Коммуникациялық желілердің топологиясы

Кіріспе

Байланыс желісінің құрылымы
Коммуникациялық желілердің топологиясы

Желі топологиясы – коммуникациялық желі элементтерінің (байланыстар, түйіндер және т.б.) орналасуы. Желі топологиясы телекоммуникациялық желілердің әртүрлі түрлерін, оның ішінде басқару және командалық радиожелілердің құрылымын анықтау немесе сипаттау үшін қолданылуы мүмкін және физикалық немесе логикалық түрде бейнеленуі мүмкін. Бұл – графиктер теориясының қолданысы, онда байланыс құрылғылары түйіндер ретінде, ал құрылғылар арасындағы байланыстар түйіндер арасындағы сілтемелер немесе сызықтар ретінде модеделденеді. Физикалық топология – желідегі әртүрлі компоненттердің орналасуы (мысалы, құрылғылардың орналасуы және кабельдерді орнату), ал логикалық топология – желідегі деректердің ағысын көрсетеді. Түйіндер арасындағы қашықтықтар, физикалық өзара байланыстар, деректерді беру жылдамдықтары немесе сигнал түрлері екі түрлі желілерде әртүрлі болуы мүмкін, бірақ олардың логикалық топологиялары бірдей болуы мүмкін. Желінің физикалық топологиясы OSI моделінің физикалық қабатының маңызды мәселесі болып табылады. Желі топологиясының мысалдары жергілікті желілерде (LAN) кездеседі, бұл компьютерлік желілерді орнатудың кең таралған тәсілі. LAN-дағы кез келген түйін желідегі басқа құрылғыларға бір немесе бірнеше физикалық байланысқа ие; осы байланыстарды графикалық түрде бейнелеу желінің физикалық топологиясын сипаттауға мүмкіндік беретін геометриялық пішінге әкеледі. LAN-да сақина, шина, тор және жұлдыз сияқты әртүрлі физикалық топологиялар қолданылған. Керісінше, компоненттер арасындағы деректер ағынын бейнелеу желінің логикалық топологиясын анықтайды. Атап айтқанда, көлік құралдарында жиі қолданылатын контроллерлік аймақ желілері – бір немесе бірнеше контроллерлердің сенсорлар мен атқарушы механизмдермен физикалық шина топологиясы арқылы байланысқан үлестірілген басқару жүйесінің желілері болып табылады.

Топологиялар

Желі топологиясының екі негізгі санаты бар: физикалық топологиялар және логикалық топологиялар. Құрылғыларды байланыстыратын тарату ортасының орналасуы – желінің физикалық топологиясы. Кондуктивті немесе оптикалық талшықты орталар үшін бұл кабельдік жүйенің орналасуын, түйіндердің орналасуын және түйіндер мен кабельдік жүйе арасындағы байланыстарды білдіреді. Немесе деректердің желі арқылы бір құрылғыдан екіншісіне, құрылғылардың физикалық байланысына қарамастан, қалай өтетінін көрсетеді. Желінің логикалық топологиясы міндетті түрде физикалық топологиясымен бірдей болмайды. Мысалы, қайталайтын хабтарды қолданатын алғашқы бұрылған жұптық Ethernet физикалық жұлдыз топологиясымен іске асырылған логикалық шина топологиясы болды. Токендік сақина – логикалық сақина топологиясы, бірақ медиаға қол жеткізу блогынан физикалық жұлдыз ретінде сымдалған. Физикалық жағынан алғанда, AFDX бірнеше екі еселенген Ethernet коммутаторларының каскадты жұлдыз топологиясы болуы мүмкін; алайда, AFDX виртуалды байланыстары уақыттық коммутациялық, жалғыз таратушы шиналық қосылымдар ретінде модельденеді, осылайша бұрын авиацияда қолданылған жалғыз таратушы шиналық топологиясының қауіпсіздік моделіне сәйкес келеді. Логикалық топологиялар көбінесе медиаға қол жеткізуді басқару әдістерімен және протоколдармен тығыз байланысты. Кейбір желілер маршрутизаторлар мен коммутаторлардың конфигурациясын өзгерту арқылы өздерінің логикалық топологиясын динамикалық түрде өзгерте алады.

