Cos'è la topologia di rete?

Gli amministratori di rete utilizzano spesso diagrammi di topologia di rete per capire dove posizionare al meglio nodi e collegamenti, ma non necessariamente partono da zero. Esistono diversi tipi di topologie di rete, tra cui: topologia punto-punto, topologia a bus, topologia ad anello, topologia a stella, topologia ad albero, topologia mesh e topologia ibrida.

Una rete punto-punto, o topologia puntiforme, è la rete più facile da comprendere e il tipo più semplice di topologia di rete. Si tratta infatti semplicemente di due nodi collegati da un unico collegamento, tra i quali viaggiano i dati. Sebbene si tratti del tipo di rete più semplice da configurare, la sua semplicità rappresenta uno svantaggio. Una topologia punto-punto non è applicabile alla maggior parte dei casi d'uso moderni.

In una rete a bus, ogni nodo è collegato a un singolo cavo, come le fermate degli autobus che si diramano da una linea. La trasmissione dei dati passa attraverso un'unica connessione centrale. Poiché tutto è collegato in linea retta da un unico cavo centrale, si tratta di una topologia economica e semplice da configurare e alla quale è facile aggiungere nuovi nodi.

Tuttavia, un collegamento centrale condiviso presenta degli svantaggi. In un sistema dotato di un collegamento centrale con numerose dipendenze, un guasto determina il collasso di tutte le dipendenze. Il collegamento centrale rende le reti bus meno sicure rispetto ad altri tipi, e più nodi condividono un cavo centrale, più lenta è una rete.

In una rete ad anello, i nodi e i collegamenti sono disposti ad anello. Ogni nodo ha esattamente due vicini. In una rete di questo tipo, i ripetitori vengono utilizzati per garantire che i dati possano raggiungere i nodi più lontani l'uno dall'altro nell'anello. In una rete ad anello, dati di solito fluiscono in modo unidirezionale.

Questi tipi di reti sono economici da installare ed espandere, e i dati fluiscono rapidamente al loro interno, ma un guasto di un singolo nodo può far crollare l'intera rete. Per proteggersi da questo tipo di guasti si utilizzano reti a doppio anello.

Una rete a doppio anello presenta due anelli concentrici invece di uno solo, che inviano i dati in direzioni opposte. Il secondo anello viene utilizzato in caso di guasto nel primo, e questo tipo di rete viene spesso utilizzato per supportare le infrastrutture critiche.

In una rete a stella, tutti i nodi sono collegati a un hub centrale. I nodi sono posizionati attorno ad esso in una forma che ricorda approssimativamente una stella.

Questo tipo di topologia semplifica la risoluzione dei problemi relativi a un nodo specifico. Se un singolo nodo fallisce, il resto della rete non ne risente. Detto questo, se l'hub centrale si interrompe, l'intera rete si interrompe con esso. In questa tipologia, le prestazioni dell'intera rete dipendono dall'hub centrale e dalle connessioni ad esso.

Si può pensare a una topologia ad albero come a una combinazione di rete a bus e rete a stella. In una topologia ad albero, c'è un hub centrale che collega tutto, ma invece di singoli nodi che si diramano dal nodo radice centrale, si tratta di altre reti a stella. Questa topologia consente a più dispositivi di connettersi a un data center centrale, velocizzando il flusso dei dati. Come in una rete a stella, identificare i problemi con i singoli nodi è relativamente facile.

Le topologie ad albero presentano gli stessi svantaggi delle reti bus e a stella, vale a dire la vulnerabilità a un singolo punto di errore. Se la connessione centrale si interrompe, tutto crolla.

In una rete mesh, ogni dispositivo è connesso ad almeno un altro nodo della rete. In una rete mesh completa, ogni nodo è connesso a tutti gli altri nodi, mentre in una rete mesh parziale solo alcuni dei nodi si connettono direttamente tra loro, e gli altri devono passare attraverso nodi aggiuntivi per raggiungere il nodo di destinazione.

Poiché i nodi possono comunicare direttamente tra loro, piuttosto che attraverso un hub centrale, la comunicazione su una rete mesh è spesso molto veloce. Un ottimo esempio di rete mesh è internet stesso, in cui ogni computer è un nodo di una rete fornita da diversi provider di servizi che si connettono anche tra loro. I provider mesh come NYC Mesh utilizzano una rete mesh per fornire internet wireless in una delle città più popolose d'America.

Poiché le reti mesh presentano più percorsi su cui possono viaggiare le informazioni, sono più resilienti di molte altre topologie e possono continuare a funzionare anche in caso di guasto di un nodo o di una connessione. Le reti mesh offrono anche una maggiore sicurezza: se un nodo viene attaccato o compromesso, può essere sostituito.

Tuttavia, le reti mesh sono spesso costose da configurare e richiedono molti cavi per stabilire le connessioni. Creare una mesh di più percorsi rende complicata l'installazione e porta a costi di manutenzione più elevati rispetto ad altri tipi di topologie.

Una topologia di rete ibrida è qualsiasi tipo di rete che utilizza una combinazione di topologie. Una rete ad albero che combina una rete a stella e una rete bus è un tipo di topologia ibrida.

Le reti ibride offrono flessibilità e aiutano le organizzazioni a progettare una topologia che soddisfi in modo specifico le proprie esigenze. Tuttavia, creare un'architettura di rete personalizzata può essere impegnativo e richiedere più cavi e dispositivi di rete, aumentando i costi di manutenzione.