Các loại cấu trúc liên kết mạng: Bus, Ring, Star, Mesh, Tree Diagram

Cấu trúc liên kết là gì?

Cấu trúc liên kết mạng mô tả các phương pháp trong đó tất cả các thành phần của mạng được ánh xạ. Thuật ngữ cấu trúc liên kết đề cập đến cả cách bố trí vật lý và logic của mạng.

Các loại cấu trúc liên kết mạng

Hai loại cấu trúc liên kết mạng chính trong mạng máy tính là 1) Cấu trúc liên kết vật lý 2) Cấu trúc liên kết logic

Cấu trúc liên kết vật lý

Loại mạng này là cách bố trí thực tế của cáp máy tính và các thiết bị mạng khác

Cấu trúc liên kết logic

Cấu trúc liên kết logic cung cấp cái nhìn sâu sắc về thiết kế vật lý của mạng.

Các loại cấu trúc liên kết vật lý khác nhau là:

• Cấu trúc liên kết P2P
• Cấu trúc liên kết xe buýt
• Cấu trúc liên kết vòng
• Cấu trúc liên kết hình sao
• Cấu trúc liên kết cây
• Cấu trúc liên kết lưới
• Cấu trúc liên kết lai

Hãy cùng tìm hiểu chi tiết từng cấu trúc liên kết:

Điểm tới điểm (P2P)

Cấu trúc liên kết điểm-điểm là cấu trúc liên kết đơn giản nhất trong tất cả các cấu trúc liên kết mạng. Trong phương pháp này, mạng bao gồm một liên kết trực tiếp giữa hai máy tính.

Ưu điểm

• Điều này nhanh hơn và có độ tin cậy cao hơn các loại kết nối khác vì có kết nối trực tiếp.
• Không cần hệ điều hành mạng
• Không cần máy chủ đắt tiền vì các máy trạm riêng lẻ được sử dụng để truy cập tệp
• Không cần bất kỳ kỹ thuật viên mạng chuyên dụng nào vì mỗi người dùng đều đặt quyền của họ

Nhược điểm

• Hạn chế lớn nhất là nó chỉ được sử dụng cho những khu vực nhỏ có máy tính ở gần.
• Bạn không thể sao lưu tập tin và thư mục một cách tập trung
• Không có bảo mật bên cạnh các quyền. Người dùng thường không cần phải đăng nhập vào máy trạm của họ.

Cấu trúc liên kết xe buýt

Cấu trúc liên kết bus sử dụng một cáp duy nhất kết nối tất cả các nút đi kèm. Cáp chính đóng vai trò như cột sống cho toàn bộ mạng. Một trong các máy tính trong mạng đóng vai trò là máy chủ. Khi nó có hai điểm cuối, nó được gọi là cấu trúc liên kết bus tuyến tính.

Ưu điểm

Dưới đây là những ưu/lợi ích của việc sử dụng cấu trúc liên kết xe buýt:

• Chi phí của cáp rất thấp so với các cấu trúc liên kết khác, vì vậy nó được sử dụng rộng rãi để xây dựng các mạng nhỏ.
• Nổi tiếng với mạng LAN vì giá thành rẻ và dễ cài đặt.
• Nó được sử dụng rộng rãi khi cài đặt mạng nhỏ, đơn giản hoặc tạm thời.
• Đây là một trong những cấu trúc liên kết thụ động. Vì vậy các máy tính trên bus chỉ lắng nghe dữ liệu được gửi đi, không chịu trách nhiệm di chuyển dữ liệu từ máy tính này sang máy tính khác.

Nhược điểm

Dưới đây là những nhược điểm/nhược điểm của cấu trúc liên kết xe buýt:

• Trường hợp nếu cáp chung bị lỗi thì toàn bộ hệ thống sẽ bị hỏng.
• Khi lưu lượng mạng lớn, nó sẽ phát sinh xung đột trong mạng.
• Bất cứ khi nào lưu lượng mạng lớn hoặc quá nhiều nút, thời gian hoạt động của mạng sẽ giảm đáng kể.
• Cáp luôn có chiều dài giới hạn.

Cấu trúc liên kết vòng

Trong mạng vòng, mọi thiết bị đều có chính xác hai thiết bị lân cận cho mục đích liên lạc. Nó được gọi là cấu trúc liên kết vòng vì sự hình thành của nó giống như một chiếc nhẫn. Trong cấu trúc liên kết này, mọi máy tính đều được kết nối với một máy tính khác. Ở đây, nút cuối cùng được kết hợp với nút đầu tiên.

Cấu trúc liên kết này sử dụng mã thông báo để truyền thông tin từ máy tính này sang máy tính khác. Trong cấu trúc liên kết này, tất cả các thông điệp đều truyền qua một vòng theo cùng một hướng.

