Eine Ringtopologie ist eine Netzwerkarchitektur, in der Geräte in einer Ringstruktur verbunden sind und Informationen basierend auf dem Nachbarknoten ihres Ringknotens untereinander senden. Im Vergleich zur Bustopologie ist eine Ringtopologie hocheffizient und kann höhere Lasten bewältigen. Da Pakete möglicherweise nur in eine Richtung übertragen werden, werden die meisten Ringtopologien als unidirektionale Einweg-Ringnetzwerke bezeichnet. Im Allgemeinen sind bidirektional und unidirektional die beiden Arten der Ringtopologie. Je nachdem, welche Geräte miteinander verbunden werden, um ein Netzwerk zu bilden, funktionieren verschiedene Arten von Ringtopologie-Setups unterschiedlich.
Diese Topologie kann in LANs oder WANs verwendet werden. Abhängig von der verwendeten Netzwerkkarte in jedem Computer wird ein RJ-45-Netzwerkkabel oder ein Koaxialkabel verwendet, um Computer in einer Ringtopologie zu verbinden. Zu den Vorteilen einer Ringtopologie gehört, dass sie keinen zentralen Hub benötigt, um zu funktionieren. Auch die Installation und Fehlerbehebung sind bei diesem Netzwerktyp im Vergleich zu anderen Netzwerken sehr einfach.
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Eine Ringarchitektur hat den Nachteil, dass das gesamte Netzwerk leidet, wenn ein Knoten keine Daten sendet. Daher verwenden einige Ringtopologie-Setups eine Doppelringstruktur, um dieses Problem zu lösen. In einer Doppelringstruktur werden die Informationen im und gegen den Uhrzeigersinn übertragen. Für den Fall, dass eine Übertragung fehlschlägt, gibt es eine Backup-Übertragungsmethode. Diese Systeme werden als redundante Ringstrukturen bezeichnet.
Wie funktioniert die Ringtopologie?
Im Folgenden finden Sie einige Schritte, die Ihnen helfen zu verstehen, wie Daten zwischen Knoten in einem Ringnetzwerk übertragen werden.
- Leere Token werden frei im Ring verteilt. Die Geschwindigkeit des Rings reicht von 16 Mbit/s bis 100 Mbit/s.
- Zum Speichern und Übertragen von Datenrahmen enthält der leere Token Platzhalter und enthält außerdem Sender- oder Empfängeradressen.
- Wenn ein sendender Knoten eine Nachricht senden muss, erwirbt er ein Token und füllt es mit Daten, wobei er die MAC-Adresse des empfangenden Knotens und seine eigene ID im Token erhält. Im Ring wird ein gefüllter Token an den nächsten Knoten gesendet.
- Der Token wird vom nächsten Knoten empfangen und bestimmt, ob er zum Senden bestimmt ist. Anschließend werden die Daten aus dem Frame in den Knoten kopiert, der Token auf Null gesetzt und an den nächsten Knoten übertragen.
- Bis die Daten das richtige Ziel erreichen, wird der obige Schritt wiederholt.
- Wenn der Absender das Token empfängt, initialisiert er die Nachricht, wenn er feststellt, dass der Empfänger die Daten gelesen hat.
- Es ist vorteilhaft bei der Datenübertragung; Der Token muss von jedem Knoten verbraucht und wieder in Umlauf gebracht werden.
- Wenn der Kontakt verloren geht, ein Knoten inaktiv ist und das Netzwerk einen Dual-Ring unterstützt, werden die Daten in der entgegengesetzten Richtung an das Ziel übermittelt.
Wie entsteht eine Ringtopologie?
Bei einer Ringtopologie ist jedes Gerät mit zwei anderen Geräten verbunden und mehrere dieser Strukturen sind miteinander verbunden, um eine kreisförmige Route zu bilden, die als Ringnetzwerk bezeichnet wird. Um das Datenziel zu erreichen, verwendet die In-Ring-Topologie ein Eins-zu-eins-Verfahren; Daten werden von einem Gerät zum nächsten übertragen und der Vorgang wird wiederholt, bis die Daten das Ziel erreichen. Der sendende Knoten übermittelt mithilfe von Token Daten an den Zielknoten. Daher wird es Token-Ring-Topologie genannt. Sie wird auch als aktive Topologie bezeichnet, da alle Knoten aktiv sein müssen, damit die Übertragung fortgesetzt werden kann.
Es kann zu Datenverlust kommen; Wenn es viele Knoten gibt, müssen die Token viele davon durchlaufen, um zum Zielknoten zu gelangen. Regelmäßig werden Repeater hinzugefügt, um Datenverluste zu minimieren und die Signalstärke zu verbessern.
