ネットワークトポロジー【network topology】

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トポロジーとは

最終更新
2004-01-26T00:00:00+09:00
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コンピュータの世界のネットワークとは、複数台の端末間を線で結び(無線の場合もありますが…今回は解り易く解説するために有線ネットワークを想像してください)、互いにに接続してある状態のことを言います。そのときのネットワークの接続形態をネットワークトポロジーといいます。一般的にネットワークには以下のようなトポロジーがあります。それぞれに長所、短所がありますので、ネットワークを設計する際にまず考えなければならないのが、トポロジーの選択ということになります。特にデジタルネットワークでは、そのネットワークの品質として、スループットパケット損失確率、伝送遅延の等の量が評価の対象となり、トポロジーがこれらの量に大きな影響を与えますので注意が必要となります。では、以下で代表的な4個のトポロジーを解説します。

専用線型ネットワーク

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2004-01-26T00:00:00+09:00
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TOPOLOGY-01

いきなり図なんか出しましたが、まずは用語の解説だけしておきます。DTE【Data Terminal Equipment】(データ端末装置)とは、ネットワークに接続するコンピュータ等の端末装置のことです。DSU【Digital Service Unit】(回線終端装置)とは、デジタル通信網に接続するために必要な信号変換装置です。ISDN【Integrated Services Digital Network】を利用する際にはこのDSUを回線とTA【Terminal Adapter】の間に接続するのですが、一般的なTAにはDSU機能が備わっているため、別途用意する必要の無い場合がほとんどです。ここまできたらCSU【Channel Service Unit】が一体何なのか予想がつくと思います。フレームコンバータとも呼ばれるのですが、一般的にはTAと呼ばれるインターフェースの変換を行う機器を指します。

紛らわしい単語がだいぶ出てきましたが、ネットワーク自体はとても単純です。一般的に、二つの DTE 間で電気通信事業者が用意する専用回線を使用して情報通信をする場合を、専用線型ネットワークといいます。専用線型ネットワークには原則として他者が参入することはできません。よって、セキュリティ性に優れ、システムの安定性も高いので、金融機関などセキュリティを重要視する場合や、インターネットのように自社のLANISP【Internet Service Provider】間の通信のために使用されることが多いです。

単に専用線といっても、各通信事業者によって様々なサービス商品が発売されています。アナログ回線かディジタル回線か、通信帯域はいくらにするか、伝送品質はどのように設定されているか等、選択肢はたくさんあります。以下に専用線サービスの代表的なものをあげます。(呼称は通信事業者によってまちまち)

バス型ネットワーク

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2004-01-26T00:00:00+09:00
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TOPOLOGY-02

図のように、一本の線(同軸ケーブル)に複数のDTEを接続する場合、これをバス型ネットワークといいます。両端には終端装置と呼ばれるものを設置します。バス型ネットワークは構造が単純で、多くのDTEが共同で利用できますので利用効率が高いのが特徴です。ただ、トラフィックが集中したときに通信不能となることが多いのも特徴としてあげることができます。従って、その対策や制限のために装置やプロトコルが多少複雑になっています。また、DTE が広い範囲に分散して配置されている場合には、ネットワークの全長が長くなり逆に不経済となってしまいます。このため、バス型ネットワークはユーザが集中しているLANなどに多く使われています。EthernetIEEE802.3)の10Base-5、10Base-2はバス型ネットワークの最も一般的なものです。

スター型ネットワーク

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TOPOLOGY-03

TOPOLOGY-04

スター型ネットワークは、中心に集線装置【concentrator】を配置して、そこから放射状に広がるネットワーク、または、ツリー状に広がるネットワークのことをいいます。このネットワークの特長として、新規に端末を増やしたい場合に、他に影響を与えることなく接続できる拡張性の高さが挙げられます。更に、バス型ネットワークと違い、情報の流れが分離されていますので処理が簡単になっているのも主な特長です。ただし、DTEが密集している場合などでネットワークの総延長が長くなってしまう欠点もあります。(特に放射型)例として、公衆網では電話回線、Eternetの10BASE-T、ATMネットワークなどを挙げることができます。

ループ型ネットワーク

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2004-01-26T00:00:00+09:00
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TOPOLOGY-05

リング型ネットワークとも呼ばれます。バス型ネットワークの始点と終点を結んだ形のネットワークがループ型ネットワークになります。よって特徴はバス型とほとんど同じですが、バス型のようにDTE間を並列に接続するのではなく、直列に接続することにより信号の流れを一方向に定め、バス型のように双方向の流れをつくりません。このような理由から、信号の衝突が起こらなくなるのです。しかし、任意の端末が故障してしまった場合に、そこで情報の流れが止まってしまうという欠点もあります。(ほとんどの場合、リングを2重にして逆方向の流れも構築してありますので、重大な障害になることはありません。)比較的大規模なLANで多用されていますFDDI-LANや、トークンリングLANなどを例にあげることができます。

メッシュ型ネットワーク

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2007-01-06T18:00:00+09:00
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TOPOLOGY-06

メッシュ型ネットワークは、通信の多い端末同士を直接つなぎ通信が少ない部分は他の端末を経由させる構成です。ネットワークシステムの信頼性設計のため、またはセキュリティ強化のため、特にサーバLANシステムの構成に適用されています。全ての端末を直結する構成をフルメッシュ型ネットワークと呼びます。

混合型ネットワーク

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2004-01-26T00:00:00+09:00
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公衆網やWANなどのように大規模なネットワークでは、上記のトポロジーすべてを組み合わせてできているといっても過言ではありません。そう言った複数のトポロジーを組み合わせたネットワークのことを混合型ネットワークと呼びます。

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Copyright (C) 2003-2007 七鍵 key@do.ai 初版:2004年01月26日 最終更新:2007年01月06日