Ưu điểm

Dưới đây là những ưu/lợi ích của cấu trúc liên kết vòng:

• Dễ dàng cài đặt và cấu hình lại.
• Việc thêm hoặc xóa cấu trúc liên kết trong vòng của thiết bị chỉ cần bạn di chuyển hai kết nối.
• Quá trình xử lý sự cố rất khó khăn trong cấu trúc liên kết vòng.
• Sự cố của một máy tính có thể làm ảnh hưởng đến toàn bộ mạng lưới.
• Cung cấp quyền truy cập bình đẳng vào tất cả các máy tính của mạng
• Kiểm tra và xác nhận lỗi nhanh hơn.

Nhược điểm

Dưới đây là những hạn chế/nhược điểm của cấu trúc liên kết vòng:

• Giao thông một chiều.
• Việc phá vỡ một vòng có thể dẫn đến nguy cơ phá vỡ toàn bộ mạng
• Mạng LAN tốc độ cao ngày nay làm cho cấu trúc liên kết này ít phổ biến hơn.
• Trong vòng, các tín hiệu cấu trúc liên kết luôn luân chuyển, điều này làm tăng mức tiêu thụ điện năng không mong muốn.
• Rất khó để khắc phục sự cố mạng vòng.
• Việc thêm hoặc xóa máy tính có thể làm gián đoạn hoạt động mạng.

Cấu trúc liên kết hình sao

Trong cấu trúc liên kết hình sao, tất cả các máy tính kết nối với sự trợ giúp của một trung tâm. Cáp này được gọi là nút trung tâm và tất cả các nút khác được kết nối bằng nút trung tâm này. Nó phổ biến nhất trên các mạng LAN vì chúng không tốn kém và dễ cài đặt.

Ưu điểm

Dưới đây là những ưu/lợi ích của cấu trúc liên kết bắt đầu:

• Dễ dàng khắc phục sự cố, thiết lập và sửa đổi.
• Chỉ những nút đó bị ảnh hưởng, điều đó đã thất bại. Các nút khác vẫn hoạt động.
• Hiệu suất nhanh với ít nút và lưu lượng mạng rất thấp.
• Trong cấu trúc liên kết Star, việc thêm, xóa và di chuyển các thiết bị rất dễ dàng.

Nhược điểm

Dưới đây là nhược điểm/nhược điểm của việc sử dụng Star:

• Nếu hub hoặc bộ tập trung bị lỗi, các nút đính kèm sẽ bị vô hiệu hóa.
• Chi phí lắp đặt cấu trúc liên kết sao rất tốn kém.
• Lưu lượng truy cập mạng lớn đôi khi có thể làm chậm xe buýt đáng kể.
• Hiệu suất phụ thuộc vào công suất của trung tâm
• Cáp bị hỏng hoặc thiếu đầu cuối thích hợp có thể làm mạng ngừng hoạt động.

Cấu trúc liên kết lưới

Cấu trúc liên kết dạng lưới có một thiết kế mạng duy nhất trong đó mỗi máy tính trên mạng kết nối với nhau. Nó đang phát triển kết nối P2P (điểm-điểm) giữa tất cả các thiết bị của mạng. Nó cung cấp mức độ dự phòng cao, vì vậy ngay cả khi một cáp mạng bị hỏng, dữ liệu vẫn có đường dẫn thay thế để đến đích.

Các loại cấu trúc liên kết lưới

• Cấu trúc liên kết lưới một phần: Trong loại cấu trúc liên kết này, hầu hết các thiết bị được kết nối gần giống như cấu trúc liên kết đầy đủ. Sự khác biệt duy nhất là rất ít thiết bị được kết nối chỉ với hai hoặc ba thiết bị.

• Cấu trúc liên kết lưới đầy đủ: Trong cấu trúc liên kết này, mọi nút hoặc thiết bị đều được kết nối trực tiếp với nhau.

Ưu điểm

Dưới đây là những ưu/lợi ích của cấu trúc liên kết Lưới

• Mạng có thể được mở rộng mà không làm gián đoạn người dùng hiện tại.
• Cần có thêm khả năng so với các cấu trúc liên kết mạng LAN khác.
• Không có vấn đề về lưu lượng vì các nút có liên kết chuyên dụng.
• Liên kết chuyên dụng giúp bạn loại bỏ vấn đề giao thông.
• Một cấu trúc liên kết lưới là mạnh mẽ.
• Nó có nhiều liên kết, vì vậy nếu bất kỳ tuyến đường nào bị chặn thì các tuyến khác sẽ được sử dụng để liên lạc dữ liệu.
• Liên kết P2P giúp quá trình cách ly nhận dạng lỗi trở nên dễ dàng.
• Nó giúp bạn tránh khả năng xảy ra lỗi mạng bằng cách kết nối tất cả các hệ thống với một nút trung tâm.
• Mọi hệ thống đều có quyền riêng tư và bảo mật.