Сілтемелер

Компьютерлік желі құру үшін құрылғыларды байланыстыратын тарату орталары (әдетте әдебиетте физикалық орта деп аталады) электр кабельдерін (Ethernet, HomePNA, қуат желісі арқылы байланыс, G. hn), оптикалық талшықты (оптикалық байланыс), және радио толқындарды (сымсыз желі) қамтиды. OSI моделінде олар 1 және 2 қабаттарда – физикалық қабат және деректер байланысы қабатында анықталады. Жергілікті желі (LAN) технологиясында кеңінен қолданылатын тарату орталарының тобы Ethernet деп аталады. Желілік құрылғылардың Ethernet арқылы байланысын қамтамасыз ететін орта және протокол стандарттары IEEE 802.3 стандартында белгіленеді. Ethernet деректерді мыс және оптикалық талшық кабельдер арқылы жібереді. Сымсыз LAN стандарттары (мысалы, IEEE 802.11 стандартында анықталған) радио толқындарын пайдаланады, ал кейбіреулері деректерді тарату ортасы ретінде инфрақызыл сигналдарды қолданады. Қуат желісі арқылы байланыс ғимараттың электр жүйесін деректерді тарату үшін пайдаланады.

Сымдық технологиялар

Келесі сымды технологиялардың тізімі, шамамен, ең баяудан ең жылдам деректерді тарату жылдамдығына дейін реттелген. Коаксиалды кабель кабельдік теледидар жүйелерінде, кеңселерде және жергілікті желілердегі басқа да жұмыс орындарында кеңінен қолданылады. Кабельдер мыс немесе алюминий сымнан тұрады, олар оқшаулау қабатымен (әдетте жоғары диэлектрлік тұрақтысы бар икемді материал) қоршалған, ал ол өзі өткізгіш қабатпен қоршалған. Сымдар арасындағы оқшаулау кабельдің сипаттамалық кедергісін сақтауға көмектеседі, бұл оның жұмысын жақсартуға мүмкіндік береді. Деректерді тарату жылдамдығы секундына 200 миллион биттен секундына 500 миллион биттен астамға дейін жетеді. ITU T G.hn технологиясы жоғары жылдамдықты (1 Гбит/с дейін) жергілікті желі құру үшін қолданыстағы үй сымдарын (коаксиалды кабель, телефон желілері және электр желілері) пайдаланады. Басылған схемалық тақталардағы сигнал іздері тақта деңгейіндегі тізбекті байланыс үшін, әсіресе интегралды схемалардың белгілі бір түрлері арасында, SPI мысалы ретінде жиі қолданылады. Таспалы кабель (бұралмаған және мүмкін қорғалмаған) сериялық протоколдар үшін тиімді құрал болды, әсіресе металл корпус ішінде немесе мыс торымен немесе фольгамен оралған, қысқа қашықтықтарда немесе төменгі деректер жылдамдықтарында. EMC, ұзындығы және өткізу қабілеті шектеулеріне рұқсат болған жағдайда, бірнеше тізбекті желілік протоколдар қалқандалған немесе бұралған жұптық кабельдерсіз, яғни "жазық" немесе "таспалы" кабельмен немесе гибридтік жазық/бұралған таспалы кабельмен қолданылуы мүмкін: RS 232, RS 422, RS 485, CAN, GPIB, SCSI және т.б. Бұралған жұп сым барлық телекоммуникация үшін ең көп қолданылатын орта болып табылады. Бұралған жұптық кабельдер жұптарға бұралған мыс сымдардан тұрады. Қарапайым телефон сымдары екі оқшауланған мыс сымнан тұрады, олар жұптарға бұралған. Компьютерлік желі кабельдері (IEEE 802.3 стандарты бойынша сымды Ethernet) дауыс пен деректерді тарату үшін пайдаланылатын мыс кабельдердің 4 жұбынан тұрады. Екі сымды бірге бұрау кескіштің және электромагниттік индукцияның әсерін азайтуға көмектеседі. Деректерді тарату жылдамдығы секундына 2 миллион биттен секундына 10 миллиард битке дейін жетеді. Бұралған жұптық кабельдер екі түрде келеді: қорғалмаған бұралған жұп (UTP) және қорғалған бұралған жұп (STP). Әрбір түр әртүрлі сценарийлерде қолдануға арналған бірнеше санатты рейтингтерде ұсынылады. Оптикалық талшық - шыныдан жасалған талшық. Ол деректерді көрсететін жарық импульстарын тасымалдайды. Металл сымдарға қарағанда оптикалық талшықтардың артықшылықтарына өте төмен тарату жоғалтуы және электрлік кедергілерге төзімділік жатады. Оптикалық талшықтар бір мезгілде жарықтың бірнеше толқын ұзындығын тасымалдай алады, бұл деректерді жіберу жылдамдығын арттырады және секундына триллион биттік деректерді таратуға мүмкіндік береді. Оптикалық талшықтар өте жоғары деректерді тасымалдайтын ұзақ кабельдер үшін қолданылуы мүмкін және континенттерді байланыстыратын теңіз асты байланыс кабельдерінде қолданылады. Баға - сымды және сымсыз технологиялардың арасындағы таңдау жасаудағы маңызды фактор. Сымсыз опцияларға бағасы жоғарырақ, бұл сымды компьютерлерді, принтерлерді және басқа да құрылғыларды сатып алуды экономикалық тұрғыдан тиімді етеді. Сымды технология өнімдерін сатып алу туралы шешім қабылдамас бұрын, таңдаудың шектеулерін және мүмкіндіктерін қарастыру қажет. Кәсіптік және қызметкерлердің қажеттіліктері кез келген құн туралы ойлардан басым болуы мүмкін.

