Missä tahansa tietokoneverkossa sinun on päätettävä topologiasta. Verkkotopologia on fyysinen arkkitehtuuri, jolla tietokoneet muodostavat yhteyden toisiinsa. Klassinen verkkotopologia on rengastopologia. Tässä rakenteessa kaikki verkon laitteet on kytketty yhteen renkaaseen. Kaikki verkkoliikenne kulkee yhteen suuntaan silmukan ympäri. Tämä tarkoittaa, että jokaisella laitteella on kaksi yhteyttä verkkoon, toinen vastaanottaa ja toinen lähettää dataa.
Edut
Rengastopologia on suhteellisen helppo asettaa, ainakin pienissä mittakaavassa. Jos esimerkiksi ajattelet jokaisen toimiston tietokoneen yhdistämistä sen vieressä olevaan tietokoneeseen, tämä olisi suhteellisen helppoa. Konsepti on entistä helpompi toteuttaa telinepalvelimilla. Vaikeus syntyy, kun käsitellään verkkoja eri huoneissa, kerroksissa tai rakennuksissa, joissa kaapeleiden kuljettaminen voi olla vaikeampaa.
Rengastopologiaverkoissa ei tarvita törmäyksenilmaisu- tai törmäyksenestotekniikoita, kuten jokainen laite tietää jo, lähettääkö se dataa vai ei, ja siten voiko se lähettää lisää vai ei. Mitään keskuspalvelinta tai reititintä ei tarvita laitteiden välisen yhteyden hallintaan.
Haittoja
Koska verkkoliikenne virtaa vain yhteen suuntaan, kaiken liikenteen täytyy kulkea silmukan ympäri kerran. Vaikka aiottu vastaanottaja voisi tunnistaa viestin sille tarkoitetuksi eikä lähettää sitä eteenpäin, lähettäjällä ei olisi mitään keinoa varmistaa, oliko viesti vastaanotettu vai ei. Tämä hukkaa kaistanleveyttä, mikä voi aiheuttaa ongelmia raskaasti kuormitetuissa verkoissa.
Mikä tahansa yksittäinen laitevika voi kaataa koko silmukan. Jos jokaisen viestin on suoritettava koko silmukka, kaikki viestit näyttävät epäonnistuvan, jos jossakin silmukassa on tauko. Teknisesti jotkut viestit ovat saattaneet päätyä aiotulle vastaanottajalleen, jos ne olivat silmukassa aikaisemmin kuin epäonnistuminen, mutta lähettäjä ei voi tietää tätä. Tämä ongelma voidaan useimmiten ratkaista kaksisuuntaisella silmukalla tai vastakkain pyörivällä rengastopologialla, jota käsitellään alla.
Renkaan säädöt aiheuttavat häiriön ja rikkovat tilapäisesti koko renkaan. Koska jokaisessa laitteessa on vain kaksi yhteyttä, uuden laitteen lisääminen tai vanhan poistaminen aiheuttaa katkon verkossa ja sulkee koko renkaan, kunnes yhteys palautuu.
Valitettavasti tämä tarkoittaa myös sitä, että kaikkien laitteiden on oltava päällä. Jos tietokone sammutetaan, sen verkkokortti ei enää lähetä viestejä. Tämä rikkoisi renkaan ja tekisi rengastopologioista sopimattomia verkoille, joilla ei ole lähes täydellisiä käynnistysaikoja. Koko renkaan epäonnistuminen yhden linkin epäonnistuessa tekee niistä myös sopimattomia etähallintaan, koska kaikki etäkäyttö riippuvat yleensä katkenneesta silmukasta.
Viestintäviive on suoraan verrannollinen silmukassa olevien laitteiden lukumäärään. Jokainen hyppy, joka verkkopaketin on tehtävä, lisää aikaa, joka kestää päästä määränpäähänsä.
Vaihtoehdot
Kaksisuuntainen silmukka tai vastakkaiseen suuntaan pyörivä rengastopologia on muunnelma rengastopologiasta, jossa on toissijainen silmukka, joka välittää verkkoliikennettä silmukan toiseen suuntaan. Tyypillisesti tätä toissijaista silmukkaa ei käytetä, ellei pääsilmukka ole rikki. Kun katkos on havaittu, katkospaikkaa lähin toimiva laite ohjaa liikenteen takaisin silmukan ympäri toiseen suuntaan, muodostaen olennaisesti "C":n muotoisen silmukan.
Teoreettisesti toissijaista silmukkaa voitaisiin käyttää myös ylimääräisen kaistanleveyden tarjoamiseen, vaikka näin ei yleensä tehdä. Vaikka toinen silmukka voidaan tarjota yhdistämällä toinen johtopari jokaiseen laitteeseen, tätä ei yleensä tehdä, koska se kaksinkertaistaa renkaaseen tarvittavan infrastruktuurin. Sen sijaan kaksisuuntainen tiedonsiirto yhden kaapelin kautta on mahdollista hyödyntämällä full duplex-tietoliikennettä. Tämä auttaa tarjoamaan vikasietoisuutta silmukassa, mutta ei ratkaise mittakaavan monimutkaisuutta tai latenssiongelmaa.
Token ring topologia voi olla helppo sekoittaa rengastopologiaan, mutta ne ovat hyvin erilaisia. Nimestään huolimatta token ring -verkko itse asiassa käyttää tähtitopologiaa fyysisessä yhteyskerroksessa.
Johtopäätös
Rengastopologia on tietokoneverkkoarkkitehtuuri, joka sijoittaa kaikki laitteet yhteen renkaaseen. Kaikki verkkoliikenne välitetään yhteen suuntaan renkaan ympäri, mikä tekee pienten paikallisten verkkojen perustamisesta helppoa. Topologia kamppailee kuitenkin mittakaavassa ja jokainen verkon laite toimii pohjimmiltaan yhtenä vikakohtana, joka voi kaataa koko verkon. Näistä syistä rengastopologioita käytetään nykyään hyvin harvoin, jos ollenkaan. Tähtitopologiaverkkoja käytetään yleensä päätepisteisiin, kun taas taustaverkot käyttävät mesh-topologiaa.