リングトポロジーとは：仕組みと応用

ノードと送信者と受信者の間の接続線を含むネットワークの配置は、ネットワーク トポロジーと呼ばれ、ネットワークのしくみにおいて重要な役割を果たします。ネットワーク機能は、主にトポロジに依存します。違いがある ネットワーク トポロジの種類 トポロジの各タイプには、独自の構造、機能、およびアプリケーションがあります。ただし、正しいトポロジを選択すると、ネットワーク パフォーマンスが向上し、ネットワーク トポロジが維持され、データ転送速度とエネルギー効率が向上します。この記事では、次のようなネットワーク トポロジのタイプの 1 つについて説明します。 リングトポロジー – アプリケーションの操作。

リングトポロジーとは？

リング トポロジの定義は次のとおりです。同軸ケーブルまたは RJ-45 ケーブルを使用して任意の側にある 2 つの追加デバイスにすべてのデバイスを単純に接続し、接続されたデバイスで円形リングを形成するタイプのネットワーク トポロジ。このタイプのトポロジでは、単方向リングと呼ばれるリングに沿って一方向にデータを送信できます。したがって、データは宛先に到達するまで、あるデバイスから別のデバイスに送信されます。

リング トポロジのしくみ

リング トポロジでは、すべてのデバイスが 2 つのデバイスと円形に接続されているだけです。このタイプのトポロジでは、データが宛先に到達するまで、データはあるデバイスから別のデバイスに送信されます。送信ノードから宛先へのデータは、トークンを使用して送信されます。そのため、このトポロジはトークン リング トポロジとも呼ばれます。

このトポロジは、ネットワーク内のすべてのノードにデータ送信のためにアクティブな状態を維持するように指示するため、アクティブ トポロジとも呼ばれます。いいえ。ネットワーク内のノードの数が多い場合、トークンは目的地に到達する前にいくつかのノードをジャンプする必要があり、データが失われる可能性があります。このデータの損失を避けるために、中継器を設置して信号の強度を高めます。

リング トポロジでは、異なるノード間のデータ転送には次の手順が含まれます。

• リング上の空のトークンは、速度 16Mbps から最大 100Mbps まで自由に循環します。
• このトークンには、データ フレームを格納し、送信者または受信者のアドレスを保持するためのプレースホルダーが含まれています。
• 送信ノードがメッセージを送信したい場合は、トークンを取得し、データ、受信ノードの MAC アドレス、トークンの同等のスペースに独自の ID をパックします。
• この満たされたトークンは、リング内の次のノードに送信されます。その後、この次のノードはトークンを取得し、送信されたデータがフレームからノー​​ドに向けてコピーされ、トークンがゼロに設定されて次のノードに送信されるか、トークンがそのまま次のノードに送信されるかを確認します。
• データが正しい宛先に到達するまで、前のステップが続行されます。
• トークンが送信者に到着すると、受信者がデータを読み取ったことを検出し、メッセージを分離します。
• トークンは再利用され、ネットワーク内のいずれかのノードで使用できるようになります。
• ノードがリング ネットワークのパス内で静止しており、通信が中断され、ネットワークが単にデュアル リングをサポートしている場合、データは目的地に向かって逆方向に送信されます。

リング トポロジのプロトコル

リング トポロジで使用される一般的なプロトコルは、以下で説明する Resilient Ethernet Protocol (REP) と Device Level Ring (DLR) & Media Redundancy Protocol です。

回復力のあるイーサネット プロトコル

REP は、障害を処理し、ループを制御し、コンバージェンス時間を通常 15 ミリ秒増加させるためのアプローチを提供するために使用されるリング トポロジ プロトコルです。このリング プロトコルは、主にスイッチ間でのみ使用されます。さらに、複数の REP リングがスイッチ上に存在することもあります。この REP リングは、プライマリ、ネイバーなし、エッジ、トランジット、ネイバーなしプライマリなど、スイッチのポートの特定の役割を割り当てることによって簡単に配置されます。

デバイス レベル リング

デバイス レベル リングは、イーサネット/IP 通信アダプタ、PowerFlex ドライブ、CompactLogix® コントローラ、Stratix® スイッチおよび ControlLogix などの現在のロックウェル オートメーション デバイスで使用されるリング プロトコルの 1 つのタイプです。

このプロトコルでは、自動化デバイスを 3 ミリ秒未満の接続時間でリング内に配置できます。このプロトコルは設定が非常に簡単で、リングを接続するためだけにリング スーパーバイザを割り当てる必要があります。そのため、リングのスーパーバイザは単にリングを観察して障害をチェックします。