The orders of the following wired technologies are, roughly, from slowest to fastest transmission speed. Coaxial cable is widely used for cable television systems, office buildings, and other work sites for local area networks. The cables consist of copper or aluminum wire surrounded by an insulating layer (typically a flexible material with a high dielectric constant), which itself is surrounded by a conductive layer. The insulation between the conductors helps maintain the characteristic impedance of the cable which can help improve its performance. Transmission speed ranges from 200 million bits per second to more than 500 million bits per second. ITU T G. hn technology uses existing home wiring (coaxial cable, phone lines and power lines) to create a high speed (up to 1 Gigabit/s) local area network. Signal traces on printed circuit boards are common for board level serial communication, particularly between certain types integrated circuits, a common example being SPI. Ribbon cable (untwisted and possibly unshielded) has been a cost effective media for serial protocols, especially within metallic enclosures or rolled within copper braid or foil, over short distances, or at lower data rates. Several serial network protocols can be deployed without shielded or twisted pair cabling, that is, with "flat" or "ribbon" cable, or a hybrid flat/twisted ribbon cable, should EMC, length, and bandwidth constraints permit: RS 232, RS 422, RS 485, CAN, GPIB, SCSI, etc. Twisted pair wire is the most widely used medium for all telecommunication. Twisted pair cabling consist of copper wires that are twisted into pairs. Ordinary telephone wires consist of two insulated copper wires twisted into pairs. Computer network cabling (wired Ethernet as defined by IEEE 802.3) consists of 4 pairs of copper cabling that can be utilized for both voice and data transmission. The use of two wires twisted together helps to reduce crosstalk and electromagnetic induction. The transmission speed ranges from 2 million bits per second to 10 billion bits per second. Twisted pair cabling comes in two forms: unshielded twisted pair (UTP) and shielded twisted pair (STP). Each form comes in several category ratings, designed for use in various scenarios. An optical fiber is a glass fiber. It carries pulses of light that represent data. Some advantages of optical fibers over metal wires are very low transmission loss and immunity from electrical interference. Optical fibers can simultaneously carry multiple wavelengths of light, which greatly increases the rate that data can be sent, and helps enable data rates of up to trillions of bits per second. Optic fibers can be used for long runs of cable carrying very high data rates, and are used for undersea communications cables to interconnect continents. Price is a main factor distinguishing wired and wireless technology options in a business. Wireless options command a price premium that can make purchasing wired computers, printers and other devices a financial benefit. Before making the decision to purchase hard wired technology products, a review of the restrictions and limitations of the selections is necessary. Business and employee needs may override any cost considerations.