Nhược điểm

• Việc cài đặt phức tạp vì mọi nút đều được kết nối với nhau.
• Nó đắt tiền do sử dụng nhiều dây cáp hơn. Không sử dụng hợp lý các hệ thống.
• Việc thực hiện phức tạp.
• Nó đòi hỏi nhiều không gian hơn cho các liên kết chuyên dụng.
• Do số lượng cáp và số lượng đầu vào-đầu ra nên việc triển khai rất tốn kém.
• Nó đòi hỏi một không gian rộng lớn để chạy dây cáp.

Cấu trúc liên kết cây

Topology cây có một nút gốc, và tất cả các nút khác được kết nối tạo thành một hệ thống phân cấp. Vì vậy, nó cũng được gọi là topo phân cấp. Topo này tích hợp nhiều topo hình sao lại với nhau trong một bus duy nhất, vì vậy nó được gọi là topo Star Bus. Topo cây là một mạng rất phổ biến tương tự như topo bus và star.

Ưu điểm

Dưới đây là những ưu/lợi ích của cấu trúc liên kết cây:

• Lỗi của một nút không bao giờ ảnh hưởng đến phần còn lại của mạng.
• Việc mở rộng nút rất nhanh chóng và dễ dàng.
• Phát hiện lỗi là một quá trình dễ dàng
• Thật dễ dàng để quản lý và bảo trì

Nhược điểm

Dưới đây là nhược điểm/nhược điểm của cấu trúc liên kết cây:

• Cấu trúc liên kết này được kết nối rất nhiều
• Nếu nhiều nút được thêm vào thì việc bảo trì nó sẽ khó khăn
• Nếu hub hoặc bộ tập trung bị lỗi, các nút đính kèm cũng bị vô hiệu hóa.

Cấu trúc liên kết lai

Cấu trúc lai kết hợp hai hoặc nhiều cấu trúc. Bạn có thể thấy trong kiến ​​trúc trên theo cách mà mạng kết quả không thể hiện một trong các cấu trúc chuẩn.

Ví dụ: như bạn có thể thấy trong hình trên, trong văn phòng của một bộ phận, cấu trúc liên kết Star và P2P được sử dụng. Cấu trúc liên kết lai luôn được tạo ra khi hai cấu trúc liên kết mạng cơ bản khác nhau được kết nối.

Ưu điểm

Dưới đây là những ưu điểm/ưu điểm khi sử dụng cấu trúc liên kết lai:

• Cung cấp phương pháp dễ dàng nhất để phát hiện lỗi và khắc phục sự cố
• Cấu trúc liên kết mạng linh hoạt và hiệu quả cao
• Nó có khả năng mở rộng để bạn có thể tăng kích thước mạng của mình

Nhược điểm

• Thiết kế của cấu trúc lai rất phức tạp
• Đây là một trong những quá trình tốn kém nhất

Làm cách nào để chọn cấu trúc liên kết mạng?

Dưới đây là một số cân nhắc quan trọng để chọn cấu trúc liên kết tốt nhất nhằm tạo mạng trong tổ chức của bạn:

• Cấu trúc liên kết xe buýt chắc chắn là ít tốn kém nhất để cài đặt mạng.
• Nếu bạn muốn sử dụng cáp ngắn hơn hoặc dự định mở rộng mạng trong tương lai thì cấu trúc liên kết hình sao là lựa chọn tốt nhất cho bạn.
• Về mặt lý thuyết, cấu trúc liên kết dạng lưới hoàn toàn là một lựa chọn lý tưởng vì mọi thiết bị đều được kết nối với mọi thiết bị khác.
• Nếu bạn muốn sử dụng cáp xoắn đôi để kết nối mạng thì bạn nên xây dựng cấu trúc liên kết hình sao.

Tổng kết

topology	Nó là gì	Hình ảnh
P2P	Mạng bao gồm một liên kết trực tiếp giữa hai máy tính
Xe buýt	Sử dụng một cáp duy nhất kết nối tất cả các nút đi kèm
Nhẫn	Mỗi thiết bị có chính xác hai thiết bị lân cận cho mục đích liên lạc
Ngôi sao	Tất cả các máy tính kết nối với sự trợ giúp của một trung tâm.
Lưới thép	Cấu trúc liên kết dạng lưới có một thiết kế mạng duy nhất trong đó mỗi máy tính trên mạng kết nối với nhau.
Cây	Cấu trúc liên kết cây có một nút gốc và tất cả các nút khác được kết nối tạo thành một hệ thống phân cấp.
Cấu trúc liên kết lai	Cấu trúc liên kết lai kết hợp hai hoặc nhiều cấu trúc liên kết