メディア冗長性プロトコル

Media Redundancy Protocol はリング トポロジで使用され、10 ミリ秒以下の回復時間、負荷分散、およびフォールト トレランスを提供することにより、単一点の故障を回避します。メディア冗長プロトコルの仕組み。リング マネージャ スイッチは、選択した 2 つのリング ポートのいずれかですべての送信パケットをブロックし、スイッチ ループを分割します。接続されたデバイスからループ内のスイッチへのトラフィックには、有害なスイッチ ループを除いて、冗長リンクを含め、相互にレーンがあります。

特徴

の リングトポロジーの特徴 以下のものが含まれます。

• このトポロジでは、いいえ。のリピーターが利用されています。
• データ転送は単方向です。
• このトポロジのデータは、ビットごとに順次送信されます。
• これにより、通信リンクの忠実度が向上します。 1 つのリンクが切断された場合、もう 1 つのリンクは通信の準備ができています。
• ネットワーク内のすべてのノードがリピータのように機能するため、長距離通信の信頼性が非常に高くなります。したがって、信号の強度は低下しません。
• このトポロジでは、組み込みの確認応答デバイスが取得可能であり、ネットワークが通信を完了すると、単純に解放されます。
• このネットワークでトークンを使用すると、衝突や相互通信の可能性が防止されます。これは、単一のデバイスがネットワーク チャージを持ち、2 つのデバイスが同時に通信できるためです。

リング トポロジ、バス トポロジ、およびスター トポロジの違い

リング、バス、スター トポロジーの違いは次のとおりです。

特徴

リング型トポロジーの特徴には、次のようなものがあります。

• このトポロジでは、1 台のコンピューターがダウンすると、ネットワーク全体がダウンします。
• ネットワークのメイン ケーブルがダウンすると、ネットワーク全体がダウンします。
• トークンにより、1 台のコンピュータが一度にデータを送信できます。
• ネットワーク内のコンピュータの数が増えるとネットワークが遅くなるため、ネットワーク内のコンピュータの最大数はネットワーク全体に影響を与える可能性があります。

長所と短所

の リング トポロジの利点 以下のものが含まれます。

• このトポロジのデータは一方向に転送されるため、パケットの衝突が減少します。
• ネットワーク接続を制御するためにネットワーク サーバーは必要ありません。
• ネットワークのパフォーマンスに影響を与えることなく、多数のデバイスを接続できます。
• 単一障害点の認識と分離が容易。
• トポロジ内のノード間の接続を制御するためのサーバーは必要ありません。
• このトポロジは、インストールと拡張が非常に安価です。
• データ転送速度は高速です。
• このトポロジ内のすべてのコンピューターは、リソースに対して同等のアクセス権を持っています。
• 障害認識は簡単です。
• バス トポロジと比較すると、このトポロジのパフォーマンスは、トークンが存在するため、大量のトラフィックで優れています。

の リングトポロジーの短所 以下のものが含まれます。

• このタイプのトポロジは高価です。
• と比較すると、 バス トポロジ 、このトポロジのパフォーマンスは遅いです。
• トラブルシューティングが難しい。
• これらのトポロジはスケーラブルではありません。
• それは単一のケーブルに依存します。
• ノードがダウンすると、ネットワーク全体がダウンします。
• 単方向リングのため、トークンまたはデータ パケットはすべてのノードを通過する必要があります。
• ネットワーク内のノードの追加と削除は非常に難しく、ネットワーク アクティビティ内で問題が発生します。

リングトポロジのアプリケーション/用途

リング トポロジのアプリケーションには、次のようなものがあります。

• このトポロジは、ローカル エリア ネットワークとワイド エリア ネットワークで使用されます。
• このタイプのトポロジは、電気通信業界で頻繁に使用されており、SONET ファイバー ネットワークで一般的に使用されています。
• さまざまな企業で、既存のネットワークのバックアップ システムとして使用されています。
• 接続がノードを介して誤って配置されると、双方向の容量を使用してトラフィックを別の方法でルーティングします。
• 教育機関に適用されます。

したがって、これはすべてリングの概要に関するものです トポロジ – 動作中 アプリケーションで。リング トポロジの例は次のとおりです。 SONET (Synchronous Optical Network の略) リング ネットワーク。多くの組織で既存のネットワークのバックアップ システムとして使用されています。ここで質問です。スター トポロジとは何ですか?