Сымсыз технологиялар

Жердегі микротолқынды байланыс – Жердегі спутниктік тарелкаларға ұқсас жер бетіндегі хабар таратушылар мен қабылдағыштарды пайдаланады. Жердегі микротолқындардың жиілігі гигагерц диапазонының төменгі шегінде болады, бұл барлық байланысты көру қашықтығымен шектейді. Релелік станциялар шамамен бір-бірінен арақашықтықта орналасады. Коммуникациялық спутниктер – Спутниктер Жер атмосферасынан бұрмаланбайтын микротолқынды радио толқындар арқылы байланысады. Спутниктер әдетте экватордың үстіндегі геостационарлық орбитада, ғарышта орналасады. Жерді айналатын бұл жүйелер дауыс, дерек және теледидар сигналдарын қабылдауға және қайта таратуға қабілетті. Ұялы байланыс және PCS жүйелері бірнеше радиобайланыс технологияларын пайдаланады. Бұл жүйелер қамтылған аймақты бірнеше географиялық аймақтарға бөледі. Әрбір аймақта бір аймақтан екінші аймаққа қоңырауды жіберу үшін аз қуатты таратушы немесе радио релелік антенна құрылғысы болады. Радио және кең спектрлі технологиялар – Сымсыз жергілікті желілер цифрлық ұялы байланысқа ұқсас жоғары жиілікті радио технологиясын және төмен жиілікті радио технологиясын пайдаланады. Сымсыз LAN-дар шектеулі аймақта бірнеше құрылғылар арасында байланыс орнату үшін кең спектрлі технологияны қолданады. IEEE 802.11 Wi-Fi деп белгілі ашық стандартты сымсыз радио толқыны технологиясының жалпы түрін анықтайды. Бос кеңістікте оптикалық байланыс үшін көрінетін немесе көрінбейтін жарық қолданылады. Көп жағдайда, байланыс құрылғыларының физикалық орналасуын шектейтін, көру қашықтығымен тарату қолданылады.

Тораптар

Желі тораптары – бұл тарату ортасымен тасымалданатын электрлік, оптикалық немесе радиосигналдарды жіберушілер мен қабылдағыштарға қосылу нүктелері. Тораптар компьютермен байланыстырылуы мүмкін, бірақ кейбір түрлерінде торапта тек микробасқарушы немесе бағдарламаланатын құрылғының болмауы да мүмкін. Ең қарапайым тізбектік құрылымда бір RS 232 жібергіші екі сым арқылы бір қабылдағышқа қосылуы мүмкін, бұл бір байланыста екі торапты немесе нүктеден нүктеге топологияны құрайды. Кейбір протоколдар бір торапқа тек жіберуге немесе қабылдауға рұқсат береді (мысалы, ARINC 429). Басқа протоколдарда тораптар бір арнаға бір уақытта жіберуге және қабылдауға қабілетті (мысалы, CAN бір шинаға көптеген трансиверлерді қосуға мүмкіндік береді). Компьютерлік желілердің негізгі құрылымдық элементтеріне желілік интерфейс контроллерлері (NIC), ретрансляторлар, хабтар, көпірлер, коммутаторлар, маршрутизаторлар, модемдер, шлюздер және қауіпсіздік қабырғалары кіреді, бірақ олардың көпшілігі физикалық желі топологиясынан асып түсетін желілік мәселелерді шешеді және нақты физикалық желі топологиясындағы бір торап ретінде көрсетілуі мүмкін.

Желілік интерфейстер

Желілік интерфейс контроллері (ЖКК) – компьютерге беру ортасына қол жеткізу қабілетін беретін және төменгі деңгейдегі желілік ақпаратты өңдеуге мүмкіндік беретін компьютерлік жабдық. Мысалы, ЖКК-де кабельді қосуға арналған ұя немесе сымсыз беру және қабылдауға арналған антенна, сондай-ақ олармен байланысты схемалар болуы мүмкін. ЖКК, өзіне немесе компьютердің толыққанды адресіне бағытталған трафикке жауап береді. Ethernet желілерінде әрбір желілік интерфейс контроллерінің бірегей Media Access Control (MAC) адресі болады – әдетте контроллердің тұрақты жадында сақталады. Желілік құрылғылар арасындағы адрес қақтығыстарын болдырмау үшін Электр және электроника инженерлері институты (IEEE) MAC адрес ерекшелігін сақтап, басқарады. Ethernet MAC адресінің мөлшері алты октет құрайды. Ең маңызды үш октет NIC өндірушілерін анықтау үшін резервтелген. Бұл өндірушілер тек өздеріне берілген префикстерді қолданып, өндіретін әрбір Ethernet интерфейсінің ең азырақ маңызды үш октетіне бірегей мән тағайындайды.

