La disposizione della rete che include nodi e linee di collegamento tra mittente e destinatario è nota come topologia di rete, che svolge un ruolo chiave nel funzionamento di una rete. Una funzionalità di rete dipende principalmente dalla topologia. Ci sono diversi tipi di topologie di rete disponibile e ogni tipo di topologia ha le proprie strutture, funzionalità e applicazioni. Ma la selezione della topologia corretta può aiutare ad aumentare le prestazioni della rete e mantenere la topologia di rete migliorando le velocità di trasferimento dei dati e l'efficienza energetica. Questo articolo discute uno dei tipi di topologie di rete come topologia ad anello – lavorare con le applicazioni.

Che cos'è la topologia ad anello?

La definizione della topologia ad anello è; un tipo di topologia di rete in cui ogni dispositivo è semplicemente collegato a due dispositivi aggiuntivi su qualsiasi lato utilizzando un cavo coassiale o RJ-45 per formare un anello circolare con i dispositivi collegati. In questo tipo di topologia, la trasmissione dei dati può avvenire in un'unica direzione lungo l'anello chiamato anello unidirezionale. Quindi, i dati vengono trasmessi da un dispositivo all'altro fino a raggiungere la destinazione.

Come funziona la topologia ad anello?

In una topologia ad anello, ogni dispositivo è semplicemente collegato a due dispositivi in forma circolare. In questo tipo di topologia, i dati vengono trasmessi da un dispositivo all'altro fino a quando i dati non raggiungono la loro destinazione. I dati dal nodo trasmittente alla destinazione vengono trasmessi utilizzando i token. Quindi questa topologia è anche chiamata topologia token ring.

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Topologia ad anello funzionante

Questa topologia comanda a tutti i nodi all'interno della rete di rimanere attivi per la trasmissione dei dati, quindi è anche nota come topologia attiva. Se il n. di nodi all'interno della rete è grande, quindi i token devono saltare diversi nodi prima di raggiungere la loro destinazione e potrebbe esserci una perdita di dati. Per evitare questa perdita di dati, sono installati ripetitori per aumentare la potenza del segnale.

Nella topologia ad anello, la trasmissione di dati tra nodi diversi comprende il passaggio seguente.

I token vuoti sull'anello vengono fatti circolare liberamente dalla velocità di 16Mbps fino a un massimo di 100Mbps.
Questo token include segnaposto per memorizzare frame di dati e contenere anche l'indirizzo del mittente o del destinatario.
Se un nodo trasmittente desidera inviare un messaggio, prende un token e lo impacchetta con i dati, l'indirizzo MAC del nodo ricevente e il proprio ID negli spazi equivalenti del token.
Questo token riempito viene trasmesso al nodo successivo all'interno dell'anello. Dopodiché, questo nodo successivo ottiene il token e controlla se i dati trasmessi vengono copiati dal frame verso il nodo e il token è impostato su zero e trasmesso al nodo successivo, oppure il token viene trasmesso al nodo successivo così com'è.
Il passaggio precedente viene continuato fino a quando i dati non raggiungono la destinazione corretta.
Una volta che il token arriva al mittente, scopre che il destinatario ha letto i dati, quindi separerà il messaggio.
Il token viene riutilizzato e pronto per essere utilizzato da uno qualsiasi dei nodi della rete.
Se un nodo è fermo all'interno del percorso della rete ad anello e la comunicazione è interrotta e la rete supporta semplicemente un doppio anello, i dati vengono trasmessi nella direzione inversa verso la destinazione.

Protocolli in topologia ad anello

I protocolli popolari utilizzati nella topologia ad anello sono Resilient Ethernet Protocol (REP) e Device Level Ring (DLR) e Media Redundancy Protocol, discussi di seguito.

Protocollo Ethernet resiliente

REP è un protocollo di topologia ad anello utilizzato per fornire un approccio per gestire i guasti, controllare i loop e aiutare ad aumentare il tempo di convergenza normalmente di 15 ms. Questo protocollo ad anello viene utilizzato principalmente solo tra gli switch. Inoltre, su uno switch possono esistere anche più anelli REP. Questo anello REP è organizzato semplicemente assegnando ruoli particolari di porte sullo switch come Primaria, Nessun vicino, Edge, Transito e Primario senza vicino.

Anello di livello del dispositivo

L'anello di livello del dispositivo è un tipo di protocollo ad anello utilizzato dagli attuali dispositivi Rockwell Automation come adattatori di comunicazione Ethernet/IP, azionamenti PowerFlex, controllori CompactLogix®, switch Stratix® e ControlLogix.

Questo protocollo consente semplicemente di disporre i dispositivi di automazione all'interno di un anello attraverso un tempo di giunzione inferiore a 3 ms. Questo protocollo è molto semplice da configurare ed è necessario assegnare un supervisore dell'anello solo per collegare l'anello. Quindi, il supervisore dell'anello osserva semplicemente l'anello per verificare i guasti.

Protocollo di ridondanza multimediale

Il protocollo di ridondanza dei supporti viene utilizzato in una topologia ad anello per evitare singoli punti di guasto fornendo tempi di ripristino, bilanciamento del carico e tolleranza agli errori inferiori a 10 ms. Il modo in cui funziona il protocollo di ridondanza dei media; uno switch di gestione dell'anello bloccherà tutti i pacchetti di trasmissione su una delle sue due porte dell'anello selezionate per dividere il circuito dello switch. Il traffico dai dispositivi collegati agli switch all'interno del loop avrà ancora una corsia tra loro, inclusi i collegamenti ridondanti, ad eccezione del loop di switch dannoso.

