In qualsiasi rete di computer, è necessario decidere una topologia. Una topologia di rete è l'architettura fisica di come i computer si connettono tra loro. Una topologia di rete classica è la topologia ad anello. In questa struttura, tutti i dispositivi della rete sono collegati in un unico anello. Tutto il traffico di rete va in un'unica direzione attorno al circuito. Ciò significa che ogni dispositivo ha due connessioni alla rete, una che riceve i dati e l'altra che trasmette i dati.
Benefici
La topologia ad anello è relativamente facile da configurare, almeno su piccola scala. Ad esempio, se si pensa di collegare ogni computer in un ufficio a quello accanto, questo sarebbe relativamente semplice da fare. Il concetto diventa ancora più semplice da implementare con i server rack. La difficoltà arriva quando si ha a che fare con reti in stanze, piani o edifici diversi in cui può essere più difficile far passare i cavi.
Nelle reti con topologia ad anello, non è necessario il rilevamento delle collisioni o le tecnologie di prevenzione delle collisioni, come ogni dispositivo sa già se sta trasmettendo dati o meno, e quindi se può o non può trasmetterne di più. Non è necessario alcun server centrale o router per gestire la connettività tra i dispositivi.
Svantaggi
Poiché il traffico di rete scorre solo in una direzione, tutto il traffico deve fare il giro del circuito una volta. Sebbene il destinatario previsto possa identificare il messaggio come destinato a esso e non trasmetterlo, in tal caso non ci sarebbe modo per il mittente di verificare che il messaggio sia stato ricevuto o meno. Ciò comporta uno spreco di larghezza di banda, che potrebbe causare problemi in reti molto caricate.
Qualsiasi guasto a un singolo dispositivo può far cadere l'intero ciclo. Se ogni messaggio deve completare un ciclo completo, se c'è un'interruzione in un punto qualsiasi del ciclo, tutti i messaggi sembreranno non riusciti. Tecnicamente, alcuni messaggi potrebbero essere arrivati al destinatario previsto, se si trovavano prima nel ciclo rispetto all'errore, tuttavia, il mittente non ha modo di saperlo. Questo problema può essere risolto principalmente con un anello bidirezionale o una variante di topologia ad anello controrotante discussa di seguito.
Qualsiasi regolazione dell'anello provoca un'interruzione, rompendo temporaneamente l'intero anello. Poiché ogni dispositivo ha solo due connessioni, l'aggiunta di un nuovo dispositivo o la rimozione di uno vecchio provoca un'interruzione nella rete, interrompendo l'intero anello, fino al ripristino della connessione.
Sfortunatamente, questo significa anche che tutti i dispositivi devono rimanere accesi. Se un computer è spento, la sua scheda di rete non trasmette più messaggi. Ciò spezzerebbe l'anello, rendendo le topologie ad anello inadatte per le reti che non hanno tempi di attività quasi perfetti. L'intero anello che si guasta quando si guasta un singolo collegamento li rende anche inadatti alla gestione remota, poiché qualsiasi accesso remoto generalmente farebbe affidamento sul circuito interrotto.
La latenza di comunicazione è direttamente proporzionale al numero di dispositivi nel loop. Ogni hop che un pacchetto di rete deve fare, aumenta il tempo necessario per arrivare a destinazione.
Varianti
Una topologia ad anello bidirezionale o ad anello controrotante è una variante della topologia ad anello che ha un anello secondario che trasmette il traffico di rete nell'altro senso del circuito. In genere, questo loop secondario non viene utilizzato a meno che il loop principale non sia interrotto. Una volta rilevata un'interruzione, il dispositivo funzionante più vicino all'interruzione instrada il traffico all'indietro attorno all'anello nella direzione opposta, essenzialmente creando un anello a forma di "C".
Teoricamente, un loop secondario potrebbe essere utilizzato anche per fornire larghezza di banda aggiuntiva, sebbene in genere ciò non avvenga. Sebbene un secondo loop possa essere fornito collegando un'altra coppia di fili a ciascun dispositivo, anche questo in genere non viene eseguito, poiché raddoppia l'infrastruttura necessaria per l'anello. Al contrario, la comunicazione bidirezionale su un singolo cavo viene abilitata utilizzando la comunicazione full duplex. Questo aiuta a fornire la tolleranza agli errori in un ciclo, ma non affronta le complessità di scala o il problema della latenza.
Una topologia token ring può essere facilmente confusa con una topologia ad anello, tuttavia sono molto diverse. Nonostante il nome, una rete token ring utilizza effettivamente una topologia a stella a livello di connettività fisica.
Conclusione
La topologia ad anello è un'architettura di rete di computer che colloca tutti i dispositivi in un unico anello. Tutto il traffico di rete viene trasmesso in una direzione attorno all'anello, semplificando la configurazione di piccole reti locali. Tuttavia, la topologia ha problemi su larga scala e ogni dispositivo nella rete agisce essenzialmente come un singolo punto di errore che può portare al guasto dell'intera rete. Per questi motivi, le topologie ad anello ora vengono utilizzate molto raramente, se non del tutto. Le reti con topologia a stella tendono ad essere utilizzate per gli endpoint, mentre le reti di backend utilizzano una topologia mesh.