Қайталаушылар мен хабтар

Ретранслятор – желілік сигналды қабылдайтын, оны қажетсіз шудан тазартатын және қайта жаңартатын электрондық құрылғы. Сигнал кедергінің арғы жағына, мүмкін, басқа тарату ортасын пайдалана отырып, жоғары қуат деңгейінде қайта құрылуы немесе қайта берілуі мүмкін, осылайша сигналдың бұзылусыз ұзақ қашықтыққа таралуына қол жеткізіледі. Коммерциялық ретрансляторлар RS 232 сегменттерін 15 метрден 1 километрден астамға дейін ұзартты. Көптеген өрілген жұпты Ethernet конфигурацияларында 100 метрден ұзақ кабель үшін ретрансляторлар қажет. Талшықты-оптикалық байланыс жүйелерінде ретрансляторлар ондаған, тіпті жүздеген шақырымдар арасында орналасуы мүмкін. Ретрансляторлар OSI моделінің физикалық қабатында жұмыс істейді, яғни ретранслятор немесе ретрансляторлар жұбы арқылы сигнал өткен кезде физикалық протоколтың соңынан соңға дейін өзгеруі болмайды, тіпті ретранслятордың немесе ретрансляторлар жұбының екі шеті арасында басқа физикалық қабат қолданылса да. Ретрансляторлар сигналды қайта жаңарту үшін аз ғана уақыт қажет етеді. Бұл желінің өнімділігіне әсер ететін және дұрыс жұмыс істеуіне кедеріс келтіретін таралу кешігуіне әкелуі мүмкін. Осы себепті көптеген желілік архитектуралар қатар қосылатын ретрансляторлардың санын шектейді, мысалы, Ethernet 5-4-3 ережесі. Көп портты ретранслятор хаб деп аталады, Ethernet желілеріндегі Ethernet хабы, USB желілеріндегі USB хабы. USB желілері хабтарды қабатталған жұлдыз тәрізді топология құру үшін пайдаланады. LAN желілеріндегі Ethernet хабтары мен ретрансляторлары қазіргі заманғы коммутаторлармен толықтай ескірді.

Ауыстырғыштар

Желілік коммутатор – әрбір кадрдағы MAC-адресіне сүйене отырып, порттар арасында OSI 2-қабатындағы дерек пакеттерін (кадрларды) жіберетін және сүзгілейтін құрылғы. Коммутатор хабтан ерекшеленеді, себебі ол кадрларды байланысқа қатысқан физикалық порттарға ғана жібереді, барлық порттарға емес. Оны көп портты көпір ретінде қарастыруға болады. Ол түскен кадрлардың бастапқы адрестерін қарастыру арқылы физикалық порттарды MAC-адрестермен байланыстыра алады. Белгісіз пунктке бағытталған жағдайда, коммутатор бастапқы портты қоспағанда, барлық порттарға хабар таратады. Коммутаторлар әдетте көптеген порттарға ие, бұл құрылғылар үшін жұлдыз тәрізді топологияны жеңілдетеді және қосымша коммутаторларды тізбектеуге мүмкіндік береді. Көп қабатты коммутаторлар 3-қабат адрестеуіне немесе қосымша логикалық деңгейлерге негізделген маршрутизацияны жүзеге асыра алады. "Коммутатор" термині көбінесе маршрутизаторлар мен көпірлер сияқты құрылғыларды, сондай-ақ жүктемеге немесе қолданба мазмұнына сүйене отырып трафикті бөлетін құрылғыларды (мысалы, веб URL идентификаторы) қамту үшін қолданылады.

Маршрутизаторлар

Роутер – пакеттерді немесе датаграммаларды желілер арасында маршруттандыру ақпаратын өңдеу арқылы жіберетін интернет құрылғысы (3-қабаттағы Интернет-протокол ақпараты). Маршруттандыру ақпараты көбінесе маршруттандыру кестесімен (немесе жолдау кестесімен) бірге өңделеді. Роутер пакеттерді қайда жіберу керектігін анықтау үшін маршруттандыру кестесін пайдаланады. Маршруттандыру кестесіндегі бағыт "бос" интерфейсті қамтуы мүмкін, ол "қара тесік" интерфейсі деп те аталады, себебі оған деректер кіре алады, бірақ бұл деректер одан әрі өңделмейді, яғни пакеттер жойылады.