Caratteristiche

Il caratteristiche della topologia ad anello include il seguente.

In questa topologia, n. vengono utilizzati dei ripetitori.
La trasmissione dei dati è unidirezionale.
I dati in questa topologia vengono trasmessi in modo sequenziale bit per bit.
Migliora la fedeltà del collegamento di comunicazione. Se un singolo collegamento si interrompe, l'altro è pronto per la comunicazione.
È estremamente affidabile per le comunicazioni a lunga distanza perché ogni nodo all'interno della rete funziona come un ripetitore. Quindi, il segnale non diminuisce la sua forza.
In questa topologia, è possibile ottenere un dispositivo di riconoscimento integrato che viene rilasciato semplicemente una volta che la rete ha completato la sua comunicazione.
L'utilizzo di token in questa rete vieterà la possibilità di collisioni o comunicazioni incrociate perché semplicemente un singolo dispositivo ha una carica di rete e due dispositivi possono semplicemente comunicare contemporaneamente.

Differenza tra topologia ad anello, topologia bus e topologia a stella

Le differenze tra la topologia ad anello, bus e stella includono quanto segue.

Topologia ad anello	Topologia del bus	Topologia a stella
In questo tipo di topologia, ogni nodo è semplicemente connesso ai suoi nodi sul lato destro e sinistro. “controllo motore cc a velocità variabile ”	In questa topologia, tutti i dispositivi sono semplicemente collegati a un unico cavo.	Nella topologia a stella, tutti i nodi sono semplicemente connessi a un hub.
Questa topologia è disponibile a un costo inferiore.	È molto meno costoso.	Questa topologia è costosa.
I dati vengono trasmessi da nodi a nodi in modalità ad anello all'interno di un'unica direzione.	I dati vengono trasmessi attraverso un bus.	I dati vengono trasmessi dall'hub a tutti i nodi.
Questa topologia viene utilizzata dove è richiesta una rete semplice.	Questa topologia viene utilizzata quando è richiesta una rete piccola, poco costosa e spesso temporanea che non dipende da velocità di trasferimento dati estremamente elevate.	Questa topologia è utilizzata in molte reti piccole e grandi.
La velocità di trasmissione dei dati varia da 4 Mbps a 16 Mbps.	La velocità di trasmissione dei dati è di circa 10-100 Mbps.	La velocità di trasmissione dei dati è fino a 16Mbps.

Caratteristiche

Le caratteristiche della topologia ad anello includono quanto segue.

In questa topologia, se un computer è inattivo, l'intera rete sarà inattiva.
Se il cavo principale della rete è inattivo, l'intera rete sarà inattiva.
Un singolo computer può trasmettere dati alla volta a causa del token.
Il numero massimo di computer all'interno della rete può influire sull'intera rete perché quando i computer nella rete aumentano, la rete sarà lenta.

Vantaggi e svantaggi

Il vantaggi della topologia ad anello include il seguente.

I dati in questa topologia vengono trasferiti in un'unica direzione, riducendo così la collisione dei pacchetti.
Non è necessario un server di rete per controllare la connettività di rete.
È possibile collegare diversi dispositivi senza influire sulle prestazioni della rete.
Facile da riconoscere e separare i singoli punti di errore.
Non è richiesto un server per controllare la connettività tra i nodi all'interno della topologia.
Questa topologia è molto economica da installare e anche espandere.
La velocità di trasferimento dei dati è elevata.
Ogni computer in questa topologia ha un accesso equivalente alle risorse.
Il riconoscimento dei guasti è semplice.
Rispetto alla topologia a bus, le prestazioni di questa topologia sono migliori nel traffico intenso a causa della presenza di token.

Il svantaggi della topologia ad anello include il seguente.

Questo tipo di topologia è costoso.
Rispetto al topologia del bus , le prestazioni di questa topologia sono lente.
La risoluzione dei problemi è difficile.
Queste topologie non sono scalabili.
Dipende da un singolo cavo.
L'intera rete si interromperà se un nodo si interrompe.
Un token o un pacchetto di dati deve passare attraverso tutti i nodi a causa dell'anello unidirezionale,
L'aggiunta e la rimozione di qualsiasi nodo in una rete è molto difficile e causa anche un problema all'interno dell'attività di rete.

Applicazioni/usi della topologia ad anello

Le applicazioni della topologia ad anello includono quanto segue.

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Questa topologia viene utilizzata nella rete locale e nelle reti geografiche.
Questo tipo di topologia è spesso utilizzato nel settore delle telecomunicazioni ed è comunemente utilizzato nelle reti in fibra SONET.
Viene utilizzato come sistema di backup in varie aziende per la loro rete esistente.
Una volta che la connessione viene smarrita attraverso un nodo, utilizza la capacità bidirezionale per instradare il traffico in un altro modo.
È applicabile nelle istituzioni educative.

Quindi, si tratta di una panoramica di un anello topologia – funzionante con applicazioni. Gli esempi di topologia ad anello sono; SONET (acronimo di Synchronous Optical Network) rete ad anello, come sistema di backup in molte organizzazioni per la loro rete esistente, ecc. Ecco una domanda per te, qual è la topologia a stella?