.

Por exemplo, no caso da topologia em barramento, se olharmos na tabela vamos verificar que, se houver rompimento do cabo, os dois pedaços /segmentos ficam completamente isolados. Quando fazemos uma combinação da topologia em barramento com a topologia em estrela, esse problema não ocorre mais. No caso de um cabo partir, apenas a estação conectada a esse cabo caí, as outras estações continuam fazendo parte e funcionando corretamente no barramento. O mesmo se aplica na configuração anel estrela. Se uma estação cair, o equipamento central, no caso o MAU, fica responsável por fechar o relé, mantendo a rede no ar. Na topologia em anel convencional, dependendo do modo, a rede toda podia cair.