Модемдер

Модемдер (MOdulator DEModulator) – бастапқыда цифрлық желілік трафик немесе сымсыз байланыс үшін арналмаған сымдар арқылы желілік түйіндерді қосуға қолданылады. Мұндай жағдайда, цифрлық сигналды жіберу үшін қажетті қасиеттерге ие болуы үшін, бір немесе бірнеше тасымалдаушы сигналдар цифрлық сигналмен модуляцияланып, аналогтық сигналға айналдырылады. Модемдер көбінесе телефон желілерінде, цифрлық абоненттік желі технологиясын пайдалана отырып қолданылады.

Өрт сөндіру қабырғалары

Бөрене – желілік қауіпсіздікті және кіру ережелерін басқаруға арналған желілік құрылғы. Бөренелер әдетте танылмаған көздерден келетін кіру сұраныстарын қабылдамайды, ал танылған көздерден келетін әрекеттерге рұқсат береді. Кибершабуылдардың үнемі күшейіп бара жатуымен қатар, желілік қауіпсіздікте бөренелердің маңызды рөлі артып келеді.

Жіктеу

Желі топологиясын зерттеу сегіз негізгі топологияны анықтайды: нүктеден нүктеге, шина, жұлдыз, сақина немесе дөңгелек, тор, ағаш, гибридтік немесе тізбектей жалғау.

Нысаннан нүктеге

Екі түйін арасындағы арнайы байланыспен ең қарапайым топология. Нүктеден нүктеге топологиясының нұсқаларының арасында ең оңай түсінілетіні – пайдаланушыға екі түйінмен тұрақты байланыста болып көрінетін нүктеден нүктеге байланыс арнасы. Балалардың банкадан жасалған телефоны – арнайы арнаның бір мысалы. Айналымды коммутация немесе пакеттік коммутация технологияларын пайдаланып, нүктеден нүктеге схеманы динамикалық түрде орнатуға және қажет болмағанда оны тоқтатуға болады. Айналымды нүктеден нүктеге топологиялары – дәстүрлі телефонияның негізгі моделі. Тұрақты нүктеден нүктеге желінің құндылығы – екі түйін арасындағы кедергісіз байланыс. Сұраныс бойынша нүктеден нүктеге байланыстың құны абоненттердің мүмкін жұптарының санына пропорционал және Меткалф заңы арқылы көрсетілген.

Қызғалдақ

Дэйзи тізбектелуі әрбір компьютерді келесіге тізбектей қосу арқылы іске асырылады. Егер хабар жолдың ортасындағы компьютерге арналса, әрбір жүйе оны мақсатқа жеткенше ретімен жіберіп тұрады. Маргариткалы желі екі негізгі түрде болуы мүмкін: сызықтық және сақиналық. Сызықтық топология бір компьютер мен келесі компьютер арасында екі бағытты байланыс орнатады. Дегенмен, компьютерлердің алғашқы жылдарында бұл қымбатқа түсті, себебі әрбір компьютерде (екі шетіндегілерден басқа) екі қабылдағыш және екі таратушы қажет болды. Тізбектің екі шетіндегі компьютерлерді қосу арқылы сақина топологиясын құруға болады. Торап хабар жібергенде, хабар сақинадағы әрбір компьютермен өңделеді. Сақинаның бір артықшылығы – таратушылар мен қабылдағыштардың саны екі есеге азаяды. Хабар айналып өтетін болғандықтан, оны екі бағытта жіберудің қажеті жоқ. Сонымен қатар, сақинаны қателерге төзімділікті арттыру үшін де пайдалануға болады. Егер сақина белгілі бір байланыста үзілсе, хабар кері бағытта жіберілуі мүмкін, осылайша бір сәтсіздік жағдайында барлық түйіндер әрқашан байланыста болады.

