Yıldız ve Veri Yolu Topolojilerinin Temelleri

Topoloji, bir ağdaki cihazların bağlandığı şekil veya düzendir. Kabloların nasıl uzandığını ve verilerin makineler arasında nasıl hareket ettiğini açıklar. Bir topoloji seçmek üç önemli şeyi etkiler: maliyet, hız ve güvenilirlik. Bu derste en eski ve en temel iki yerleşimi karşılaştıracaksınız: yıldız ve veriyolu. Bunları anlamak, sırada karşılaşacağınız daha gelişmiş halka ve örgü tasarımlarının temelini oluşturur.

Yıldız topolojisinde her cihaz, genellikle bir anahtara bağlanır. Anahtar, bir LAN'da (Yerel Alan Ağı) verileri ileten cihazdır. Hiçbir cihaz başka bir cihazla doğrudan iletişim kurmaz; tüm trafik merkezden geçer. Günümüzde neredeyse her ev ve ofis ağında gördüğünüz yerleşim budur. Her kablo, tek bir cihazdan merkezi anahtara uzanır ve çizildiğinde yıldız şekli oluşturur.

Yıldız topolojisi, yönetilmesi ve sorunlarının giderilmesi kolay olduğu için yaygındır. Bir kablo arızalanırsa yalnızca o cihaz bağlantısını kaybeder; diğerleri çalışmaya devam eder. Yeni bir cihaz eklemek basittir: anahtardaki boş bir bağlantı noktasına tek bir kablo çekmeniz yeterlidir.

• Güvenilir — tek bir arızalı kablo ağı devre dışı bırakmaz.
• Ölçeklenebilir — açık bağlantı noktalarına takarak cihaz ekleyebilirsiniz.
• Arızaları yalıtmak kolaydır — sorunlar tek bir bağlantıya kadar izlenebilir.

Yıldızın belirgin bir zayıf yönü vardır: merkezi cihaz tek arıza noktasıdır. Anahtarın gücü kesilir veya anahtar bozulursa ona bağlı tüm cihazlar aynı anda çevrim dışı kalır. Her cihazın merkeze geri dönen kendine ait bir kablo hattı olduğundan yıldız, eski tasarımlara göre daha fazla kablo da gerektirir. Bu maliyetlere rağmen güvenilirliği ve basitliği, yıldızı günümüzde standart tercih hâline getirir.

Veriyolu topolojisinde tüm cihazlar omurga adı verilen tek ve uzun bir kabloyu paylaşır. Her cihaz bu tek hatta bağlanır. Bir cihaz veri gönderdiğinde sinyal kablonun tamamı boyunca ilerler ve her cihaz sinyali görür; ancak yalnızca hedef alıcı onu kabul eder. Veriyolu, çok az kablo kullandığı ve kurulumu ucuz olduğu için ilk ağlarda yaygındı.

Bir veriyolunda kablonun her iki ucunda birer sonlandırıcı (küçük bir direnç) bulunmalıdır. Sonlandırıcılar olmazsa sinyaller hatta geri yansır ve verileri bozan parazit oluşturur. Veriyolu ayrıca cihazların sürekli olarak birbirlerinin sözünü kesmeden tek hattı paylaşabilmesi için CSMA/CD (Çakışma Algılamalı Taşıyıcı Dinlemeli Çoklu Erişim) yöntemine dayanıyordu.

Veriyolu topolojisinin onu tarihe karıştıran ciddi dezavantajları vardır. Her cihaz aynı kabloyu paylaştığı için aynı anda yalnızca biri iletim yapabilir; bu nedenle cihaz ekledikçe performans düşer. Daha da kötüsü, omurganın herhangi bir yerindeki tek bir kopukluk veya gevşek bağlantı tüm ağı devre dışı bırakabilir. Sorun gidermek için arızayı bulana kadar kablonun tamamını kontrol etmek gerekir.

İkisini karşılaştırmak, yıldızın neden veriyolunun yerini aldığını açıkça gösterir:

• Kablolama — veriyolu tek bir ortak hat kullanır; yıldız ise cihaz başına bir hat kullanır.
• Arıza toleransı — veriyolunda tek bir kopukluk tüm ağı devre dışı bırakır; yıldız arızaları yalıtır.
• Performans — veriyolu bant genişliğini paylaşır; yıldızdaki anahtarlar her cihaza özel bir yol sağlar.
• Maliyet — veriyolunun kablo maliyeti daha düşüktür, ancak kesinti süresi açısından çok daha pahalıdır.

Temel fark, ortamın nasıl paylaşıldığıdır. Veriyolunda her cihaz tek bir kablo için yarışır; bu nedenle çakışmalar (iki cihazın aynı anda iletim yapması) yaygındır ve sistemi yavaşlatır. Günümüzde kullanılan anahtarlı yıldız yapısı bu sorunu önler: anahtar, her bağlantı noktasına çakışmasız kendi yolunu sağlar. Yıldız ile anahtarın birlikte kullanıldığı tasarımın güvenilir ve hızlı ağlar için varsayılan hâle gelmesinin başlıca nedeni budur.

Yıldız topolojisi her yerdedir: ev yönlendiriciniz, ofis kablolama odası ve veri merkezi raflarının tümü onu kullanır. Saf veriyolu, modern Ethernet'ten büyük ölçüde kaybolmuştur; ancak fikri, eski kablolu televizyon hatları ve bazı endüstriyel denetim veriyolları gibi kimi veriyolu sistemlerinde yaşamaya devam eder. Network+ sınavı için yıldızı baskın ve pratik tasarım, veriyolunu ise geçmişten gelen uyarıcı örnek olarak hatırlayın.

Yıldız topolojisini bir bisiklet tekerleği olarak düşünün: anahtar merkezdir ve her bir tel, bir cihaza gider. Veri yolu topolojisini ise boyunca kapıları olan tek bir koridor gibi düşünün; burada yüksek sesle konuşan tek bir ses bütün koridoru doldurur. Bir tel kopsa bile tekerlek çalışmaya devam eder; koridor herhangi bir yerden çökerse tüm koridor sessizliğe bürünür. Bu imgeler, sınav baskısı altında avantaj ve dezavantajları kolayca hatırlamanızı sağlar.

Yıldız ve veri yolu yerleşimleri hakkındaki anlayışınızı sınayın.

En temel iki ağ yerleşimini karşılaştırdınız. Yıldız topolojisi her cihazı merkezi bir anahtara bağlar; arızaları yalıtır ve kolayca ölçeklenir, ancak anahtar tek bir arıza noktasıdır. Veri yolu topolojisi, her iki ucunda sonlandırıcılar bulunan tek bir omurga kablosunu paylaşır; ucuzdur, ancak herhangi bir kopuklukta ağ genelinde arızalanır ve yük altında yavaşlar. Anahtarlamalı yıldız günümüzde standarttır; veri yolu ise çoğunlukla bir öğretim örneği olarak varlığını sürdürür. Sırada halka ve ağ tasarımlarını inceleyeceksiniz.