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自分研究会

一日の振り返りと課題を探す

レイヤ1(物理層):5つのネットワークトポロジ

■レイヤ1:ネットワーク・トポロジ


<ネットワーク構成図>

実際の機器とメディアの配置のことを、物理トポロジという。
※トポロジ=配置図


ネットワーキングでのトポロジというのは、ノードとリンクという2つの図形を使ってネットワークの物理的配置を表現する。

 

※ノード=ネットワークに接続可能なすべての機器(デバイスと同義)
※リンク=通信回線(LAN)

 

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単純にノードはコンピュータやネットワーキングデバイス。

リンクはメディアと考えればいい。
物理的な配置、つまりLANでのコンピュータやネットワーキングデバイスの配置と、その接続などは大きく分けて5種類に分けられる。

 

■バス型トポロジ

 

まずは、バス型
※バス=母線という意味



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共有メディア環境といえば、普通このバス型。
少し古いタイプの物理トポロジで、同軸ケーブルを使うトポロジ。
T型コネクタというのを使って母線と支線を繋げていた。

 

同軸ケーブル

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同軸ケーブル内部

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※母線・支線

 

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例えば支線を1本増やしたい時は、一度母線を切ってそこにT型コネクタを入れなければならない。
なんので非常に面倒。

さらに、母線が切断されると全くダメになってしまう。
なので最近は後述する、スター型にとって変わられている。

 


■リング型トポロジ

 

名前の通り、リングを使う



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それぞれのノードが、隣の2つと接続している。
かつ、最終的には円形になるのがリング型。


更にリング型の特徴は、信号が一方方向だ。
例えば、右回りなら右回りで逆方向に信号は流れない。
リング型の拡張として、2重リング型もある。



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リンクが倍になって、一度に多くのデータを送れそうと思いがちだが、2重リングが通常片方しか使わない。
もう一方は予備として使う。

リング型は、どこか1箇所でも切断されると全体が繋がらなくなる。
そのため、冗長性を確保するための2重構造だ。

※冗長性=予備、保険がある状態

 


■スター型トポロジ

 

最近の主なトポロジである、スター型トポロジ。

 

 

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中央に1つ置いて、それから繋がっている形。
ハブを使って繋げたみたいな形になっている。

まさに中央には、ハブのようなネットワーキングデバイスが使われる。
最近のLANのトポロジはほとんどこれ。


ハブ、もしくはスイッチを中央に置いて、相互に接続する。

実際には接続する台数がハブのポート数を超えることが多いので、いくつものハブを繋いだ形の拡散スター型になる。

 

 

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中央のピンク色のスター型のノードから、更にスター型が広がっている。
この中央のピンク色のノードはネットワーキングデバイスがなる。


ハブを連続して繋げるとはこういうこと。

 

▼ネットワーキングデバイスとは

役割ごとに大きく分けて3種類ある

レイヤ1:リピータ、ハブ
レイヤ2:ブリッジ、スイッチ
レイヤ3:ルータ

 

http://www5e.biglobe.ne.jp/aji/3min/07.html

 

 

■ツリー型トポロジ


データベースの、データ構造などでよく使われる木構造の形をしたトポロジ。



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階層構造になっているのが特徴。
若干スター型と似ているが...
スター型は、中央のコア・スター型トポロジと、周辺という形なのに対して、ツリー型は、段階的に分かれている。

 

 


■メッシュ型トポロジ


非常に複雑な配線になっている。
なぜかというと、すべてのノードは相互に直接接続されているから。
これならば、よほどのことがない限り、必ず何処かを経由して他と接続できる。


今までのトポロジはどこがが切断されると、他が繋がらなくなるノードがある。
他との通信ができなくなることが、致命的なエラーを起こすようなネットワークで使用される。
例えば、原発の管理システムなどがこのトポロジだと言われている。


しかし、リンク数があまりにも多くなりすぎてしまう欠点がある。

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よって、すべてのノードと完全に直接接続とは言えないが、部分的には相互接続という形もメッシュ型として使われる。

 

 

 

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中央の青ノードは、メッシュで接続されているが、青に接続されている他の4色は違う色のノードと相互に接続されていない。
このように、一部だけがメッシュ型なのを部分メッシュ型という。

 


↑のようなすべてが相互に接続されてるのは、完全メッシュ型という。
部分メッシュはネットワークを相互につなぐ部分などの重要なところを完全メッシュ、その他周辺は他のトポロジ、のように組み合わせて使うのが特徴。

 

物理トポロジは、

バス、リング、スター、ツリー、メッシュの5種。
二重リング、拡張スター、部分メッシュ、完全メッシュ。