Автобус

Жергілікті желілерде, автобус топологиясын қолданғанда, әрбір түйін интерфейс жалғағыштары арқылы жалғыз орталық кабельге қосылады. Бұл "автобус" деп аталады, сондай-ақ тіреу желісі немесе магистральдық желі деп те айтылады – желідегі түйіндер арасындағы барлық деректер осы ортақ беру ортасы арқылы жіберіледі және желідегі барлық түйіндер бір уақытта қабылдай алады. Гибридтік желілер екі немесе одан көп топологияларды біріктіреді, нәтижесінде алынған желі стандартты топологиялардың ешқайсысын (мысалы, автобус, жұлдыз, сақина және т.б.) көрсетпейді. Мысалы, ағаш желісі (немесе жұлдызды автобус желісі) – бұл гибридтік топология, онда жұлдыз желілері автобус желілері арқылы байланыстырылған. Дегенмен, тағы бір ағаш желісіне қосылған ағаш желісі топологиялық тұрғыдан әлі де ағаш желісі болып табылады, ол ерекше желі түрі емес. Гибридтік топология әрқашан екі түрлі негізгі желі топологиясы қосылған кезде пайда болады. Жұлдыз сақиналы желі – көп станциялық қолжетімділік бірлігін (MAU) орталық хаб ретінде пайдалана отырып, қосылған екі немесе одан көп сақиналы желіден тұрады. Қар түйіршігі топологиясы – жұлдыз желілерінің жұлдыз желісі. Гибридтік желілердің тағы екі түрі – гибридтік тор және иерархиялық жұлдыз.

Орталықтандыру

Жұлдыз топологиясы барлық шеткі түйіндерді (компьютерлер және т.б.) орталық түйінге қосу арқылы желілік ақаудың ықтималдығын азайтады. Физикалық жұлдыз топологиясы Ethernet сияқты логикалық шина желісіне қолданылғанда, бұл орталық түйін (әдетте хаб) кез келген шеткі түйіннен алынған барлық хабарларды желідегі барлық шеткі түйіндерге, кейде бастапқы түйінге қоса, қайта таратады. Осылайша барлық шеткі түйіндер басқалармен тек орталық түйінге хабар беру және одан қабылдау арқылы байланыса алады. Кез келген шеткі түйін мен орталық түйін арасындағы байланыс желісінің істен шығуы сол шеткі түйіннің басқалардан оқшаулануына әкеледі, бірақ қалған шеткі түйіндерге әсер етпейді. Алайда, кемшілігі – орталық түйіннің бұзылуы барлық шеткі түйіндердің істен шығуына себеп болады. Егер орталық түйін пассивті болса, бастапқы түйін өзінің берілісінің эхосын қабылдауға төзімді болуы керек, ол орталық түйінге және одан қайта оралып келу кезіндегі уақыт кешігуіне және орталық түйінде туындаған кез келген кешігуге байланысты кешіктіріледі. Белсенді жұлдыз желісі белсенді орталық түйінге ие, ол әдетте эхомен байланысты проблемаларды болдырмауға мүмкіндік беретін құралдармен жабдықталған. Ағаш топологиясы (яғни иерархиялық топология) – иерархиялық құрылымда орналастырылған жұлдыз желілерінің жиынтығы ретінде қарастырылады. Бұл ағаш құрылымындағы жеке шеткі түйіндер (мысалы, жапырақтар) тек бір түйінге хабар беру және қабылдау үшін ғана қажет, ал қайталаушылар немесе қалпына келтірушілер ретінде әрекет етуі қажет емес. Жұлдыз желісінен айырмашылығы, орталық түйіннің функционалдығы бөліне алады. Әдеттегі жұлдыз желісіндегідей, жеке түйіндер түйінге баратын байланыс жолының бір нүктелік сәтсіздігінен желіден оқшаулануы мүмкін. Егер жапыраққа қосылған байланыс бұзылса, ол жапырақ оқшауланады; егер жапырақ емес түйінге байланыс бұзылса, желінің бүкіл бөлігі қалған бөліктен оқшауланады. Барлық сигналдарды барлық түйіндерге таратудан туындайтын желілік трафиктің көлемін азайту үшін, желіге қосылған түйіндердің сәйкестігін қадағалай алатын жетілдірілген орталық түйіндер жасалды. Бұл желілік коммутаторлар әдеттегі деректерді жіберу кезінде әрбір портты тыңдау арқылы, дерек пакеттерін тексеру және әрбір қосылған түйіннің мекенжайын/анықтамасын және оның қай портқа қосылғанын жадыда сақталатын іздеу кестесіне жазу арқылы желінің орналасуын «үйренеді». Бұл іздеу кестесі келешектегі хабарларды тек мақсатты жерге жіберуге мүмкіндік береді. Daisy chain топологиясы – желі түйіндерін сызықтық немесе сақиналық құрылымда қосу тәсілі. Ол хабарларды бір түйінден екіншісіне, мақсатты түйінге жеткенше жіберу үшін қолданылады. Daisy chain желісінің екі түрі болуы мүмкін: сызықтық және сақиналық. Сызықтық daisy chain желісі электр тізбегі сияқты, онда бірінші және соңғы түйіндер қосылмаған. Сақиналы daisy chain желісінде бірінші және соңғы түйіндер қосылып, цикл құрайды.

