När vi talar om topologier i nätverkssammanhang syftar vi på hur nätverket är strukturerat. Det finns två typer av topologier:
- Fysisk topologi – hur nätverkskomponenterna faktiskt är kopplade ihop rent fysiskt.
- Logisk topologi – hur dataflödet fungerar, alltså vilka vägar data verkar ta genom nätverket.
Fysisk topologi
En fysisk topologi visar de verkliga kopplingarna i nätverket – till exempel vilka kablar som går mellan routrar, switchar och andra enheter. Inom LAN är det ganska lätt att se och förstå den fysiska strukturen. Men i WAN-sammanhang blir det snabbt mycket mer komplicerat. WAN-nätverk är ofta uppbyggda av långa fiber förbindelser, satellitlänkar, switchar och routrar som ägs av olika operatörer – och de sträcker sig över hela världen.
Tänk dig följande exempel:
En användare i New York startar ett videomöte med en kollega i Tokyo.
Visst, vi vet att samtalet skickas över internet – men det är praktiskt omöjligt att säga exakt vilka fysiska kablar, routrar, switchar och andra nätverkshanterare som datapaketen passerar på vägen mellan de två platserna.
Logisk topologi
Topologin i ett WAN kan förändras markant beroende på trafikbelastning, avbrott eller routing-beslut som fattas av olika nätoperatörer. Detta kan resultera i mycket komplexa och dynamiska nätverksstrukturer. På grund av denna osynliga och ständigt föränderliga fysiska infrastruktur är det opraktiskt att beskriva WAN med hjälp av fysisk topologi. Istället använder vi logiska topologier – ett mer hanterbart sätt att visualisera hur data faktiskt flödar mellan kommunikationsenheter, oavsett den underliggande fysiska vägen.
Exempel på logiska WAN-topologier:
En punkt-till-punkt-topologi använder en direkt förbindelse (punkt-till-punkt-länk) mellan två ändpunkter.
I praktiken innebär detta ofta en dedikerad och hyrd förbindelse från företagets nätverk till leverantörens nätverk. Anslutningen använder en lager 2-tjänst (Layer 2) från tjänsteleverantören, vilket gör att:
-
Paket som skickas från ena platsen levereras direkt till den andra platsen
-
Förbindelsen fungerar i båda riktningar
-
Den är transparent för företagets nätverk – det känns som om det finns en fysisk direktkoppling mellan platserna
En hub-and-spoke-topologi gör det möjligt att använda ett enda gränssnitt på hub-routern, som delas av alla anslutningar till spoke-routrar (ytterroutrar).
Spoke-routrarna kommunicerar via virtuella kretsar eller routade undergränssnitt, där trafiken alltid går genom hub-routern. Figuren visar ett exempel där tre spoke-routrar är anslutna till en hub-router via ett WAN-nätverk.
Egenskaper
- Hub-and-spoke är en single-homed-topologi, vilket innebär att det bara finns en hub-router.
- All kommunikation mellan spoke-routrar går genom hubben.
- Spoke-routrar är inte direktkopplade till varandra.
Nackdel
Hubben är en enkel felpunkt. Om hub-routern slutar fungera, bryts kommunikationen mellan alla spoke-routrar.
En dual-homed-topologi erbjuder redundans, alltså en extra säkerhet om en anslutning eller router skulle sluta fungera. Som illustrationen visar är två hub-routrar redundant anslutna till tre spoke-routrar via ett WAN-nätverk.
Fördelar
Dual-homed-topologier ger:
- Bättre nätverksredundans – trafiken kan ta en alternativ väg vid fel
- Lastbalansering – belastningen kan fördelas mellan flera anslutningar
- Distribuerad databehandling och prestanda
- Möjlighet att använda backup-anslutningar till internetleverantörer
Nackdelar
- Dyrare att införa än en single-homed-lösning
- Kräver extra nätverksutrustning, t.ex. fler routrar och switchar
- Mer komplicerad att konfigurera och underhålla, eftersom redundansen kräver avancerade inställningar
Full mesh-topologi
En full mesh-topologi innebär att alla platser är direktkopplade till varandra med hjälp av flera virtuella kretsar. Figuren visar hur varje nod (t.ex. kontor eller router) är ansluten till varje annan nod i nätverket.
Fördel
Detta är den mest feltoleranta topologin av alla. Om till exempel Site B tappar kontakten med Site A, kan datan istället skickas via Site C eller D.
Partial mesh-topologi
En delvis mesh-topologi innebär att många, men inte alla platser, är direkt kopplade till varandra.
Till exempel:
I illustrationen är Siterna A, B och C fortfarande fullt mesh-kopplade. Men Site D är bara kopplad till Site A, och måste gå via A för att nå B och C.
Sammanfattning
Denna lösning är en kompromiss mellan:
- redundans (fler vägar)
- kostnad (färre direkta länkar än full mesh)
- och komplexitet