ネットワークトポロジ：コンセプト、タイプとその特性、例 - 技術 - 2025

ネットワークトポロジは、ルーター、コンピューター、プリンターなどのデバイスのさまざまなレイアウト、およびネットワーク上に存在する可能性のあるさまざまな接続です。それらは図で表すことができます。

したがって、コンピュータネットワークの物理的または論理的な設計を指します。それらは、異なるノードが配置される方法と、それらが相互に相互接続する方法を定義します。同様に、これらのノード間でデータが転送される方法を記述できます。

出典：SilverStartalkによる-Diaを使用して作成、CC BY 2.5、https：//en.wikipedia.org/w/index.php？curid = 7654281

ネットワークトポロジと、ネットワーク上のトラフィックフローの送信元と宛先の相対位置の両方が、各フローの最適パスと、障害発生時にルーティングする冗長オプションの範囲を決定します。

ネットワークトポロジには2つのタイプがあります。論理トポロジは、ネットワーク上のさまざまなデバイスを介したデータ転送モデルに基づいています。一方、物理トポロジは、ネットワークに接続されたコンピュータの物理設計に基づいています。

ネットワークの構成

ネットワークのトポロジーは、そのパフォーマンスを決定する上で非常に重要です。これはネットワークの編成方法であり、デバイスと接続をリンクするように構成する方法の論理的または物理的な説明が含まれています。

ネットワークを編成するにはさまざまな方法があり、それぞれに長所と短所があり、特定の状況では他の方法よりも便利なものもあります。

概念

ネットワークトポロジとは、ネットワーク上のさまざまなデバイスと接続がどのように編成されているかを指します。ネットワークは都市、トポロジーはルートマップと考えることができます。

道路が最も交通量の多い都市の部分間の通過を容易にすることができるなど、都市を整理および維持する多くの方法があるように、ネットワークを整理するにはいくつかの方法があります。

各トポロジには、長所と短所があります。組織の要件によると、特定の構成では、より高いレベルのセキュリティと接続を提供できます。

トポロジは、ネットワークの仮想構造と見なす必要があります。この形状は、ネットワーク上のデバイスの実際の物理的なレイアウトに必ずしも対応していません。

円形に配置できるホームネットワーク上のコンピューターを考えることができます。ただし、そこにリングトポロジを配置することはほとんど不可能です。

トポロジーの選択

ネットワークのトポロジーの実装を検討する場合、マネージャーには一連の選択肢があります。この決定では、会社の割合、予算、目的を考慮する必要があります。

ネットワークトポロジの実際の管理では、操作の一般的な監視、トポロジの視覚的表現、管理など、さまざまなアクティビティが発生します。

最も重要なことは、会社にとって最も適切な方法でネットワーク構成を確立および管理するためのニーズと目標を理解することです。

組織の運用モデルに適切な構成を選択すると、パフォーマンスが向上するだけでなく、トラブルシューティング、トラブルシューティング、およびネットワークリソースのより効率的な割り当てが容易になり、優れたネットワークの正常性が保証されます。

重要性

ネットワーク設計はいくつかの理由で重要です。主に、ネットワークがどのように機能し、どのように機能するかについての基本的な役割があります。

適切に管理されたネットワークトポロジは、データと電力の効率を向上させ、保守と運用コストの削減に役立ちます。

ネットワークのレイアウトと設計は、ネットワークトポロジソフトウェアによって作成された図によって示されます。

これらの図は、いくつかの理由で重要です。特に、物理的および論理的な設計を視覚的に表現できるため、管理者はトラブルシューティング時にデバイス間の接続を確認できます。

ネットワークの編成方法は、ネットワークの接続性、機能性、およびダウンタイムに対する保護を作成または解除できます。

タイプとその特性

-物理トポロジー

デバイス間の相互接続の設計と、ケーブル（DSL、イーサネット）、マイクロ波、光ファイバーなどのネットワークの物理接続を指します。

次の図に示し、後で説明するように、いくつかの一般的な物理トポロジーがあります。

出典：Jugandi

バスネットワーク

各デバイスは、直線経路に沿って直列に接続されています。この配置は今日、主にブロードバンド有線配信ネットワークで見られます。

スターネットワーク

このネットワークでは、中央デバイスが他のすべてのデバイスに直接接続されています。ほとんどの有線オフィスネットワークなどのイーサネットスイッチを使用するローカルエリアネットワーク（LAN）にはスター構成があります。

リングネットワーク

この構成では、デバイスはネットワークとしてサークルとして接続されます。一部のネットワークは信号を一方向にのみ送信し、他のネットワークは信号を両方向に送信できます。