Unidirektionaler Ring: Ein Halbduplex-Netzwerk ermöglicht die Übertragung von Daten nur in eine Richtung, entweder im oder gegen den Uhrzeigersinn. Im Allgemeinen verwenden die meisten Ringnetzwerke den Prozess, um Daten nur in eine Richtung zu übertragen.
wichtig
Bidirektionaler Ring: Es wird auch als Dual-Ring-Netzwerk bezeichnet und kann verwendet werden, um ein unidirektionales Netzwerk in ein bidirektionales Netzwerk umzuwandeln, indem zwei Verbindungen zwischen zwei Netzwerkknoten verwendet werden. Wenn beim Senden von Daten in eine Richtung einer der Zwischenknoten ausfällt, bieten Dual-Ringe alternative Pfade für jeden Knoten, um sein Ziel zu erreichen.
Warum verwenden wir die Ringtopologie?
Bei der Auswahl der Netzwerktopologie sind einige Faktoren zu berücksichtigen:
- Mittelzuweisung.
- Die Komplexität der IT-Landschaft.
- Das Betriebsmodell der Organisation.
- Erwartetes Endbenutzer-Leistungsniveau.
Eine erhöhte Datenökonomie, eine hervorragende Netzwerkleistung und ein einfach zu verwaltender Netzwerkbetrieb sind Faktoren für die Wahl der richtigen Topologie. Im Vergleich zu einer anderen Topologie gibt es fünf Gründe, sich für die Ringtopologie zu entscheiden:
- Bei der In-Ring-Topologie ist die Möglichkeit einer Datenkollision minimal, da sie einen unidirektionalen Datenfluss ermöglicht.
- Für die Verwaltung der Datenübertragung ist in der Ringtopologie kein Netzwerksteuerungsserver erforderlich.
- In diesem Netzwerktyp können Daten schneller gesendet werden.
- Diese Art von Netzwerk ist erschwinglich als andere, da die Betriebskosten günstig sind.
- In einem Netzwerk mit Ringtopologie können problemlos neue Knoten hinzugefügt werden und die Topologieverwaltung wird vereinfacht.
Anwendungen der Ringtopologie?
- Diese Topologie kann sowohl in LANs als auch in WANs verwendet werden.
- In der Telekommunikationsbranche wird die Ringtopologie häufig in SONET-Glasfasernetzen (Synchronous Optical Network) verwendet.
- Viele Organisationen nutzen das Ringnetzwerk auch als Backup-System für ihr bestehendes Netzwerk.
- Wenn die Verbindung zu einem Knoten unterbrochen wird, nutzt er auch die bidirektionale Fähigkeit, um den Verkehr in eine andere Richtung zu leiten.
- Da es nur von wenigen kommerziellen Einrichtungen genutzt wird und die Betriebskosten geringer sind, wird es auch in Bildungseinrichtungen eingesetzt.
Geschichte der Ringtopologie
Früher wurde die Ringtopologie am häufigsten in kleinen Gebäuden wie Büros und Schulen verwendet. Heutzutage wird diese Art von Technologie jedoch nur noch selten eingesetzt. Aus Stabilitäts-, Leistungs- oder Supportgründen wurde auf andere Netzwerktypen umgestellt.
Vorteile der Ringtopologie
- Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit von Paketkollisionen verringert, da in dieser Topologie alle Daten in eine Richtung fließen.
- Für die Netzwerkkonnektivität zwischen den einzelnen Workstations ist in der Ringtopologie kein Netzwerkserver erforderlich.
- Es ist in der Lage, Daten mit hoher Geschwindigkeit zu senden.
- Wenn Sie in diesem Netzwerk zusätzliche Workstations hinzufügen, haben diese keinen Einfluss auf die Leistung des Netzwerks.
- Es bietet ein zuverlässiges Netzwerk, futuristische Technologie, geringe Kapitalinvestitionen und nahtlose Konnektivität mit mehreren Dienstanbietern.
- Im Vergleich zur Bustopologie bietet sie eine bessere Leistung bei hoher Netzwerklast.
Nachteile der Ringtopologie
- Sie ist im Vergleich zu einer Sterntopologie viel langsamer, da alle Daten in der Ringtopologie alle Arbeitsstationen im Netzwerk passieren müssen, was sie langsamer macht.
- Wenn eine Workstation ausfällt, ist das gesamte Netzwerk betroffen.
- Im Vergleich zu Ethernet-Karten, Hubs oder Switches ist es teurer, da in diesem Netzwerk die Hardware erforderlich ist, um jede Workstation mit dem Netzwerk zu verbinden.