The star topology reduces the probability of a network failure by connecting all of the peripheral nodes (computers, etc.) to a central node. When the physical star topology is applied to a logical bus network such as Ethernet, this central node (traditionally a hub) rebroadcasts all transmissions received from any peripheral node to all peripheral nodes on the network, sometimes including the originating node. All peripheral nodes may thus communicate with all others by transmitting to, and receiving from, the central node only. The failure of a transmission line linking any peripheral node to the central node will result in the isolation of that peripheral node from all others, but the remaining peripheral nodes will be unaffected. However, the disadvantage is that the failure of the central node will cause the failure of all of the peripheral nodes. If the central node is passive, the originating node must be able to tolerate the reception of an echo of its own transmission, delayed by the two way round trip transmission time (i. e. to and from the central node) plus any delay generated in the central node. An active star network has an active central node that usually has the means to prevent echo related problems. A tree topology (a. k. a. hierarchical topology) can be viewed as a collection of star networks arranged in a hierarchy. This tree structure has individual peripheral nodes (e. g. leaves) which are required to transmit to and receive from one other node only and are not required to act as repeaters or regenerators. Unlike the star network, the functionality of the central node may be distributed. As in the conventional star network, individual nodes may thus still be isolated from the network by a single point failure of a transmission path to the node. If a link connecting a leaf fails, that leaf is isolated; if a connection to a non leaf node fails, an entire section of the network becomes isolated from the rest. To alleviate the amount of network traffic that comes from broadcasting all signals to all nodes, more advanced central nodes were developed that are able to keep track of the identities of the nodes that are connected to the network. These network switches will "learn" the layout of the network by "listening" on each port during normal data transmission, examining the data packets and recording the address/identifier of each connected node and which port it is connected to in a lookup table held in memory. This lookup table then allows future transmissions to be forwarded to the intended destination only. Daisy chain topology is a way of connecting network nodes in a linear or ring structure. It is used to transmit messages from one node to the next until they reach the destination node. A daisy chain network can have two types: linear and ring. A linear daisy chain network is like an electrical series, where the first and last nodes are not connected. A ring daisy chain network is where the first and last nodes are connected, forming a loop.

Орталықсыздандыру

Ішінара байланысты тор топологиясында, егер бір жолмен қамтамасыз етілген байланыс үзілсе, артық жолдарды қамтамасыз ету үшін екі немесе одан көп жолы бар кемінде екі түйін болады. Децентрализация көбінесе бір құрылғыны орталық түйін ретінде пайдаланғанда туындайтын жалғыз нүктелі қателік кемшілігін жою үшін қолданылады (мысалы, жұлдыз және ағаш тәрізді желілерде). Екі түйін арасындағы секіру санын шектейтін тордың ерекше түрі – гиперкуб. Тор желілеріндегі кездейсоқ тармақталулардың көптігі оларды жобалау мен іске асыруды қиындатады, бірақ олардың децентрализацияланған табиғаты оларды өте пайдалы етеді. Бұл белгілі бір жағынан торап желісіне ұқсас, онда жүйелерді бірнеше бағытта қосу үшін сызықтық немесе сақина тәрізді топология қолданылады. Мысалы, көп өлшемді сақина тороидтік топологияға ие болуы мүмкін. Толық байланысты желі, толық топология немесе толық тор топологиясы – барлық түйіндер жұптары арасында тікелей байланыс бар желі топологиясы. n түйіннен тұратын толық байланысты желіде тікелей байланыс болады. Мұндай топологиямен құрылған желілерді орнату әдетте өте қымбат, бірақ түйіндер арасындағы көптеген артық байланыстармен қамтамасыз етілген деректер үшін көптеген жолдардың болуына байланысты жоғары сенімділікті қамтамасыз етеді. Бұл топология көбінесе әскери салаларда қолданылады.