信号はどちらの方向にも移動してデバイスに到達できるため、これらの双方向ネットワークはバスネットワークよりも堅牢です。

メッシュネット

このネットワークは、ネットワークへの少なくともいくつかのポイント間で複数のルートが利用できるように、デバイスへの接続をリンクします。

一部のデバイスのみが他のデバイスに接続されている場合、ネットワークは部分的にメッシュ化され、すべてのデバイスが他のすべてのデバイスに直接接続されている場合、完全にメッシュ化されます。

マルチパスメッシュは、障害に対する耐性を高めますが、コストも増加させます。

ツリーネット

スターオブスターとも呼ばれ、さまざまなスタートポロジーがスター構成で接続されているネットワークです。

異なるデータセンター間のネットワークなど、大規模なイーサネットスイッチネットワークの多くはツリー状です。

ハイブリッドネットワーク

2つ以上のトポロジが混在しています。たとえば、あるオフィスがバストポロジを使用し、別のオフィスがスタートポロジを使用している場合、これらの2つのトポロジを接続すると、バストポロジとスタートポロジのハイブリッドトポロジになります。

-論理トポロジー

ネットワークの論理トポロジは、やや戦略的で抽象的なものです。これは一般に、ネットワークがどのようにどのように組織化されているか、なぜデータがどのように移動するかを概念的に理解することから成ります。デバイスと接続の間の論理的な関係を指します。

情報が中間点で目に見えないジャンプを行う可能性がある場合、論理接続は物理ルートとは異なります。

光ネットワークでは、ADMホップはエンドポイントノードから見えないため、光マルチプレクサ（ADM）は論理光パスを作成します。

仮想回線で構成されるネットワークには、ケーブルなどの実際の接続領域に応じた物理トポロジと、回線に基づく論理トポロジがあります。

論理トポロジーは、ユーザーがそれを見ると構成に対応している場合があります。これは、ネットワーク接続を意味します。

IPおよびイーサネットネットワーク

現在最も広く使用されている2つのネットワーク、IPとイーサネットは、ファイアウォールなどの不要な接続をブロックする手段が導入されない限り、すべてのユーザーが誰にでも接続できるため、接続レベルで完全に混ざり合っています。

総接続性は、イーサネットなどのネットワークで処理されるプロトコルによるものであり、ネットワーク自体の物理トポロジによるものではありません。このため、物理ネットワークトポロジは、完全にインターレースされているように見える場合があります。

例

バスネットワーク

イーサネットケーブルに基づくバスネットワークトポロジは、設置が比較的簡単で安価ですが、スパンは使用可能なケーブルの最大長によって制限されます。

たとえば、PC-A、PC-B、PC-C、PC-Dの4台のコンピューターで構成されるバスネットワークを想定します。

PC-AがPC-Cにデータを送信すると、ネットワーク上のすべてのコンピューターがこのデータを受信しますが、PC-Cのみがそれを受け入れます。PC-Cが応答した場合、PC-Aのみが返されたデータを受け入れます。

2本のバスケーブルを結合することで拡張を実現できますが、このトポロジは、限られた数のデバイス（通常、単一バス上の12台未満のデバイス）で最適に機能します。

スターネットワーク

スター型ネットワークトポロジはホームネットワークで一般的であり、中央の接続ポイントはルーターまたはネットワークハブにすることができます。

非シールドツイストペア（UTP）イーサネットケーブルは、通常、デバイスをハブに接続するために使用されますが、同軸ケーブルまたは光ファイバーケーブルも使用できます。

バストポロジーに直面すると、スター型ネットワークは通常、より多くのケーブルを必要とします。

リングネットワーク

リングネットワークトポロジは、一部の企業で使用されていますが、最も一般的には大学で使用されています。

バストポロジと同様に、このトポロジは最近のネットワークでは無効になっています。IBMは、バストポロジーの既存の欠点を克服できるように、原則としてそれを実装しました。

多数のデバイスが接続されている場合は、リピータを使用して、データ信号がネットワークを通過するときにデータ信号を「更新」する必要があります。

メッシュネット

メッシュネットワークトポロジは、インターネットと特定のワイドエリアネットワーク（WAN）によく見られます。

データはルーティングロジックを介して送信できます。ルーティングロジックは、「リンクの切断を回避」または「最短距離のルート」などの確立された基準によって決定されます。

ツリーネット

ワイドエリアネットワーク（WAN）でよく使用されます。グループワークステーションに最適です。

バスとスターのトポロジを拡張することで、デバイスの拡張を簡単に実現および維持できます。

エラー検出も簡単ですが、これらのシステムはケーブル集約的でコストがかかる傾向があります。

参考文献

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